基于非接觸傳輸技術(shù)的太陽(yáng)能分布式逆變系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于非接觸傳輸技術(shù)的太陽(yáng)能分布式逆變系統(tǒng)，包括若干個(gè)組合電路，每個(gè)組合電路的原邊線圈以非接觸方式傳遞能量到非接觸的副邊線圈，副邊線圈串聯(lián)連接后與本組的副邊電路相連接，每組副邊電路之間并聯(lián)連接得到恒定幅值的交流電壓供給其后的負(fù)載使用或?qū)⒛芰總鬏數(shù)诫娋W(wǎng)。本發(fā)明組合電路利用非接觸方式實(shí)現(xiàn)電能的傳輸，通過無線模塊傳遞控制信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)輸出功率的調(diào)節(jié)；使用非接觸技術(shù)能不用導(dǎo)線連接即可將太陽(yáng)能電池的電能傳遞到建筑物內(nèi)部，太陽(yáng)能電池既可以發(fā)電，也可以兼作保溫材料甚至裝飾材料，能有效節(jié)省了建筑成本、減少了資源使用并提高了能源利用效果。
【專利說明】
基于非接觸傳輸技術(shù)的太陽(yáng)能分布式逆變系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及非接觸供電及自動(dòng)控制的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于非接觸傳輸技術(shù)的太陽(yáng)能分布式逆變系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]通常太陽(yáng)能電池被傾斜安裝在屋面上，分布式太陽(yáng)能電池的引下導(dǎo)線要么沿屋面繞到建筑物內(nèi)、要么經(jīng)防水層通向配電設(shè)施，這些導(dǎo)線要采取安全的固定措施以防止大風(fēng)襲擾，同時(shí)還要考慮防止雨水沿電線或電纜流入建筑物內(nèi)部，明顯增加了維護(hù)成本，也給屋面防水處理增加了難度。
[0003]此外，如果能不用導(dǎo)線連接即可將墻面上掛裝的太陽(yáng)能電池的電能傳遞到建筑物內(nèi)部，則太陽(yáng)能電池掛裝在墻面上將是一種切實(shí)可行的獲取能源的方案。因此，掛裝的太陽(yáng)能電池既可以發(fā)電，也可以兼作保溫材料甚至裝飾材料，有效節(jié)省了建筑成本、減少了資源使用并提高了能源利用效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種基于非接觸傳輸技術(shù)的太陽(yáng)能分布式逆變系統(tǒng)，采用非接觸變壓器傳遞能量，可以省去太陽(yáng)能電池由建筑物屋面或墻面引到防水層內(nèi)側(cè)的導(dǎo)線，減少了資源使用并提高了能源利用效果。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種基于非接觸傳輸技術(shù)的太陽(yáng)能分布式逆變系統(tǒng)，包括若干個(gè)組合電路，每個(gè)組合電路先以非接觸方式傳遞能量到非接觸的副邊線圈，非接觸的副邊線圈分組后組內(nèi)串聯(lián)連接，副邊線圈串聯(lián)連接后與本組共用的副邊電路相連接。每組副邊電路之間并聯(lián)連接得到恒定幅值的交流電壓，供給其后的負(fù)載使用或?qū)⒛芰總鬏數(shù)诫娋W(wǎng)。
[0006]所述組合電路中，組合電路Al、組合電路A2、組合電路A3和組合電路A4構(gòu)成第一組，所述組合電路Al包括太陽(yáng)能電池All、逆變電路A12和原邊線圈ZA13，太陽(yáng)能電池All與逆變電路Al 2相連接，逆變電路Al 2與原邊線圈Za13相連接，原邊線圈Zai3與副邊線圈ZA14通過磁場(chǎng)耦合相連接;所述組合電路A2包括太陽(yáng)能電池A21、逆變電路A22和原邊線圈ZA23，太陽(yáng)能電池A21與逆變電路A22相連接，逆變電路A22與原邊線圈Za23相連接，原邊線圈Za23與副邊線圈Za24通過磁場(chǎng)耦合相連接;所述組合電路A3包括太陽(yáng)能電池A31、逆變電路A32和原邊線圈
，太陽(yáng)能電池A31與逆變電路A32相連接，逆變電路A32與原邊線圈Za33相連接，原邊線圈Za33與副邊線圈Za34通過磁場(chǎng)耦合相連接;所述組合電路A4包括太陽(yáng)能電池A41、逆變電路A42和原邊線圈Zm3，太陽(yáng)能電池A41與逆變電路A42相連接，逆變電路A42與原邊線圈Zm3相連接，原邊線圈IA43與副邊線圈Za44通過磁場(chǎng)親合相連接;所述副邊線圈L\14、副邊線圈[A24、副邊線圈J^A34和副邊線圈J^A44串聯(lián)連接后與副邊電路A15相連接。
[0007]所述逆變電路A12和原邊線圈Za13疊放在太陽(yáng)能電池AU的背面，逆變電路A22和原邊線圈Za23疊放在太陽(yáng)能電池A21的背面，逆變電路A32和原邊線圈Za33疊放在太陽(yáng)能電池A31的背面，逆變電路A42和原邊線圈Za43疊放在太陽(yáng)能電池A41的背面;所述組合電路Al、組合電路A2、組合電路A3和組合電路A4并排放置。
