基于分流电阻隔离的光伏移动电源的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种移动电源，特别涉及一种基于分流电阻隔离的光伏移动电源。
【背景技术】
[0002]现有技术中的便携式移动电源大多都是将整流技术、逆变技术与自动控制技术相结合，使输出电压变为用电设备所需的稳定的单向交流电。便携式移动电源被应用于各个领域，市场前景远大。
[0003]市场上基于光伏电池的便携式移动电源研宄较少，而且成本较为昂贵，体积笨重，不够轻便，不便于携带，在光伏移动电源的核心部件一一光伏逆变器的设计当中，电路控制信号的检测采用较昂贵的霍尔检测方案，该方案最大的优点是带有电气隔离功能，缺点是成本过高，体积大。
【实用新型内容】
[0004]为了克服已有【背景技术】中存在的至少一个问题，本实用新型提出一种基于分流电阻隔离的光伏移动电源。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型提出一种基于分流电阻隔离的光伏移动电源，包括:微控制器，产生PWM控制信号以及接受电流电压检测模块的检测结果，并控制系统协调动作；IGBT驱动电路，和所述微控制器相连，产生驱动信号；分流电阻电流电压检测电路，和所述微控制器相连，用于电流和电压的检测；光伏电池组件，包括将太阳能转化成的电能存储所需的薄膜电池及其组件；蓄电池，连接所述光伏电池组件和所述微控制器，在所述微控制器的控制下选择利用所述薄膜电池组件的输出对所述蓄电池进行充电；最大功率跟踪电路，连接所述光伏电池组件，用于保证所述光伏电池组件以最大功率输出；DC/AC逆变电路，连接所述最大功率跟踪电路，用于完成直流到交流的转换。
[0006]可选的，所述光伏移动电源包括主电路和控制电路，所述主电路为强电系统，所述控制电路为弱点系统。
[0007]可选的，所述主电路包括光伏电池组件、蓄电池、最大功率跟踪电路和DC/AC逆变电路。
[0008]可选的，所述控制电路包括IGBT驱动电路、分流电阻电流电压检测电路以及微控制器。
[0009]可选的，所述主电路包括单项逆变器，所述单项逆变器采用单极性倍频SPWM控制方式。
[0010]可选的，所述单项逆变器包括至少四个功率开关器件。
[0011]本实用新型基于分流电阻隔离的光伏移动电源的有益效果主要表现在:本实用新型基于分流电阻隔离的光伏移动电源基于分流电阻的隔离电流电压检测方案，该方案相比较工业界普遍使用霍尔电流电压检测方案有成本低的优势，而且同样实现了电气隔离以及较高的精度。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型基于分流电阻隔离的光伏移动电源的结构框图。
[0013]图2为本实用新型基于分流电阻隔离的光伏移动电源的主电路图。
[0014]图3为本实用新型基于分流电阻隔离的光伏移动电源的采用电阻分流隔离检测电流信号的电路示意图。
[0015]图4为本实用新型基于分流电阻隔离的光伏移动电源的使用TI AMC1304隔离芯片和C2000控制器检测电压的电路示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合实施例和附图1-4对本实用新型作进一步的描述。
[0017]图1为本实用新型基于分流电阻隔离的光伏移动电源的结构框图，本实用新型提出一种基于分流电阻隔离的光伏移动电源，包括:微控制器12，产生PWM控制信号以及接受电流电压检测模块的检测结果，并控制系统协调动作；IGBT驱动电路13，和所述微控制器12相连，产生驱动信号；分流电阻电流电压检测电路15，和所述微控制器12相连，用于电流和电压的检测；光伏电池组件10，包括将太阳能转化成的电能存储所需的薄膜电池及其组件；蓄电池11，连接所述光伏电池组件10和所述微控制器12，在所述微控制器12的控制下选择利用所述薄膜电池组件的输出对所述蓄电池11进行充电；最大功率跟踪电路14，连接所述光伏电池组件10，用于保证所述光伏电池组件10以最大功率输出；DC/AC逆变电路17，连接所述最大功率跟踪电路14，用于完成直流到交流的转换，供电网20或交流用电设备18使用。
[0018]光伏移动电源包括主电路和控制电路，所述主电路为强电系统，所述控制电路为弱点系统。主电路包括光伏电池组件10、蓄电池11、最大功率跟踪电路14和DC/AC逆变电路17。控制电路包括IGBT驱动电路13、分流电阻电流电压检测电路15以及微控制器。图2中，主电路的单项逆变器22采用单极性倍频SPWM控制方式，单项逆变器22包括至少四个功率开关器件。
[0019]光伏移动电源的硬件主电路由两级电路组成，如图2所示，前级是一个boost升压电路21，后级是一个单向逆变器电路22，升压之后的直流母线电压经过一个蓄电池11进行储能，此母线电压供给后级单相逆变器22使用，逆变器后用LC滤波电路进行滤波，以期得到畸变率更低的电压供负载使用。前级boost升压电路21主要用于跟踪光伏电池板的最大输出功率点，通过外围电流电压检测电路，实时的检测光伏电池板的输出电压，电流信号送入到控制器12中，在控制器12中通过适当的最大功率跟踪(MPPT)算法，给出最优占空比的控制信号以驱动SI开关管的工作，这样就可以使得光伏电池板一直以最大功率输出會κΜ。
