基于分流電阻隔離的光伏移動電源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種移動電源，特別涉及一種基于分流電阻隔離的光伏移動電源。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中的便攜式移動電源大多都是將整流技術(shù)、逆變技術(shù)與自動控制技術(shù)相結(jié)合，使輸出電壓變?yōu)橛秒娫O(shè)備所需的穩(wěn)定的單向交流電。便攜式移動電源被應(yīng)用于各個領(lǐng)域，市場前景遠大。
[0003]市場上基于光伏電池的便攜式移動電源研宄較少，而且成本較為昂貴，體積笨重，不夠輕便，不便于攜帶，在光伏移動電源的核心部件一一光伏逆變器的設(shè)計當(dāng)中，電路控制信號的檢測采用較昂貴的霍爾檢測方案，該方案最大的優(yōu)點是帶有電氣隔離功能，缺點是成本過高，體積大。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]為了克服已有【背景技術(shù)】中存在的至少一個問題，本實用新型提出一種基于分流電阻隔離的光伏移動電源。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提出一種基于分流電阻隔離的光伏移動電源，包括:微控制器，產(chǎn)生PWM控制信號以及接受電流電壓檢測模塊的檢測結(jié)果，并控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)動作；IGBT驅(qū)動電路，和所述微控制器相連，產(chǎn)生驅(qū)動信號；分流電阻電流電壓檢測電路，和所述微控制器相連，用于電流和電壓的檢測；光伏電池組件，包括將太陽能轉(zhuǎn)化成的電能存儲所需的薄膜電池及其組件；蓄電池，連接所述光伏電池組件和所述微控制器，在所述微控制器的控制下選擇利用所述薄膜電池組件的輸出對所述蓄電池進行充電；最大功率跟蹤電路，連接所述光伏電池組件，用于保證所述光伏電池組件以最大功率輸出；DC/AC逆變電路，連接所述最大功率跟蹤電路，用于完成直流到交流的轉(zhuǎn)換。
[0006]可選的，所述光伏移動電源包括主電路和控制電路，所述主電路為強電系統(tǒng)，所述控制電路為弱點系統(tǒng)。
[0007]可選的，所述主電路包括光伏電池組件、蓄電池、最大功率跟蹤電路和DC/AC逆變電路。
[0008]可選的，所述控制電路包括IGBT驅(qū)動電路、分流電阻電流電壓檢測電路以及微控制器。
[0009]可選的，所述主電路包括單項逆變器，所述單項逆變器采用單極性倍頻SPWM控制方式。
[0010]可選的，所述單項逆變器包括至少四個功率開關(guān)器件。
[0011]本實用新型基于分流電阻隔離的光伏移動電源的有益效果主要表現(xiàn)在:本實用新型基于分流電阻隔離的光伏移動電源基于分流電阻的隔離電流電壓檢測方案，該方案相比較工業(yè)界普遍使用霍爾電流電壓檢測方案有成本低的優(yōu)勢，而且同樣實現(xiàn)了電氣隔離以及較高的精度。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型基于分流電阻隔離的光伏移動電源的結(jié)構(gòu)框圖。
[0013]圖2為本實用新型基于分流電阻隔離的光伏移動電源的主電路圖。
[0014]圖3為本實用新型基于分流電阻隔離的光伏移動電源的采用電阻分流隔離檢測電流信號的電路示意圖。
[0015]圖4為本實用新型基于分流電阻隔離的光伏移動電源的使用TI AMC1304隔離芯片和C2000控制器檢測電壓的電路示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合實施例和附圖1-4對本實用新型作進一步的描述。
