專利名稱：光伏戶電電源裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于太陽能應用電源技術，具體涉及一種光伏戶電電源裝置。
背景技術：
目前的靜態(tài)蓄電池電源系統(tǒng)普遍釆用交流供電方式，即把交流電整流后為 靜態(tài)蓄電池電源系統(tǒng)中的蓄電池充電，當巿電電網斷電時，再將蓄電池中儲存的電能通過逆變器提供交流電力，現(xiàn)有的靜態(tài)蓄電池電源系統(tǒng)具有以下缺點1 、 對巿電充電的方式依賴較強，不能適應一些特殊環(huán)境下的應急供電需要；2、由 于巿電是其電量供給的來源，當巿電不存在的情況下，只能維持短時間的電力 供應。3、由于通常采用分散在各個需要應急電源的地方的小型電源，因此成本較高，價格昂貴，布線復雜，可靠性低，不便于統(tǒng)一維護和控制管理；4、另外 的采用不間斷電源或者UPS的應急電源系統(tǒng)雖然設計了供電選擇開關，即當內部電路出現(xiàn)故障的時候，控制該不間斷電源內部的供電選擇開關切換到巿電供 電，當故障排除時再切換回來，但由于它一直工作提供電力，所以影響了使用壽命和浪費大量電能，從而增加了應急電源的成本。

實用新型內容
有鑒于此，本實用新型的主要目的在于提供一種光伏戶電電源裝置，其釆 用區(qū)域集中式太陽能與巿電互補方式， 一方面其結構簡單，能夠實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能， 另 一方面也能達到依賴可再生能源形成持續(xù)輸出電力的目的。
為達到上述目的，本實用新型的技術方案是這樣實現(xiàn)的 一種光伏戶電電 源裝置，包括用于處理太陽能及巿電的充電控制電路，通過充電控制電路將由 太陽能和巿電產生的電能進行儲存到蓄電池組，將蓄電池組中儲存的DC電量 轉換成傳導到負載的AC電量的逆變控制電路，以及對逆變控制電路輸出的AC
電壓、電流進行監(jiān)測控制的中央控制電路。
所述的逆變控制電路連接有供電負荷自動轉換選擇開關，其釆用單路三相 輸入三相輸出的形式，該供電選擇開關的變動位置的三路輸入端并聯(lián)逆變控制 電路的輸出端，正常位置的三路輸入端分別連接巿電的三相。
同現(xiàn)有技術相比，本實用新型的光伏戶電電源裝置具有以下優(yōu)點
1、 具有太陽能光伏轉換與巿電補充供電的功能，能充分利用太陽能，減少 對巿電能源的依賴。
2、 電路結構簡單，利用逆變技術將蓄電池電能轉換成正弦波電源，再利用 供電選擇開關選擇，從而增強了用電的可靠性。
3、 釆用中央控制電路及時監(jiān)控各部件的協(xié)調運行，逆變電路與市電電路的 切換速度快，連續(xù)性好，輸出穩(wěn)定度高。
4、 電路設置故障旁路輸出，比較好地解決運行可靠性的問題，從而保證供 電的安全等級。
5、 將原有的逆變器一路供電選擇開關改變?yōu)槿饭╇娺x擇開關，這樣較好
地解決了相序平衡的問題，從而便于布線和管理。


圖l為本實用新型的結構原理圖2為本實用新型的巿電充電控制電路原理圖3為本實用新型的太陽能充電控制電路原理圖4為本實用新型的中央處理電路的程序流程圖5為本實用新型的接線原理示意圖。
具體實施方式
圖1示意了本實用新型的光伏戶電電源裝置，包括用于處理巿電及太陽能 的充電控制電路1，該充電控制電路1連接有太陽能電池板6和巿電輸入接口， 太陽能電池板6輸出電力與巿電網的電力經過整流濾波后的直流電同時引入蓄電池組2，蓄電池組2再連接有逆變控制電路3，以用于對DC電量轉換成傳導 到負載的AC電量，逆變控制電路3輸出的AC電量通過中央控制電路4進行 監(jiān)測控制，所述的逆變控制電路3連接有供電自動轉換選擇開關5，其釆用單 路三相輸入三相輸出的形式，該供電選擇開關5的變動位置的三路輸入端并聯(lián) 逆變控制電路的輸出端，正常位置的三路輸入端分別連接巿電的三相。
