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[2019年IEEE能源转换大会暨博览会（ECCE）- 美国马里兰州巴尔的摩（2019.9.29-2019.10.3）] 2019年IEEE能源转换大会暨博览会（ECCE）- 一种基于CMOS的横向阵列多带隙聚光光伏系统能量收集方法

DOI：10.1109/ECCE.2019.8912883 出版年份：2019 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 本文提出了一种基于电池块级集成CMOS转换器的聚光光伏(CPV)系统能量采集方案。该系统采用横向排列多带隙(LAMB)电池结构构建，相比传统串联式系统具有更高效率和更低成本的潜力。子?？榭槟诘牡绯赝ü频缪蛊ヅ淞?，基于CMOS的多输入单输出转换器在本地执行最大功率点跟踪(MPPT)的同时实现能量采集与整合。首先，利用全天实测太阳光谱对比了传统串联式CPV与采用MISO转换器的LAMB CPV的建模性能，模型预测典型日LAMB?？槠骄啥嗵崛?gt;19%的能量。随后采用130nm CMOS工艺开发了工作频率10MHz的微型化MISO直流-直流转换器原型，在45-160mW功率等级下，该原型转换器在适配LAMB光伏电池块可用空间的小型化设计中实现了>92%标称效率和>95%峰值效率。结果表明LAMB CPV架构具有增强太阳能捕获的潜力。
作者： Haoquan Zhang，Konstantin Martynov，Duanhui Li，David J. Perreault
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究基于电池块级集成CMOS转换器的聚光光伏（CPV）系统能量收集方法，将其性能与传统串联式系统进行对比，并展示其在增强太阳能捕获方面的潜力。

研究成果

基于LAMB的多结聚光光伏系统相比传统串联电池结构具有显著的能量提取优势，尤其在光谱变化条件下表现突出。所开发的功率管理方案采用小尺寸CMOS基能量收集转换器，展现出高转换效率与最大功率点跟踪效率，验证了LAMB架构在提升太阳能捕获方面的潜力。

研究不足

该研究聚焦于电池组级电源管理的设计，并未涉及与交流电网接口的多转换器集成问题。原型机的性能评估是在特定条件下进行的，其可扩展性和长期可靠性未予讨论。

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