專利名稱：太陽能逆變器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電源技術(shù)，具體地說，涉及一種能將太陽能電池的直流 電轉(zhuǎn)4灸為交流電的逆變器。
背景技術(shù)：
眾所周知，由交流轉(zhuǎn)換成直i^l壓電源，已M熟技術(shù)，而由直流電源 轉(zhuǎn)換成交流電源的逆變器則起步晚，品種少，早期設(shè)計(jì)主要是使用低頻變壓
器，^s^i體積大而笨重，而且效率^^f氐。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的^JL服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種體積小、重量輕、 效率高的太陽能逆變器。
實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是 一種太陽能逆變器，包括濾波電路、直流 一直流變換電路以及直流一交流變換電路，濾波電路與直流一直流變換電路 電連接，其改進(jìn)點(diǎn)在于所述直流一直流變換電路包括前級振蕩電路、前級 控制單元以及變壓器初級線圈，濾波電路的輸出端與前級振蕩電路的輸入端 電連接、濾波電路的輸出端與前級控制單元的輸入端電連接，前級控制單元 的輸出端與前級振蕩電路電連接，前級振蕩電路的輸出端與變壓器初級線圈 電連接，所述直流一交流變換電路包括第一變壓器次級線圏、第二變壓器次 級線圈、第一整流電路、第二整流電路、后級振蕩電路和后級控制單元，第 一變壓器次級線圈與第一整流電路電連接，第一整流電路與后級振蕩電路電 連接，第二變尿器次級線圏與第二整流電路電連接，第二整流電路與后級控 制單元電連接，后級控制單元的輸出端與后級振蕩電路電連接，后級振蕩電 路與交流輸出電連接，交流輸出與后級控制單元電連接，交流輸出反饋到后 級控制單元，直流一直流變換電路與直流一交流變換電路間通過第一變壓器 次級線圈和第二變壓器次級線圈^來進(jìn)行電流的傳遞。
本實(shí)用新型采用了以上技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)在于1、整個(gè)太陽能逆變器使用 的器件少，因此體積小，重量輕。2、前級振蕩電路是直流一直流變換過程， 其由兩個(gè)場效應(yīng)管Q1、Q2和變壓器T的初級線圏構(gòu)成的推挽式他勵(lì)變換器。 場效應(yīng)管是單極型器件，是靠多數(shù)載流子傳導(dǎo)電流的，沒有載流子蓄積而產(chǎn) 生的延遲時(shí)間，開關(guān)ii^變快，開關(guān)時(shí)間短，場效應(yīng)管Q1和Q2受來自前級控 制單元送來的驅(qū)動信號控制而作交替通斷工作,其中任一晶體管導(dǎo)通時(shí)都給 變壓器次級側(cè)線圈提供負(fù)栽功率，由此使得太陽能逆變器的效率高。

圖1為本實(shí)用新型的原理框圖2為本實(shí)用新型的前級控制單元2-2的內(nèi)部功能示意圖； 圖3為本實(shí)用新型的后級控制單元3-2的內(nèi)部功能示意圖； 圖4為本實(shí)用新型的實(shí)施例的電路示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
如圖1所述， 一種太陽能逆變器，包括濾波電路l、直流一直流變換電 路2以及直流一交流變換電路3，濾波電路1與直流一直流變換電路2電連 接，所述直流一直流變換電路2包括前級振蕩電路2-l、前級控制單元2-2 以及變壓器初級線圈Tll，濾波電路1的輸出端與前級振蕩電路2-l的輸入 端電連接、濾波電路l的輸出端與前級控制單元2-2的輸入端電連接，前級 控制單元2-2的輸出端與前級振蕩電路2-l電連4妄，前級振蕩電路2-l的輸出 端與變壓器初級線圈Tll電連接，所述直流一交流變換電路3包括第一變壓 器次級線圈T13、第二變壓器次級線圏T14、第一整流電路3-l、第二整流電 路34、后級振蕩電路3-2和后級控制單元3-3,第一變壓器次級線圈T13與 第一整流電路3-l電連接，第一整流電路3-l與后級振蕩電路3-2電連接，第 二變壓器次級線圈T14與第二整流電路3-4電連接，第二整流電路34與后 級控制單元3-3電連接,后級控制單元3-3的輸出端與后級振蕩電路3-2電連 接，后級振蕩電路3-2與交^^出5電連接，交j^t出5與后級控制單元3-3 電連接,交流輸出5反饋到后級控制單元3-3，直流一直流變換電路2與直 流一交流變換電路3間通過第一變壓器次級線圈T13和第二變壓器次級線團(tuán) T14 ^來進(jìn)行電流的傳遞。
