專(zhuān)利名稱(chēng):太陽(yáng)能無(wú)電池離網(wǎng)型換流器系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明有關(guān)于一種太陽(yáng)能無(wú)電池離網(wǎng)型換流器系統(tǒng)及其控制方法,尤指一種利用控制器控制換流器操作的太陽(yáng)能無(wú)電池離網(wǎng)型換流器系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術(shù):
請(qǐng)參照?qǐng)D1,圖1為現(xiàn)有技術(shù)中太陽(yáng)能換流器系統(tǒng)100的示意圖。如圖1所示,換流器104耦接太陽(yáng)能板102與電池106,其中電池106用以儲(chǔ)能。當(dāng)太陽(yáng)能板102產(chǎn)生的能量無(wú)法滿足負(fù)載108所需的耗能時(shí),控制器110可控制電池106釋放儲(chǔ)能,以滿足負(fù)載108 所需的耗能并維持換流器104繼續(xù)運(yùn)作,也就是換流器104不被關(guān)機(jī)。由于降低成本的緣故,太陽(yáng)能換流器系統(tǒng)可能被要求不包含電池。因此,對(duì)于太陽(yáng)能換流器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者言,如何設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)電池且能夠穩(wěn)定工作的太陽(yáng)能換流器系統(tǒng)將是一個(gè)重要的課題。關(guān)于太陽(yáng)能換流器的一些電路架構(gòu)及基本原理可參考美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào) 20110089886、美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)20100264869及美國(guó)專(zhuān)利專(zhuān)利號(hào)7986539等專(zhuān)利文獻(xiàn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種太陽(yáng)能無(wú)電池離網(wǎng)型換流器系統(tǒng)及其控制方法,能降低太陽(yáng)能無(wú)電池離網(wǎng)型換流器系統(tǒng)的成本,以及提高太陽(yáng)能無(wú)電池離網(wǎng)型換流器系統(tǒng)的穩(wěn)定度。本發(fā)明的一實(shí)施例提供一種太陽(yáng)能無(wú)電池離網(wǎng)型換流器系統(tǒng),包含換流器,用以將太陽(yáng)能板提供的直流電壓轉(zhuǎn)換成交流電壓,該換流器具有輸入端、 輸出端及控制端,其中該輸入端用以耦接該太陽(yáng)能板,以接收該直流電壓,以及該輸出端用以耦接負(fù)載,以輸出該交流電壓;及控制器,耦接該控制端,于啟動(dòng)時(shí)逐步增加該交流電壓,以使該直流電壓逐漸下降,當(dāng)該直流電壓小于直流電壓預(yù)定值時(shí),該控制器停止增加該交流電壓。優(yōu)選的,該直流電壓預(yù)定值為該太陽(yáng)能板的開(kāi)路電壓的0. 75倍-0. 8倍。優(yōu)選的,當(dāng)該直流電壓小于預(yù)定值時(shí),該控制器關(guān)閉該換流器。本發(fā)明還提供一種太陽(yáng)能無(wú)電池離網(wǎng)型換流器系統(tǒng)的控制方法,利用如上所述的太陽(yáng)能無(wú)電池離網(wǎng)型換流器系統(tǒng),該太陽(yáng)能無(wú)電池離網(wǎng)型換流器系統(tǒng)包含換流器及控制器,該換流器具有輸入端、輸出端及控制端,該輸入端用以耦接太陽(yáng)能板,以接收直流電壓, 該輸出端用以耦接負(fù)載,以輸出交流電壓,且該控制器用以改變?cè)摻涣麟妷?,該控制方法包含判斷該交流電壓是否小于交流電壓目?biāo)值;當(dāng)該交流電壓小于該交流電壓目標(biāo)值時(shí),判斷該直流電壓是否小于直流電壓預(yù)定值;及根據(jù)判斷結(jié)果,執(zhí)行相對(duì)應(yīng)動(dòng)作。
