太陽能高壓直流轉(zhuǎn)換充電裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及太陽能高壓直流轉(zhuǎn)換充電裝置，包括光伏陣列、蓄電池組、全橋轉(zhuǎn)換電路、場效應(yīng)管驅(qū)動電路、PIC單片機，其特征在于：光伏陣列通過全橋轉(zhuǎn)換電路與蓄電池組連接成回路，PIC單片機的AD采樣電路分別連接在全橋轉(zhuǎn)換電路的輸入端、輸出端，PIC單片機控制場效應(yīng)管驅(qū)動電路，場效應(yīng)管驅(qū)動電路分別控制全橋轉(zhuǎn)換電路中的各場效應(yīng)管。實用新型的有益效果是：本實用新型既可實現(xiàn)太陽最大功率跟蹤，又可較寬范圍內(nèi)實現(xiàn)對光伏陣列進行串并聯(lián)，增加太陽能使用率，減少充電回路數(shù)和線徑，降低太陽能離網(wǎng)電站設(shè)計難度和建設(shè)成本。
【專利說明】太陽能高壓直流轉(zhuǎn)換充電裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種太陽能高壓直流轉(zhuǎn)換充電裝置，特別是將太陽能電池串聯(lián)較高電壓為蓄電池充電的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]用于光伏離網(wǎng)系統(tǒng)太陽能充電裝置是光伏離網(wǎng)系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分，其作為光伏陣列和用電設(shè)備之間的關(guān)鍵，將來自光伏陣列的直流電直接供給或轉(zhuǎn)換成特定電壓給設(shè)備供電。
[0003]現(xiàn)有的太陽能充電裝置一般有兩種形式給設(shè)備供電或蓄電池充電，第一種充電裝置是直接將光伏陣列串聯(lián)成最大功率點電壓大于或接近蓄電池浮充電壓的陣列直接給蓄電池充電，中間無需轉(zhuǎn)換；第二種充電裝置是將光伏陣列串聯(lián)成最大功率點電壓大于或接近蓄電池浮充電壓的陣列，再由最大功率跟蹤裝置(MPPT)給蓄電池充電。以上兩種充電形式的光伏陣列電壓與蓄電池電壓相差不大，在實際應(yīng)用中光伏組件進行串并聯(lián)分組，會出現(xiàn)部分光伏組件無法利用(多余光伏組件數(shù)小于串聯(lián)數(shù))，造成太陽能系統(tǒng)利用率下降，而且在大型離網(wǎng)電站中必須并聯(lián)很多組光伏串聯(lián)陣列，這樣電站設(shè)計困難程度增大，增加電站投資成本，降低電站太陽能使用率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型為了克服傳統(tǒng)的太陽能電源，串并聯(lián)限制而提供一種太陽能高壓直流轉(zhuǎn)換充電裝置，本裝置既可實現(xiàn)太陽最大功率跟蹤，又可較寬范圍內(nèi)實現(xiàn)對光伏陣列進行串并聯(lián)，增加太陽能使用率，減少充電回路數(shù)和線徑，降低太陽能離網(wǎng)電站設(shè)計難度和建設(shè)成本。
[0005]太陽能高壓直流轉(zhuǎn)換充電裝置，包括光伏陣列、蓄電池組、全橋轉(zhuǎn)換電路、場效應(yīng)管驅(qū)動電路、PIC單片機，其特征在于:光伏陣列通過全橋轉(zhuǎn)換電路與蓄電池組連接成回路，PIC單片機的AD采樣電路分別連接在全橋轉(zhuǎn)換電路的輸入端、輸出端，PIC單片機控制場效應(yīng)管驅(qū)動電路，場效應(yīng)管驅(qū)動電路分別控制全橋轉(zhuǎn)換電路中的各場效應(yīng)管。
[0006]所述的全橋轉(zhuǎn)換電路由四個場效應(yīng)管(Ql，Q2，Q3，Q4)、兩個電容(Cl，C2)、一個高頻變壓器T、兩個快恢復(fù)二極管(Dl，D2)、電感L組成，場效應(yīng)管兩兩串聯(lián)后與第一個電容并聯(lián)在光伏陣列的正負極，高頻變壓器T高壓側(cè)的二極分別與兩兩串聯(lián)場效應(yīng)管的中點相連，高頻變壓器T低壓側(cè)的二極分別連接一個快恢復(fù)二極管，兩個快恢復(fù)二極管后端并聯(lián)后與電感L串聯(lián)，在電感L另一端和高頻變壓器T的中心抽頭之間并聯(lián)第二個電容C2。其中全橋轉(zhuǎn)換電路主要是將光伏陣列高壓直流電轉(zhuǎn)換成適合蓄電池充電的電壓電流。
[0007]所述的PIC單片機包含PWM發(fā)生電路和AD采樣電路，PWM發(fā)生電路主要作用是給場效應(yīng)管驅(qū)動電路提供信號，AD采樣電路主要是采樣全橋轉(zhuǎn)換電路的輸入、輸出回路中的電壓電流數(shù)據(jù)。PWM發(fā)生電路和AD采樣電路均為現(xiàn)有電路。
