專利名稱：獨立電源系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種小規(guī)模的獨立電源系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠利用來自例如獨立太陽能電池等的DC(直流)電源的DC功率給蓄電池充電，并且能夠給普通DC負(fù)載和普通AC(交流)負(fù)載提供電力。
背景技術(shù)：
太陽能電池或風(fēng)力發(fā)電機是利用天然能量來輸出DC功率的DC電源，并且由于它在輸出電力期間不會排出有害物質(zhì)，被認(rèn)為是一種簡單而清潔的能源。這種DC電源通常將輸出DC功率臨時存儲在蓄電池中，并且當(dāng)需要給電力負(fù)載提供恒定的輸出電力時，執(zhí)行功率轉(zhuǎn)換。這種電力產(chǎn)生系統(tǒng)被用來在沒有發(fā)達(dá)的商用電力系統(tǒng)的地區(qū)中驅(qū)動AC負(fù)載。
特別是，當(dāng)DC電源是太陽能電池時，能夠通過組合太陽能電池模塊、蓄電池模塊和功率轉(zhuǎn)換設(shè)備，來構(gòu)造容易安裝和使用的小規(guī)模獨立電源系統(tǒng)。
圖7示出了具有大約100W輸出的傳統(tǒng)小規(guī)模獨立電源系統(tǒng)的示例。參照圖7，小規(guī)模獨立電源系統(tǒng)101包含太陽能電池模塊102、蓄電池103和逆變器單元104，蓄電池103用于存儲從太陽能電池模塊102輸出的DC功率，逆變器單元104用于將從蓄電池103輸出的DC功率轉(zhuǎn)換成AC功率。
利用從逆變器單元104輸出的AC功率來操作AC負(fù)載105。在逆變器單元104上裝有AC插座106，并且假如AC負(fù)載105是普通AC負(fù)載，那么該AC負(fù)載105就能夠容易地連接到逆變器單元104，并且被操作。此外，普通的鉛蓄電池用作蓄電池103，而且當(dāng)蓄電池103被耗盡時，能夠容易地被更換。
作為如上所述組合太陽能電池和蓄電池的獨立單元系統(tǒng)的示例，公開待審的日本專利No.2000-242871公開了一種用于緊急情況的設(shè)備，該設(shè)備使用太陽能電池和蓄電池作為DC電源來驅(qū)動控制板和電機。在災(zāi)難情況下，該用于緊急情況的設(shè)備使用太陽能電池和蓄電池作為商用電源的備用電源，并且能夠給設(shè)備提供電力。
利用傳統(tǒng)的小規(guī)模獨立電源系統(tǒng)，即使在不具有發(fā)達(dá)的商用電力系統(tǒng)的地區(qū)，也能夠使用普通的AC負(fù)載。
然而，傳統(tǒng)的獨立電源系統(tǒng)旨在給AC負(fù)載提供電力，因此不能夠使用DC負(fù)載。
此外，即使在構(gòu)造獨立電源系統(tǒng)以便允許使用DC負(fù)載和AC負(fù)載這兩者的情況下，如果同時使用DC負(fù)載和AC負(fù)載，就可能流過超過獨立電源系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范(specification)范圍的電流來給負(fù)載提供電力。在這種情況下，逆變器單元可能會受到損害。
而且，當(dāng)利用蓄電池使得獨立電源系統(tǒng)成為一個通用系統(tǒng)時，在安裝系統(tǒng)時，可能錯誤地連接偏離額定值的蓄電池。在這種情況下，由于超過技術(shù)規(guī)范范圍的輸入電壓被施加到逆變器單元，逆變器單元可能會受到損害。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決上述問題。本發(fā)明的目的是提供一種獨立電源系統(tǒng)，該系統(tǒng)使得能夠使用DC負(fù)載和AC負(fù)載這兩者，并且在流過超過技術(shù)規(guī)范范圍的電流時，或者在由于蓄電池連接錯誤使得輸入電壓超過技術(shù)規(guī)范范圍時，能夠防止對功率轉(zhuǎn)換裝置造成損害。
