具有可調節逆變功能的太陽能空調系統的制作方法

本發明涉及太陽能空調領域，特別涉及一種具有可調節逆變功能的太陽能空調系統。

背景技術：

太陽能空調系統由太陽能電池、控制器、蓄電池和變頻空調器等部分組成。現有的太陽能空調系統存在如下缺陷：控制器防雷保護措施不力，影響系統安全性能；蓄電池的多個單體蓄電池之間的容量和自放電不可避免的存在不一致的情形，影響蓄電池壽命。

另外，當出現連續的幾個陰雨天時，蓄電池的電力不足以維持被供電設備工作的需要，這將會影響被供電設備的正常工作，要解決該問題，可以加大蓄電池和太陽能電池板的容量，但成本會大幅度上升。

目前太陽能空調系統中的逆變電路相對復雜、體積龐大，不適合在戶外隨身攜帶使用。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種可以有效防雷、提高系統安全性能、蓄電池進行充電的同時又可以保證蓄電池的活性、能延長蓄電池的壽命、能提高對蓄電池的充電效率、延長蓄電池的用電時間、電路結構簡單、體積較小的具有可調節逆變功能的太陽能空調系統。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種具有可調節逆變功能的太陽能空調系統，包括太陽能電池、太陽能控制器、蓄電池和變頻空調器，所述太陽能控制器包括充電電路、控制電路、防雷電路和放電電路，所述變頻空調器包括逆變電路和壓縮機，所述太陽能電池與所述充電電路連接，所述充電電路通過所述控制電路與所述放電電路連接，所述充電電路和放電電路還均與所述蓄電池連接，所述控制電路通過所述防雷電路與所述蓄電池連接，所述放電電路還通過所述逆變電路與所述壓縮機連接；

所述充電電路包括第十一電阻、第十二電阻、第十三電阻、第十四電阻、第十五電阻、第十六電阻、第十七電阻、第十一電容、第十二電容、第十一穩壓管、第十一三極管、第十二三極管、第十三MOS管和第十四MOS管，所述第十一三極管的基極與所述第十一電阻的一端連接，所述第十一電阻的另一端與所述控制電路連接，所述第十一三極管的發射極連接直流電源，所述第十一三極管的集電極通過所述第十二電阻分別與所述第十一電容的一端和第十三電阻的一端連接，所述第十二三極管的基極分別與所述第十一電容的另一端和第十四電阻的一端連接，所述第十二三極管的集電極分別與所述第十二電容的一端和第十五電阻的一端連接，所述第十五電阻的另一端與所述直流電源連接，所述第十二電容的另一端通過所述第十七電阻分別與所述第十三MOS管的柵極、第十一穩壓管的陰極和第十四MOS管的柵極連接，所述第十二三極管的發射極通過所述第十六電阻分別與所述第十三MOS管的源極、第十一穩壓管的陽極和第十四MOS管的源極連接，所述第十一穩壓管的陽極還與所述第十四電阻的另一端連接，所述第十三電阻的另一端分別與所述第十三MOS管的漏極和所述太陽能電池的負極連接，所述第十四MOS管的漏極與所述蓄電池的負極連接，所述太陽能電池的正極與所述蓄電池的正極連接；

所述逆變電路包括第五十一電阻、第五十二電阻、第五十三電阻、第五十一滑動變阻器、第五十二滑動變阻器、第五十一電感、第五十一電容、第五十二電容、第五十一二極管、第五十一三極管、第五十一變壓器和第五十二變壓器，所述第五十一三極管的基極通過所述第五十一滑動變阻器分別與所述蓄電池的正極和第五十一電阻的一端連接，所述第五十一三極管的集電極與所述第五十二電阻的一端連接，所述第五十二電阻的另一端分別與所述第五十一電容的一端和所述蓄電池的負極連接，所述第五十一電容的另一端與所述第五十一變壓器的初級線圈的一端連接，所述第五十一三極管的發射極通過所述第五十三電阻與所述第五十一變壓器的初級線圈的另一端連接，所述第五十一電阻的另一端通過所述第五十一電感與所述第五十一變壓器的初級線圈的另一端連接，所述第五十一變壓器的次級線圈的一端通過所述第五十二滑動變阻器與所述第五十一二極管的陽極連接，所述第五十一變壓器的次級線圈的另一端通過所述第五十四電阻分別與所述第五十二電容的一端和第五十一開關的一端連接，所述第五十一開關的另一端與所述第五十二變壓器的次級線圈的一端連接，所述第五十二電容的另一端與所述第五十二變壓器的次級線圈另一端連接，所述第五十二變壓器的次級線圈與交流市電連接。

