一种离网太阳能光伏逆变器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种离网太阳能光伏逆变器，包括MCU、逆变单元、IGBT驱动电路、高速比较电路、报警电路和蜂鸣器等，逆变单元的交流电输出端设有电压采集点和电流采集点，由逆变单元反馈的电压采集信号接入MCU的AD转换器，经计算输出SPWM信号控制IGBT驱动电路；电流采集信号一方面接入高速比较电路，另一方面进入MCU的AD转换器，从而控制输出的SPWM信号，蜂鸣器通过报警电路与MCU的输出端相连。上述结构的离网太阳能光伏逆变器，结构简单，使用方便，成本低廉；拥有完善、可靠的欠压、过压、过载、短路、过温保护及报警功能；系统效率高，稳定性好，可扩展性强。
【专利说明】一种离网太阳能光伏逆变器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种逆变器，特别是涉及一种离网太阳能逆变器。
【背景技术】
[0002]在能源问题不断加剧的今天，太阳能作为当前最理想的环保新能源之一，已经得到人类越来越多的关注和应用，而光伏逆变器是整个太阳能发电系统中不可缺少的环节。
[0003]传统的离网逆变器控制方案由于元件数量繁多，导致投入成本大，调试过程复杂，并且降低了系统的效率和稳定性。同时系统的智能性、灵活性、可拓展性较低。
实用新型内容
[0004]为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种元器件数量少，调试过程简单，保护功能丰富的离网太阳能光伏逆变器。
[0005]本实用新型所采用的技术方案是:
[0006]一种离网太阳能光伏逆变器，包括MCU、逆变单元、IGBT驱动电路、高速比较电路、报警电路和蜂鸣器等，逆变单元的交流电输出端设有电压采集点和电流采集点，由逆变单元反馈的电压采集信号接入MCU的AD转换器，经计算输出SPWM信号控制IGBT驱动电路，从而保证输出电压恒定；电流采集信号一方面接入高速比较电路，通过与设定信号比较，当出现重载及短路时，及时关断与高速比较电路相连的IGBT驱动电路，从而保护逆变单元；另一方面进入M⑶的AD转换器，从而控制输出的SPWM信号，蜂鸣器通过报警电路与M⑶的输出端相连。
[0007]作为优先，上述M⑶选用型号为dsPIC33F的单片机。
[0008]作为优先，上述逆变单元由四个IGBT全桥组成，带负载电压及电流反馈。
[0009]作为优先，上述离网太阳能光伏逆变器进一步包括一可与上位机通信得485通信接口，所述485通信接口与M⑶相连。
[0010]作为优先，上述离网太阳能光伏逆变器进一步包括一温度传感器，用于检测环境温度，所述温度传感器与M⑶的AD转换器相连。
[0011]上述离网太阳能光伏逆变器采用电压、电流双环控制，其信号均采集至M⑶的AD转换器，其中电流采样部分另独立配置硬件封波保护电路，利用高速比较电路，第一时间控制IGBT驱动电路，从而对逆变单元的通断进行控制。此外，直流输入电压、环境温度等模拟采样信号均接至M⑶的AD转换器，当出现相关异常情况，如:输入过欠压，环境温度过高等，报警电路就被MCU触发，报警电路通过驱动蜂鸣器实现，驱动信号使用频率不同的数字脉冲，以方便操作人员能第一时间找到报警原因，减少损失。SPWM波形采用双极性，双极性的SPWM波使得输出谐波次数高，这样便于LC滤波参数的设计，同时降低了 L的容量。另外设置485通信接口，方便与上位机的通信，增强了系统的可监控性与可扩展性。
[0012]本实用新型所述的离网太阳能光伏逆变器采用全数字化控制，利用一片具有高速运算能力，并且集成AD转换器、PffM脉冲发生器等外设电路的数字处理芯片MCU，取代了通过复杂的模拟电路来实现对逆变器的检测及控制。在控制策略上采用电压、电流两路PI控制实现。PI控制的实现在满足输出稳定可控的前提下，减少了系统的稳态误差，增加了其动态响应和抗干扰能力，即使在感性负载等非线性负载条件依然能输出高质量的正弦波形。
[0013]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:结构简单，使用方便，成本低廉；拥有完善、可靠的欠压、过压、过载、短路、过温保护及报警功能；系统效率高，稳定性好，可扩展性强。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本实施例离网太阳能光伏逆变器结构框图。