總之，本發(fā)明涉及一種獨立電源系統(tǒng)。該獨立電源系統(tǒng)包含第一DC電源，輸出第一DC電壓；第二DC電源，通過第一DC電壓充電，并且釋放第二DC電壓；以及供電電路，連接到第一DC電源和第二DC電源這兩個DC電源，以便提供AC功率和DC功率。該供電電路包含AC供電電路，用于將第二DC電壓轉(zhuǎn)換為AC電壓以提供AC電壓；DC供電電路，用于接收第二DC電壓以便提供DC功率；以及控制單元，用于控制AC供電電路和DC供電電路。該獨立電源系統(tǒng)能夠同時以及分別地輸出DC功率和AC功率。
最好是，AC供電電路具有第一輸出選擇電路，用于在AC功率的提供和停止之間進行選擇，DC供電電路具有第二輸出選擇電路，用于在DC功率的提供和停止之間進行選擇，并且AC功率和DC功率能夠被同時輸出。
最好是，控制單元檢測第一輸出選擇電路的選擇狀態(tài)，以便控制AC供電電路的供電，而且檢測第二輸出選擇電路的選擇狀態(tài)，以便控制DC供電電路的供電。
最好是，控制單元具有用于檢測流經(jīng)供電電路的電流的DC電流檢測電路，并且響應(yīng)于所檢測出的電流超過預(yù)定值，來控制AC供電電路的供電和DC供電電路的供電。
最好是，DC供電電路具有第三輸出選擇電路，該第三輸出選擇電路用于根據(jù)來自控制單元的命令在DC功率的提供和停止之間進行選擇。
最好是，第二DC電源是蓄電池，控制單元檢測該蓄電池的DC電壓，并且響應(yīng)于該蓄電池的DC電壓超過預(yù)定值，來控制AC供電電路的供電和DC供電電路的供電。
最好是，第二DC電源是蓄電池，控制單元檢測該蓄電池的DC電壓，并且響應(yīng)于該蓄電池的DC電壓變得低于預(yù)定值，來控制AC供電電路的供電。
最好是，第二DC電源是蓄電池，控制單元具有開關(guān)電路，該開關(guān)電路用于在第一DC電壓從第一DC電源到蓄電池的提供和停止之間進行轉(zhuǎn)換。
最好是，第二DC電源是蓄電池，控制單元檢測該蓄電池的DC電壓，并且響應(yīng)于該蓄電池的DC電壓變得低于預(yù)定值，來控制開關(guān)電路的轉(zhuǎn)換，以便從第一DC電源給該蓄電池提供第一DC電壓。
第一DC電源最好是太陽能電池。
因此，本發(fā)明的主要優(yōu)點在于能夠同時使用AC負(fù)載和DC負(fù)載。此外，當(dāng)DC負(fù)載和AC負(fù)載被連接并且超過功率轉(zhuǎn)換裝置的技術(shù)規(guī)范的電流流過時，能夠停止供電以便防止對功率轉(zhuǎn)換裝置造成損害。而且，當(dāng)錯誤地連接了偏離技術(shù)規(guī)范范圍的蓄電池時，能夠停止供電以便防止對功率轉(zhuǎn)換裝置或DC負(fù)載造成損害。
通過以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進行的詳細(xì)說明，本發(fā)明的上述和其他目的、特點、方面和優(yōu)點將變得更清楚。


圖1是根據(jù)第一實施例的獨立電源系統(tǒng)的方框圖；圖2是供電控制流程的流程圖；圖3是過流保護操作控制流程的流程圖；圖4是充電模式下的控制流程的流程圖；圖5是放電模式下的控制流程的流程圖；圖6是過壓保護操作控制流程的流程圖；
圖7示出了傳統(tǒng)技術(shù)中的獨立電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
具體實施例方式現(xiàn)在將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例。附圖中系統(tǒng)的字符表示相同或相應(yīng)的部分。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的獨立電源系統(tǒng)的方框圖。