[0020]蓄电池11的作用是能量存储，蓄电池11可以使用锂电池，当光伏电池板23发的电量够负载使用的时候，将多余的电量存储在锂电池11中，当光伏电池的电量不够负载使用的时候，由锂电池11储存的能量供负荷使用，我们需要实时的对锂电池11的电量进行检测，这个过程由TI公司的C2000微控制器12来实现。
[0021]如图2所示，光伏板23连接boost升压电路21，升压电路21连接单相逆变器22，锂电池两端的直流母线电压等级较高，经过后级功率开关器件S3，S4，S5，S6组成的单相逆变器22进行逆变，此单相逆变器采用单极性倍频SPWM控制方式，因为该方式可以将最低次谐波频率提高到载波频率两倍左右，更容易滤除，这将大大减小滤波器的电感电容体积重量，使得光伏移动电源更加轻便。
[0022]控制器在控制光伏移动电源整个系统工作的时候，需要实时的检测电路的电压，电流信号，本光伏移动电源系统中，控制部分是弱电系统，而主电路是强电系统，工业设计中一般都希望将二者隔离开来，工业中常用的是霍尔互感器来检测电流电压信号，可以很好的实现隔离功能，但是该方法成本太高，不适合移动电源中使用，本实用新型采用了分流电阻的方式来检测电流电压，配合TI公司的AD隔离芯片(AMC1304)将强电电路中的模拟信号转换成数字信号，该数字信号再送入TI公司的C2000控制器(TMS320F28377D)中进行滤波处理。该方案成本低，而且带隔离功能，该方案中的电流电压检测方案很有可能会成为工业界未来检测电流电压信号的主流方案。
[0023]如图3所示，Ql, Q2上下两管构成单相半桥结构，在电力电子电路中广泛使用，由A相输出的电流经过一个可以过大电流的低阻抗值的电阻Rshunt，转换成一个+/-250mV的电压小信号，再将该电压小信号送往模数转换芯片AMC1304转换成数字信号，将该数字信号送往控制器处理识别。图3为检测单相电流示意图。图4是检测母线电压的简图，通过电阻对母线电压进行分压，Rl上的电压也是一个小电压信号，再经过模数转换芯片AMC1304，数字信号被送往控制器。
[0024]虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
【主权项】
1.一种基于分流电阻隔离的光伏移动电源，其特征在于，包括: 微控制器，产生PWM控制信号以及接受电流电压检测模块的检测结果，并控制系统协调动作； IGBT驱动电路，和所述微控制器相连，产生驱动信号； 分流电阻电流电压检测电路，和所述微控制器相连，用于电流和电压的检测； 光伏电池组件，包括将太阳能转化成的电能存储所需的薄膜电池及其组件； 蓄电池，连接所述光伏电池组件和所述微控制器，在所述微控制器的控制下选择利用所述薄膜电池组件的输出对所述蓄电池进行充电； 最大功率跟踪电路，连接所述光伏电池组件，用于保证所述光伏电池组件以最大功率输出； DC/AC逆变电路，连接所述最大功率跟踪电路，用于完成直流到交流的转换。
2.根据权利要求1所述的光伏移动电源，其特征在于:所述光伏移动电源包括主电路和控制电路，所述主电路为强电系统，所述控制电路为弱点系统。
3.根据权利要求2所述的光伏移动电源，其特征在于:所述主电路包括光伏电池组件、蓄电池、最大功率跟踪电路和DC/AC逆变电路。
4.根据权利要求2或3所述的光伏移动电源，其特征在于:所述控制电路包括IGBT驱动电路、分流电阻电流电压检测电路以及微控制器。
5.根据权利要求2或3所述的光伏移动电源，其特征在于:所述主电路包括单项逆变器，所述单项逆变器采用单极性倍频SPWM控制方式。
6.根据权利要求5所述的光伏移动电源，其特征在于:所述单项逆变器包括至少四个功率开关器件。
【专利摘要】本实用新型提供一种基于分流电阻隔离的光伏移动电源，包括：微控制器，产生PWM控制信号以及接受电流电压检测模块的检测结果，并控制系统协调动作；IGBT驱动电路，和微控制器相连，产生驱动信号；分流电阻电流电压检测电路，和微控制器相连，用于电流和电压的检测；光伏电池组件，包括将太阳能转化成的电能存储所需的薄膜电池及其组件；蓄电池，连接光伏电池组件和微控制器；最大功率跟踪电路，连接所述光伏电池组件；DC/AC逆变电路，连接最大功率跟踪电路，用于完成直流到交流的转换。本实用新型基于分流电阻隔离的光伏移动电源基于分流电阻的隔离电流电压检测方案，该方案相比较工业界普遍使用霍尔电流电压检测方案有成本低的优势，而且同样实现了电气隔离以及较高的精度。
【IPC分类】H02J7-35, H02S10-40
【公开号】CN204425233
【申请号】CN201520190397
【发明人】房亚军, 林成栋, 潘三博, 郝夏斐, 张希, 黄新征
【申请人】上海寰晟新能源科技有限公司, 上海电机学院, 上海交通大学
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年3月31日