優(yōu)選的,根據(jù)該判斷結(jié)果,執(zhí)行該相對(duì)應(yīng)動(dòng)作包含當(dāng)該直流電壓大于該直流電壓預(yù)定值時(shí),增加該交流電壓;及判斷該交流電壓是否小于該交流電壓目標(biāo)值。優(yōu)選的,根據(jù)該判斷結(jié)果,執(zhí)行該相對(duì)應(yīng)動(dòng)作包含停止增加該交流電壓。優(yōu)選的,該控制方法另包含該控制器使該換流器輸出前一次或前兩次的該交流電壓的交流電壓值。優(yōu)選的,該直流電壓預(yù)定值為該太陽(yáng)能板的開(kāi)路電壓的0. 75倍-0. 8倍。優(yōu)選的,該控制方法另包含當(dāng)該直流電壓小于特定值時(shí),該控制器關(guān)閉該換流器。優(yōu)選的,該控制方法另包含經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間后,該控制器再次啟動(dòng)該換流器。優(yōu)選的,該交流電壓的增加幅度為0. 3V-0. 8V/次。本發(fā)明提供一種太陽(yáng)能無(wú)電池離網(wǎng)型換流器系統(tǒng)及其控制方法。該太陽(yáng)能無(wú)電池離網(wǎng)型換流器系統(tǒng)及該控制方法利用控制器控制換流器供應(yīng)給負(fù)載的交流電壓,以使該換流器的輸入端的直流電壓逐步朝向直流電壓預(yù)定值。因此,本發(fā)明可降低該太陽(yáng)能無(wú)電池離網(wǎng)型換流器系統(tǒng)的成本,確保該太陽(yáng)能無(wú)電池離網(wǎng)型換流器系統(tǒng)不會(huì)忽然關(guān)機(jī),以及提高該太陽(yáng)能無(wú)電池離網(wǎng)型換流器系統(tǒng)的穩(wěn)定度。本發(fā)明的其他詳細(xì)特征、及細(xì)節(jié)可由以下實(shí)施方式的說(shuō)明以及權(quán)利要求書(shū)得知。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種太陽(yáng)能換流器系統(tǒng)的示意圖;圖2為本發(fā)明的一實(shí)施例說(shuō)明一種太陽(yáng)能無(wú)電池離網(wǎng)型換流器系統(tǒng)的示意圖;圖3為說(shuō)明太陽(yáng)能無(wú)電池離網(wǎng)型換流器系統(tǒng)輸出的直流電壓與直流電流的關(guān)系示意圖;圖4為本發(fā)明的另一實(shí)施例說(shuō)明一種太陽(yáng)能無(wú)電池離網(wǎng)型換流器系統(tǒng)的控制方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參照?qǐng)D2和圖3,圖2為本發(fā)明的一實(shí)施例說(shuō)明一種太陽(yáng)能無(wú)電池離網(wǎng)型換流器系統(tǒng)200的示意圖,圖3為說(shuō)明太陽(yáng)能無(wú)電池離網(wǎng)型換流器系統(tǒng)200輸出的直流電壓VDC與直流電流IDC的關(guān)系示意圖。如圖2和圖3所示,太陽(yáng)能無(wú)電池離網(wǎng)型換流器系統(tǒng)200包含換流器202及控制器204。換流器202用以將太陽(yáng)能板206提供的直流電壓VDC轉(zhuǎn)換成交流電壓VAC,換流器202具有輸入端、輸出端及控制端,其中換流器202的輸入端用以耦接太陽(yáng)能板206,以接收直流電壓VDC,以及換流器202的輸出端用以耦接負(fù)載208,以輸出交流電壓VAC ;控制器204耦接換流器202的控制端,于太陽(yáng)能無(wú)電池離網(wǎng)型換流器系統(tǒng)200 啟動(dòng)時(shí)逐步增加交流電壓VAC,以使直流電壓VDC從太陽(yáng)能板206的開(kāi)路電壓V0PEN(例如 50V)逐漸下降,當(dāng)直流電壓VDC小于直流電壓預(yù)定值VL(例如40V)時(shí),控制器204停止增加交流電壓VAC。最大功率輸出點(diǎn)(MPP)所對(duì)應(yīng)的電壓值一般為為太陽(yáng)能板206的開(kāi)路電壓VOPEN的0. 75倍。直流電壓預(yù)定值VL設(shè)定在0. 75-0. 8倍的開(kāi)路電壓V0PEN,也就是直流電壓預(yù)定值VL略大于最大功率輸出點(diǎn)(MPP)所對(duì)應(yīng)的電壓值(VMPP)。如圖2和圖3所示,當(dāng)太陽(yáng)能無(wú)電池離網(wǎng)型換流器系統(tǒng)200啟動(dòng)時(shí),控制器204由交流電壓預(yù)定值(例如20V)開(kāi)始逐步增加換流器202供應(yīng)給負(fù)載208的交流電壓VAC,且控制器204控制換流器202供應(yīng)給負(fù)載208的交流電壓VAC的增加量為0. 3V/次。但本發(fā)明并不受限于控制器204由20V開(kāi)始逐步增加換流器202供應(yīng)給負(fù)載208的交流電壓 VAC,且亦不受限于控制器204控制換流器202供應(yīng)給負(fù)載208的交流電壓VAC的增加量為 0. 3V/次。如圖3所示,因?yàn)榭刂破?04控制換流器202的輸出端的交流電壓VAC逐步增加,所以換流器202的輸入端的直流電壓VDC會(huì)朝向直流電壓值VL逐步下降。