在本發明所述的具有可調節逆變功能的太陽能空調系統中，所述逆變電路還包括第五十四電阻，所述第五十四電阻的一端與所述第五十一變壓器的次級線圈的另一端連接，所述第五十四電阻的另一端與所述第五十二電容的一端連接。

在本發明所述的具有可調節逆變功能的太陽能空調系統中，所述逆變電路還包括第五十五電阻，所述第五十五電阻的一端與所述第五十一開關的另一端連接，所述第五十五電阻的另一端與所述第五十一二極管的陰極連接。

在本發明所述的具有可調節逆變功能的太陽能空調系統中，所述第五十一三極管為PNP型三極管。

在本發明所述的具有可調節逆變功能的太陽能空調系統中，所述第五十一變壓器為升壓變壓器。

實施本發明的具有可調節逆變功能的太陽能空調系統，具有以下有益效果：由于設有防雷電路，這樣就可以有效防雷，提高系統安全性能；另外，蓄電池進行充電的同時又可以保證蓄電池的活性，避免了蓄電池發生沉積，從而較大程度的延長了蓄電池的壽命，充電電路的電壓損失較傳統使用二極管的充電電路降低近一半，提高了太陽能電池對蓄電池的充電效率，充電效率較非PWM高3％-6％，延長了蓄電池的用電時間，逆變電路使用簡單的電路結構即可實現對太陽能電池交流輸出；所以其可以有效防雷、提高系統安全性能、蓄電池進行充電的同時又可以保證蓄電池的活性、能延長蓄電池的壽命、能提高對蓄電池的充電效率、延長蓄電池的用電時間、電路結構簡單、體積較小。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明具有可調節逆變功能的太陽能空調系統一個實施例中的結構示意圖；

圖2為所述實施例中充電電路的電路原理圖；

圖3為所述實施例中逆變電路的電路原理圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

在本發明具有可調節逆變功能的太陽能空調系統實施例中，該具有可調節逆變功能的太陽能空調系統的結構示意圖如圖1所示。圖1中，該具有可調節逆變功能的太陽能空調系統包括太陽能電池PV、太陽能控制器1、蓄電池BAT和變頻空調器2，其中，太陽能控制器1包括充電電路11、控制電路12、防雷電路14和放電電路13，變頻空調器2包括逆變電路21和壓縮機22，太陽能電池PV與充電電路11連接，充電電路11通過控制電路12與放電電路13連接，充電電路11和放電電路13還均與蓄電池BAT連接，控制電路12通過防雷電路14與蓄電池BAT連接，放電電路13還通過逆變電路21與壓縮機22連接。太陽能電池PV是將太陽的輻射轉換為電能，或送往蓄電池BAT中存儲起來，或推動變頻空調器2工作。太陽能控制器1的作用是控制整個具有可調節逆變功能的太陽能空調系統的工作狀態，并對蓄電池BAT起到過充電保護和過放電保護的作用。蓄電池BAT的作用是在有光照時將太陽能電池PV所發出的電能儲存起來，到需要的時候再釋放出來。變頻空調器2作為交流負載，可以方便地調速。