參照圖1，獨立電源系統(tǒng)1包含太陽能電池模塊2、蓄電池3和供電裝置4，蓄電池3存儲從太陽能電池模塊2輸出的DC電壓，供電裝置4將來自蓄電池3的DC功率轉(zhuǎn)換成AC以便提供AC功率，并且也能夠直接提供DC功率。AC負(fù)載5和DC負(fù)載6連接到供電裝置4，并且用戶能夠利用從供電裝置4提供的AC功率或DC功率來使用每一個負(fù)載。應(yīng)當(dāng)注意到，可以用風(fēng)力發(fā)電機來替換本發(fā)明的獨立電源系統(tǒng)1中的太陽能電池模塊2。
供電裝置4包含DC供電單元21、AC供電單元22、顯示單元16和控制單元20，顯示單元16指示供電裝置4和蓄電池3的狀態(tài)。DC供電單元21包含開關(guān)13和開關(guān)14，開關(guān)13安裝在將DC功率輸出到外部的通路上，并且能夠利用電信號在DC功率的提供和停止之間進行選擇，開關(guān)14能夠在DC功率的提供和停止之間機械地進行選擇。
AC供電單元22包含升壓電路10、逆變器橋(inverter bridge)11和開關(guān)12，升壓電路10用于將從蓄電池3輸出的DC電壓升高到規(guī)定的DC電壓，逆變器橋11用于將由升壓電路10升高的DC電壓轉(zhuǎn)換成規(guī)定頻率的商用AV功率，開關(guān)12能夠在AC功率的提供和停止之間機械地進行選擇?？刂茊卧?0包含反向電流保護二極管7、開關(guān)8、DC電流檢測器9和控制電路15，反向電流保護二極管7用于當(dāng)太陽能電池模塊2的陽極和陰極反相連接時避免供電裝置4中流過反向電流，開關(guān)8用于利用電信號在DC功率從太陽能電池模塊2到蓄電池3的提供和停止之間進行選擇，DC電流檢測器9用于檢測流經(jīng)供電裝置4的DC電流。
控制電路15檢測到開關(guān)12導(dǎo)通，就發(fā)送用于驅(qū)動升壓電路10和逆變器橋11的驅(qū)動信號。此外，控制電路15檢測到開關(guān)14導(dǎo)通，就發(fā)送用于驅(qū)動開關(guān)13的ON(開)信號。
而且，控制電路15檢測到流經(jīng)DC電流檢測器9的DC電流值，并且當(dāng)DC電流值超過技術(shù)規(guī)范范圍時，發(fā)送停止信號以便停止升壓電路10和逆變器橋11，并且發(fā)送OFF(關(guān))信號以便使開關(guān)13不導(dǎo)通。
而且，控制電路15檢測到蓄電池3的端子電壓，并且根據(jù)該端子電壓的電壓值來發(fā)送信號，以便使開關(guān)8導(dǎo)通或不導(dǎo)通。當(dāng)使開關(guān)8導(dǎo)通時，通過從太陽能電池模塊2提供的DC功率給蓄電池3充電。
而且，控制電路15檢測到蓄電池3的端子電壓，并且當(dāng)該端子電壓的電壓值超過設(shè)定值時，發(fā)送停止信號以便停止升壓電路10和逆變器橋11，并且發(fā)送OFF(關(guān))信號以便使開關(guān)13不導(dǎo)通。
而且，控制電路15檢測到反向電流(reverse current)保護二極管7的陽極部分的電壓值，以便監(jiān)視太陽能電池模塊2的DC電壓，并且當(dāng)該DC電壓值不低于技術(shù)規(guī)范范圍時，發(fā)送OFF信號使開關(guān)8不導(dǎo)通。盡管圖1中控制電路15檢測反向電流保護二極管7的陽極部分的電壓值，但是也能夠通過檢測反向電流保護二極管7的陰極部分的電壓值，來監(jiān)視太陽能電池模塊2的DC電壓。
現(xiàn)在將描述具有大約100W輸出的圖1的獨立電源系統(tǒng)示例。在該示例中，太陽能電池模塊2的技術(shù)規(guī)范包含120W的額定值和21V的開路電壓。蓄電池3輸出DC功率，并且輸出電壓值是21V。升壓電路10將DC電壓從12V升高到240V。逆變器橋11將從升壓電路10輸出的240V的DC電壓轉(zhuǎn)換成AC電壓，該AC電壓具有在有效電壓值+220V和-220V之間的幅度，并且具有50Hz或60Hz的頻率。
