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數(shù)字式控制太陽能光伏逆變器的制作方法

文檔序號(hào):7283577閱讀:280來源:國知局
專利名稱:數(shù)字式控制太陽能光伏逆變器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型涉及一種能對(duì)太陽能電源進(jìn)行逆變輸出的逆變器,特別是數(shù)字式控制太陽能光伏逆變器。
背景技術(shù)
隨著人類社會(huì)的飛速發(fā)展,能源需求越來越大,隨之而來的是傳統(tǒng)能源(如煤炭、石油、天然氣等)的枯竭速度也越來越快,為此人們?cè)诓粩嗵綄だ每稍偕茉?。太陽能作為一種清潔、無污染的可再生能源,正得到越來越廣泛的應(yīng)用。而太陽能電池的輸出特性隨日照、溫度的變化而變化,因此,由太陽能電池產(chǎn)生的電流往往不夠平穩(wěn),不利于負(fù)載的正常工作。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種數(shù)字式控制太陽能光伏逆變器,與太陽能電池配合使用,能夠輸出平穩(wěn)、純凈的電流,確保負(fù)載正常工作,且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,經(jīng)濟(jì)、實(shí)用,輸出電流穩(wěn)定,易于為廣大消費(fèi)者接受。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種數(shù)字式控制太陽能光伏逆變器,包括機(jī)箱以及安裝在機(jī)箱內(nèi)的電路板,電路板上設(shè)置著其輸入端與太陽能電池相連而其輸出端連接著蓄電池的充電保護(hù)電路,所說的電路板上還設(shè)置著依次相連的放電保護(hù)控制電路以及逆變控制電路,放電保護(hù)控制電路的輸入端連接著蓄電池,逆變控制電路的輸出端與負(fù)載相連;逆變控制電路包括逆變控制主電路和逆變主電路,其中逆變主電路為采用MOSFET功率器件構(gòu)成的逆變?nèi)珮螂娐贰?br> 本實(shí)用新型在工作時(shí),太陽能電池產(chǎn)生的電流經(jīng)過充電保護(hù)電路為蓄電池充電,當(dāng)本實(shí)用新型逆變器接有負(fù)載時(shí),蓄電池經(jīng)過放電保護(hù)控制電路和逆變控制電路向負(fù)載輸出電流,由于逆變控制電路中的逆變主電路為采用MOSFET功率器件構(gòu)成的逆變?nèi)珮螂娐?,而這種電路功率器件所承受的關(guān)斷電壓較低,輸出的波形純凈、電流穩(wěn)定,電路抗不平衡能力強(qiáng),因此能確保負(fù)載正常工作。本實(shí)用新型生產(chǎn)成本較低,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,經(jīng)濟(jì)、實(shí)用,易于為廣大消費(fèi)者接受。


下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
圖1為本實(shí)用新型的電路連接框圖;圖2為本實(shí)用新型的系統(tǒng)原理圖;圖3為本實(shí)用新型的逆變主電路原理圖;圖4為本實(shí)用新型的逆變控制主電路原理圖;圖5為本實(shí)用新型逆變器箱體的主視局部剖面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6為本實(shí)用新型逆變器箱體的右視結(jié)構(gòu)示意圖;圖7為本實(shí)用新型逆變器箱體的左視局部剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
一種數(shù)字式控制太陽能光伏逆變器,如圖1至圖7所示,包括機(jī)箱以及安裝在機(jī)箱內(nèi)的電路板,電路板上設(shè)置著其輸入端與太陽能電池相連而其輸出端連接著蓄電池的充電保護(hù)電路,所說的電路板上還設(shè)置著依次相連的放電保護(hù)控制電路以及逆變控制電路,放電保護(hù)控制電路的輸入端連接著蓄電池,逆變控制電路的輸出端與負(fù)載相連;逆變控制電路包括逆變控制主電路和逆變主電路,其中逆變主電路為采用MOSFET功率器件構(gòu)成的逆變?nèi)珮螂娐?,在逆變橋路的上下端并接?uF突波吸收電容。這種電路功率器件所承受的關(guān)斷電壓較低,輸出波形較好,通過簡(jiǎn)單的濾波就能得到純凈的方波或正弦波電流,電路抗不平衡能力強(qiáng),成本較低。如圖1所示,本實(shí)用新型電路板上還設(shè)置著分別與負(fù)載和逆變控制電路相連、構(gòu)成電信號(hào)循環(huán)回路的電流電壓檢測(cè)電路。
