一種微型隔離式并離網(wǎng)逆變器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及逆變器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種微型隔離式并離網(wǎng)逆變器。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能光伏發(fā)電是新能源的重要組成部分，被認(rèn)為是當(dāng)前世界上最有發(fā)展前景的新能源技術(shù)，其發(fā)電技術(shù)成為世界各國關(guān)注的熱點(diǎn)。
[0003]逆變器根據(jù)光伏發(fā)電系統(tǒng)中的用途可分為獨(dú)立型電源用和并網(wǎng)用兩種。光伏并網(wǎng)逆變器的作用是將光伏電池產(chǎn)生的直流電逆變成交流電輸送電網(wǎng)。作為獨(dú)立型電源用的逆變器是將光伏電池或者儲能裝置產(chǎn)生的直流電逆變成交流電為用電器提供電能。
[0004]微型并網(wǎng)逆變器是為每個(gè)光伏電池單獨(dú)配備的一個(gè)具備交直流轉(zhuǎn)換功能和最大功率點(diǎn)跟蹤功能的逆變器，能夠?qū)⒐夥姵匕l(fā)出的電能直接轉(zhuǎn)換成交流電能傳輸?shù)诫娋W(wǎng)?？敌銖?qiáng)在《微型光伏并網(wǎng)逆變器的設(shè)計(jì)》中公開了微型并網(wǎng)逆變器的技術(shù)內(nèi)容，由該文獻(xiàn)可以看出微型并網(wǎng)逆變器在安裝、成本和性能上的優(yōu)點(diǎn)非常突出，但目前微型并網(wǎng)逆變器還不能實(shí)現(xiàn)作為獨(dú)立型電源離網(wǎng)工作的功能，這就在很大程度上限制了微型并網(wǎng)逆變器的應(yīng)用環(huán)境。作為獨(dú)立型電源用的光伏離網(wǎng)逆變器是一種在脫離外電網(wǎng)的情況下將光伏電池產(chǎn)生的直流電能轉(zhuǎn)換成能夠向負(fù)載提供的交流電能的光伏逆變器。黃華在《光伏離網(wǎng)逆變器的設(shè)計(jì)》中公開了光伏離網(wǎng)逆變器的技術(shù)內(nèi)容，它的優(yōu)點(diǎn)在于獨(dú)立供電方式上的便捷性和發(fā)電效率高，但是缺點(diǎn)在于它只能離網(wǎng)工作，不能實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)。
[0005]微型并網(wǎng)逆變器需要將直流電能轉(zhuǎn)換成與電網(wǎng)同頻同相的交流電能，同時(shí)還要具有光伏電池的最大功率點(diǎn)跟蹤的功能；作為獨(dú)立型電源用的光伏離網(wǎng)逆變器要為負(fù)載提供電能，其輸出電壓、電流、功率都需要嚴(yán)格滿足負(fù)載的要求，所以微型并網(wǎng)逆變器與光伏離網(wǎng)逆變器功能相結(jié)合是技術(shù)難點(diǎn)。同時(shí)若微型并網(wǎng)逆變器與光伏離網(wǎng)逆變器功能相結(jié)合則在并網(wǎng)與離網(wǎng)間的相互切換也是一個(gè)主要問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明擬解決的技術(shù)問題是，提供一種微型隔離式并離網(wǎng)逆變器，該逆變器通過在已經(jīng)公開的微型并網(wǎng)逆變器的技術(shù)內(nèi)容上增加已有光伏離網(wǎng)逆變器技術(shù)中的控制方法，并在微型并網(wǎng)逆變器原有的連接電路中，在升壓電路的輸出側(cè)和與外電網(wǎng)連接側(cè)添加以固態(tài)繼電器為主的切換電路來實(shí)現(xiàn)離網(wǎng)功能，為用電器提供電能；并在并離網(wǎng)切換過程中停機(jī)使固態(tài)繼電器采用安全切換的方式完成并離網(wǎng)之間的切換，時(shí)間小于20ms，有效地解決了微型并網(wǎng)逆變器與光伏離網(wǎng)逆變器功能相結(jié)合的技術(shù)難點(diǎn)和在并網(wǎng)與離網(wǎng)間的相互切換的問題。