[0008]所述逆變電路A12包括全橋變換電路A126、電流檢測(cè)電路A123、電壓檢測(cè)電路A124、驅(qū)動(dòng)電路A122、原邊控制電路A121和無線模塊A125，全橋變換電路A126與電容Cai3相連接，電容Cm3與原邊線圈/^13并聯(lián)連接，電流檢測(cè)電路A123、電壓檢測(cè)電路A124設(shè)置在太陽(yáng)能電池All輸出的直流電源￡^上，驅(qū)動(dòng)電路A122與全橋變換電路A126相連接，原邊控制電路A121分別與驅(qū)動(dòng)電路A122、電流檢測(cè)電路A123、電壓檢測(cè)電路A124、無線模塊A125相連接；所述逆變電路A22包括全橋變換電路A226、電流檢測(cè)電路A223、電壓檢測(cè)電路A224、驅(qū)動(dòng)電路A222、原邊控制電路A221和無線模塊A225，全橋變換電路A226與電容Ca23相連接，電容Ca23與原邊線圈Za23并聯(lián)連接，電流檢測(cè)電路A223、電壓檢測(cè)電路A224設(shè)置在太陽(yáng)能電池A21輸出的直流電源?/Α2上，驅(qū)動(dòng)電路Α222與全橋變換電路Α226相連接，原邊控制電路Α221分別與驅(qū)動(dòng)電路Α222、電流檢測(cè)電路Α223、電壓檢測(cè)電路Α224、無線模塊Α225相連接;所述逆變電路Α32包括全橋變換電路Α326、電流檢測(cè)電路Α323、電壓檢測(cè)電路Α324、驅(qū)動(dòng)電路Α322、原邊控制電路Α321和無線模塊Α325，全橋變換電路Α326與電容Ca33相連接，電容Ca33與原邊線圈Za33并聯(lián)連接，電流檢測(cè)電路Α323、電壓檢測(cè)電路Α324設(shè)置在太陽(yáng)能電池A31輸出的直流電源?/Α3上，驅(qū)動(dòng)電路Α322與全橋變換電路Α326相連接，原邊控制電路Α321分別與驅(qū)動(dòng)電路Α322、電流檢測(cè)電路Α323、電壓檢測(cè)電路Α324、無線模塊Α325相連接;逆變電路Α42包括全橋變換電路Α426、電流檢測(cè)電路Α423、電壓檢測(cè)電路Α424、驅(qū)動(dòng)電路Α422、原邊控制電路Α421和無線模塊Α425，全橋變換電路Α426與電容Cm3相連接，電容Cm3與原邊線圈Zm3并聯(lián)連接，電流檢測(cè)電路Α423、電壓檢測(cè)電路Α424設(shè)置在太陽(yáng)能電池Α41輸出的直流電源&上，驅(qū)動(dòng)電路Α422與全橋變換電路Α426相連接，原邊控制電路Α421分別與驅(qū)動(dòng)電路Α422、電流檢測(cè)電路Α423、電壓檢測(cè)電路Α424、無線模塊Α425相連接;所述無線模塊Α125、無線模塊Α225、無線模塊Α325和無線模塊Α425通過無線通信技術(shù)相連接。
[0009]所述全橋變換電路Α126由四個(gè)橋式連接的開關(guān)管組成，每個(gè)開關(guān)管均與驅(qū)動(dòng)電路Α122相連接;所述全橋變換電路Α226由四個(gè)橋式連接的開關(guān)管組成，每個(gè)開關(guān)管均與驅(qū)動(dòng)電路Α222相連接;所述全橋變換電路Α326由四個(gè)橋式連接的開關(guān)管組成，每個(gè)開關(guān)管均與驅(qū)動(dòng)電路Α322相連接;所述全橋變換電路Α426由四個(gè)橋式連接的開關(guān)管組成，每個(gè)開關(guān)管均與驅(qū)動(dòng)電路Α422相連接;所述全橋變換電路Al 26、全橋變換電路Α226、全橋變換電路Α326和全橋變換電路Α426的斬波頻率、占空比和斬波起止時(shí)間完全相同。
[0010]所述副邊電路Α15包括濾波電路Α156、接觸器觸點(diǎn)Α157、副邊控制電路Α153、電流檢測(cè)電路Al 51、電壓檢測(cè)電路Al 52、接觸器投切電路Al 54和無線模塊Al 55，副邊線圈Lam、副邊線圈J^A24、副邊線圈ΖΑ34和副邊線圈ΖΑ44串聯(lián)連接后與濾波電路A15 6相連接，濾波電路A15 6與接觸器觸點(diǎn)Α157相連接，接觸器觸點(diǎn)Α157與接觸器投切電路Α154相連接，電流檢測(cè)電路A151、電壓檢測(cè)電路A15 2設(shè)置在接觸器觸點(diǎn)A157的輸出端;所述副邊控制電路A153分別與電流檢測(cè)電路Al 51、電壓檢測(cè)電路Al 52、接觸器投切電路Al 54和無線模塊Al 55相連接;所述無線模塊Α155通過無線通信技術(shù)分別與無線模塊Α125、無線模塊Α225、無線模塊Α325、無線模塊Α425相連接。
[0011]所述無線模塊Α155、無線模塊Α125、無線模塊Α225、無線模塊Α325和無線模塊Α425均是基于Zigbee協(xié)議的雙向無線通訊的無線模塊。
