專利名稱：家用太陽能發電的多功能逆變器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種家用自然能發電電源的交直流互變領域，尤其是一種家用太陽能、風能發電的多功能逆變器系統。技術背景太陽能發電系統將取之不盡的太陽能轉換成綠色環保、清潔的電能，并在近年來 得到了廣泛的關注和發展，已經由單一樣式和單種模塊，逐漸融入了不同的功能和技術，正 式采用了一種鏈接系統，該系統利用一個逆變器將由太陽能發電系統產生的直流電轉換成 交流電，并將這種交流電輸送到家用(或商業用、企業用)電源系統中。現有的逆變器技術重要分為兩種基本形式一種是單管逆變器，它通過電子元件 的導通和截止，在變壓器的輸出端獲得交流電，電子元件導通時為交流電的一半周期，截止 時，由變壓器儲存的磁能轉換成電能，為另一半周期，這種逆變器效率較高，但因輸出波形 的后半波是受變壓器放出的磁能時間長短控制，故會受負載的影響、頻率受負載的大小而 變化，只能用于功率不大的電路中。第二種是推挽式逆變器，由兩電子元件輪流導通，分別產生交流電的兩個半周期、 頻率由設計確定、能帶動大的負載、但由于不能有效利用變壓器儲存的磁能，所以效率較 低。在串聯逆變器中、當負載減小、特別是在短路條件下、串聯電路中各元件上的電壓 會上升到遠遠超過它所耐壓的程度、若不采取特別保護措施、將引起元件的損壞、使逆變器 不能正常工作。在逆變器中每個開關都設有緩沖電路，以防止過壓、若逆變器中無緩沖電 路，則開關會在操作中因每個開關產生的浪涌電壓而損壞。降低了關斷的可靠性及逆變器 的效率。現有的逆變器其控制方法簡單，采用的是PWA控制芯片、控制量有限、逆變器的自 我保護能力低，給使用者帶來工作上的不便和一定的經濟損失。太陽能和風能的廣泛應用，促進了家用太陽能發電系統的發展，在自然能技術的 開發上，為了能夠給電網提供高質量的電能，朝著低成本以及提升發電轉換效率的多功能 方向發展，家用太陽能逆變器發揮了舉足輕重的重要作用。
發明內容
本發明針對現有逆變器技術的缺陷、提供一種家用太陽能發電的多功能逆變器。 它克服了上述方法的缺點，使逆變器在任何負載條件下，可靠的工作、適應性佳。為了實現上述目的，本發明采取以下技術方案來實現家用太陽能發電的多功能 逆變器，由一個太陽能發電系統1的輸出通過一個多功能逆變器2連接到家用電源系統3、 電流檢測器4、電網電壓檢測器5、隔離驅動器6組成。分為前級DC-DC變換器和后級DC-AC 逆變器兩大模塊、前級和后級通過DCl ink連接，并由DC-AC逆變器將電能轉換成220V/50HZ 的正弦交流電。本發明系統保證控制逆變器一體機與電網的相電壓同頻和同相，該電路輸3出的電流連接微電腦控制器進行控制，輸出的PWM的調制波形經隔離驅動器導入DC/AC高 頻逆變器電路經逆變、濾波輸出正弦交流電流。本發明的微電腦控制器由N個單片微機組成，在電流檢測器和電網電壓檢測器輸 入數據信號的同時，輸出隔離驅動器所需的波形信號。隔離驅動器由驅動管和電感組成，由控制器輸入的PWM的調制波形經驅動管逆變 由電感濾波后輸出正弦交流電流。本發明的特點是①家用自然能(太陽能、風能)發電系統組合容易，若干太陽能電池組件和蓄電池 單體組合成為太陽能電池方陣和蓄電池組，控制器逆變器也可以集成為一體機，系統可大 可小，極易組合擴容，從而簡化了系統的維護，設備使用壽命長，節省了資金。②控制逆變系統的保護性能佳，不僅改善了輸出電流的波形質量，而且還可有效 的補償直流側線電壓的脈動對輸出電流質量的影響。③本發明輸出電壓穩定，具有短路、過載、欠壓、過壓、休眠等多種自動保護功能， 供給電視、照明、家用冰箱等家用電器設備使用。④采用單片機智能控制芯片，進行輸出多功能逆變、輸出監控、完全滿足風力發 電、太陽能發電等自然能轉換成電能的配制需要。