如圖2、 4所示，所述前級控制單元2-2包括過流比較部分、M比較部 分、iiA4呆護(hù)部分、關(guān)斷恢復(fù)部分、溫度比較部分、頻率調(diào)制部分、波寬調(diào) 制部分以及驅(qū)動電路A和驅(qū)動電路B,電流信號輸入到過流比較部分，電源 電壓信號分別輸入到it^保護(hù)部^欠壓比較部分；^比較部分與關(guān)斷恢 復(fù)部^^雙向連接；從過流比較部分、欠壓比較部分、ita/床護(hù)部分以及頻率 調(diào)制部分分別輸出信號到波寬調(diào)制部分；波寬調(diào)制部分分別輸出信號到驅(qū)動 電路A、 B，驅(qū)動電路A、 B分別驅(qū)動前級振蕩電路2-l工作。所述前級振蕩 電路2-1為場效應(yīng)管Ql和場效應(yīng)管Q2組成的推挽電路。場效應(yīng)管Ql和 Q2受來自前級控制單元2-2送來的驅(qū)動信號控制而作交替通斷工作。其中任 一晶體管導(dǎo)通時(shí)都給變壓器次級側(cè)線圈提供負(fù)載功率，當(dāng)兩個(gè)晶體管都截止 時(shí)，由電容器C起到短時(shí)續(xù)流作用，同時(shí)，電容器C主M到對電路中噪 聲電壓的吸納作用。當(dāng)從前級控制單元2-2的3腳輸出高電平信號，而4腳輸出低電平時(shí)場效應(yīng)管Ql iiX導(dǎo)通而場效應(yīng)管Q2截止，電流由電池正極經(jīng) 變壓器中心抽頭、變壓器初級線圈上部及場效應(yīng)管Ql組成電流回路自下往 上流動，這樣變壓器次級線圏也產(chǎn)生一自下往上的電流。但lt^從前級控制 單元2-2的3和4腳輸出脈沖出現(xiàn)翻轉(zhuǎn)，即3腳輸出低電平，而4腳變?yōu)楦?電平。此時(shí)場效應(yīng)管Ql itA截止而場效應(yīng)管Q2導(dǎo)通，電流將從電池正極流 出經(jīng)變壓器中心抽頭，經(jīng)主線圈下部及場效應(yīng)管Q2組成電路回路自上往下 流動。同樣在變壓器次級輸出端也產(chǎn)生了一自上往下流動的電流。這樣在變 壓器輸出端電流方向就發(fā)生了一次變化，隨著場效應(yīng)管Q1、 Q2的交替通斷， 于是變壓器主線圈中的電流就交替地發(fā)生變化，在變壓龠出端的電流也隨之 交替地變化，于是完成了從直^iJij交流一個(gè)周期的變化。儲存在變壓器初級 線圈中的能量經(jīng)變壓器次級線圈的輪^，把已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟娫吹哪芰坷^續(xù) 往后傳遞。通過次級線圈T再經(jīng)二極管整流以及C電容濾波后得到的高壓直 流電提供給后級逆變振蕩電路。
如圖3、 4所示，后級控制單元3-3包4輛t、壓反饋部分、波寬調(diào)制部分、 振蕩器部分、短路控制部分以及驅(qū)動電路C、驅(qū)動電路D;振蕩器部分產(chǎn)生 工作頻率到波寬調(diào)制部分，電流輸入信號經(jīng)短路拴制部分輸出到波寬調(diào)制部 分，交流電也輸出交流信號經(jīng)穩(wěn)壓反饋部分到波寬調(diào)制部分；波寬調(diào)制部分 輸出兩路信號分別到驅(qū)動電路C和驅(qū)動電路D;驅(qū)動電路C和驅(qū)動電路D 的輸出分別驅(qū)動后級振蕩電路3-2，后級振蕩電路3-2輸出交流電源，JL^級 振蕩電路3-2的輸出端的交流信號經(jīng)穩(wěn)壓反饋部分反饋到波寬調(diào)制部分。所 i^級振蕩電路3-2為由場效應(yīng)管M1、 M2、 M3和M4組成的全橋變換電 路。后級控制單元由集成才狹構(gòu)成，通過其第1、 2、 3、 4端口發(fā)出控制脈沖 控制場效應(yīng)管M1、 M2、 M3、 M4的導(dǎo)通與關(guān)斷。只是在該單元里從全橋振 蕩電路中取出交^^出電壓作為反饋電壓，M級控制單元3-3的第9、 10 端口輸M級控制4缺。通過該反饋來實(shí)現(xiàn)輸出電壓穩(wěn)定的控制。
