光伏電池板發(fā)出的電能是隨著天氣、溫度、負(fù)載等變化而不斷變化的直流電能,其發(fā)出的電能的質(zhì)量和性能很差,很難直接供給負(fù)載使用。需要使用電力電子器件構(gòu)成的轉(zhuǎn)換器,也就是DC-DC轉(zhuǎn)換器,將該電能進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂坪妥儞Q,變成適合負(fù)載使用的電能供給負(fù)載或者電網(wǎng)。電力電子轉(zhuǎn)換器的基本作用是把一個(gè)固定的電能轉(zhuǎn)換成另一種形式的電能進(jìn)行輸出,從而滿足不同負(fù)載的要求。
根據(jù)輸入和輸出的不同形式,可將電力電子轉(zhuǎn)換器分為四類,即AC-DC轉(zhuǎn)換器、DC-AC轉(zhuǎn)換器、DC-DC轉(zhuǎn)換器和AC-AC轉(zhuǎn)換器。在離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)中采用的是DC-DC轉(zhuǎn)換器。它是光伏發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵組成成分,一般具備有幾種功能:最大功率點(diǎn)追蹤、蓄電池充電、PID自動控制、直流電的升壓或降壓以及逆變。
DC-DC轉(zhuǎn)換器,其工作原理是通過調(diào)節(jié)控制開關(guān),將一種持續(xù)的直流電壓轉(zhuǎn)換成另一種(固定或可調(diào))的直流電壓,其中二極管起續(xù)流的作用,LC電路用來濾波。
DC-DC轉(zhuǎn)換電路可以分為很多種,從工作方式的角度來看,可以分為:升壓式、降壓式、升降壓式和庫克式等。
降壓式轉(zhuǎn)換器(BuckConverter)是一種輸出電壓等于或小于輸入電壓的單管非隔離直流轉(zhuǎn)換器;升降壓式變換器(Buck-BoostConverter)轉(zhuǎn)換電路的主要架構(gòu)由PWM控制器與一個(gè)變壓器或兩個(gè)獨(dú)立電感組合而成,可產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出電壓。當(dāng)輸入電壓高于目標(biāo)電壓時(shí),轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行降壓;當(dāng)輸入電壓下降至低于目標(biāo)電壓時(shí),系統(tǒng)可以調(diào)整工作周期,使轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行升壓動作;而升壓式轉(zhuǎn)換器(BoostConverter)是輸出電壓高于輸入電壓的單管不隔離直流轉(zhuǎn)換器,所用的電力電子器件及元件和Buck轉(zhuǎn)換器相同,兩者的區(qū)別僅僅是電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不同。