如圖3所示,在逆變主電路的直流輸入側(cè)安裝著逆變器開關(guān)KM1,使得本逆變器在滿載工作時(shí)可以隨意通斷逆變器開關(guān)KM1而不會(huì)損壞逆變器。如圖4所示,逆變控制主電路采用PIC16F73作為中央處理器,PIC16F73共有28個(gè)引腳,是RISC類單片機(jī),單指令周期采用哈佛流水線結(jié)構(gòu),4個(gè)時(shí)鐘周期等于一個(gè)指令執(zhí)行周期,支持ISP編程模式,F(xiàn)LASH ROM容量4K(14-bit),DATA RAM容量192Byte,8位AD采樣5路,3個(gè)獨(dú)立工作的定時(shí)器,時(shí)鐘頻率DC-20MHz。這種單片機(jī)具有非常好的抗干擾性能和非常低運(yùn)行功耗,可靠性高,價(jià)格低廉,應(yīng)用廣泛。本實(shí)用新型簡(jiǎn)化了采樣電路,如圖1所示,在電路板上設(shè)置著電量檢測(cè)電路,該電量檢測(cè)電路的信號(hào)輸入端連接著蓄電池,電量檢測(cè)電路的兩個(gè)輸出端分別與充電保護(hù)電路以及放電保護(hù)控制電路相連。這樣,蓄電池電壓、交流反饋電壓和光伏組件電壓通過電阻分壓直接采樣,溫度傳感器(NTC電阻)與電阻分壓實(shí)現(xiàn)采樣,輸出電流經(jīng)過運(yùn)放放大采樣。直接采樣具有電路簡(jiǎn)單且成本低的特點(diǎn),為了防止干擾信號(hào)也被采樣,在AD轉(zhuǎn)換中可以采用FFT和積分取平均值等方法,就可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)有效值的采集。PIC16F73沒有硬件PWM模塊,而它的2個(gè)通用I/O口可以發(fā)生PWM信號(hào)(采用數(shù)字合成技術(shù)實(shí)現(xiàn)SPWM信號(hào)),一個(gè)定時(shí)器作為系統(tǒng)定時(shí)中斷,一個(gè)作為PID調(diào)節(jié)器的定時(shí)器使用。為了防止通用I/O在系統(tǒng)上電時(shí)可能發(fā)生直通,在硬件電路中加入了上電延時(shí),避免了上電時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)。驅(qū)動(dòng)電路采用通用光藕TLP521-1隔離驅(qū)動(dòng),基于3個(gè)三極管做推挽驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)了負(fù)壓關(guān)斷。驅(qū)動(dòng)電源利用NE555構(gòu)成正激開關(guān)電源,輸出3路相互隔離的20V電源。蓄電池充、放電保護(hù)電路的充放電控制使用PIC16F73通用I/O口發(fā)生信號(hào),這樣即簡(jiǎn)化了系統(tǒng)硬件電路,也有效利用了PIC16F73的資源。充電采用了均充和浮充兩種模式,充電電壓高于保護(hù)電壓(2.4V)時(shí),自動(dòng)關(guān)斷對(duì)蓄電池充電;此后當(dāng)電壓掉至維護(hù)電壓(2.3V)時(shí),蓄電池進(jìn)入浮充狀態(tài),當(dāng)?shù)陀诨謴?fù)電壓(2.2V)后浮充關(guān)閉,進(jìn)入均充狀態(tài)。均充保護(hù)恢復(fù)點(diǎn)電壓和浮充保護(hù)恢復(fù)點(diǎn)電壓均有溫度補(bǔ)償。為了實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償功能,如圖1所示,在電路板上設(shè)置著溫度檢測(cè)電路,該溫度檢測(cè)電路的信號(hào)輸入端與其中設(shè)置有溫度傳感器的蓄電池相連,溫度檢測(cè)電路的兩個(gè)信號(hào)輸出端分別與充電保護(hù)電路以及放電保護(hù)控制電路相連。
如圖5、圖6、圖7所示,在本實(shí)用新型逆變器箱體6的前面板上均布設(shè)置著前導(dǎo)風(fēng)孔12,在逆變器箱體6的后面板上設(shè)置著散熱風(fēng)扇11,逆變器箱體6的中部水平設(shè)置著金屬隔板9,金屬隔板9將逆變器箱體6內(nèi)的空間分成上、下兩部分,在該下部空間內(nèi)設(shè)置著變壓器10。逆變器的電路板分成主電路板13和控制電路板8兩塊,二者相互呈90度角、均設(shè)置在金屬隔板9上方的逆變器箱體6內(nèi),在逆變器箱體6的側(cè)面板上由上到下均布設(shè)置著側(cè)導(dǎo)風(fēng)孔7,側(cè)導(dǎo)風(fēng)孔7靠近箱體6的前面板。由于本實(shí)用新型箱體6采用了立式雙層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)原理,在過熱保護(hù)時(shí),在風(fēng)扇11吸力下,既能夠確??諝忭槙沉鲃?dòng),很快達(dá)到降溫恢復(fù)點(diǎn),節(jié)省能源,有利于提高效率,又能有效屏蔽變壓器10所產(chǎn)生的磁場(chǎng),電磁兼容性好,抗干擾能力強(qiáng)。