如圖1、 4所示，太陽能逆變器還包括逆接保護(hù)電路4，該逆接保護(hù)電路4 由一個(gè)連接在濾波電路1前的反向二極管D9構(gòu)成，連接在濾波電路1的前 級。
所述濾波電路1由濾波電容E1構(gòu)成。
如圖4所示，所述第一整流電路3-l包括J^及管D5、 D6、 D7、 D8以及 電容CIO， 二極管D5的正端接第一變壓器次級線圈T13的一端，而負(fù)端接 后級振蕩電路3-2， ^*1管D6的正端接第一變壓器次級線團(tuán)T13的另一端， 而負(fù)端接^^f及管D5的負(fù)端，^f及管D7的正端接地，而負(fù)端接^^f及管D5的 正端，^ L管D8的正端接地，而負(fù)端接^管D6的正端，電容C10的正 端接J^及管D5的負(fù)端，而負(fù)端接地；所述第二整流電路3-4包括4管Dl 、D2、 D3、 D4以及電容C15， 二極管Dl的正端接第二變壓器次級線圈T14 的一端，而負(fù)端接外電，^^及管D2的正端接第二變壓器次級線圈T14的另 一端，而負(fù)端接^L管D1的負(fù)端，^4及管D3的正端接地，而負(fù)端接J^l管 D2的正端，^L管D4的正端接地，而負(fù)端接^^l管Dl的正端，電容C15 的正端接二敗管Dl的負(fù)端，而負(fù)端接地。
本實(shí)用新型工作時(shí)，第一步，直流一直流變換過程M蓄電池的12V 直流電通過前級高頻振蕩經(jīng)變壓器升壓再整流濾波后輸出高壓直流電；第二 步，從前級輸出的高壓直流電經(jīng)后級振蕩濾波后即可得到我們所要求的交流 電。
直流一直流變換過程:從電源輸入端取得的電壓信號從前級控制單元2-2 的第15端口進(jìn)入前級控制單元2-2，再分為兩路， 一路經(jīng)取樣后iilA過壓保 護(hù)部分進(jìn)行比較，若電源電壓幅M過電壓P艮定值S,則電壓保護(hù)部分也會 給出一高電平信號到波寬調(diào)制部分里，迫使波寬調(diào)節(jié)器關(guān)斷；另一i^皮^ M比較部分，當(dāng)電壓低于設(shè)定值S1時(shí)，M比較部分給出一高電平信號 到報(bào)警器，發(fā)出低電壓報(bào)警信號，如果輸入電壓繼續(xù)下降到低于設(shè)定值S2 時(shí)，iU^報(bào)警單元還會給出一高電平信號至波寬調(diào)制部分，使其關(guān)斷。
當(dāng)電路因輸入電壓過低而關(guān)斷時(shí)，M比較部分同時(shí)給出一電平信號， 使恢J^動單元電路工作，而恢復(fù)電路工作后，^f吏得M比較部分的取樣 基準(zhǔn)發(fā)生變化，即輸入電壓必須高于某一設(shè)定值S3時(shí)，由于內(nèi)部關(guān)斷的電 路才能自行恢復(fù)啟動，從而iiA正常工作。 一般設(shè)定S3值大于S1值，這樣 做的目的是為了避免電路在關(guān)斷電壓點(diǎn)處頻繁通斷，起保護(hù)電路各元器件作 用。
當(dāng)電路工作溫度過高時(shí)，位于主電路中的熱敏電阻#^作用，其P且值隨 溫度升高而變大，反應(yīng)為電源電壓取才，變小。選M當(dāng)?shù)臒崦綦娮?，就?將溫度信號轉(zhuǎn)化為電壓信號。然后從前極控制單元2-2的第2端口 idX前級 控制模塊的^比較部分。根據(jù)前面所述的道理就可實(shí)現(xiàn)過溫保護(hù)控制。
從波寬調(diào)制部分輸出兩信號分別經(jīng)驅(qū)動電路A、 B驅(qū)動振蕩電路Ql、 Q2工作。
直流一交流變換過程首先通過選取與波寬調(diào)制部分相聯(lián)接的振蕩器上 的電阻和電容的數(shù)值，得到所要求的輸出電壓的頻率由于輸出脈沖的寬度決 定了場效應(yīng)管的導(dǎo)通時(shí)間，進(jìn)而影響了輸出電壓的大小，也即在輸出脈沖寬 度和輸出電壓幅值間建立了一定的對應(yīng)關(guān)系。故通過對波寬調(diào)制部分輸出脈 沖寬度的調(diào)節(jié)，可以實(shí)JJW輸出電壓幅值的控制。從波寬調(diào)制部分出來的兩 路控制信號控制驅(qū)動電路C和驅(qū)動電路D交替工作。當(dāng)驅(qū)動電路C工作時(shí) 場效應(yīng)管Ml和M3導(dǎo)通工作，這樣在交流輸出端5就產(chǎn)生了一正方向的電壓。