[0008]所述的場效應(yīng)管驅(qū)動電路選用的是IR的IR2110全橋驅(qū)動芯片，將PIC單片機產(chǎn)生的PWM信號驅(qū)動放電供給全橋轉(zhuǎn)換電路工作。
[0009]本實用新型既可實現(xiàn)太陽能最大功率跟蹤，又可較寬范圍內(nèi)實現(xiàn)對光伏陣列進行串并聯(lián)，增加太陽能使用率，減少充電回路數(shù)和線徑，降低太陽能離網(wǎng)電站設(shè)計難度和建設(shè)成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0011]結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的描述。
[0012]如圖1所示，本實用新型包括光伏陣列、蓄電池組、全橋轉(zhuǎn)換電路、場效應(yīng)管驅(qū)動電路、PIC單片機，其特征在于:光伏陣列通過全橋轉(zhuǎn)換電路與蓄電池組連接成回路，PIC單片機的AD采樣電路分別連接在全橋轉(zhuǎn)換電路的輸入端、輸出端，PIC單片機控制場效應(yīng)管驅(qū)動電路，場效應(yīng)管驅(qū)動電路分別控制全橋轉(zhuǎn)換電路中的各場效應(yīng)管。
[0013]其中全橋轉(zhuǎn)換電路由四個場效應(yīng)管(Ql，Q2，Q3，Q4)、兩個電容(Cl，C2)、一個高頻變壓器T、兩個快恢復(fù)二極管(Dl，D2)、電感L組成，場效應(yīng)管兩兩串聯(lián)后與第一個電容并聯(lián)在光伏陣列的正負極，高頻變壓器T高壓側(cè)的二極分別與兩兩串聯(lián)場效應(yīng)管的中點相連，高頻變壓器T低壓側(cè)的二極分別連接一個快恢復(fù)二極管，兩個快恢復(fù)二極管后端并聯(lián)后與電感L串聯(lián)，在電感L另一端和高頻變壓器T的中心抽頭之間并聯(lián)第二個電容C2。其中四個場效應(yīng)管(Ql，Q2，Q3，Q4)將光伏陣列產(chǎn)生的高壓直流電轉(zhuǎn)成高頻脈沖，高頻脈沖通過高頻變壓器T初級將能量傳遞次級，再通過兩個快恢復(fù)二極管(D1，D2)、電感L、第二個電容C2組成的整流濾波電路轉(zhuǎn)換成直流電給蓄電池充電。
[0014]所述的PIC單片機包含PWM發(fā)生電路和AD采樣電路，PWM發(fā)生電路主要作用是給場效應(yīng)管驅(qū)動電路提供信號，AD采樣電路主要是采樣全橋轉(zhuǎn)換電路的輸入、輸出回路中的電壓電流數(shù)據(jù)。PWM發(fā)生電路和AD采樣電路均為現(xiàn)有電路。PIC單片機的AD采樣電路是采集全橋轉(zhuǎn)換電路的輸入、輸出電壓電流數(shù)據(jù)，然后調(diào)節(jié)輸出PWM信號占空比，通過場效應(yīng)管驅(qū)動電路來控制全橋轉(zhuǎn)換電路的工作狀態(tài)達到最大功率充電、浮充的控制功能。
[0015]場效應(yīng)管驅(qū)動電路選用的是IR的IR2110全橋驅(qū)動芯片，將PIC單片機產(chǎn)生的PWM信號驅(qū)動放電供給全橋轉(zhuǎn)換電路工作。
[0016]本實用新型既可實現(xiàn)太陽最大功率跟蹤，又可較寬范圍內(nèi)實現(xiàn)對光伏陣列進行串并聯(lián)，增加太陽能使用率，減少充電回路數(shù)和線徑，降低太陽能離網(wǎng)電站設(shè)計難度和建設(shè)成本。
【權(quán)利要求】
1.太陽能高壓直流轉(zhuǎn)換充電裝置，包括光伏陣列、蓄電池組、全橋轉(zhuǎn)換電路、場效應(yīng)管驅(qū)動電路、Pic單片機，其特征在于:光伏陣列通過全橋轉(zhuǎn)換電路與蓄電池組連接成回路，PIC單片機的AD采樣電路分別連接在全橋轉(zhuǎn)換電路的輸入端、輸出端，PIC單片機控制場效應(yīng)管驅(qū)動電路，場效應(yīng)管驅(qū)動電路分別控制全橋轉(zhuǎn)換電路中的各場效應(yīng)管； 所述的全橋轉(zhuǎn)換電路由四個場效應(yīng)管、兩個電容、一個高頻變壓器T、兩個快恢復(fù)二極管、電感組成，場效應(yīng)管兩兩串聯(lián)后與第一個電容并聯(lián)在光伏陣列的正負極，高頻變壓器T高壓側(cè)的二極分別與兩兩串聯(lián)場效應(yīng)管的中點相連，高頻變壓器低壓側(cè)的二極分別連接一個快恢復(fù)二極管，兩個快恢復(fù)二極管后端并聯(lián)后與電感串聯(lián)，在電感另一端和高頻變壓器的中心抽頭之間并聯(lián)第二個電容。
【文檔編號】H02J7/00GK203787989SQ201420015859
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年1月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月10日
【發(fā)明者】汪二剛 申請人:武漢日新科技照明有限公司