[0017]圖1為本實用新型基于分流電阻隔離的光伏移動電源的結(jié)構(gòu)框圖，本實用新型提出一種基于分流電阻隔離的光伏移動電源，包括:微控制器12，產(chǎn)生PWM控制信號以及接受電流電壓檢測模塊的檢測結(jié)果，并控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)動作；IGBT驅(qū)動電路13，和所述微控制器12相連，產(chǎn)生驅(qū)動信號；分流電阻電流電壓檢測電路15，和所述微控制器12相連，用于電流和電壓的檢測；光伏電池組件10，包括將太陽能轉(zhuǎn)化成的電能存儲所需的薄膜電池及其組件；蓄電池11，連接所述光伏電池組件10和所述微控制器12，在所述微控制器12的控制下選擇利用所述薄膜電池組件的輸出對所述蓄電池11進行充電；最大功率跟蹤電路14，連接所述光伏電池組件10，用于保證所述光伏電池組件10以最大功率輸出；DC/AC逆變電路17，連接所述最大功率跟蹤電路14，用于完成直流到交流的轉(zhuǎn)換，供電網(wǎng)20或交流用電設(shè)備18使用。
[0018]光伏移動電源包括主電路和控制電路，所述主電路為強電系統(tǒng)，所述控制電路為弱點系統(tǒng)。主電路包括光伏電池組件10、蓄電池11、最大功率跟蹤電路14和DC/AC逆變電路17?？刂齐娐钒↖GBT驅(qū)動電路13、分流電阻電流電壓檢測電路15以及微控制器。圖2中，主電路的單項逆變器22采用單極性倍頻SPWM控制方式，單項逆變器22包括至少四個功率開關(guān)器件。
[0019]光伏移動電源的硬件主電路由兩級電路組成，如圖2所示，前級是一個boost升壓電路21，后級是一個單向逆變器電路22，升壓之后的直流母線電壓經(jīng)過一個蓄電池11進行儲能，此母線電壓供給后級單相逆變器22使用，逆變器后用LC濾波電路進行濾波，以期得到畸變率更低的電壓供負(fù)載使用。前級boost升壓電路21主要用于跟蹤光伏電池板的最大輸出功率點，通過外圍電流電壓檢測電路，實時的檢測光伏電池板的輸出電壓，電流信號送入到控制器12中，在控制器12中通過適當(dāng)?shù)淖畲蠊β矢?MPPT)算法，給出最優(yōu)占空比的控制信號以驅(qū)動SI開關(guān)管的工作，這樣就可以使得光伏電池板一直以最大功率輸出會κΜ。
[0020]蓄電池11的作用是能量存儲，蓄電池11可以使用鋰電池，當(dāng)光伏電池板23發(fā)的電量夠負(fù)載使用的時候，將多余的電量存儲在鋰電池11中，當(dāng)光伏電池的電量不夠負(fù)載使用的時候，由鋰電池11儲存的能量供負(fù)荷使用，我們需要實時的對鋰電池11的電量進行檢測，這個過程由TI公司的C2000微控制器12來實現(xiàn)。
[0021]如圖2所示，光伏板23連接boost升壓電路21，升壓電路21連接單相逆變器22，鋰電池兩端的直流母線電壓等級較高，經(jīng)過后級功率開關(guān)器件S3，S4，S5，S6組成的單相逆變器22進行逆變，此單相逆變器采用單極性倍頻SPWM控制方式，因為該方式可以將最低次諧波頻率提高到載波頻率兩倍左右，更容易濾除，這將大大減小濾波器的電感電容體積重量，使得光伏移動電源更加輕便。
[0022]控制器在控制光伏移動電源整個系統(tǒng)工作的時候，需要實時的檢測電路的電壓，電流信號，本光伏移動電源系統(tǒng)中，控制部分是弱電系統(tǒng)，而主電路是強電系統(tǒng)，工業(yè)設(shè)計中一般都希望將二者隔離開來，工業(yè)中常用的是霍爾互感器來檢測電流電壓信號，可以很好的實現(xiàn)隔離功能，但是該方法成本太高，不適合移動電源中使用，本實用新型采用了分流電阻的方式來檢測電流電壓，配合TI公司的AD隔離芯片(AMC1304)將強電電路中的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，該數(shù)字信號再送入TI公司的C2000控制器(TMS320F28377D)中進行濾波處理。該方案成本低，而且?guī)Ц綦x功能，該方案中的電流電壓檢測方案很有可能會成為工業(yè)界未來檢測電流電壓信號的主流方案。
[0023]如圖3所示，Ql, Q2上下兩管構(gòu)成單相半橋結(jié)構(gòu)，在電力電子電路中廣泛使用，由A相輸出的電流經(jīng)過一個可以過大電流的低阻抗值的電阻Rshunt，轉(zhuǎn)換成一個+/-250mV的電壓小信號，再將該電壓小信號送往模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AMC1304轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，將該數(shù)字信號送往控制器處理識別。圖3為檢測單相電流示意圖。圖4是檢測母線電壓的簡圖，通過電阻對母線電壓進行分壓，Rl上的電壓也是一個小電壓信號，再經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AMC1304，數(shù)字信號被送往控制器。