圖1是本發明的電路流程框圖。具體實施1 圖1顯示了太陽能發電輸出通過具有大容量直流濾波器框圖，家用自 然能(太陽能、風能)發電系統提供直流電到逆變器，通過一個4700MF的鋁電介電容器是 具有大容量包容的直流側濾波器，然后輸入到保護開關電路利用4個自滅弧形開關器件的 全橋電路2SK1405 600和15A構成，其輸出通過一個交流側濾波器(10A，10MH)。連接到家 用電源系統。四個全橋電路的兩組每一個源極互連和漏極互連、互連的源極的漏極被連接到正 極、互連的漏極的源極被連接到負極。具體實施2:圖1顯示了一個太陽能發電系統的輸出通過一個多功能逆變器2連接到家用電源 系統3，多功能逆變器具有一個線圈和電容的輸入濾波器(直流側濾波器)A ；—個具有一個 半導體開關，該半導體開關由一個門控制信號和類似信號控制開/關的保護開關電路B ； — 個具有一個線圈和電容的輸出濾波器(交流側濾波器)C;一個微電腦控制器D ；微電腦控 制器具有一個轉換器E ；—個最大功率控制單元和一個瞬時值電流控制單元。一個逆變判 別電路F用于接受輸出電流與基準信號。家用自然能(太陽能、風能)發電系統提供直流電到逆變器、通過一個4700MF的 鋁電介電容器(是具有大容量的直流側濾波器)然后輸入到保護開關電路B、瞬時值電流控 制單元從最大功率控制單元輸入電流指令值、并發送一個門控信號0N/0FF以便輸出電流 與電流指令值同步，當門信號在高(H)電平時、輸出電流增加、當輸出電流超過指標值時、 門信號被置為低(L)電平使輸出電流幾乎與指示值一致。在用于太陽能發電系統的逆變器中，為了減少噪聲和輸出電流失真，門信號以高頻率設置。 本發明的微電腦控制器包括中央處理器和存儲器由集成電路8502的單片微機構 成，具有一個A/D轉換器、一個D/A轉換器、一個并行I/O —個RAM和三個中斷輸入端，該實 施例的控制裝置。不需要既費時又費力的硬件改變、其開關操作由單片微機智能地進行，對 各種突發情況進行規范處理，使系統的安全性得到了保障和提高。在任何負載條件下都能 可靠的工作，從而提高了逆變器的最高工作頻率和效率。
權利要求
1.一種家用自然能(太陽能、風能等)發電的多功能逆變器、其特征是由一個自然能 (太陽能、風能)發電系統1的輸出通過一個多功能逆變器2連接到家用電源3，多功能逆 變器與電網的相電壓、同頻和同相、該電路輸出的電流連接微電腦控制器進行控制、輸出的 調制波形經隔離驅動器導入DC/AC高頻逆變電路經逆變、濾波輸出正弦交流電流。
2.根據權利要求1所述的家用太陽能發電的多功能逆變器、其特征是微電腦控制器 由N個單片微機組成，在電流檢測器和電網電壓檢測器輸入數據信號的同時、輸出隔離驅 動器所需的波形信號。
3.根據權利要求1、2所述的家用太陽能發電的多功能逆變器、其特征是隔離驅動器 由驅動管和電感組成、由微電腦控制器輸入的調制波形經驅動管逆變由電感濾波后輸出正 弦交流電流。
4.根據權利要求1、2、3所述的家用太陽能多功能逆變器、其特征是采用單片機智能 控制芯片、進行輸出多功能逆變、輸出監控、完全滿足太陽能發電、風力發電等自然能轉換 高質量電能的配制需要。
全文摘要
本發明涉及一種家用自然能發電電源的交直流互變領域，提供了一種家用太陽能、風能發電、高空云層發電、風箏發電等的多功能逆變器系統，本發明的技術方案是由一個太陽能發電(或風力發電)系統1的輸出，通過一個多功能逆變器2連接到家用電源3上。本發明的微電腦控制器由N個單片微機組成，在電流檢測器和電網電壓檢測器輸入數據信號的同時、輸出隔離驅動器所需的波形信號、隔離驅動器由驅動管和電感組成將控制器輸入的波形信號，經驅動管逆變由電感濾波后輸出正弦交流電流。本發明在給家用電網提供安全、高質量的電能的同時朝著低成本的方向和提升發電轉換效率的多功能方向發展。
文檔編號H02M7/48GK102055360SQ20091015327
公開日2011年5月11日 申請日期2009年10月30日 優先權日2009年10月30日
發明者王林沖, 范志平, 范銀軍 申請人:寧波萬吉電子科技有限公司