[0007]本發(fā)明解決所述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是:提供一種微型隔離式并離網(wǎng)逆變器，其特征在于該逆變器包括隔離升壓電路、直流支撐電容切換電路、全橋逆變電路、并離網(wǎng)切換電路、PWM控制器、直流支撐電容切換驅(qū)動電路、逆變橋驅(qū)動電路、并離網(wǎng)切換驅(qū)動電路、主控芯片MCU和信號采集模塊；所述信號采集模塊的輸出端均與主控芯片MCU相連，主控芯片MCU分別通過PffM控制器、直流支撐電容切換驅(qū)動電路、逆變橋驅(qū)動電路和并離網(wǎng)切換驅(qū)動電路與隔離升壓電路、直流支撐電容切換電路、全橋逆變電路和并離網(wǎng)切換電路相連；隔離升壓電路的輸入端與外部直流電源的輸出端連接，隔離升壓電路的輸出端依次連接直流支撐電容切換電路、全橋逆變電路和并離網(wǎng)切換電路的輸入端，并離網(wǎng)切換電路的輸出端與外電網(wǎng)連接；所述信號采集模塊包括外部直流電源電壓采集電路、外部直流電源電流采集電路、外電網(wǎng)電壓采集電路和外電網(wǎng)電流采集電路，外部直流電源電流采集電路和外部直流電源電壓采集電路分別與外部直流電源的輸出端連接，外電網(wǎng)電壓采集電路和外電網(wǎng)電流采集電路分別與外電網(wǎng)連接，信號采集模塊所采集的所有信號均輸入到主控芯片MCU內(nèi)；所述直流支撐電容切換電路和并離網(wǎng)切換電路均采用固態(tài)繼電器進(jìn)行電路切換，主控芯片MCU內(nèi)存有控制程序。
[0008]上述微型隔離式并離網(wǎng)逆變器，所述直流支撐電容切換電路的電路構(gòu)成包括預(yù)充電電阻R1、固態(tài)繼電器RL1、支撐電容Cl和支撐電容C2，預(yù)充電電阻Rl —端與隔離升壓電路輸出端的高壓直流電線DCH連接，預(yù)充電電阻Rl的另一端同時(shí)與支撐電容Cl和支撐電容C2的正極連接，支撐電容Cl和支撐電容C2的負(fù)極均與隔離升壓電路輸出端的地線GND連接；固態(tài)繼電器RLl的A3引腳接隔離升壓電路輸出端的高壓直流電線DCH，固態(tài)繼電器RLl的A4引腳同時(shí)與支撐電容Cl和支撐電容C2的正極連接，固態(tài)繼電器RLl的Al引腳接控制信號Relay，固態(tài)繼電器RLl的A2引腳接信號地SGND，控制信號Relay通過直流支撐電容切換驅(qū)動電路由主控芯片MCU提供；
[0009]所述并離網(wǎng)切換電路的電路構(gòu)成包括端子Jl和J2、保險(xiǎn)管Fl以及固態(tài)繼電器RL2 ?’端子Jl連接用電器，端子J2連接外電網(wǎng)，固態(tài)繼電器RL2的B3引腳接全橋逆變電路的輸出端ACl，固態(tài)繼電器RL2的B4引腳與端子J2的Kl引腳連接，端子J2的K2引腳接全橋逆變電路的輸出端AC2，固態(tài)繼電器RL2的BI腳接控制信號Relayl，控制信號Relayl通過并離網(wǎng)切換驅(qū)動電路由主控芯片MCU提供，固態(tài)繼電器RL2的B2引腳接信號地SGND ;保險(xiǎn)管Fl的一端與全橋逆變電路的輸出端ACl連接，另一端接到端子Jl的Hl引腳，端子Jl的H2引腳接全橋逆變電路的輸出端AC2。
[0010]上述微型隔離式并離網(wǎng)逆變器，所述主控芯片MCU內(nèi)的控制程序的具體流程是:開始一逆變器初始化一外電網(wǎng)是否正常？
[0011]否一逆變器離網(wǎng)運(yùn)行一外電網(wǎng)是否正常？否一返回上一步驟的外電網(wǎng)是否正常？；是一逆變器由離網(wǎng)切換到并網(wǎng)一逆變器并網(wǎng)運(yùn)行；