圖2示意了本實用新型的巿電充電控制電路原理，在輸入端單相電源為輸 入220V交流電時，由二極管D1、 D2、 D3和D4組成的橋式整流電路對巿電 進行整流為300V左右的直流電，然后，通過大電容C1和C2進行低頻濾波穩(wěn) 壓，兩只MOS器件Sl和S2組成半橋逆變器。PWM波形產生部分由SG3525 根據(jù)反饋電壓產生，通過給M0S管S1和S2加高頻方波控制信號，使S1和 S2周期性地導通，可得到脈寬可調的高頻交流電，經高頻變壓器T1耦合到副 邊，再經整流管D5和D6整流，Ll和C3濾波，在輸出側得到低紋波直流電 壓。
脈寬調制控制電路采用開關電源專用集成芯片SG3525, SG3525有兩路驅 動輸出，可連接隔離放大電路，OUT-A與OUT-B反向輸出，可設置死區(qū)時間。 控制過程主要是移動調節(jié)導通的占空比來調節(jié)輸出功率。移相PWM的相移控 制是通過誤差比較器LM358來實現(xiàn)的，誤差放大器LM358的同相端E/A+ (腳 2)接由單片機ATMEL8控制輸出的電壓信號。反相端E/A-(腳1)接主電路 輸出電流或電壓的反饋信號，電流和電壓負反饋信號之間的切換由肖特基二極 管DIO的導通截止實現(xiàn)。反饋信號和標準電位比較，差值經放大輸出，送至移 相脈寬控制器，控制OUTA與0U1B之間的相位，最終調整波形占空比，使 電壓和充電電流穩(wěn)定在預定值上。
圖3示意了本實用新型的太陽能充電控制電路原理，來自于太陽能電池板 6的直流電經過截止保護二極管D1，由大電容C1和C2進行低頻濾波穩(wěn)壓，兩 只MOS器件Sl和S2組成半橋逆變器。PWM波形產生部分由SG3525根據(jù) 反饋電壓產生，通過給MOS管Sl和S2加高頻方波控制信號，使Sl和S2周期性地導通，可得到脈寬可調的高頻交流電，經高頻變壓器T1耦合到副邊， 再經整流管D5和D6整流，Ll和C3濾波，在輸出側得到低紋波直流電壓。
脈寬調制控制電路釆用開關電源專用集成芯片SG3525, SG3525有兩路驅動輸出，可連接隔離放大電路，OUT-A與OUT-B反向輸出，可設置死區(qū)時間。控制過程主要是移動調節(jié)導通的占空比來調節(jié)輸出功率。移相PWM的相移控制是通過誤差比較器LM358來實現(xiàn)的，誤差放大器LM358的同相端E/A+ (腳 2)接由單片機ATMEL8控制輸出的電壓信號。反相端E/A-(腳1)接主電路輸出電流或電壓的反饋信號，電流和電壓負反饋信號之間的切換由肖特基二極管DIO的導通截止實現(xiàn)。反饋信號和標準電位比較，差值經放大輸出，送至移相脈寬控制器，控制OUT-A與OUT-B之間的相位，最終調整波形占空比，使電壓和充電電流穩(wěn)定在預定值上。
圖4示意了本實用新型的中央處理電路的監(jiān)控流程，因為需要檢測巿電工 作的隨意性，逆變工作的時間控制，外界的光轉換效的控制，同時還要考慮電池有不同階段的充放電特性，所以充電器要能根據(jù)具體電池的類型，關鍵階段 采用了模糊控制方法，這些邏輯關系通過程序控制實現(xiàn)。在單片機ATMEL8內 植入的程序具體實現(xiàn)過程為單片機首先進行初始化，對巿電參數(shù)測量、對蓄電池參數(shù)進行測量，進入工作模式，巿電在一定時間工作，檢測不到巿電，轉入逆變工作，電池低于一定值轉入巿電工作。太陽能對蓄電池充電，超出一定 值保護，工作時檢測蓄電池容量不足，巿電充電進行階段補充。
圖5為本實用新型的接線原理示意圖，供電自動轉換選擇開關5具有三路三種途徑輸入三路輸出的形式，可以是三個二選一開關，也可以是一個三聯(lián)的二選一開關，其變動位置A的三路輸入端分別連接巿電的三路，其變動位置B的三路輸入端連接逆變控制電路的輸出，使其輸出端輸出蓄電池經過逆變轉換后提供的電源。其靜態(tài)位置C的三路輸入端分別連接旁路維修輸入的三路。
以上所述，僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用于限定本實用新型的保護范圍。