[0012]所述太陽(yáng)能電池All輸出的直流電壓￡/m由全橋變換電路A126轉(zhuǎn)化成高頻交流電；原邊控制電路A121采取正弦脈沖寬度調(diào)制控制策略，通過程序查找表的方法查找每個(gè)脈沖周期對(duì)應(yīng)的脈寬，產(chǎn)生具有正弦波雙極型調(diào)制的觸發(fā)脈沖;驅(qū)動(dòng)電路A122驅(qū)動(dòng)全橋變換電路A126的四個(gè)開關(guān)管交替通斷;原邊線圈Za13得到具有正弦波調(diào)制特性的高頻交流電，原邊線圈ZA13與副邊線圈ZA14經(jīng)親合磁場(chǎng)傳遞能量；同理，原邊線圈ZA23傳遞能量至副邊線圈ZA24、原邊線圈Ia33傳遞能量至副邊線圈ZA34、原邊線圈ZA43傳遞能量至副邊線圈ZA44;副邊線圈ΖΑ14、副邊線圈La24、副邊線圈ZA34和副邊線圈Ιλ44能量置加后將磁場(chǎng)能量轉(zhuǎn)化成電能供給濾波電路Α156;當(dāng)接觸器觸點(diǎn)Α157閉合時(shí)輸出正弦交流電壓t/AQ;副邊控制電路Α153獲取電流檢測(cè)電路A151獲取的電流信號(hào)、電壓檢測(cè)電路A152獲取的電壓信號(hào)，通過對(duì)這兩種信號(hào)的綜合判斷得出波形的正弦特性和輸出信號(hào)偏離設(shè)定值的程度，將反饋控制信號(hào)傳遞給無線模塊A155;無線模塊A155將反饋控制的信號(hào)傳遞給無線模塊A125、無線模塊A225、無線模塊A325、無線模塊A425;無線模塊A125將信號(hào)傳遞給原邊控制電路A121，無線模塊A225將信號(hào)傳遞給原邊控制電路A221，無線模塊A325將信號(hào)傳遞給原邊控制電路A321，無線模塊A425將信號(hào)傳遞給原邊控制電路A421，原邊控制電路Al21、原邊控制電路A221、原邊控制電路A321、原邊控制電路A421根據(jù)反饋的控制命令調(diào)節(jié)P麗輸出信號(hào)的占空比，通過驅(qū)動(dòng)電路A12控制全橋變換電路A126的開關(guān)管的工作狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)電路A222控制全橋變換電路A226的開關(guān)管的工作狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)電路A322全橋變換電路A326的開關(guān)管的工作狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)電路A422控制全橋變換電路A426的開關(guān)管的工作狀態(tài)，從而控制輸出功率的大小。
[0013]本發(fā)明的有益效果:組合電路利用非接觸方式實(shí)現(xiàn)電能的傳輸，通過無線模塊傳遞控制信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)輸出功率的調(diào)節(jié)，可以省去由太陽(yáng)能電池到建筑物屋面或墻面引到防水層內(nèi)側(cè)的導(dǎo)線，能有效減少防水層投資并提高防水效果。本發(fā)明使用非接觸技術(shù)能不用導(dǎo)線連接即可將太陽(yáng)能電池的電能傳遞到建筑物內(nèi)部，太陽(yáng)能電池既可以發(fā)電，也可以兼作保溫材料甚至裝飾材料，能有效節(jié)省了建筑成本、減少了資源使用并提高了能源利用效果。
【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明的組合電路的示意圖。
[0017]圖3為本發(fā)明的整體電路圖。
[0018]圖4為本發(fā)明的單個(gè)太陽(yáng)能電池供電系統(tǒng)電路圖。
[0019]圖5為本發(fā)明的電壓波形示意圖。
[0020]圖6為本發(fā)明的多個(gè)組合電路的布置示意圖。
[0021]圖7為本發(fā)明的輸出電壓的實(shí)驗(yàn)波形。
[0022]圖8為本發(fā)明的物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0024]如圖1、圖2和圖3所示，一種基于非接觸傳輸技術(shù)的太陽(yáng)能分布式逆變系統(tǒng)，包括若干個(gè)組合電路，組合電路之間并聯(lián)連接，每個(gè)組合電路的原邊線圈先以非接觸方式傳遞能量到非接觸的副邊線圈，非接觸的副邊線圈分組后組內(nèi)串聯(lián)連接，副邊線圈串聯(lián)連接后與本組共用的副邊電路相連接。每組副邊電路之間并聯(lián)連接得到恒定幅值的交流電壓，供給其后的負(fù)載使用或?qū)⒛芰總鬏數(shù)诫娋W(wǎng)。
[0025]所述組合電路中，組合電路Al、組合電路A2、組合電路A3和組合電路A4構(gòu)成第一組，所述組合電路Al包括太陽(yáng)能電池All、逆變電路A12和原邊線圈ZA13，太陽(yáng)能電池All與逆變電路Al 2相連接，逆變電路Al 2與原邊線圈Zm3相連接，原邊線圈Za13與副邊線圈Zm4通過磁場(chǎng)耦合相連接。組合電路A2包括太陽(yáng)能電池A21、逆變電路A22和原邊線圈Za23，太陽(yáng)能電池A21與逆變電路A22相連接，逆變電路A22與原邊線圈Za23相連接，原邊線圈Za23與副邊線圈ZA24通過磁場(chǎng)耦合相連接。組合電路A3包括太陽(yáng)能電池A31、逆變電路A32和原邊線圈Lm，太陽(yáng)能電池A31與逆變電路A32相連接，逆變電路A32與原邊線圈Za33相連接，原邊線圈Za33與副邊線圈Za34通過磁場(chǎng)耦合相連接。組合電路A4包括太陽(yáng)能電池A41、逆變電路A42和原邊線圈Zm3，太陽(yáng)能電池A41與逆變電路A42相連接，逆變電路A42與原邊線圈Zm3相連接，原邊線圈ZA43與副邊線圈Ζα44通過磁場(chǎng)親合相連接。副邊線圈Ζα14、副邊線圈Ζα24、副邊線圈Ζα34和副邊線圈ΖΑ44串聯(lián)連接后與副邊電路Α15相連接。