首先，將描述這樣一種情況，其中供電裝置4給AC負(fù)載5和DC負(fù)載6提供電力。
從太陽能電池模塊2輸出的DC功率被輸入到供電裝置4，并且被臨時存儲在蓄電池3中。當(dāng)蓄電池3中存儲了充足的DC功率，并且AC負(fù)載5和DC負(fù)載6連接到供電裝置4時，將DC功率從蓄電池3輸入到供電裝置4中。當(dāng)開關(guān)12和開關(guān)14導(dǎo)通時，控制電路15驅(qū)動升壓電路10和逆變器橋11以便提供AC功率，并且使開關(guān)13導(dǎo)通以便提供DC功率。于是，供電裝置4能夠同時驅(qū)動AC負(fù)載5和DC負(fù)載6。
圖2是供電裝置4供電控制流程的流程圖?？刂齐娐?根據(jù)開關(guān)12和開關(guān)14的導(dǎo)通，控制DC供電單元21和AC供電單元22的供電。
參照圖2，當(dāng)在步驟S1中啟動過程時，該過程進入步驟S2，并且開關(guān)12中的接觸狀態(tài)的信息被輸入到控制電路15。接著，在步驟S3中，檢測開關(guān)12是否導(dǎo)通。
當(dāng)在步驟S3中檢測到開關(guān)12導(dǎo)通時，該過程進入步驟S4，并且控制電路15將驅(qū)動信號輸出到升壓電路10。升壓電路10接收驅(qū)動信號，并且導(dǎo)通或切斷內(nèi)部開關(guān)元件。由升壓電路10將DC功率的電壓值升高到AC負(fù)載5的輸入電壓水平。接著，在步驟S5中，控制電路15將驅(qū)動信號輸出到逆變器橋11。逆變器橋11接收驅(qū)動信號，并且以恒定周期重復(fù)導(dǎo)通和切斷內(nèi)部開關(guān)元件。在升壓電路10中升高的DC功率被逆變器橋11轉(zhuǎn)換成AC功率。所轉(zhuǎn)換的AC功率經(jīng)由開關(guān)12被提供給AC負(fù)載5。當(dāng)步驟S5完成時，該過程進入步驟S6。
另一方面，當(dāng)在步驟S3中檢測到開關(guān)12不導(dǎo)通時，該過程進入到步驟S40。在步驟S40中，控制電路15將停止信號輸出到升壓電路10。升壓電路10接收停止信號，并且停止其驅(qū)動。接著，在步驟S50中，控制電路15將停止信號輸出到逆變器橋11。逆變器橋11接收停止信號，并且停止其驅(qū)動。當(dāng)步驟S50完成時，該過程進入到步驟S6，與步驟S5完成的情形相同。
在步驟S6中，開關(guān)14中的接觸狀態(tài)的信息被輸入到控制電路15。接著，在步驟S7中，檢測開關(guān)14是否導(dǎo)通。
當(dāng)在步驟S7中檢測到開關(guān)14導(dǎo)通時，該過程進入到步驟S8，并且控制電路15將ON(開)信號輸出到開關(guān)13。當(dāng)開關(guān)13接收到ON信號并且開始導(dǎo)通時，經(jīng)由開關(guān)14將DC功率提供給DC負(fù)載6。當(dāng)步驟S8完成時，該過程進入到步驟S9，并結(jié)束。
另一方面，當(dāng)在步驟S7中檢測到開關(guān)14是不導(dǎo)通時，該過程進入到步驟S80，并且控制電路15將OFF(關(guān))信號輸出到開關(guān)13。在這種情況下，因為開關(guān)13不導(dǎo)通，DC功率沒有被提供給DC負(fù)載6。當(dāng)步驟S80完成時，該過程進入到步驟S9，并結(jié)束。
現(xiàn)在將描述供電裝置4的保護操作，當(dāng)超過技術(shù)規(guī)范范圍的電流流經(jīng)供電裝置4時將執(zhí)行該保護操作。
當(dāng)連接并且驅(qū)動超過技術(shù)規(guī)范范圍的AC負(fù)載5和DC負(fù)載6時，將流過超過技術(shù)規(guī)范范圍的電流。