當(dāng)直流電壓 VDC大于直流電壓預(yù)定值VL時(shí),控制器204會(huì)繼續(xù)逐步增加換流器202供應(yīng)給負(fù)載208的交流電壓VAC ;當(dāng)直流電壓VDC小于直流電壓預(yù)定值VL時(shí),控制器204停止增加換流器202 供應(yīng)給負(fù)載208的交流電壓VAC,且控制器204控制換流器202輸出前一次或前兩次的交流電壓值。例如,交流電壓VAC的增加量設(shè)定為0. 3V/次,直流電壓預(yù)定值VL設(shè)定為40V, 當(dāng)交流電壓VAC被提高至200. 3V時(shí),控制器204偵測(cè)到直流電壓VDC小于直流電壓預(yù)定值 VL(40V)時(shí),控制器204控制換流器202的輸出端的交流電壓VAC,使其回到前一次的交流電壓值O00V)或前兩次的交流電壓值(199. 7V)。利用上述控制方法,可限制換流器202的輸出能量,不致于讓換流器202的輸出能量突然超過(guò)輸入的能量而造成換流器202關(guān)機(jī)。另外,當(dāng)太陽(yáng)能板206所提供的能量于一段時(shí)間(例如3秒)無(wú)法滿足負(fù)載所消耗的能量時(shí),直流電壓VDC會(huì)降至特定值(例如18V),此時(shí)控制器204會(huì)關(guān)閉換流器202, 并等待一段時(shí)間(例如一分鐘)后再重新啟動(dòng)換流器202。請(qǐng)參照?qǐng)D4、圖2和圖3,圖4為本發(fā)明的另一實(shí)施例說(shuō)明一種太陽(yáng)能無(wú)電池離網(wǎng)型換流器系統(tǒng)的控制方法的流程圖。圖4的方法利用圖2的太陽(yáng)能無(wú)電池離網(wǎng)型換流器系統(tǒng)200,詳細(xì)步驟如下步驟400:開(kāi)始;步驟402 判斷交流電壓VAC是否小于交流電壓目標(biāo)值VT ;如果是,執(zhí)行步驟404 ; 如果否,跳至步驟410 ;步驟404 判斷直流電壓VDC是否小于直流電壓預(yù)定值VL ;如果是,進(jìn)行步驟408 ; 如果否,執(zhí)行步驟406 ;步驟406 增加交流電壓VAC,跳回步驟402 ;步驟408 停止增加交流電壓VAC,并使換流器202輸出前一次或前兩次交流電壓 VAC的交流電壓值;步驟410:結(jié)束。在步驟402中,交流電壓目標(biāo)值VT,可根據(jù)負(fù)載208的規(guī)格事先設(shè)定在IlOV或 220V。在步驟406中,控制器204由交流電壓預(yù)定值(例如20V)開(kāi)始增加,增加量可設(shè)定在0. 3V 0. 8V之間。如圖3所示,當(dāng)輸出端的交流電壓VAC逐步增加時(shí),輸入端的直流電壓VDC會(huì)朝向直流電壓預(yù)定值VL逐步下降。在步驟404中,當(dāng)直流電壓VDC小于直流電壓預(yù)定值VL時(shí),執(zhí)行步驟408,此時(shí)控制器204停止增加交流電壓VAC的電壓值,并使換流器 202輸出前一次或前兩次交流電壓VAC的交流電壓值。舉例說(shuō)明,直流電壓預(yù)定值VL設(shè)定為 40V,增加量為0. 3V/次,當(dāng)交流電壓VAC被提高到200. 3V時(shí),假設(shè)直流電壓VDC為39. 5V,由于直流電壓VDC (39. 5V)小于直流電壓預(yù)定值VL (40V),執(zhí)行步驟408,控制器204停止增加交流電壓VAC,且讓換流器202輸出前一次交流電壓VAC的交流電壓值Q00V)或前兩次的的交流電壓值(199. 7V)。綜上所述,本發(fā)明所提供的太陽(yáng)能無(wú)電池離網(wǎng)型換流器系統(tǒng)及其控制方法利用控制器控制換流器供應(yīng)給負(fù)載的交流電壓,以使換流器的輸入端的直流電壓朝向直流電壓預(yù)定值逐漸降低,直流電壓預(yù)定值略大于最大功率輸出點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的電壓值。因此,本發(fā)明可降低太陽(yáng)能無(wú)電池離網(wǎng)型換流器系統(tǒng)的成本,確保太陽(yáng)能無(wú)電池離網(wǎng)型換流器系統(tǒng)在沒(méi)有電池的狀態(tài)下,不會(huì)忽然關(guān)機(jī),以及提高太陽(yáng)能無(wú)電池離網(wǎng)型換流器的穩(wěn)定度。