[0012]是一逆變器并網(wǎng)運(yùn)行一外電網(wǎng)是否正常？是一返回上一步驟的外電網(wǎng)是否正常？；否一逆變器由并網(wǎng)切換到離網(wǎng)一逆變器離網(wǎng)運(yùn)行。
[0013]上述微型隔離式并離網(wǎng)逆變器，所述主控芯片MCU的型號為PIC18F45K80，PffM控制器的型號為TL494。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具備以下有益效果:
[0015]1、本發(fā)明微型隔離式并離網(wǎng)逆變器所述的隔離式是指在該逆變器的交流輸出與直流輸入之間具有變壓器，本發(fā)明既可以實(shí)現(xiàn)微型光伏并網(wǎng)逆變器的功能，又能作為獨(dú)立電源，實(shí)現(xiàn)離網(wǎng)工作，克服了現(xiàn)有技術(shù)中微型并網(wǎng)逆變器不能實(shí)現(xiàn)離網(wǎng)工作的缺點(diǎn)，增大了微型并網(wǎng)逆變器的應(yīng)用環(huán)境；同時(shí)也克服了作為獨(dú)立電源用的光伏離網(wǎng)逆變器不能并網(wǎng)工作的缺點(diǎn)。這樣既能夠充分發(fā)揮微型并網(wǎng)逆變器的低成本、轉(zhuǎn)換效率高和安全穩(wěn)定等特點(diǎn)，同時(shí)又具備了離網(wǎng)工作時(shí)為負(fù)載提供電能的功能。
[0016]2、本發(fā)明微型隔離式并離網(wǎng)逆變器的并離網(wǎng)切換通過固態(tài)繼電器采用有斷點(diǎn)(<20ms)的安全切合方式完成并離網(wǎng)之間的切換，運(yùn)用固態(tài)繼電器實(shí)現(xiàn)了用低電壓弱電流控制信號控制高電壓大電流并離網(wǎng)工作電路的切換，性能安全可靠。
[0017]3、本發(fā)明微型隔離式并離網(wǎng)逆變器通過固態(tài)繼電器實(shí)現(xiàn)的并離網(wǎng)切換將微型并網(wǎng)逆變器與可用作獨(dú)立電源的逆變器的功能有效結(jié)合，兼具了微型并網(wǎng)逆變器安裝簡單、成本低、性能穩(wěn)定可靠和離網(wǎng)逆變器操作簡單、應(yīng)用范圍廣的特點(diǎn)，能滿足工業(yè)及日常使用需求。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明微型隔離式并離網(wǎng)逆變器的結(jié)構(gòu)示意框圖；
[0019]圖2是本發(fā)明微型隔離式并離網(wǎng)逆變器的直流支撐電容切換電路2和并離網(wǎng)切換電路4的電路構(gòu)成及連接示意圖；
[0020]圖3是本發(fā)明微型隔離式并離網(wǎng)逆變器的主控芯片MCU 9內(nèi)的控制程序流程示意圖；
[0021]圖中，1.隔離升壓電路、2.直流支撐電容切換電路、3.全橋逆變電路、4.并離網(wǎng)切換電路、5.PffM控制器、6.直流支撐電容切換驅(qū)動電路、7.逆變橋驅(qū)動電路、8.并離網(wǎng)切換驅(qū)動電路、9.主控芯片MCU、10.信號采集模塊、11.外部直流電源、12.外電網(wǎng)；10-1.夕卜部直流電源電流采集電路、10-2外部直流電源電壓采集電路、10-3.外電網(wǎng)電流采集電路、10-4.外電網(wǎng)電壓采集電路。
【具體實(shí)施方式】
[0022]圖1所示實(shí)施例表明，虛線框內(nèi)為本發(fā)明微型隔離式并離網(wǎng)逆變器(簡稱逆變器)，該逆變器包括隔離升壓電路1、直流支撐電容切換電路2、全橋逆變電路3、并離網(wǎng)切換電路4、PWM控制器5、直流支撐電容切換驅(qū)動電路6、逆變橋驅(qū)動電路7、并離網(wǎng)切換驅(qū)動電路8、主控芯片MCU 9和信號采集模塊10