太陽能控制器1通過其防雷電路14可以有效防雷，增強系統的防雷能力，提高系統的安全性能，蓄電池BAT在不損失太陽能轉換能量的前提下，提高了蓄電池組3的充電效率及太陽能電源的實際使用效率，蓄電池BAT進行充電的同時又可以保證蓄電池BAT的活性，避免了蓄電池BAT發生沉積，從而較大程度的延長了蓄電池BAT的壽命。

圖2為本實施例中充電電路的電路原理圖，圖2中，充電電路11包括第十一電阻R11、第十二電阻R12、第十三電阻R13、第十四電阻R14、第十五電阻R15、第十六電阻R16、第十七電阻R17、第十一電容C11、第十二電容C12、第十一穩壓管D11、第十一三極管Q11、第十二三極管Q12、第十三MOS管Q13和第十四MOS管Q14，其中，第十一電容C11和第十二電容C12均為耦合電容，第十一電容C11用于防止第十一三極管Q11和第十二三極管Q12之間的干擾，第十二電容C12用于防止第十二三極管Q12和第十四MOS管Q14之間的干擾，第十六電阻R16為限流電阻，用于進行過流保護。本實施例中，第十一三極管Q11為PNP型三極管，第十二三極管Q12為NPN型三極管，第十三MOS管Q13和第十四MOS管Q14均為N溝道MOS管。當然，在本實施例的一些情況下，第十一三極管Q11也可以為NPN型三極管，第十二三極管Q12也可以為PNP型三極管，第十三MOS管Q13和第十四MOS管Q14也可以均為P溝道MOS管，但這時充電電路的結構要發生相應的變化。

本實施例中，第十一三極管Q11的基極與第十一電阻的R11一端連接，第十一電阻R11的另一端與控制電路12連接，第十一三極管Q11的發射極連接直流電源VDD(高電平端)，第十一三極管Q11的集電極通過第十二電阻R12分別與第十一電容C11的一端和第十三電阻R13的一端連接，第十二三極管Q12的基極分別與第十一電容C11的另一端和第十四電阻R14的一端連接，第十二三極管Q12的集電極分別與第十二電容C12的一端和第十五電阻R15的一端連接，第十五電阻R15的另一端與直流電源VDD連接，第十二電容C12的另一端通過第十七電阻R17分別與第十三MOS管Q13的柵極、第十一穩壓管D11的陰極和第十四MOS管Q14的柵極連接，第十二三極管Q12的發射極通過第十六電阻R16分別與第十三MOS管Q13的源極、第十一穩壓管D11的陽極和第十四MOS管Q14的源極連接，第十一穩壓管D11的陽極還與第十四電阻R14的另一端連接，第十三電阻R13的另一端分別與第十三MOS管Q13的漏極和太陽能電池的負極PV-連接，第十四MOS管Q14的漏極與蓄電池的負極BAT-連接，太陽能電池的正極PV+與蓄電池的正極BAT+連接。

本實施例中，由控制電路12的PWM控制信號來實現對蓄電池BAT充電的管理。當PWM控制信號為低電平時，第十一三極管Q11和第十二三極管Q12截止，第十三MOS管Q13和第十四MOS管Q14在直流電源VDD的作用下，處于導通狀態，此時蓄電池的負極BAT-與太陽能電池的負極PV-接通，完成對蓄電池BAT的充電。當PWM控制信號為高電平時，第十一三極管Q11和第十二三極管Q12導通，第十三MOS管Q13和第十四MOS管Q14截止，蓄電池的負極BAT-與太陽能電池的負極PV-斷開，蓄電池BAT未充電。該充電電路11與傳統的使用快恢復二極管的電路相比，具有更高的充電效率。其提高了太陽能電池PV對蓄電池BAT的充電效率，增加了用電時間。

圖3為本實施例中逆變電路的電路原理圖。圖3中，該逆變電路21包括第五十一電阻R51、第五十二電阻R52、第五十三電阻R53、第五十一滑動變阻器W51、第五十二滑動變阻器W52、第五十一電感L51、第五十一電容C51、第五十二電容C52、第五十一二極管D51、第五十一三極管Q51、第五十一變壓器T51和第五十二變壓器T52，其中，第五十二電阻R52和第五十三電阻R53均為限流電阻，用于進行過流保護，提高系統的安全性。

