式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓的變化，調(diào)整向開(kāi)關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路輸出的脈沖信號(hào)的占空比和/或頻率。
[0083]具體的，電壓轉(zhuǎn)換裝置中的開(kāi)關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路包括場(chǎng)效應(yīng)晶體管、互感器、第一二極管、第二二極管、電感和電容。
[0084]需要指出的是，場(chǎng)效應(yīng)晶體管作為開(kāi)關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的開(kāi)關(guān)元件，可優(yōu)選為N溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管。并且，場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極作為開(kāi)關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的開(kāi)關(guān)元件的控制端，電連接控制器的輸出端。場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極電連接串聯(lián)電池組的輸出端的負(fù)極。
[0085]互感器的初級(jí)線圈電連接在開(kāi)關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端的正極與場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極之間，又由于開(kāi)關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端與串聯(lián)電池組的輸出端電連接，由此可實(shí)現(xiàn)以串聯(lián)電池組的輸出電壓作為開(kāi)關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的源電壓的目的?；ジ衅鞯拇渭?jí)線圈電連接在第一二極管的陽(yáng)極與第二二極管的陽(yáng)極之間。第二二極管的陽(yáng)極同時(shí)電連接開(kāi)關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端的負(fù)極。
[0086]第一二極管的陰極通過(guò)電感電連接開(kāi)關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端的正極。第二二極管的陰極電連接第一二極管與電感的連接端。電容電連接在開(kāi)關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端的正負(fù)極之間。其中，電感與電容的連接端作為開(kāi)關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端的正極，電容與第二二極管的陽(yáng)極的連接端作為開(kāi)關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端的負(fù)極。
[0087]以下以兩個(gè)電池單元串聯(lián)連接作為串聯(lián)電池組為例，對(duì)電池輸出平衡裝置進(jìn)行更為詳細(xì)的說(shuō)明。參見(jiàn)圖5，一個(gè)具體實(shí)施例中，串聯(lián)電池組包括第一電池單元Ul和第二電池U2單元，第一電池單元Ul與第二電池單元U2串聯(lián)連接。且第一電池單元Ul與第二電池單元U2均由一個(gè)光伏電池400構(gòu)成。
[0088]相應(yīng)的，由于電壓轉(zhuǎn)換裝置和單向電流傳導(dǎo)裝置與串聯(lián)電池組中的電池單元--
對(duì)應(yīng)，因此電壓轉(zhuǎn)換裝置與單向電流傳導(dǎo)裝置同樣分別包括兩個(gè)。其中，與第一電池單元Ul對(duì)應(yīng)的分別為第一電壓轉(zhuǎn)換裝置和第一單向電流傳導(dǎo)裝置，與第二電池單元U2對(duì)應(yīng)的分別為第二電壓轉(zhuǎn)換裝置和第二單向電流傳導(dǎo)裝置。在本實(shí)施例中，第一單向電流傳導(dǎo)裝置和第二單向電流傳導(dǎo)裝置分別為二極管Dl和二極管D4。
[0089]同時(shí)，參見(jiàn)圖5，與第一電池單元Ul對(duì)應(yīng)的第一電壓轉(zhuǎn)換裝置包括第一開(kāi)關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路、第一放大器Ol和控制器。其中，第一開(kāi)關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路則包括第一 N溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q1、第一互感器Tl、第一二極管D2、第二二極管D3、第一電感LI和第一電容Cl0