[0026]逆變電路Α12和原邊線圈Zm3疊放在太陽(yáng)能電池AU的背面，組成組合電路Al。逆變電路Α22和原邊線圈Za23疊放在太陽(yáng)能電池Α21的背面，組成組合電路Α2。逆變電路Α32和原邊線圈Za33疊放在太陽(yáng)能電池A31的背面，組成組合電路A3。逆變電路Α42和原邊線圈Lw3疊放在太陽(yáng)能電池Α41的背面，組成組合電路Α4 ο組合電路Α2、組合電路A3和組合電路Α4與組合電路AI的結(jié)構(gòu)、原理完全相同。組合電路A1、組合電路Α2、組合電路A3和組合電路Α4并排放置。組合電路擺放在屋面或墻面上，可以選擇合適的固定方式，比如采用混凝土支座支撐并用螺栓緊固太陽(yáng)能電池的外邊緣金屬殼體。
[0027]逆變電路Α12包括全橋變換電路Α126、電流檢測(cè)電路Α123、電壓檢測(cè)電路Α124、驅(qū)動(dòng)電路Al 22、原邊控制電路Al 21和無線模塊Al 25，全橋變換電路Al 26與電容Ca13相連接，電容Cm與原邊線圈Za13并聯(lián)連接，電流檢測(cè)電路Α123、電壓檢測(cè)電路Α124設(shè)置在太陽(yáng)能電池Al I輸出的直流電源￡^上，驅(qū)動(dòng)電路Al 22與全橋變換電路Al 26相連接，原邊控制電路Al 21分別與驅(qū)動(dòng)電路Α122、電流檢測(cè)電路Α123、電壓檢測(cè)電路Α124、無線模塊Α125相連接。所述逆變電路Α22包括全橋變換電路Α226、電流檢測(cè)電路Α223、電壓檢測(cè)電路Α224、驅(qū)動(dòng)電路Α222、原邊控制電路Α221和無線模塊Α225，全橋變換電路Α226與電容Ca23相連接，電容Ca23與原邊線圈Za23并聯(lián)連接，電流檢測(cè)電路Α2 2 3、電壓檢測(cè)電路Α2 24設(shè)置在太陽(yáng)能電池Α21輸出的直流電源?/Α2上，驅(qū)動(dòng)電路Α222與全橋變換電路Α226相連接，原邊控制電路Α221分別與驅(qū)動(dòng)電路Α222、電流檢測(cè)電路Α223、電壓檢測(cè)電路Α224、無線模塊Α225相連接。所述逆變電路Α32包括全橋變換電路A326、電流檢測(cè)電路A323、電壓檢測(cè)電路A324、驅(qū)動(dòng)電路A322、原邊控制電路A321和無線模塊A325，全橋變換電路A326與電容Ca33相連接，電容Ca33與原邊線圈Za33并聯(lián)連接，電流檢測(cè)電路A323、電壓檢測(cè)電路A324設(shè)置在太陽(yáng)能電池A31輸出的直流電源￡/A3上，驅(qū)動(dòng)電路A3 2 2與全橋變換電路A3 26相連接，原邊控制電路A3 21分別與驅(qū)動(dòng)電路A3 2 2、電流檢測(cè)電路A323、電壓檢測(cè)電路A324、無線模塊A325相連接。逆變電路A42包括全橋變換電路A426、電流檢測(cè)電路A423、電壓檢測(cè)電路A424、驅(qū)動(dòng)電路A422、原邊控制電路A421和無線模塊A425，全橋變換電路A426與電容Cm3相連接，電容Cm3與原邊線圈Zm3并聯(lián)連接，電流檢測(cè)電路A423、電壓檢測(cè)電路A424設(shè)置在太陽(yáng)能電池A41輸出的直流電源&上，驅(qū)動(dòng)電路A422與全橋變換電路A426相連接，原邊控制電路A421分別與驅(qū)動(dòng)電路A422、電流檢測(cè)電路A423、電壓檢測(cè)電路A424、無線模塊A425相連接。所述無線模塊A125、無線模塊A225、無線模塊A325和無線模塊A425通過無線通信技術(shù)相連接。
[0028]全橋變換電路Al26由四個(gè)橋式連接的開關(guān)管Va11、Vai2、Vai3、Va14組成，每個(gè)開關(guān)管均與驅(qū)動(dòng)電路A122相連接，用于控制各個(gè)開關(guān)管的通斷。所述全橋變換電路A226由四個(gè)橋式連接的開關(guān)管組成，每個(gè)開關(guān)管均與驅(qū)動(dòng)電路A222相連接，用于控制各個(gè)開關(guān)管的通斷。所述全橋變換電路A326由四個(gè)橋式連接的開關(guān)管組成，每個(gè)開關(guān)管均與驅(qū)動(dòng)電路A322相連接，用于控制各個(gè)開關(guān)管的通斷。所述全橋變換電路A426由四個(gè)橋式連接的開關(guān)管組成，每個(gè)開關(guān)管均與驅(qū)動(dòng)電路A422相連接，用于控制各個(gè)開關(guān)管的通斷。所述全橋變換電路A126、全橋變換電路A226、全橋變換電路A326和全橋變換電路A426的斬波策略完全一致，斬波頻率、占空比和斬波起止時(shí)間完全相同。
[0029]副邊電路A15包括濾波電路A156、接觸器觸點(diǎn)A157、副邊控制電路A153、電流檢測(cè)電路A151、電壓檢測(cè)電路A152、接觸器投切電路A154和無線模塊A155，副邊線圈ZA14、副邊線圈ZA24、副邊線圈和副邊線圈Zm4串聯(lián)連接后與濾波電路A156相連接，濾波電路A156與接觸器觸點(diǎn)A157相連接，接觸器觸點(diǎn)A157與接觸器投切電路A154相連接，電流檢測(cè)電路A151、電壓檢測(cè)電路A152設(shè)置在接觸器觸點(diǎn)A157的輸出端，電流檢測(cè)電路A151用于檢測(cè)輸出的電流iAQ，電壓檢測(cè)電路A152用于檢測(cè)輸出的電壓t/AQ。所述副邊控制電路A153分別與電流檢測(cè)電路A151、電壓檢測(cè)電路A152、接觸器投切電路A154和無線模塊A155相連接;所述無線模塊A155通過無線通信技術(shù)分別與無線模塊A125、無線模塊A225、無線模塊A325、無線模塊A425相連接。