[0024]雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然其并非限定本實用新型。本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾。因此，本實用新型的保護范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種基于分流電阻隔離的光伏移動電源，其特征在于，包括: 微控制器，產(chǎn)生PWM控制信號以及接受電流電壓檢測模塊的檢測結(jié)果，并控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)動作； IGBT驅(qū)動電路，和所述微控制器相連，產(chǎn)生驅(qū)動信號； 分流電阻電流電壓檢測電路，和所述微控制器相連，用于電流和電壓的檢測； 光伏電池組件，包括將太陽能轉(zhuǎn)化成的電能存儲所需的薄膜電池及其組件； 蓄電池，連接所述光伏電池組件和所述微控制器，在所述微控制器的控制下選擇利用所述薄膜電池組件的輸出對所述蓄電池進行充電； 最大功率跟蹤電路，連接所述光伏電池組件，用于保證所述光伏電池組件以最大功率輸出； DC/AC逆變電路，連接所述最大功率跟蹤電路，用于完成直流到交流的轉(zhuǎn)換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏移動電源，其特征在于:所述光伏移動電源包括主電路和控制電路，所述主電路為強電系統(tǒng)，所述控制電路為弱點系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光伏移動電源，其特征在于:所述主電路包括光伏電池組件、蓄電池、最大功率跟蹤電路和DC/AC逆變電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的光伏移動電源，其特征在于:所述控制電路包括IGBT驅(qū)動電路、分流電阻電流電壓檢測電路以及微控制器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的光伏移動電源，其特征在于:所述主電路包括單項逆變器，所述單項逆變器采用單極性倍頻SPWM控制方式。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光伏移動電源，其特征在于:所述單項逆變器包括至少四個功率開關(guān)器件。
【專利摘要】本實用新型提供一種基于分流電阻隔離的光伏移動電源，包括：微控制器，產(chǎn)生PWM控制信號以及接受電流電壓檢測模塊的檢測結(jié)果，并控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)動作；IGBT驅(qū)動電路，和微控制器相連，產(chǎn)生驅(qū)動信號；分流電阻電流電壓檢測電路，和微控制器相連，用于電流和電壓的檢測；光伏電池組件，包括將太陽能轉(zhuǎn)化成的電能存儲所需的薄膜電池及其組件；蓄電池，連接光伏電池組件和微控制器；最大功率跟蹤電路，連接所述光伏電池組件；DC/AC逆變電路，連接最大功率跟蹤電路，用于完成直流到交流的轉(zhuǎn)換。本實用新型基于分流電阻隔離的光伏移動電源基于分流電阻的隔離電流電壓檢測方案，該方案相比較工業(yè)界普遍使用霍爾電流電壓檢測方案有成本低的優(yōu)勢，而且同樣實現(xiàn)了電氣隔離以及較高的精度。
【IPC分類】H02J7-35, H02S10-40
【公開號】CN204425233
【申請?zhí)枴緾N201520190397
【發(fā)明人】房亞軍, 林成棟, 潘三博, 郝夏斐, 張希, 黃新征
【申請人】上海寰晟新能源科技有限公司, 上海電機學(xué)院, 上海交通大學(xué)
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年3月31日