圖3是供電裝置4中的過流保護操作控制流程的流程圖。當(dāng)流經(jīng)供電裝置4的DC電流值超過技術(shù)規(guī)范范圍時，控制電路15停止DC供電單元21和AC供電單元22的供電。
參照圖3，當(dāng)在步驟S11中啟動控制電路15中的過程時，該過程進入到步驟S12，并且關(guān)于流經(jīng)供電裝置4的DC電流值的信息被從DC電流檢測器9輸入到控制電路15中。接著，該過程進入到步驟S13，并且確定流經(jīng)供電裝置4的DC電流值是否在技術(shù)規(guī)范范圍內(nèi)。
當(dāng)在步驟S13中確定該DC電流值在技術(shù)規(guī)范范圍內(nèi)時，該過程進入到步驟S19，并結(jié)束。
另一方面，當(dāng)在步驟S13中確定該DC電流值不在技術(shù)規(guī)范范圍內(nèi)時，該過程進入到步驟S14。在步驟S14中，控制電路15將停止信號輸入到升壓電路10。升壓電路10接收該停止信號，并且停止其驅(qū)動。接著，在步驟S15中，控制電路15將停止信號輸入到逆變器橋11。逆變器橋11接收該停止信號，并且停止其驅(qū)動。之后，在步驟S18中，控制電路15將OFF信號輸出到開關(guān)13。當(dāng)步驟S18完成時，該過程進入到步驟S19，并結(jié)束。
如上所述，當(dāng)該DC電流值不在技術(shù)規(guī)范范圍內(nèi)時，控制電路15停止升壓電路10和逆變器橋11以便停止對AC負(fù)載5的供電，并且使開關(guān)13不導(dǎo)通以便停止對DC負(fù)載6的供電。因此，能夠防止對供電裝置4造成損害。
接下來，將描述獨立電源系統(tǒng)1在充電模式下的操作。在白天，獨立電源系統(tǒng)1主要執(zhí)行從太陽能電池模塊2到蓄電池3的充電操作。另一方面，在夜間，獨立電源系統(tǒng)1主要執(zhí)行蓄電池3的放電操作，以便給DC負(fù)載6或AC負(fù)載5供電。
當(dāng)蓄電池端子電壓VBin的電壓值等于或低于充電恢復(fù)電壓值時，開關(guān)8開始導(dǎo)通。當(dāng)存在太陽輻射并且將DC功率從太陽能電池模塊2提供給供電裝置4時，對蓄電池3充電。當(dāng)AC負(fù)載5和DC負(fù)載6連接到供電裝置4并且開關(guān)12和開關(guān)14導(dǎo)通時，執(zhí)行蓄電池3的放電，并且蓄電池端子電壓VBin的電壓值降低。當(dāng)蓄電池端子電壓VBin的電壓值降低并且變得低于放電抑制電壓值時，停止對AC負(fù)載5的供電。接著，當(dāng)由于對DC負(fù)載6的供電導(dǎo)致蓄電池端子電壓VBin的電壓值進一步降低并且變得低于放電停止電壓值時，停止提供DC功率。
當(dāng)停止從蓄電池3對AC負(fù)載5或DC負(fù)載6的供電時，蓄電池端子電壓VBin的電壓值升高。當(dāng)蓄電池端子電壓VBin的電壓值超過放電恢復(fù)電壓值時，獨立電源系統(tǒng)1在放電模式下操作。下面將詳細(xì)描述放電模式。
圖4是供電裝置4中充電模式下的控制流程的流程圖。在充電模式下，控制電路15使開關(guān)8導(dǎo)通。此外，如果蓄電池端子電壓VBin的電壓值低于放電停止電壓值，則控制電路15控制AC供電單元22和DC供電單元21停止供電。
參照圖4，當(dāng)在步驟S21中啟動過程時，該過程進入到步驟S22中。在步驟S22中，確定由控制電路15檢測到的蓄電池端子電壓VBin的電壓值低于充電恢復(fù)電壓值。例如，可以將充電恢復(fù)電壓值設(shè)置為13.0V。
如果在步驟S22中確定蓄電池端子電壓VBin的電壓值低于充電恢復(fù)電壓值，則該過程進入到步驟S23。在步驟S23中，將ON信號從控制電路15輸出到開關(guān)8，以便使開關(guān)8導(dǎo)通。隨著開關(guān)8的導(dǎo)通，執(zhí)行從太陽能電池模塊2對蓄電池3的充電。當(dāng)該過程完成步驟S23時，該過程就進入到步驟S24中。