[0030]太陽(yáng)能電池AlI輸出的直流電壓￡/m由全橋變換電路Al26轉(zhuǎn)化成高頻交流電；原邊控制電路A121采取正弦脈沖寬度調(diào)制(SPffM)控制策略，通過程序查找表的方法查找每個(gè)脈沖周期對(duì)應(yīng)的脈寬，產(chǎn)生具有正弦波雙極型調(diào)制的觸發(fā)脈沖;驅(qū)動(dòng)電路A122驅(qū)動(dòng)全橋變換電路A126的四個(gè)開關(guān)管交替通斷;原邊線圈Zm3得到具有正弦波調(diào)制特性的高頻交流電，原邊線圈Zm3與副邊線圈Zm4經(jīng)耦合磁場(chǎng)傳遞能量；同理，原邊線圈Za23傳遞能量至副邊線圈ZA24、原邊線圈ZA33傳遞能量至副邊線圈ZA34、原邊線圈ZA43傳遞能量至副邊線圈ZA44;副邊線圈ZA14、副邊線圈ZA24、副邊線圈ZA34和副邊線圈ZA44能量置加后將磁場(chǎng)能量轉(zhuǎn)化成電能供給濾波電路A156;當(dāng)接觸器觸點(diǎn)A157閉合時(shí)輸出正弦交流電壓t/AQ;副邊控制電路A153獲取電流檢測(cè)電路A151獲取的電流信號(hào)、電壓檢測(cè)電路A152獲取的電壓信號(hào)，通過對(duì)這兩種信號(hào)的綜合判斷得出波形的正弦特性和輸出信號(hào)偏離設(shè)定值的程度，將反饋控制信號(hào)傳遞給無線模塊A155;無線模塊A155將反饋控制的信號(hào)傳遞給無線模塊A125、無線模塊A225、無線模±夬八325、無線模塊A425;無線模塊A125將信號(hào)傳遞給原邊控制電路A121，無線模塊A225將信號(hào)傳遞給原邊控制電路A221，無線模塊A325將信號(hào)傳遞給原邊控制電路A321，無線模塊A425將信號(hào)傳遞給原邊控制電路A421，原邊控制電路A121、原邊控制電路A221、原邊控制電路A321、原邊控制電路A421根據(jù)反饋的控制命令調(diào)節(jié)PffM輸出信號(hào)的占空比，通過驅(qū)動(dòng)電路A12控制全橋變換電路A126的開關(guān)管的工作狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)電路A222控制全橋變換電路A226的開關(guān)管的工作狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)電路A322全橋變換電路A326的開關(guān)管的工作狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)電路A422控制全橋變換電路A426的開關(guān)管的工作狀態(tài)，從而控制輸出功率的大小。
[0031]由于非接觸變壓器的原邊線圈ζΑ13αΑ23αΑ33αΑ43相互獨(dú)立，非接觸變壓器的副邊線圈ΖΑ14、ΖΑ24、Iam、Zm4串聯(lián)連接，相當(dāng)于電壓源串聯(lián)，且非接觸變壓器的副邊線圈Zai4、Za24、ΖΑ34、LkAA的電壓t/Al 4、t/A2 4、t/A3 4和t/A44的頻率、相位相同，其疊加電壓的瞬時(shí)幅值為電壓t/Al 4、Uk2A、UA34和UA44的瞬時(shí)值的總和，太陽(yáng)能電池AI兩端的電壓i4l、輸出電壓UAQ及副邊線圈ZA14、副邊線圈J^A24、副邊線圈Za34和副邊線圈ZA44兩端的電壓的波形不意圖如圖5所不。由于四路輸出電壓UA14、UA24、UA34和UA44是串聯(lián)連接，即使出現(xiàn)個(gè)別太陽(yáng)能電池供電電壓不一致的情況，導(dǎo)致太陽(yáng)能電池電壓UA14、UA24、UA34、UA44幅值不同，也不會(huì)出現(xiàn)電路環(huán)流的現(xiàn)象。輸出的正弦交流電壓t/AQ的波形如圖7所示。由圖7可以看出，本發(fā)明得到的正弦波形基本無畸變，經(jīng)諧波分析與計(jì)算，電壓波形畸變率在2%以下。
[0032]本發(fā)明可工作在與市電電源并網(wǎng)的條件下，也可工作在獨(dú)立供電條件下。與市電電源并網(wǎng)的控制策略相對(duì)比較復(fù)雜，對(duì)孤島效應(yīng)的瞬時(shí)保護(hù)采用原邊控制電路A121和副邊控制電路A153同時(shí)判斷的方法。原邊控制電路A121獲取電流檢測(cè)電路A123的電流信號(hào)，當(dāng)該電流的發(fā)生突變時(shí)，立即切斷驅(qū)動(dòng)電路A122的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出；副邊控制電路A153獲取電流檢測(cè)電路A151的電流信號(hào)，當(dāng)該電流的發(fā)生突變時(shí)，通過副邊控制電路A153立即切斷接觸器投切電路Al 54。
