一种微型隔离式并离网逆变器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及逆变器技术领域，具体涉及一种微型隔离式并离网逆变器。
【背景技术】
[0002]太阳能光伏发电是新能源的重要组成部分，被认为是当前世界上最有发展前景的新能源技术，其发电技术成为世界各国关注的热点。
[0003]逆变器根据光伏发电系统中的用途可分为独立型电源用和并网用两种。光伏并网逆变器的作用是将光伏电池产生的直流电逆变成交流电输送电网。作为独立型电源用的逆变器是将光伏电池或者储能装置产生的直流电逆变成交流电为用电器提供电能。
[0004]微型并网逆变器是为每个光伏电池单独配备的一个具备交直流转换功能和最大功率点跟踪功能的逆变器，能够将光伏电池发出的电能直接转换成交流电能传输到电网。康秀强在《微型光伏并网逆变器的设计》中公开了微型并网逆变器的技术内容，由该文献可以看出微型并网逆变器在安装、成本和性能上的优点非常突出，但目前微型并网逆变器还不能实现作为独立型电源离网工作的功能，这就在很大程度上限制了微型并网逆变器的应用环境。作为独立型电源用的光伏离网逆变器是一种在脱离外电网的情况下将光伏电池产生的直流电能转换成能够向负载提供的交流电能的光伏逆变器。黄华在《光伏离网逆变器的设计》中公开了光伏离网逆变器的技术内容，它的优点在于独立供电方式上的便捷性和发电效率高，但是缺点在于它只能离网工作，不能实现并网。
[0005]微型并网逆变器需要将直流电能转换成与电网同频同相的交流电能，同时还要具有光伏电池的最大功率点跟踪的功能；作为独立型电源用的光伏离网逆变器要为负载提供电能，其输出电压、电流、功率都需要严格满足负载的要求，所以微型并网逆变器与光伏离网逆变器功能相结合是技术难点。同时若微型并网逆变器与光伏离网逆变器功能相结合则在并网与离网间的相互切换也是一个主要问题。
【发明内容】
[0006]针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种微型隔离式并离网逆变器，该逆变器通过在已经公开的微型并网逆变器的技术内容上增加已有光伏离网逆变器技术中的控制方法，并在微型并网逆变器原有的连接电路中，在升压电路的输出侧和与外电网连接侧添加以固态继电器为主的切换电路来实现离网功能，为用电器提供电能；并在并离网切换过程中停机使固态继电器采用安全切换的方式完成并离网之间的切换，时间小于20ms，有效地解决了微型并网逆变器与光伏离网逆变器功能相结合的技术难点和在并网与离网间的相互切换的问题。
[0007]本发明解决所述技术问题采用的技术方案是:提供一种微型隔离式并离网逆变器，其特征在于该逆变器包括隔离升压电路、直流支撑电容切换电路、全桥逆变电路、并离网切换电路、PWM控制器、直流支撑电容切换驱动电路、逆变桥驱动电路、并离网切换驱动电路、主控芯片MCU和信号采集模块；所述信号采集模块的输出端均与主控芯片MCU相连，主控芯片MCU分别通过PffM控制器、直流支撑电容切换驱动电路、逆变桥驱动电路和并离网切换驱动电路与隔离升压电路、直流支撑电容切换电路、全桥逆变电路和并离网切换电路相连；隔离升压电路的输入端与外部直流电源的输出端连接，隔离升压电路的输出端依次连接直流支撑电容切换电路、全桥逆变电路和并离网切换电路的输入端，并离网切换电路的输出端与外电网连接；所述信号采集模块包括外部直流电源电压采集电路、外部直流电源电流采集电路、外电网电压采集电路和外电网电流采集电路，外部直流电源电流采集电路和外部直流电源电压采集电路分别与外部直流电源的输出端连接，外电网电压采集电路和外电网电流采集电路分别与外电网连接，信号采集模块所采集的所有信号均输入到主控芯片MCU内；所述直流支撑电容切换电路和并离网切换电路均采用固态继电器进行电路切换，主控芯片MCU内存有控制程序。