權(quán)利要求1.一種數(shù)字式控制太陽能光伏逆變器,包括機(jī)箱以及安裝在機(jī)箱內(nèi)的電路板,其特征是電路板上設(shè)置著其輸入端與太陽能電池相連而其輸出端連接著蓄電池的充電保護(hù)電路,所說的電路板上還設(shè)置著依次相連的放電保護(hù)控制電路以及逆變控制電路,放電保護(hù)控制電路的輸入端連接著蓄電池,逆變控制電路的輸出端與負(fù)載相連;逆變控制電路包括逆變控制主電路和逆變主電路,其中逆變主電路為采用MOSFET功率器件構(gòu)成的逆變?nèi)珮螂娐贰?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字式控制太陽能光伏逆變器,其特征是在逆變橋路的上下端并接有1uF突波吸收電容。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字式控制太陽能光伏逆變器,其特征是在電路板上設(shè)置著溫度檢測(cè)電路,該溫度檢測(cè)電路的信號(hào)輸入端與其中設(shè)置有溫度傳感器的蓄電池相連,溫度檢測(cè)電路的兩個(gè)信號(hào)輸出端分別與充電保護(hù)電路以及放電保護(hù)控制電路相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字式控制太陽能光伏逆變器,其特征是在電路板上設(shè)置著電量檢測(cè)電路,該電量檢測(cè)電路的信號(hào)輸入端連接著蓄電池,電量檢測(cè)電路的兩個(gè)輸出端分別與充電保護(hù)電路以及放電保護(hù)控制電路相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字式控制太陽能光伏逆變器,其特征是電路板上還設(shè)置著分別與負(fù)載和逆變控制電路相連、構(gòu)成電信號(hào)循環(huán)回路的電流電壓檢測(cè)電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字式控制太陽能光伏逆變器,其特征是逆變器箱體(6)的前面板上均布設(shè)置著前導(dǎo)風(fēng)孔(12),在逆變器箱體(6)的后面板上設(shè)置著散熱風(fēng)扇(11),逆變器箱體(6)的中部水平設(shè)置著金屬隔板(9),金屬隔板(9)將逆變器箱體(6)內(nèi)的空間分成上、下兩部分,在該下部空間內(nèi)設(shè)置著變壓器(10),逆變器的電路板分成主電路板(13)和控制電路板(8)兩塊,二者相互呈90度角、均設(shè)置在金屬隔板(9)上方的逆變器箱體(6)內(nèi),在逆變器箱體(6)的側(cè)面板上由上到下均布設(shè)置著側(cè)導(dǎo)風(fēng)孔(7),側(cè)導(dǎo)風(fēng)孔(7)靠近箱體(6)的前面板。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種數(shù)字式控制太陽能光伏逆變器,包括機(jī)箱以及安裝在機(jī)箱內(nèi)的電路板,電路板上設(shè)置著其輸入端與太陽能電池相連而其輸出端連接著蓄電池的充電保護(hù)電路,所說的電路板上還設(shè)置著依次相連的放電保護(hù)控制電路以及逆變控制電路,放電保護(hù)控制電路的輸入端連接著蓄電池,逆變控制電路的輸出端與負(fù)載相連;逆變控制電路包括逆變控制主電路和逆變主電路,其中逆變主電路為采用MOSFET功率器件構(gòu)成的逆變?nèi)珮螂娐贰1緦?shí)用新型與太陽能電池配合使用,能夠輸出平穩(wěn)、純凈的電流,確保負(fù)載正常工作,且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,經(jīng)濟(jì)、實(shí)用,輸出電流穩(wěn)定,易于為廣大消費(fèi)者接受。
文檔編號(hào)H02M7/5387GK2859898SQ20052003740
公開日2007年1月17日 申請(qǐng)日期2005年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月16日
發(fā)明者林閩, 余曉東, 張艷紅, 呂紹勤, 余海東, 熱孜望 申請(qǐng)人:新疆新能源研究所
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