權利要求1、一種光伏戶電電源裝置，其特征在于包括用于處理太陽能及市電的充電控制電路，通過充電控制電路將由太陽能和市電產生的電能進行儲存到蓄電池組，將蓄電池組中儲存的DC電量轉換成傳導到負載的AC電量的逆變控制電路，以及對逆變控制電路輸出的AC電壓、電流進行監(jiān)測控制的中央控制電路。
2、 如權利要求l所述的光伏戶電電源裝置，其特征在于所述的逆變控制 電路連接有供電負荷自動轉換開關，其釆用單路三相輸入三相輸出的形式，該 供電選擇開關的變動位置的三路輸入端并聯(lián)逆變控制電路的輸出端，正常位置 的三路輸入端分別連接巿電的三相。
3、 如權利要求2所述的光伏戶電電源裝置，其特征在于所述的用于處理 巿電的充電控制電路包括由二極管Dl、 D2、 D3和D4組成的橋式整流電路， 大電容C1和C2構成低頻濾波穩(wěn)壓電路與橋式整流電路連接，在低頻濾波穩(wěn)壓 電路的輸出端連接由互感器CT、電位器VR、以及肖特基二極管D10構成的負 反饋比較電路，肖特基二極管的負極連接脈寬調制發(fā)生器SG3525，該脈寬調制 發(fā)生器連接有誤差比較器LM358，所述的誤差比較器連接單片機芯片ATMEL8 的電壓采樣端，電位器VR連接單片機芯片ATMEL8的電流釆樣端，構成釆樣 控制電路，另外，脈寬調制發(fā)生器SG3525的兩路驅動輸出通過隔離放大電路 連接到由兩只場效應管器件S1和S2組成串激式震蕩電路的基極，形成可調整 脈寬的交流波形，S1和S2與高頻變壓器T1的一次側相連組成串激式震蕩電 路，高頻變壓器T1的二次側連接由二極管D5和D6構成的整流電路，經由電 感L1和電容C3構成的濾波電路，形成可調制的直流。
4、 如權利要求2所述的光伏戶電電源裝置，其特征在于所述的用于處 理太陽能的充電控制電路包括輸入端的截止保護二極管Dl，所述的二極管D1 的正極與太陽能電池板正極連接，太陽能電池板負極與大電容C1和C2構成低 頻濾波穩(wěn)壓電路連接，在低頻濾波穩(wěn)壓電路的輸出端連接由互感器CT、電位器 VR、以及肖特基二極管D10構成的負反饋比較電路，肖特基二極管的負極連 接脈寬調制發(fā)生器SG3525,該脈寬調制發(fā)生器連接有誤差比較器LM358，所 述的誤差比較器連接單片機芯片ATMEL8的電壓釆樣端，電位器VR連接單片 機芯片ATMEL8的電流釆樣端，構成釆樣控制電路，另外，脈寬調制發(fā)生器 SG3525的兩路驅動輸出通過隔離放大電路連接到由兩只場效應管器件S1和S2 組成串激式震蕩電路的基極，形成可調整脈寬的交流波形，S1和S2與高頻變 壓器T1的一次側相連組成串激式震蕩電路，高頻變壓器T1的二次側連接由二 極管D5和D6構成的整流電路，經由電感L1和電容C3構成的濾波電路，形 成可調制的直流。
專利摘要一種光伏戶電電源裝置，包括用于應用處理市電及太陽能的充電控制電路，通過充電控制電路將由太陽能和市電產生的電能進行儲存到蓄電池組，將蓄電池組中儲存的DC電量轉換成傳導到負載的AC電量的逆變控制電路，以及對逆變控制電路輸出的AC電壓、電流進行監(jiān)測控制的中央控制電路。所述的逆變控制電路連接有供電負荷輸出開關，其采用單路三相輸入三相輸出的形式。本實用新型具有以下優(yōu)點1.具有太陽能光伏轉換與市電補充供電的功能；2.電路結構簡單，增強了用電的可靠性；3.采用中央控制電路進行監(jiān)控，逆變電路與旁路電路的切換速度快，連續(xù)性好，輸出穩(wěn)定度高；4.將原有的逆變器一路供電選擇改變?yōu)榭陕?lián)鎖控制的三路不同方式的輸入三出供電，較好解決了市電相序平衡的問題，從而便于外圍設備供電布線和管理。
文檔編號H02J7/35GK201181854SQ20082007886
公開日2009年1月14日 申請日期2008年1月31日 優(yōu)先權日2008年1月31日
發(fā)明者猛 李 申請人:猛 李