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1、(10)申请公布号 CN 102055360 A(43)申请公布日 2011.05.11CN102055360A*CN102055360A*(21)申请号 200910153273.9(22)申请日 2009.10.30H02M 7/42(2006.01)H02M 7/48(2007.01)(71)申请人宁波万吉电子科技有限公司地址 315327 浙江省慈溪市庵东镇工业园区沿江路128号(72)发明人范志平 王林冲 范银军(54) 发明名称家用太阳能发电的多功能逆变器(57) 摘要本发明涉及一种家用自然能发电电源的交直流互变领域，提供了一种家用太阳能、风能发电、高空云层发电、风筝发电等的多功能
2、逆变器系统，本发明的技术方案是：由一个太阳能发电(或风力发电)系统1的输出，通过一个多功能逆变器2连接到家用电源3上。本发明的微电脑控制器由N个单片微机组成，在电流检测器和电网电压检测器输入数据信号的同时、输出隔离驱动器所需的波形信号、隔离驱动器由驱动管和电感组成将控制器输入的波形信号，经驱动管逆变由电感滤波后输出正弦交流电流。本发明在给家用电网提供安全、高质量的电能的同时朝着低成本的方向和提升发电转换效率的多功能方向发展。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页CN 102055367 A 1/1页21.一
3、种家用自然能(太阳能、风能等)发电的多功能逆变器、其特征是：由一个自然能(太阳能、风能)发电系统1的输出通过一个多功能逆变器2连接到家用电源3，多功能逆变器与电网的相电压、同频和同相、该电路输出的电流连接微电脑控制器进行控制、输出的调制波形经隔离驱动器导入DC/AC高频逆变电路经逆变、滤波输出正弦交流电流。2.根据权利要求1所述的家用太阳能发电的多功能逆变器、其特征是：微电脑控制器由N个单片微机组成，在电流检测器和电网电压检测器输入数据信号的同时、输出隔离驱动器所需的波形信号。3.根据权利要求1、2所述的家用太阳能发电的多功能逆变器、其特征是：隔离驱动器由驱动管和电感组成、由微电脑控制器输入的
4、调制波形经驱动管逆变由电感滤波后输出正弦交流电流。4.根据权利要求1、2、3所述的家用太阳能多功能逆变器、其特征是：采用单片机智能控制芯片、进行输出多功能逆变、输出监控、完全满足太阳能发电、风力发电等自然能转换高质量电能的配制需要。权 利 要 求 书CN 102055360 ACN 102055367 A 1/3页3家用太阳能发电的多功能逆变器技术领域 ：0001 本发明涉及一种家用自然能发电电源的交直流互变领域，尤其是一种家用0002 太阳能、风能发电的多功能逆变器系统。技术背景 ：0003 太阳能发电系统将取之不尽的太阳能转换成绿色环保、清洁的电能，并在近年来得到了广泛的关注和发展，已经由
5、单一样式和单种模块，逐渐融入了不同的功能和技术，正式采用了一种链接系统，该系统利用一个逆变器将由太阳能发电系统产生的直流电转换成交流电，并将这种交流电输送到家用(或商业用、企业用)电源系统中。0004 现有的逆变器技术重要分为两种基本形式：一种是单管逆变器，它通过电子元件的导通和截止，在变压器的输出端获得交流电，电子元件导通时为交流电的一半周期，截止时，由变压器储存的磁能转换成电能，为另一半周期，这种逆变器效率较高，但因输出波形的后半波是受变压器放出的磁能时间长短控制，故会受负载的影响、频率受负载的大小而变化，只能用于功率不大的电路中。0005 第二种是推挽式逆变器，由两电子元件轮流导通，分别
6、产生交流电的两个半周期、频率由设计确定、能带动大的负载、但由于不能有效利用变压器储存的磁能，所以效率较低。0006 在串联逆变器中、当负载减小、特别是在短路条件下、串联电路中各元件上的电压会上升到远远超过它所耐压的程度、若不采取特别保护措施、将引起元件的损坏、使逆变器不能正常工作。在逆变器中每个开关都设有缓冲电路，以防止过压、若逆变器中无缓冲电路，则开关会在操作中因每个开关产生的浪涌电压而损坏。降低了关断的可靠性及逆变器的效率。0007 现有的逆变器其控制方法简单，采用的是PWA控制芯片、控制量有限、逆变器的自我保护能力低，给使用者带来工作上的不便和一定的经济损失。0008 太阳能和风能的广泛