[0033]根據(jù)屋面或墻面的尺寸決定布放太陽(yáng)能電池與逆變器組合電路的數(shù)量，如果達(dá)到4塊I組，則電路原理如圖3所示。如果屋面或墻面的可利用面積有限，也可以只擺放I?3塊太陽(yáng)能電池與逆變器組合電路，則組合后需要在每塊太陽(yáng)能電池和非接觸原邊的逆變電路之間加裝升壓電路。以只擺放I塊組合電路為例，其電路原理如圖4所示。圖4與圖3相比，增加了 BOOST升壓電路，BOOST升壓電路由電感Zai5、二極管Dais和開關(guān)管Vais組成，電感Zai5和二極管Da15串聯(lián)連接后與全橋變換電路A126相連接，開關(guān)管V/^與全橋變換電路A126相連接。原邊控制電路A121根據(jù)反饋的控制命令調(diào)節(jié)HVM輸出信號(hào)的占空比，通過驅(qū)動(dòng)電路A122控制開關(guān)管VA15的工作狀態(tài)，從而將電壓提升到合適的大小供給全橋變換電路Al 26。
[0034]上述組合電路A1、組合電路A2、組合電路A3和組合電路A4是一個(gè)組合電路的連接關(guān)系，類似的，可以有組合電路B1、組合電路B2、組合電路B3、組合電路B4及與其連接的復(fù)邊電路組成第二組電路，組合電路C1、組合電路C2、組合電路C3、組合電路C4及與其連接的副邊電路組成第三組電路，以此類推。
[0035]同時(shí)，組合電路41^2^3^4、8132、83、84、(:1工2、03工4^"分成若干組，這些組擺放在屋面或墻面上。由于組合電路厶1、厶2)3^4、81、82、83、84、(:1、02工3、04、‘"內(nèi)置非接觸變壓器的原邊線圈，使得這些組合電路與建筑物內(nèi)部沒有電線或電纜連接，不會(huì)導(dǎo)致屋面或墻面的雨水沿電線或電纜流入建筑物內(nèi)部。因此?？梢詫⒔M合電路41)2^3)4、81、82、8334、(:1工2、03工4^_分組并作為防水設(shè)施加以利用，其示意圖如圖6所示，在屋面的各分組之間設(shè)立人行通道，便于屋面正常通行。
[0036]本發(fā)明中的無線模塊Al55、無線模塊Al 25、無線模塊A225、無線模塊A325和無線?！缐?25是基于Zigbee協(xié)議、雙向無線通訊的無線模塊，采用CC2530無線模塊。CC2530無線模塊自帶增強(qiáng)型8051單片機(jī)內(nèi)核、A/D轉(zhuǎn)換接口以及PffM信號(hào)輸出端口。同時(shí)，原邊控制電路和副邊控制電路均不再單獨(dú)選用芯片，而是直接使用無線模塊CC2530自帶的單片機(jī)及其接口電路實(shí)現(xiàn)。
[0037]將物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在本發(fā)明的電路中:所有無線模塊共同組建物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)如圖8所示，將副邊電路A15所包含的無線模塊A155設(shè)定為協(xié)調(diào)器，在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中具有最高級(jí)別;將其他副邊電路的無線模塊B155、C155、D155、E155、F155…以及組合模塊Al的無線模塊A125設(shè)定為路由器，其余無線模塊設(shè)定為節(jié)點(diǎn)。無線模塊具有基于Zigbee協(xié)議的雙向無線通訊功能，通訊頻率為2.4GHz?；贑C2530無線模塊的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)采用數(shù)字編碼認(rèn)證每個(gè)模塊，最多可容納65536個(gè)，能夠滿足本發(fā)明的需要。
[0038]將大數(shù)據(jù)共享技術(shù)應(yīng)用在本發(fā)明的控制電路中，每個(gè)副邊電路自帶的無線模塊將檢測(cè)到的輸出電壓信號(hào)和輸出電流信號(hào)組成大數(shù)據(jù)共享到協(xié)調(diào)器，由協(xié)調(diào)器將得到所有副邊電路的輸出電壓信號(hào)和輸出電流信號(hào)的瞬時(shí)值取均值，將該均值和電路的瞬時(shí)值發(fā)送給與副邊電路對(duì)應(yīng)的組合電路原邊無線模塊。當(dāng)出現(xiàn)孤島效應(yīng)等異常情況時(shí)，采取最保守的控制措施以防止電路損壞。此外，所有分組的輸出電壓t/AC)、咖、t/CC)、UDCl、UECl、UFCl、t/GC)…在并網(wǎng)輸出時(shí)采用并聯(lián)連接，抑制環(huán)流是必不可少的措施，當(dāng)兩個(gè)不同分組的輸出電壓偏差在2%以上且兩組電路的輸出電流差異較大(偏差在2%以上)，則要考慮對(duì)輸出電壓較低的分組采取抑制環(huán)流的措施，即提高該分組全橋變換電路的開關(guān)管的占空比以增大該分組的輸出功率，或者對(duì)輸出電壓較高的分組采取抑制環(huán)流的措施，即降低該分組全橋變換電路開關(guān)管的占空比以減小該分組的輸出功率。