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例,凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化與修飾,皆應(yīng)屬本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種太陽(yáng)能無(wú)電池離網(wǎng)型換流器系統(tǒng),其特征在于,包含換流器,用以將太陽(yáng)能板提供的直流電壓轉(zhuǎn)換成交流電壓,該換流器具有輸入端、輸出端及控制端,其中該輸入端用以耦接該太陽(yáng)能板,以接收該直流電壓,以及該輸出端用以耦接負(fù)載,以輸出該交流電壓;及控制器,耦接該控制端,于啟動(dòng)時(shí)逐步增加該交流電壓,以使該直流電壓逐漸下降,當(dāng)該直流電壓小于直流電壓預(yù)定值時(shí),該控制器停止增加該交流電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能無(wú)電池離網(wǎng)型換流器系統(tǒng),其特征在于, 該直流電壓預(yù)定值為該太陽(yáng)能板的開(kāi)路電壓的0. 75倍-0. 8倍。
3.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能無(wú)電池離網(wǎng)型換流器系統(tǒng),其特征在于, 當(dāng)該直流電壓小于預(yù)定值時(shí),該控制器關(guān)閉該換流器。
4.一種太陽(yáng)能無(wú)電池離網(wǎng)型換流器系統(tǒng)的控制方法,其特征在于,該太陽(yáng)能無(wú)電池離網(wǎng)型換流器系統(tǒng)包含換流器及控制器,該換流器具有輸入端、輸出端及控制端,該輸入端用以耦接太陽(yáng)能板,以接收直流電壓,該輸出端用以耦接負(fù)載,以輸出交流電壓,且該控制器用以改變?cè)摻涣麟妷?,該控制方法包含判斷該交流電壓是否小于交流電壓目?biāo)值;當(dāng)該交流電壓小于該交流電壓目標(biāo)值時(shí),判斷該直流電壓是否小于直流電壓預(yù)定值;及根據(jù)判斷結(jié)果,執(zhí)行相對(duì)應(yīng)動(dòng)作。
5.如權(quán)利要求4所述的控制方法,其特征在于,根據(jù)該判斷結(jié)果,執(zhí)行該相對(duì)應(yīng)動(dòng)作包含當(dāng)該直流電壓大于該直流電壓預(yù)定值時(shí),增加該交流電壓;及判斷該交流電壓是否小于該交流電壓目標(biāo)值。
6.如權(quán)利要求4所述的控制方法,其特征在于,根據(jù)該判斷結(jié)果,執(zhí)行該相對(duì)應(yīng)動(dòng)作包含停止增加該交流電壓。
7.如權(quán)利要求6所述的控制方法,其特征在于,該控制方法另包含該控制器使該換流器輸出前一次或前兩次的該交流電壓的交流電壓值。
8.如權(quán)利要求4所述的控制方法,其特征在于,該直流電壓預(yù)定值為該太陽(yáng)能板的開(kāi)路電壓的0. 75倍-0.8倍。
9.如權(quán)利要求4所述的控制方法,其特征在于,該控制方法另包含 當(dāng)該直流電壓小于特定值時(shí),該控制器關(guān)閉該換流器。
10.如權(quán)利要求9所述的控制方法,其特征在于,該控制方法另包含 經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間后,該控制器再次啟動(dòng)該換流器。
11.如權(quán)利要求4所述的控制方法,其特征在于,該交流電壓的增加幅度為0.3V-0.8V/
全文摘要
本發(fā)明揭露一種太陽(yáng)能無(wú)電池離網(wǎng)型換流器系統(tǒng)及其控制方法,該太陽(yáng)能無(wú)電池離網(wǎng)型換流器系統(tǒng)包含換流器及控制器。該換流器用以將太陽(yáng)能板提供的直流電壓轉(zhuǎn)換成交流電壓,該換流器具有輸入端、輸出端及控制端,其中該輸入端用以耦接該太陽(yáng)能板,以接收該直流電壓,以及該輸出端用以耦接負(fù)載,以輸出該交流電壓;該控制器耦接該控制端,于啟動(dòng)時(shí)逐步增加該交流電壓,以使該直流電壓逐漸下降。當(dāng)該直流電壓小于直流電壓預(yù)定值時(shí),該控制器停止增加該交流電壓,本發(fā)明可降低該太陽(yáng)能無(wú)電池離網(wǎng)型換流器系統(tǒng)的成本,確保該太陽(yáng)能無(wú)電池離網(wǎng)型換流器系統(tǒng)不會(huì)忽然關(guān)機(jī),以及提高該太陽(yáng)能無(wú)電池離網(wǎng)型換流器系統(tǒng)的穩(wěn)定度。
文檔編號(hào)H02M7/44GK102570871SQ20111042597
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者古孝治, 江長(zhǎng)家, 相理 申請(qǐng)人:蘇州達(dá)方電子有限公司, 達(dá)方電子股份有限公司