本實施例中，第五十一三極管Q51的基極通過第五十一滑動變阻器W51分別與蓄電池的正極BAT+和第五十一電阻R51的一端連接，第五十一三極管Q51的集電極與第五十二電阻R52的一端連接，第五十二電阻R52的另一端分別與第五十一電容C51的一端和蓄電池的負極BAT-連接，第五十一電容C51的另一端與第五十一變壓器T51的初級線圈的一端連接，第五十一三極管Q51的發射極通過第五十三電阻R53與第五十一變壓器T51的初級線圈的另一端連接，第五十一電阻R51的另一端通過第五十一電感L51與第五十一變壓器T51的初級線圈的另一端連接。

本實施例中，第五十一變壓器T51的次級線圈的一端通過第五十二滑動變阻器W52與第五十一二極管D51的陽極連接，第五十一變壓器T51的次級線圈的另一端通過第五十四電阻R54分別與第五十二電容C52的一端和第五十一開關S51的一端連接，第五十一開關S51的另一端與第五十二變壓器T52的次級線圈的一端連接，第五十二電容C52的另一端與第五十二變壓器T52的次級線圈另一端連接，第五十二變壓器T52的次級線圈與交流市電AC連接，也就是說，第五十二變壓器T52的次級線圈作為交流電輸出線圈。

本實施例中，第五十一三極管Q51、第五十一滑動變阻器W51和第五十一電阻R51組成正向偏置放大電路，第五十一電感L51與第五十一變壓器T51的初級線圈組成直流逆變單元，放大后的太陽能電池PV的電壓通過直流逆變單元轉換成交流電。交流電感應到第五十一變壓器T51的次級線圈兩端的電流，經過第五十一二極管D51后給第五十二電容C52進行充電。其后閉合第五十一開關S51，使得第五十二電容C52通過第五十二變壓器T52的初級線圈對外放電，根據第五十二變壓器T52的線圈匝數比，在交流輸出點即第五十二變壓器T52的次級線圈可以獲得更高的電壓。用戶如果希望獲得其他額定電壓的交流電輸出，可以通過調節第五十一滑動變阻器W51來實現。

本實施例中，該逆變電路21還包括第五十四電阻R54，第五十四電阻R54的一端與第五十一變壓器T51的次級線圈的另一端連接，第五十四電阻R54的另一端與第五十二電容C52的一端連接。第五十四電阻R54為限流電阻，用于進行過流保護，提高系統的安全性。

本實施例中，該逆變電路21還包括第五十五電阻R55，第五十五電阻R55的一端與第五十一開關S51的另一端連接，第五十五電阻R55的另一端與第五十一二極管D51的陰極連接。第五十五電阻R55為限流電阻，用于進行過流保護，提高系統的安全性。

值得一提的是，上述第五十一三極管Q51為PNP型三極管。第五十一變壓器T51為升壓變壓器。當然，在本實施例的一些情況下，上述第五十一三極管Q51也可以為NPN型三極管，但這時逆變電路21的電路結構也要相應發生變化。

總之，本發明由于設有防雷電路14，這樣就可以有效防雷，提高系統安全性能；另外，蓄電池BAT進行充電的同時又可以保證蓄電池BAT的活性，避免了蓄電池BAT發生沉積，從而較大程度的延長了蓄電池BAT的壽命，充電電路11的電壓損失較傳統使用二極管的充電電路降低近一半，提高了太陽能電池PV對蓄電池BAT的充電效率，充電效率較非PWM高3％-6％，延長了蓄電池BAT的用電時間，逆變電路21的電路結構簡單，采用簡單的電路結構即可實現對太陽能電池PV的交流輸出，其能解決現有太陽能逆變電路復雜和體積龐大的問題。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。