[0039]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于非接觸傳輸技術(shù)的太陽(yáng)能分布式逆變系統(tǒng)，包括若干個(gè)組合電路，每個(gè)組合電路的原邊線圈以非接觸方式傳遞能量到非接觸的副邊線圈，副邊線圈串聯(lián)連接后與本組的副邊電路相連接，每組副邊電路之間并聯(lián)連接得到恒定幅值的交流電壓供給其后的負(fù)載使用或?qū)⒛芰總鬏數(shù)诫娋W(wǎng)，其特征在于，所述組合電路包括組合電路Al、組合電路A2、組合電路A3和組合電路A4，所述組合電路Al包括太陽(yáng)能電池Al 1、逆變電路A12和原邊線圈ΖΑ13，太陽(yáng)能電池All與逆變電路A12相連接，逆變電路A12與原邊線圈Zm3相連接，原邊線圈Zm3與副邊線圈Zm4通過磁場(chǎng)耦合相連接;所述組合電路A2包括太陽(yáng)能電池A21、逆變電路A22和原邊線圈ZA23，太陽(yáng)能電池A21與逆變電路A22相連接，逆變電路A22與原邊線圈Za23相連接，原邊線圈Za23與副邊線圈“4通過磁場(chǎng)耦合相連接;所述組合電路A3包括太陽(yáng)能電池A31、逆變電路A32和原邊線圈Za33，太陽(yáng)能電池A31與逆變電路A32相連接，逆變電路A32與原邊線圈ZA33相連接，原邊線圈ZA33與副邊線圈ZA34通過磁場(chǎng)親合相連接;所述組合電路A4包括太陽(yáng)能電池A41、逆變電路A42和原邊線圈Za43，太陽(yáng)能電池A41與逆變電路A42相連接，逆變電路A42與原邊線圈ZA43相連接，原邊線圈ZA43與副邊線圈ZA44通過磁場(chǎng)親合相連接;所述副邊線圈Ια14、副邊線圈ΙΑ24、副邊線圈/AM和副邊線圈Λ\44串聯(lián)連接后與副邊電路Al 5相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于非接觸傳輸技術(shù)的太陽(yáng)能分布式逆變系統(tǒng)，其特征在于，所述逆變電路Α12和原邊線圈Za13疊放在太陽(yáng)能電池AU的背面，逆變電路Α22和原邊線圈Za23疊放在太陽(yáng)能電池Α21的背面，逆變電路Α32和原邊線圈Za33疊放在太陽(yáng)能電池A31的背面，逆變電路Α42和原邊線圈Za43疊放在太陽(yáng)能電池Α41的背面;所述組合電路Al、組合電路Α2、組合電路A3和組合電路Α4并排放置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于非接觸傳輸技術(shù)的太陽(yáng)能分布式逆變系統(tǒng)，其特征在于，所述逆變電路Α12包括全橋變換電路Α126、電流檢測(cè)電路Α123、電壓檢測(cè)電路Α124、驅(qū)動(dòng)電路Al22、原邊控制電路Al21和無線模塊Al25，全橋變換電路Al26與電容Cm3相連接，電容Cm3與原邊線圈Zm3并聯(lián)連接，電流檢測(cè)電路Α123、電壓檢測(cè)電路Α124設(shè)置在太陽(yáng)能電池All輸出的直流電源LL.上，驅(qū)動(dòng)電路A12 2與全橋變換電路A126相連接，原邊控制電路A121分別與驅(qū)動(dòng)電路Α122、電流檢測(cè)電路Α123、電壓檢測(cè)電路Α124、無線模塊Α125相連接;所述逆變電路Α22包括全橋變換電路Α226、電流檢測(cè)電路Α223、電壓檢測(cè)電路Α224、驅(qū)動(dòng)電路Α222、原邊控制電路Α221和無線模塊Α225，全橋變換電路Α226與電容Ca23相連接，電容Ca23與原邊線圈Za23并聯(lián)連接，電流檢測(cè)電路Α223、電壓檢測(cè)電路Α224設(shè)置在太陽(yáng)能電池Α21輸出的直流電源?/Α2上，驅(qū)動(dòng)電路Α222與全橋變換電路Α226相連接，原邊控制電路Α221分別與驅(qū)動(dòng)電路Α222、電流檢測(cè)電路Α223、電壓檢測(cè)電路Α224、無線模塊Α225相連接;所述逆變電路Α32包括全橋變換電路Α326、電流檢測(cè)電路Α323、電壓檢測(cè)電路Α324、驅(qū)動(dòng)電路Α322、原邊控制電路Α321和無線模塊Α325，全橋變換電路Α326與電容Ca33相連接，電容Ca33與原邊線圈Za33并聯(lián)連接，電流檢測(cè)電路A3 2 3、電壓檢測(cè)電路A3 24設(shè)置在太陽(yáng)能電池A31輸出的直流電源￡/Α3上，驅(qū)動(dòng)電路A3 2 2與全橋變換電路A3 26相連接，原邊控制電路A3 21分別與驅(qū)動(dòng)電路A3 2 2、電流檢測(cè)電路Α323、電壓檢測(cè)電路Α324、無線模塊Α325相連接；逆變電路Α42包括全橋變換電路Α426、電流檢測(cè)電路Α423、電壓檢測(cè)電路Α424、驅(qū)動(dòng)電路Α422、原邊控制電路Α421和無線模塊Α425，全橋變換電路Α426與電容Cm3相連接，電容Cm3與原邊線圈Zm3并聯(lián)連接，電流檢測(cè)電路Α423、電壓檢測(cè)電路Α424設(shè)置在太陽(yáng)能電池Α41輸出的直流電源&上，驅(qū)動(dòng)電路Α422與全橋變換電路Α426相連接，原邊控制電路Α421分別與驅(qū)動(dòng)電路Α422、電流檢測(cè)電路Α423、電壓檢測(cè)電路A424、無線模塊A425相連接;所述無線模塊A125、無線模塊A225、無線模塊A325和無線模塊A425通過無線通信技術(shù)相連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于非接觸傳輸技術(shù)的太陽(yáng)能分布式逆變系統(tǒng)，其特征在于，所述全橋變換電路A126由四個(gè)橋式連接的開關(guān)管組成，每個(gè)開關(guān)管均與驅(qū)動(dòng)電路A122相連接;所述全橋變換電路A226由四個(gè)橋式連接的開關(guān)管組成，每個(gè)開關(guān)管均與驅(qū)動(dòng)電路A222相連接;所述全橋變換電路A326由四個(gè)橋式連接的開關(guān)管組成，每個(gè)開關(guān)管均與驅(qū)動(dòng)電路A322相連接;所述全橋變換電路A426由四個(gè)橋式連接的開關(guān)管組成，每個(gè)開關(guān)管均與驅(qū)動(dòng)電路A422相連接;所述全橋變換電路A126、全橋變換電路A226、全橋變換電路A326和全橋變換電路A426的斬波頻率、占空比和斬波起止時(shí)間完全相同。