7、应用，促进了家用太阳能发电系统的发展，在自然能技术的开发上，为了能够给电网提供高质量的电能，朝着低成本以及提升发电转换效率的多功能方向发展，家用太阳能逆变器发挥了举足轻重的重要作用。发明内容 ：0009 本发明针对现有逆变器技术的缺陷、提供一种家用太阳能发电的多功能逆变器。它克服了上述方法的缺点，使逆变器在任何负载条件下，可靠的工作、适应性佳。0010 为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案来实现：家用太阳能发电的多功能逆变器，由一个太阳能发电系统1的输出通过一个多功能逆变器2连接到家用电源系统3、电流检测器4、电网电压检测器5、隔离驱动器6组成。分为：前级DC-DC变换器和后级DC-AC逆
8、变器两大模块、前级和后级通过DClink连接，并由DC-AC逆变器将电能转换成220V/50HZ的正弦交流电。本发明系统保证控制逆变器一体机与电网的相电压同频和同相，该电路输说 明 书CN 102055360 ACN 102055367 A 2/3页4出的电流连接微电脑控制器进行控制，输出的PWM的调制波形经隔离驱动器导入DC/AC高频逆变器电路经逆变、滤波输出正弦交流电流。0011 本发明的微电脑控制器由N个单片微机组成，在电流检测器和电网电压检测器输入数据信号的同时，输出隔离驱动器所需的波形信号。0012 隔离驱动器由驱动管和电感组成，由控制器输入的PWM的调制波形经驱动管逆变由电感滤波后
9、输出正弦交流电流。0013 本发明的特点是：0014 家用自然能(太阳能、风能)发电系统组合容易，若干太阳能电池组件和蓄电池单体组合成为太阳能电池方阵和蓄电池组，控制器逆变器也可以集成为一体机，系统可大可小，极易组合扩容，从而简化了系统的维护，设备使用寿命长，节省了资金。0015 控制逆变系统的保护性能佳，不仅改善了输出电流的波形质量，而且还可有效的补偿直流侧线电压的脉动对输出电流质量的影响。0016 本发明输出电压稳定，具有短路、过载、欠压、过压、休眠等多种自动保护功能，供给电视、照明、家用冰箱等家用电器设备使用。0017 采用单片机智能控制芯片，进行输出多功能逆变、输出监控、完全满足风力发
10、电、太阳能发电等自然能转换成电能的配制需要。附图说明 ：0018 图1是本发明的电路流程框图。0019 具体实施1：图1显示了太阳能发电输出通过具有大容量直流滤波器框图，家用自然能(太阳能、风能)发电系统提供直流电到逆变器，通过一个4700MF的铝电介电容器是具有大容量包容的直流侧滤波器，然后输入到保护开关电路利用4个自灭弧形开关器件的全桥电路2SK1405：600和15A构成，其输出通过一个交流侧滤波器(10A，10MH)。连接到家用电源系统。0020 四个全桥电路的两组每一个源极互连和漏极互连、互连的源极的漏极被连接到正极、互连的漏极的源极被连接到负极。0021 具体实施2：0022 图1
11、显示了一个太阳能发电系统的输出通过一个多功能逆变器2连接到家用电源系统3，多功能逆变器具有一个线圈和电容的输入滤波器(直流侧滤波器)A；一个具有一个半导体开关，该半导体开关由一个门控制信号和类似信号控制开/关的保护开关电路B；一个具有一个线圈和电容的输出滤波器(交流侧滤波器)C；一个微电脑控制器D；微电脑控制器具有一个转换器E；一个最大功率控制单元和一个瞬时值电流控制单元。一个逆变判别电路F用于接受输出电流与基准信号。0023 家用自然能(太阳能、风能)发电系统提供直流电到逆变器、通过一个4700MF的铝电介电容器(是具有大容量的直流侧滤波器)然后输入到保护开关电路B、瞬时值电流控制单元从最大
12、功率控制单元输入电流指令值、并发送一个门控信号ON/OFF以便输出电流与电流指令值同步，当门信号在高(H)电平时、输出电流增加、当输出电流超过指标值时、门信号被置为低(L)电平使输出电流几乎与指示值一致。0024 在用于太阳能发电系统的逆变器中，为了减少噪声和输出电流失真，门信号以高说 明 书CN 102055360 ACN 102055367 A 3/3页5频率设置。0025 本发明的微电脑控制器包括中央处理器和存储器由集成电路8502的单片微机构成，具有一个A/D转换器、一个D/A转换器、一个并行I/O一个RAM和三个中断输入端，该实施例的控制装置。不需要既费时又费力的硬件改变、其开关操作由单片微机智能地进行，对各种突发情况进行规范处理，使系统的安全性得到了保障和提高。在任何负载条件下都能可靠的工作，从而提高了逆变器的最高工作频率和效率。说 明 书CN 102055360 ACN 102055367 A 1/1页6图1说 明 书 附 图CN 102055360 A