[0008]上述微型隔离式并离网逆变器，所述直流支撑电容切换电路的电路构成包括预充电电阻R1、固态继电器RL1、支撑电容Cl和支撑电容C2，预充电电阻Rl —端与隔离升压电路输出端的高压直流电线DCH连接，预充电电阻Rl的另一端同时与支撑电容Cl和支撑电容C2的正极连接，支撑电容Cl和支撑电容C2的负极均与隔离升压电路输出端的地线GND连接；固态继电器RLl的A3引脚接隔离升压电路输出端的高压直流电线DCH，固态继电器RLl的A4引脚同时与支撑电容Cl和支撑电容C2的正极连接，固态继电器RLl的Al引脚接控制信号Relay，固态继电器RLl的A2引脚接信号地SGND，控制信号Relay通过直流支撑电容切换驱动电路由主控芯片MCU提供；
[0009]所述并离网切换电路的电路构成包括端子Jl和J2、保险管Fl以及固态继电器RL2 ?’端子Jl连接用电器，端子J2连接外电网，固态继电器RL2的B3引脚接全桥逆变电路的输出端ACl，固态继电器RL2的B4引脚与端子J2的Kl引脚连接，端子J2的K2引脚接全桥逆变电路的输出端AC2，固态继电器RL2的BI脚接控制信号Relayl，控制信号Relayl通过并离网切换驱动电路由主控芯片MCU提供，固态继电器RL2的B2引脚接信号地SGND ;保险管Fl的一端与全桥逆变电路的输出端ACl连接，另一端接到端子Jl的Hl引脚，端子Jl的H2引脚接全桥逆变电路的输出端AC2。
[0010]上述微型隔离式并离网逆变器，所述主控芯片MCU内的控制程序的具体流程是:开始一逆变器初始化一外电网是否正常？
[0011]否一逆变器离网运行一外电网是否正常？否一返回上一步骤的外电网是否正常？；是一逆变器由离网切换到并网一逆变器并网运行；
[0012]是一逆变器并网运行一外电网是否正常？是一返回上一步骤的外电网是否正常？；否一逆变器由并网切换到离网一逆变器离网运行。
[0013]上述微型隔离式并离网逆变器，所述主控芯片MCU的型号为PIC18F45K80，PffM控制器的型号为TL494。
[0014]与现有技术相比，本发明具备以下有益效果:
[0015]1、本发明微型隔离式并离网逆变器所述的隔离式是指在该逆变器的交流输出与直流输入之间具有变压器，本发明既可以实现微型光伏并网逆变器的功能，又能作为独立电源，实现离网工作，克服了现有技术中微型并网逆变器不能实现离网工作的缺点，增大了微型并网逆变器的应用环境；同时也克服了作为独立电源用的光伏离网逆变器不能并网工作的缺点。这样既能够充分发挥微型并网逆变器的低成本、转换效率高和安全稳定等特点，同时又具备了离网工作时为负载提供电能的功能。
[0016]2、本发明微型隔离式并离网逆变器的并离网切换通过固态继电器采用有断点(<20ms)的安全切合方式完成并离网之间的切换，运用固态继电器实现了用低电压弱电流控制信号控制高电压大电流并离网工作电路的切换，性能安全可靠。
[0017]3、本发明微型隔离式并离网逆变器通过固态继电器实现的并离网切换将微型并网逆变器与可用作独立电源的逆变器的功能有效结合，兼具了微型并网逆变器安装简单、成本低、性能稳定可靠和离网逆变器操作简单、应用范围广的特点，能满足工业及日常使用需求。
【附图说明】
[0018]图1是本发明微型隔离式并离网逆变器的结构示意框图；
[0019]图2是本发明微型隔离式并离网逆变器的直流支撑电容切换电路2和并离网切换电路4的电路构成及连接示意图；
[0020]图3是本发明微型隔离式并离网逆变器的主控芯片MCU 9内的控制程序流程示意图；
[0021]图中，1.隔离升压电路、2.直流支撑电容切换电路、3.全桥逆变电路、4.并离网切换电路、5.PffM控制器、6.直流支撑电容切换驱动电路、7.逆变桥驱动电路、8.并离网切换驱动电路、9.主控芯片MCU、10.信号采集模块、11.外部直流电源、12.外电网；10-1.夕卜部直流电源电流采集电路、10-2外部直流电源电压采集电路、10-3.外电网电流采集电路、10-4.外电网电压采集电路。
【具体实施方式】
[0022]图1所示实施例表明，虚线框内为本发明微型隔离式并离网逆变器(简称逆变器)，该逆变器包括隔离升压电路1、直流支撑电容切换电路2、全桥逆变电路3、并离网切换电路4、PWM控制器5、直流支撑电容切换驱动电路6、逆变桥驱动电路7、并离网切换驱动电路8、主控芯片MCU 9和信号采集模块10