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于非接觸傳輸技術(shù)的太陽(yáng)能分布式逆變系統(tǒng)，其特征在于，所述副邊電路Al 5包括濾波電路Al 56、接觸器觸點(diǎn)Al 57、副邊控制電路Al 53、電流檢測(cè)電路A151、電壓檢測(cè)電路A152、接觸器投切電路A154和無線模塊A155，副邊線圈ZA14、副邊線圈ZA24、副邊線圈和副邊線圈Za44串聯(lián)連接后與濾波電路Al 56相連接，濾波電路Al 56與接觸器觸點(diǎn)A157相連接，接觸器觸點(diǎn)A157與接觸器投切電路A154相連接，電流檢測(cè)電路A151、電壓檢測(cè)電路A152設(shè)置在接觸器觸點(diǎn)A157的輸出端;所述副邊控制電路A153分別與電流檢測(cè)電路A151、電壓檢測(cè)電路A152、接觸器投切電路A154和無線模塊A155相連接;所述無線模塊A155通過無線通信技術(shù)分別與無線模塊A125、無線模塊A225、無線模塊A325、無線模塊A425相連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于非接觸傳輸技術(shù)的太陽(yáng)能分布式逆變系統(tǒng)，其特征在于，所述無線模塊A155、無線模塊A125、無線模塊A225、無線模塊A325和無線模塊A425均是基于Zigbee協(xié)議的雙向無線通訊的無線模塊。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于非接觸傳輸技術(shù)的太陽(yáng)能分布式逆變系統(tǒng)，其特征在于，其工作方法是:所述太陽(yáng)能電池Al I輸出的直流電壓Wu由全橋變換電路Al26轉(zhuǎn)化成高頻交流電；原邊控制電路A121采取正弦脈沖寬度調(diào)制控制策略，通過程序查找表的方法查找每個(gè)脈沖周期對(duì)應(yīng)的脈寬，產(chǎn)生具有正弦波雙極型調(diào)制的觸發(fā)脈沖;驅(qū)動(dòng)電路A122驅(qū)動(dòng)全橋變換電路A126的四個(gè)開關(guān)管交替通斷；原邊線圈Zm3得到具有正弦波調(diào)制特性的高頻交流電，原邊線圈Zm3與副邊線圈Zm4經(jīng)耦合磁場(chǎng)傳遞能量；同理，原邊線圈Za23傳遞能量至副邊線圈Ζα24、原邊線圈Ζα33傳遞能量至副邊線圈Ζα34、原邊線圈ZA43傳遞能量至副邊線圈Ζα44;副邊線圈J^A14、副邊線圈Lk24、副邊線圈ZA34和副邊線圈Ιλ44能量置加后將磁場(chǎng)能量轉(zhuǎn)化成電能供給濾波電路Al56;當(dāng)接觸器觸點(diǎn)Al57閉合時(shí)輸出正弦交流電壓tao ；副邊控制電路Al53獲取電流檢測(cè)電路A151獲取的電流信號(hào)、電壓檢測(cè)電路A152獲取的電壓信號(hào)，通過對(duì)這兩種信號(hào)的綜合判斷得出波形的正弦特性和輸出信號(hào)偏離設(shè)定值的程度，將反饋控制信號(hào)傳遞給無線模塊A155;無線模塊A155將反饋控制的信號(hào)傳遞給無線模塊A125、無線模塊A225、無線模塊A325、無線模塊A425;無線模塊A125將信號(hào)傳遞給原邊控制電路A121，無線模塊A225將信號(hào)傳遞給原邊控制電路A221，無線模塊A325將信號(hào)傳遞給原邊控制電路A321，無線?！缐?25將信號(hào)傳遞給原邊控制電路A421，原邊控制電路A121、原邊控制電路A221、原邊控制電路A321、原邊控制電路A421根據(jù)反饋的控制命令調(diào)節(jié)PffM輸出信號(hào)的占空比，通過驅(qū)動(dòng)電路A12控制全橋變換電路A126的開關(guān)管的工作狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)電路A222控制全橋變換電路A226的開關(guān)管的工作狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)電路A322全橋變換電路A326的開關(guān)管的工作狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)電路 A422控制全橋變換電路A426的開關(guān)管的工作狀態(tài)，從而控制輸出功率的大小。
【文檔編號(hào)】H02J50/10GK106099989SQ201610749191
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年8月29日
【發(fā)明人】黃全振, 周成虎, 陳素霞, 袁勛, 李松濤, 王楠, 李柏松, 劉玉平, 張曉玫, 雷萬忠
【申請(qǐng)人】河南工程學(xué)院