驅(qū)動電路D工作時(shí)場效應(yīng)管M2和M4導(dǎo)通工作，在交流輸出端5就產(chǎn) 生了一負(fù)方向的電壓。于是直流電就變化成交流電。同時(shí)輸出電壓經(jīng)交流線 送至穩(wěn)壓反饋部分，在該單元里與設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)輸出電壓值相比較，給出一負(fù) 反饋信號至波寬調(diào)制部分，波寬調(diào)制部分根據(jù)反饋信號自動調(diào)節(jié)輸出脈沖的 寬度，從而實(shí)現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定。后級直流一交流逆變部分是由4個(gè)開關(guān)場 效應(yīng)管M1、 M2、 M3、 M4組成的全橋式變換電路，從前級輸入的直流電通 過M1、 M3和M2、 M4交替通斷工作而完成直流到交流的變化，和前級升 壓電路一樣，其柵極驅(qū)動電路由后級控制單元控制。從直流一交流輸出的交 流電經(jīng)濾波電容C濾波后，就可得到提供給交流負(fù)載使用的完好交流電。 短路及過載保護(hù)電路與前級過流保護(hù)單元一樣，后級場效應(yīng)管漏極電流
控制單元進(jìn)行比較，當(dāng)輸出回路由于關(guān)li^或過栽，其反^A流it^M^樣電 阻RSH上的電流變大，如果電流超過設(shè)定之限值，短路控制單元發(fā)出高電平 信號到波寬調(diào)制部分控制驅(qū)動A、 B,使其停止發(fā)射驅(qū)動信號，從而實(shí)現(xiàn)過 載和M^^呆護(hù)功能。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)筒單，使用方便，效率高，并可制成多種4見格的逆變器， 以適應(yīng)不同型號的電器使用。
權(quán)利要求1、一種太陽能逆變器，包括濾波電路(1)、直流—直流變換電路(2)以及直流—交流變換電路(3)，濾波電路(1)與直流—直流變換電路(2)電連接，其特征在于所述直流—直流變換電路(2)包括前級振蕩電路(2-1)、前級控制單元(2-2)以及變壓器初級線圈T11，濾波電路(1)的輸出端與前級振蕩電路(2-1)的輸入端電連接、濾波電路(1)的輸出端與前級控制單元(2-2)的輸入端電連接，前級控制單元(2-2)的輸出端與前級振蕩電路(2-1)電連接，前級振蕩電路(2-1)的輸出端與變壓器初級線圈T11電連接，所述直流—交流變換電路(3)包括第一變壓器次級線圈T13、第二變壓器次級線圈T14、第一整流電路(3-1)、第二整流電路(3-4)、后級振蕩電路(3-2)和后級控制單元(3-3)，第一變壓器次級線圈T13與第一整流電路(3-1)電連接，第一整流電路(3-1)與后級振蕩電路(3-2)電連接，第二變壓器次級線圈T14與第二整流電路(3-4)電連接，第二整流電路(3-4)與后級控制單元(3-3)電連接，后級控制單元(3-3)的輸出端與后級振蕩電路(3-2)電連接，后級振蕩電路(3-2)與交流輸出(5)電連接，交流輸出(5)與后級控制單元(3-3)電連接，交流輸出(5)反饋到后級控制單元(3-3)，直流—直流變換電路(2)與直流—交流變換電路(3)間通過第一變壓器次級線圈T13和第二變壓器次級線圈T14耦合來進(jìn)行電流的傳遞。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能逆變器，其特絲于所述前級控制單元 (2-2)包括過流比較部分、^比較部分、iia保護(hù)部分、關(guān)斷恢復(fù)部分、 溫度比較部分、頻率調(diào)制部分、波寬調(diào)制部分以及驅(qū)動電路A和驅(qū)動電路B， 電流信號輸入到過流比較部分，電源電壓信號分別輸入到過壓保護(hù)部分和欠 壓比較部分；欠壓比較部分與關(guān)斷恢復(fù)部分雙向連接；從過流比較部分、欠 壓比較部分、過壓保護(hù)部分以及頻率調(diào)制部分分別輸出信號到波寬調(diào)制部分； 波寬調(diào)制部分輸出信號到驅(qū)動電路A、 B,驅(qū)動電路A、 B分別驅(qū)動前級振 蕩電路(2-1)工作。