[0090]具體的，第一 N溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管Ql作為第一開(kāi)關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的開(kāi)關(guān)元件，其柵極G為第一開(kāi)關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的開(kāi)關(guān)元件的控制端，且其柵極G直接電連接控制器的輸出端。第一 N溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管Ql的源極S電連接第一電池單元Ul與第二電池U2串聯(lián)構(gòu)成的串聯(lián)電池組的輸出端的負(fù)極。第一互感器Tl的初級(jí)線圈電連接在第一開(kāi)關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端In的正極與第一 N溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管Ql的漏極D之間。
[0091]由此，第一開(kāi)關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端In的正極為第一互感器Tl的初級(jí)線圈與串聯(lián)電池組的輸出端的正極的連接端，從而實(shí)現(xiàn)以串聯(lián)電池組的輸出電壓作為第一開(kāi)關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的源電壓。
[0092]第一互感器Tl的次級(jí)線圈電連接在第一二極管D2的陽(yáng)極與第二二極管D3的陽(yáng)極之間。第二二極管D3的陽(yáng)極電連接第一開(kāi)關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端Out的負(fù)極。第一二極管D2的陰極通過(guò)第一電感LI電連接第一開(kāi)關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端Out的正極。第二二極管D3的陰極電連接第一二極管D2與第一電感LI的連接端。并且，第一電容Cl電連接在第一開(kāi)關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端Out的正負(fù)極之間。
[0093]其中，第二二極管D3的陽(yáng)極與第一電容Cl的連接端作為第一開(kāi)關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端Out的負(fù)極(即第一電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸出端Out的負(fù)極)，直接電連接第一電池單元Ul的負(fù)極，同時(shí)還與第一放大器01的反相輸入端電連接。
[0094]第一電感LI與第一電容Cl的連接端則作為第一開(kāi)關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端Out的正極，電連接第一放大器01的同相輸入端。第一放大器01的輸出端則與控制器的輸入端電連接。
[0095]當(dāng)?shù)谝浑姵貑卧猆l的輸出電壓發(fā)生變化(如:第一電池單元Ul的輸出電壓減小)時(shí)，此時(shí)第一電池單元Ul兩端的電壓小于第一電容Cl兩端的電壓(即第一電池單元Ul的輸出電壓小于第一開(kāi)關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端Out的電壓)，這就使得二極管Dl導(dǎo)通。二極管Dl導(dǎo)通后，導(dǎo)致第一開(kāi)關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端Out的電壓下降。
[0096]又由于第一開(kāi)關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端Out的正極電連接第一放大器01的正相輸入端，第一開(kāi)關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端Out的負(fù)極電連接第一放大器01的反相輸入端，因此，通過(guò)第一放大器01的輸出端輸出至控制器的電壓相應(yīng)的發(fā)生變化。由此，控制器根據(jù)第一放大器01的輸出端輸出的數(shù)據(jù)的變化進(jìn)而監(jiān)測(cè)到第一電池單元Ul的輸出電壓的變化。
[0097]當(dāng)控制器通過(guò)第一放大器01輸出端輸出的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)到第一電池單元Ul的輸出電壓發(fā)生變化后，根據(jù)第一放大器01輸出端輸出的電壓的變化調(diào)整輸出至第一 N溝道場(chǎng)效應(yīng)管Ql的柵極的脈沖信號(hào)的占空比和/或頻率，控制第一 N溝道場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通占空比和/或頻率變化，從而使得串聯(lián)電池組的輸出電能通過(guò)第一互感器Tl、第一二極管D2、第二二極管D3、第一電感LI和二極管Dl及時(shí)地補(bǔ)充至第一電池單元Ul，使得第一電池單元Ul的輸出電壓保持在接近于最佳工作電壓點(diǎn)的狀態(tài)。