如果在步驟S22中蓄電池端子電壓VBin的電壓值不低于充電恢復(fù)電壓值，則該過程進入到步驟S29，從而進入放電模式的流程圖。
在步驟S24中，由控制電路15檢測蓄電池端子電壓VBin的電壓值，并且確定蓄電池端子電壓VBin的電壓值是否低于放電抑制電壓值。如果蓄電池端子電壓VBin的電壓值低于放電抑制電壓值，該過程進入到步驟S25。另一方面，如果蓄電池端子電壓VBin的電壓值不低于放電抑制電壓值，該過程進入到步驟S29，從而進入放電模式的流程圖。在步驟S24中，例如，可以將放電抑制電壓值設(shè)置為11.5V。
在步驟S25中，控制電路15將停止信號輸出到升壓電路10。升壓電路10接收停止信號，并且停止其驅(qū)動。接著，該過程進入到步驟S26，并且控制電路15將停止信號輸出到逆變器橋11。逆變器橋11接收停止信號，并且停止其驅(qū)動。也就是說，通過步驟S25和步驟S26的過程，停止AC供電單元22。接著，該過程進入步驟S27。
在步驟S27中，由控制電路15檢測蓄電池端子電壓VBin的電壓值，并且確定蓄電池端子電壓VBin的電壓值是否低于放電停止電壓值。如果蓄電池端子電壓VBin的電壓值低于放電停止電壓值，該過程進入到步驟S28。如果在步驟S27中蓄電池端子電壓VBin的電壓值不低于放電停止電壓值，該過程進入到步驟S29，從而進入放電模式的流程圖。在步驟S27中，例如，可以將放電停止電壓值設(shè)置為11.0V。
在步驟S28中，控制電路15輸出OFF信號到開關(guān)13。開關(guān)13接收到該OFF信號而停止導(dǎo)通，并且DC供電單元21停止供電。
在步驟S28中還執(zhí)行沒有示出到顯示單元16的來自控制電路15的控制。顯示單元16顯示來自控制電路15的控制，并且指示供電裝置4的輸出停止以及蓄電池3的剩余電量不足。接著，該過程進入到步驟S29，從而進入放電模式的流程圖。
現(xiàn)在將描述獨立電源系統(tǒng)1在放電模式下的操作。
當(dāng)AC負(fù)載5和DC負(fù)載6連接到供電裝置4并且開關(guān)12或開關(guān)14開始導(dǎo)通時，蓄電池3開始放電，并且將DC功率被從蓄電池3提供給供電裝置4。
圖5是供電裝置4中放電模式下的控制流程的流程圖。在放電模式下，當(dāng)蓄電池端子電壓VBin的電壓值高于放電恢復(fù)電壓值時，控制單元15執(zhí)行控制以便驅(qū)動AC供電單元22和DC供電單元21。當(dāng)蓄電池端子電壓VBin的電壓值高于充電停止電壓值時，控制電路15使開關(guān)8停止導(dǎo)通，以便停止對蓄電池3的充電。
參照圖5，當(dāng)在步驟S31中啟動過程時，該過程進入步驟S33。在步驟S33中，檢測蓄電池端子電壓VBin的電壓值，并且確定該蓄電池端子電壓VBin的電壓值是否低于放電恢復(fù)電壓值。例如，將該放電恢復(fù)電壓值設(shè)置成12.6V。
如果在步驟S33中確定該蓄電池端子電壓VBin的電壓值不低于放電恢復(fù)電壓值，則該過程進入步驟S331。另一方面，如果在步驟S33中確定該蓄電池端子電壓VBin的電壓值低于放電恢復(fù)電壓值，則該過程進入步驟S39，從而進入充電模式的流程圖。
在步驟S331中，檢測開關(guān)12是否導(dǎo)通。當(dāng)在步驟S331中檢測到開關(guān)12導(dǎo)通時，該過程進入到步驟S34。另一方面，當(dāng)在步驟S331中檢測到開關(guān)12不導(dǎo)通時，該過程進入到以下所述的步驟S351。