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的太陽能逆變器，其特妙于后級控制單元 (3-3)包桐t、壓^^貴部分、波寬調(diào)制部分、振蕩器部分、*15^控制部分以及驅(qū)動電路C、驅(qū)動電路D;振蕩器部分產(chǎn)生工作頻率到波寬調(diào)制部分，電流 輸入信號經(jīng)短路控制部分輸出到波寬調(diào)制部分，波寬調(diào)制部分輸出兩路信號 分別到驅(qū)動電路C和驅(qū)動電路D;驅(qū)動電路C和驅(qū)動電路D的輸出分別驅(qū) 動后級振蕩電路(3-2 )，后級振蕩電路(3-2)輸出交流電源，JL^級振蕩電 路(3-2)的輸出端的交流信號經(jīng)穩(wěn)壓反饋部分反饋到波寬調(diào)制部分。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能逆變器，其特絲于所述前級振蕩電路(2-1)為場效應(yīng)管Ql和場效應(yīng)管Q2組成的推挽電路。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能逆變器，其特征在于所^級振蕩電 路(3-2)為由場效應(yīng)管M1、 M2、 M3和M4組成的全橋變換電路。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l或2或3或4或5所述的太陽能逆變器，其特征在于 還包括逆接保護(hù)電路(4),該逆接保護(hù)電路(4)由一個(gè)連接在濾波電路(1) 前的反向^管D9構(gòu)成。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l或2或3或4或5所述的太陽能逆變器，其特M 于所述濾波電路(1)由濾波電容E1構(gòu)成。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽能逆變器，其特征在于所述濾波電路 (1)由濾波電容E1構(gòu)成。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能逆變器，其特征在于所述第一整流電 路(3-1)包括^^^及管D5、 D6、 D7、 D8以及電容CIO, 二極管D5的正端接 第一變壓器次級線圈T13的一端，而負(fù)端接后級振蕩電路(3-2)， 二f及管D6 的正端接第一變壓器次M圈T13的另一端，而負(fù)端接4管D5的負(fù)端， >^4及管D7的正端接地，而負(fù)端接^^^及管D5的正端，^ l管D8的正端接地， 而負(fù)端接^^fel管D6的正端，電容C10的正端接^^f及管D5的負(fù)端，而負(fù)端 接地；所述第二整流電路(3-4)包括^feL管Dl、 D2、 D3、 D4以及電容C15， ^ l管Dl的正端接第二變壓器次級線圖T14的一端，而負(fù)端接外電，二極 管D2的正端接第二變壓器次級線圏T14的另一端，而負(fù)端接^4 l管Dl的 負(fù)端，4管D3的正端接地，而負(fù)端接^^及管D2的正端，4管D4的正 端接地，而負(fù)端接^r^及管Dl的正端，電容C15的正端接^fe管Dl的負(fù)端， 而負(fù)端接地。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種太陽能逆變器，包括濾波電路、直流—直流變換電路以及直流—交流變換電路，濾波電路的輸出端與直流—直流變換電路中的前級振蕩電路的輸入端連接、濾波電路的輸出端與前級控制單元輸入端連接，前級振蕩電路的輸出端與變壓器初級線圈連接，所述直流—交流變換電路包括第一變壓器次級線圈及整流電路、第二變壓器次級線圈及整流電路、后級振蕩電路和后級控制單元，變壓器次級線圈與整流電路電連接再與后級振蕩電路連接，變壓器次級線圈與整流電路連接再與后級控制單元連接，后級控制單元的輸出端與后級振蕩電路連接，后級振蕩電路與交流輸出電連接，交流輸出與后級控制單元電連接。本實(shí)用新型體積小、重量輕、效率高。
文檔編號H02M3/24GK201230280SQ20082003829
公開日2009年4月29日 申請日期2008年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月14日
發(fā)明者徐盛尚, 力 貢 申請人:江蘇津恒能源科技有限公司