[0098]當(dāng)?shù)谝浑姵貑卧猆l的輸出電壓未發(fā)生變化，即時(shí)刻保持在最佳工作電壓點(diǎn)狀態(tài)時(shí)，此時(shí)第一電容Cl兩端的電壓則時(shí)刻保持在固定電壓值，該固定電壓值小于且接近于第一電池單元Ul的最佳工作電壓，即第一開(kāi)關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端Out的電壓時(shí)刻保持在固定電壓值，由此輸入至第一放大器01的正相輸入電壓和反相輸入電壓圍繞該固定電壓微觀波動(dòng)，進(jìn)而由第一放大器01的輸出端輸出至控制器的電壓同樣會(huì)略有波動(dòng)。由此，控制器通過(guò)調(diào)整向第一 N溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管輸出的脈沖信號(hào)的占空比和/或頻率，從而使得第一電容Cl兩端的電壓時(shí)刻保持在該固定電壓值即可。
[0099]更為具體的，如第一電池單元Ul為砷化鎵光伏電池時(shí)，由于砷化鎵光伏電池的理想工作電壓為2.75V，當(dāng)串聯(lián)電池組的任意一節(jié)砷化鎵光伏電池的受光偏弱時(shí)，該節(jié)砷化鎵光伏電池的自有受光可產(chǎn)生電流9A，而串聯(lián)電池組中其他砷化鎵光伏電池受光可產(chǎn)生電流11A。為了滿足串聯(lián)電池組電流相等的特性，受光偏弱的該節(jié)砷化鎵光伏電池的電壓會(huì)大幅度下降。當(dāng)受光偏弱的該節(jié)砷化鎵光伏電池的電壓下降時(shí)，第一放大器01的正相輸入電壓與反相輸入電壓的電壓差相應(yīng)發(fā)生變化，進(jìn)而第一放大器01的輸出端輸出的電壓也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。從而由控制器根據(jù)第一放大器01輸出的電壓的變化調(diào)整向第一 N溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極輸入的脈沖信號(hào)的占空比，使得串聯(lián)電池組的輸出電能能夠通過(guò)第一互感器Tl、第一二極管D2、第二二極管D3、第一電感LI和二極管Dl及時(shí)補(bǔ)充到該受光偏弱的砷化鎵光伏電池中，使得該節(jié)砷化鎵光伏電池的電壓維持在2.7V附近，進(jìn)而使得該節(jié)砷化鎵光伏電池的發(fā)電效率達(dá)到其理想發(fā)電效率的98%，基本等于最佳效率，充分發(fā)揮了該節(jié)砷化鎵光伏電池的光電轉(zhuǎn)換能力。
[0100]相應(yīng)的，參見(jiàn)圖5，與第二電池U2對(duì)應(yīng)的第二電壓轉(zhuǎn)換裝置包括第二開(kāi)關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路、第二放大器02和控制器。其中，第二開(kāi)關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路則包括第二 N溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q2、第二互感器T2、第一二極管D5、第二二極管D6、第二電感L2和第二電容C2。
[0101]具體的，第二 N溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q2、第二互感器T2、第一二極管D5、第二二極管D6、第二電感L2和第二電容C2之間的連接關(guān)系，以及上述各器件與二極管D4之間的連接關(guān)系與第一開(kāi)關(guān)式電壓轉(zhuǎn)換電路中的各器件的連接關(guān)系相同，因此，此處不再贅述。
[0102]一個(gè)實(shí)施例中，串連電池組包括4個(gè)串聯(lián)的電池單元，每個(gè)電池單元由一個(gè)光伏電池構(gòu)成。四個(gè)光伏電池分別為光伏電池A、光伏電池B、光伏電池C和光伏電池D，四個(gè)光伏電池均為三節(jié)砷化鎵光伏電池，且遵從IV特性曲線特征。設(shè)某時(shí)刻四個(gè)光伏電池均處于最佳工作狀態(tài)，輸出電流為10A，輸出電壓為2.75V。則有串聯(lián)電池組的總輸出電壓為11V，總輸出電流10A，總輸出功率=11*10 = IlOffo當(dāng)光伏電池A受光路徑被部分遮擋時(shí)，其對(duì)應(yīng)的輸出電流下降到7A，因?yàn)榇?lián)回路電流相等，此時(shí)根據(jù)IV曲線，光伏電池A難以達(dá)到光伏電池B、光伏電池C或光伏電池D的輸出電流，其輸出電壓下降到接近于0V。而光伏電池B、光伏電池C和光伏電池D因難以達(dá)到最佳工作電流10A，從而輸出電壓均上升到3.1V。此時(shí)，串連電池組的總輸出電壓約等于3.1*3 = 9.3V，總輸出電流等于7A，總輸出功率=7*9.3 = 65.1o這比理想總輸出功率下降了約40%。如果這時(shí)平衡電路介入，向光伏電池A輸出電流3A，使其輸出電壓達(dá)到2.7V，這需要從串聯(lián)電池組A、B、C、D的總輸出功率獲取能量，且消耗約10%的總輸出功率，