在步驟S34中，控制電路15將驅(qū)動信號輸出到升壓電路10。升壓電路10接收該驅(qū)動信號，并且被驅(qū)動。接著，在步驟S35中，控制電路15將驅(qū)動信號輸出到逆變器橋11。逆變器橋11接收該驅(qū)動信號，并且被驅(qū)動。隨著升壓電路10和逆變器橋11的驅(qū)動，AC功率被提供給AC負(fù)載5。
接著，該過程進入到步驟S351。在步驟S351中，檢測開關(guān)14是否導(dǎo)通。當(dāng)在步驟S351中檢測到開關(guān)14導(dǎo)通時，該過程進入到步驟S36。另一方面，當(dāng)在步驟S351中檢測到開關(guān)14不導(dǎo)通時，該過程進入到以下所述的步驟S37。
在步驟S36中，控制電路15將ON信號輸出到開關(guān)13。開關(guān)13接收ON信號，并且開始導(dǎo)通。隨著開關(guān)13開始導(dǎo)通，DC功率被提供給DC負(fù)載6。當(dāng)步驟S36的過程完成時，該過程進入到步驟S37。
在步驟S37中，由控制電路15檢測蓄電池端子電壓VBin的電壓值，并且確定該蓄電池端子電壓VBin的電壓值是否低于放電停止電壓值。如果該蓄電池端子電壓VBin的電壓值不低于放電停止電壓值，則該過程進入步驟S38。另一方面，如果該蓄電池端子電壓VBin的電壓值低于放電停止電壓值，則該過程進入步驟S39，從而進入充電模式的流程圖。例如，將該放電停止電壓值設(shè)置成14.4V。
在步驟S37中還執(zhí)行沒有示出到顯示單元16的來自控制電路15的控制。顯示單元16顯示來自控制電路15的控制，并且指示蓄電池3已經(jīng)完全充電。
在步驟S38中，控制電路15將OFF信號輸出到開關(guān)8。開關(guān)8接收到該OFF信號，停止導(dǎo)通。隨著開關(guān)8停止導(dǎo)通，停止蓄電池3的充電。接著，該過程進入到步驟S39，從而進入充電模式的流程圖。
現(xiàn)在將描述連接了超過技術(shù)規(guī)范范圍的蓄電池3的情形。
圖6是供電裝置4中過壓保護操作控制流程的流程圖。當(dāng)蓄電池端子電壓VBin的電壓值超過一個過壓保護值時，控制電路15停止對DC供電單元21和AC供電單元22兩者的供電。
參照圖6，當(dāng)在步驟S41中啟動過程時，該過程進入到步驟S42中，并且檢測蓄電池端子電壓VBin。接著，該過程進入到步驟S43，并且確定該蓄電池端子電壓VBin的電壓值低于過壓保護值。例如，將該過壓保護值設(shè)置為15V。
當(dāng)在步驟S43中確定該蓄電池端子電壓VBin的電壓值低于過壓保護值時，該過程進入到步驟S49，并結(jié)束。
另一方面，當(dāng)在步驟S43中確定該蓄電池端子電壓VBin的電壓值不低于過壓保護值時，該過程進入到步驟S44，并且控制電路15輸出停止信號到升壓電路10。接著，該過程進入到步驟S45，并且控制電路15發(fā)送停止信號到逆變器橋11。接著，該過程進入到步驟S48，并且控制電路15發(fā)送OFF信號到開關(guān)13。該過程再進入到步驟S400，并且控制電路15指示顯示單元16顯示輸出停止。此后，該過程進入到步驟S49，并結(jié)束。
如上所述，當(dāng)該蓄電池端子電壓VBin的電壓值不低于過壓保護值時，控制電路15停止升壓電路10和逆變器橋11，并且使開關(guān)13不導(dǎo)通，從而防止由于過壓造成對供電裝置4或DC負(fù)載6的損害。
雖然已經(jīng)詳細(xì)地描述和說明了本發(fā)明，但是應(yīng)該清楚地理解，由于本發(fā)明的實質(zhì)和范圍僅由所附權(quán)利要求來限定，對本發(fā)明的上述描述和說明僅僅是為了說明和示例而不是用于限制本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種獨立電源系統(tǒng)，包括第一DC電源，輸出第一DC電壓；第二DC電源，通過所述第一DC電壓充電，并且釋放第二DC電壓；和供電裝置，連接到所述第一DC電源和所述第二DC電源這兩個DC電源，以便提供AC功率和DC功率；其中所述供電裝置包含AC供電裝置，用于將所述第二DC電壓轉(zhuǎn)換成AC電壓以提供AC電壓，DC供電裝置，用于接收所述第二DC電壓以便提供DC功率，以及控制單元，用于控制所述AC供電裝置和所述DC供電裝置，并且所述獨立電源系統(tǒng)能夠同時以及分別輸出DC功率和AC功率。