【具体实施方式】
[0015]如图1所示，一种离网太阳能光伏逆变器，包括MCU1、逆变单元、IGBT驱动电路2、高速比较电路3、报警电路4和蜂鸣器5等，所述逆变单元由四个IGBT全桥S1、S2、S3和S4组成，带负载电压及电流反馈。逆变单元的交流电输出端设有电压采集点和电流采集点，由逆变单元反馈的电压采集信号接入MCU的AD转换器，经计算输出SPWM信号控制IGBT驱动电路2，从而保证输出电压恒定；电流采集信号一方面接入高速比较电路3，通过与设定信号比较，当出现重载及短路时，因为高速比较电路3与IGBT驱动电路2相连，及时关断IGBT驱动电路2从而保护逆变单元；另一方面进入MCUl的AD转换器，从而控制输出的SPWM信号，蜂鸣器5通过报警电路4与MCUl的输出端相连。
[0016]在本实施例中，上述MCUl选用型号为dsPIC33F的单片机。上述离网太阳能光伏逆变器进一步包括一可与上位机7通信得485通信接口 6，所述485通信接口 6与MCUl相连。上述离网太阳能光伏逆变器进一步包括一温度传感器8，用于检测环境温度，所述温度传感器8与MCUl的AD转换器相连。
[0017]上述离网太阳能光伏逆变器采用电压、电流双环控制，其信号均采集至MCUl的AD转换器，其中电流采样部分另独立配置硬件封波保护电路，利用高速比较电路3，第一时间控制IGBT驱动电路2，从而对逆变单元的通断进行控制。此外，直流输入电压、环境温度等模拟采样信号均接至MCUl的AD转换器，当出现相关异常情况，如:输入过欠压，环境温度过高等，报警电路4就被MCUl触发，报警电路4通过驱动蜂鸣器5实现，驱动信号使用频率不同的数字脉冲，以方便操作人员能第一时间找到报警原因，减少损失。SPWM波形采用双极性，双极性的SPWM波使得输出谐波次数高，这样便于LC滤波参数的设计，同时降低了 L的容量。另外设置485通信接口 6，方便与上位机7的通信，增强了系统的可监控性与可扩展性。
[0018]本实用新型采用全数字化控制，利用一片具有高速运算能力，并且集成AD转换器、PWI脉冲发生器等外设电路的数字处理芯片dsPIC33F，取代了通过复杂的模拟电路来实现对逆变器的检测及控制。在控制策略上采用电压、电流两路PI控制实现。PI控制的实现在满足输出稳定可控的前提下，减少了系统的稳态误差，增加了其动态响应和抗干扰能力，即使在感性负载等非线性负载条件依然能输出高质量的正弦波形。
[0019]上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属【技术领域】的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。
【权利要求】
1.一种离网太阳能光伏逆变器，其特征在于:包括MCU、逆变单元、IGBT驱动电路、高速比较电路、报警电路和蜂鸣器，逆变单元的交流电输出端设有电压采集点和电流采集点，由逆变单元反馈的电压采集信号接入MCU的AD转换器，经计算输出SPWM信号控制IGBT驱动电路，电流采集信号一方面接入高速比较电路，通过与设定信号比较，出现重载及短路时，及时关断与高速比较电路相连的IGBT驱动电路；另一方面进入MCU的AD转换器，控制输出的SPWM信号，蜂鸣器通过报警电路与M⑶的输出端相连。
2.如权利要求1所述的一种离网太阳能光伏逆变器，其特征在于:上述MCU选用型号为dsPIC33F的单片机。
3.如权利要求1所述的一种离网太阳能光伏逆变器，其特征在于:上述逆变单元由四个带负载电压及电流反馈的IGBT全桥组成。
4.如权利要求1所述的一种离网太阳能光伏逆变器，其特征在于:上述离网太阳能光伏逆变器进一步包括一可与上位机通信的485通信接口，所述485通信接口与M⑶相连。
5.如权利要求1所述的一种离网太阳能光伏逆变器，其特征在于:上述离网太阳能光伏逆变器进一步包括一温度传感器，所述温度传感器与M⑶的AD转换器相连。
【文档编号】H02M7/5387GK203608109SQ201320736744
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月20日 优先权日:2013年11月20日
【发明者】王武斌, 鲍仁强, 王 忠 申请人:浙江永升新能源科技有限公司