2.如權(quán)利要求1所述的獨立電源系統(tǒng)，其中所述AC供電裝置具有第一輸出選擇裝置，用于在AC功率的提供和停止之間進行選擇，所述DC供電裝置具有第二輸出選擇裝置，用于在DC功率的提供和停止之間進行選擇，并且所述獨立電源系統(tǒng)能夠同時輸出DC功率和AC功率。
3.如權(quán)利要求2所述的獨立電源系統(tǒng)，其中所述控制單元檢測所述第一輸出選擇裝置的選擇狀態(tài)，以便控制所述AC供電裝置的供電，而且檢測所述第二輸出選擇裝置的選擇狀態(tài)，以便控制所述DC供電裝置的供電。
4.如權(quán)利要求1所述的獨立電源系統(tǒng)，其中所述控制單元具有用于檢測流經(jīng)所述供電裝置的電流的DC電流檢測裝置，并且響應(yīng)于所檢測出的電流超過預(yù)定值，來控制所述AC供電裝置的供電和所述DC供電裝置的供電。
5.如權(quán)利要求1所述的獨立電源系統(tǒng)，其中所述DC供電裝置具有第三輸出選擇裝置，該第三輸出選擇裝置用于根據(jù)來自所述控制單元的指示在DC功率的提供和停止之間進行選擇。
6.如權(quán)利要求1所述的獨立電源系統(tǒng)，其中所述第二DC電源是蓄電池，并且所述控制單元檢測所述蓄電池的DC電壓，并且響應(yīng)于所述蓄電池的DC電壓超過預(yù)定值，來控制所述AC供電裝置的供電和所述DC供電裝置的供電。
7.如權(quán)利要求1所述的獨立電源系統(tǒng)，其中所述第二DC電源是蓄電池，并且所述控制單元檢測所述蓄電池的DC電壓，并且響應(yīng)于所述蓄電池的DC電壓變得低于預(yù)定值，來控制所述AC供電裝置的供電。
8.如權(quán)利要求1所述的獨立電源系統(tǒng)，其中所述第二DC電源是蓄電池，并且所述控制單元具有開關(guān)裝置，該開關(guān)裝置用于對從所述第一DC電源到所述蓄電池進行所述第一DC電壓提供和停止之間的轉(zhuǎn)換。
9.如權(quán)利要求8所述的獨立電源系統(tǒng)，其中所述第二DC電源是蓄電池，并且所述控制單元檢測所述蓄電池的DC電壓，并且響應(yīng)于所述蓄電池的DC電壓變得低于預(yù)定值，來控制所述開關(guān)裝置的轉(zhuǎn)換，以便從所述第一DC電源給所述蓄電池提供所述第一DC電壓。
10.如權(quán)利要求1所述的獨立電源系統(tǒng)，其中所述第一DC電源是太陽能電池。
全文摘要
控制電路(15)驅(qū)動升壓電路(10)和逆變器橋(11)以便提供AC功率，并且使開關(guān)(13)導(dǎo)通以便提供DC功率。當(dāng)流過超過技術(shù)規(guī)范范圍的電流時，或者當(dāng)輸入電壓超過技術(shù)規(guī)范范圍時，控制電路(15)停止升壓電路(10)和逆變器橋(11)，并且使開關(guān)(13)停止導(dǎo)通以便停止供電。因此，能夠提供這樣一種獨立電源系統(tǒng)，該獨立電源系統(tǒng)使得能夠使用AC負(fù)載和DC負(fù)載，并且在流過超過技術(shù)規(guī)范范圍的電流時，或者在由于蓄電池的錯誤連接導(dǎo)致輸入電壓超過技術(shù)規(guī)范范圍時，能夠防止對功率轉(zhuǎn)換裝置造成損害。
文檔編號H02J1/00GK1614854SQ20041009233
公開日2005年5月11日 申請日期2004年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月6日
發(fā)明者中田浩史 申請人:夏普株式會社