专利名称：一种ups带太阳能充电的逆变器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种逆变器，尤其是涉及一种具有充电和太能控制器功能的UPS带太阳能充电的逆变器。
背景技术：
逆变器是一种电源转换装置，可将直流电，如12V或24V，转换成230V、50Hz交流电或其他类型的交流电。它输出的交流电可用于各类设备，最大限度的满足移动用户或无电地区对交流电源的需要。有了逆变器，就可以使用直流蓄电池为电器提供交流电，如笔记本、手机、手持PC、数码相机以及各类仪器等；一般的逆变器都是连接市电进行充电的，若是逆变器长期在户外或无电地区使用，一旦蓄电池用完，逆变器就不能工作。则此时也可以连接其他设备对蓄电池进行充电，如与发电机设备连接，但该发电机设备成本高，且使用燃料，不仅提高成本且对环境也造成污染。如申请号为89201818. 6，名称为逆变器的中国实用新型专利，该逆变器有多谐振荡器、功率放大器、推动放大器、匹配变压器、电压保护电路以及电源变压器组成。该逆变器能解决临时停电，间断供电灯情况。但逆变器都是设计成与市电连接的，在不工作时由市电对其进行充电，只能在停电后短时间内使用，而对于在户外或无电地区使用的情况，该逆变器并不能满足使用要求。另外，应对间断供电情况时，由于逆变器输出电压不连续，逆变电路内的变压器磁通量亦为不连续，会造成该变压器的铁芯与绕线架之间因机械振动而产生音频噪音，且因逆变电路输入电流不联系而产生充电电池噪声干扰。
发明内容
本发明主要是解决现有一般逆变器不能满足用户长期野外或无电地区使用要求的问题，提供了一种能利 用太阳能进行充电，适合野外或无电地区使用的UPS带太阳能充电的逆变器。本发明另一个发明目的是解决了一般逆变器在间歇供电时，由于输出电压不连续，会产生音频噪音，影响用电器及其他电路的问题，提供了一种损耗小，噪音低的UPS带太阳能充电的逆变器。本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的一种UPS带太阳能充电的逆变器，包括逆变电路，备用电源系统，所述备用电源系统包括充电电池、太阳能充电器，逆变电路与充电电池相连，充电电池连接到太阳能充电器上，逆变器还具有市电输入端、输出端、切换市电和备用电源系统输入的切换电路、检测太阳能充电器充电和市电输入电压电流的电压电流检测电路，以及控制逆变器工作的逆变器控制单元，所述逆变电路和市电输入端分别连接到切换电路上，切换电路与输出端相连接，所述电压电流检测电路连接到逆变器控制单元和太阳能充电器上。本发明中太阳能充电器可以进行太阳能采集并对充电电池进行充电，作为备用电源，该电压电流检测电路的检测点分别连接到充电电池输入端和市电输入端上，分别检测它们的电压电流变化，并件检测到的信息分别发送给太阳能充电器和逆变器控制单元上，太阳能充电器根据信息通过功率计算和比较后，调整充电周期以及波形占空比，使得能够以最高的效率对充电电池进行充电，另外太阳能充电器通过监测充电电池的电压电流情况检测充电电池是否过充、过放、过载情况，并在出现异常情况时，对充电电池进行保护。切换电路切换市电和备用电源的输入，逆变器控制单元根据电压电流检测电路的信息控制切换电路进行工作，该市电输入端连接市电，输出端连接用电器。本发明逆变器能够提供直流电源也能提供交流电源，并且能在市电出现异常时也不会断电，由备用电源系统替换继续供电。该备用电源系统采用太阳能进行充电，充分利用了资源，既节约了能源减少成本又减少了污染，且本发明太阳能充电器通过改变充电的工作周期和波形占空比，使系统能以最高的效率对蓄电池进行充电，这样就实现了充电电池的最大输出功率。作为一种优选方案，所述太阳能充电器包括有充电控制开关、太阳能电池板和太阳能控制单元，所述太阳能电池串联充电控制开关后连接到充电电池上，太阳能控制单元输入端与电源电流检测电路连接，输出端与充电控制开关相连接。该太阳能控制单元接收电压电流检测电路检测到的充电电池输入端电压电流信息，对信息处理后控制充电控制开关的工作。作为一种优选方案，所述太阳能控制单元包括保护控制电路和MPPT处理电路，所述电源电流检测电路分别连接到保护控制电路和MPPT处理电路输入端，保护控制电路和MPPT处理电路输出端连接到充电控制开关上，保护控制电路还连接到MPPT处理电路上。MPPT处理电路采用MPPT算法即最大功率点追踪算法对检测到的电压电流进行计算，利用MPPT算法控制发送PWM信号到充电控制开关，通过充电控制开关调整充电的占空比，使能以最高的效率对充电电池进行充电。保护控制电路根据电压电流检测电路检测到的电流电压对充电电池是否过充、过放、过载，以及电路是否短路进行判断，然后根据判断的情况控制充电控制开关达到对系统电路保护的目的，在控制充电控制开关前还发送信号到MPPT处理电路，停止MPPT处理电路工作。作为一种优选方案，在所述逆变电路和充电电池之间的线路上还连接有储能控制器，所述储能控制器包括储能电路、第一控制开关、第二控制开关和第三控制开关，所述第一控制开关连接在充电电池和逆变电路的连线上，储能电路并联在第一控制开关上，所述第二控制开关连接在储能电路和第一控制开关与充电电池相连一端之间，所述第三控制开关连接在储能电路和第一控制开关与逆变电路连接一端之间，储能控制器连接到逆变器控制单元上。该逆变器控制单元根据电压电流检测电路检测到的信息控制储能控制器内第一、第二、第三控制开关的开闭。当在逆变器提供间歇式电源输出时，由于逆变器输出电压不连续，逆变电路内的变压器磁通量亦为不连续，会造成该变压器的铁芯与绕线架之间因机械振动而产生音频噪音，且因逆变电路输入电流不联系而产生充电电池噪声干扰。本发明增加储能控制器，通过储能控制器控制储能电路的能量，减少因间歇输入电流的瞬间变化干扰，进而改善充电电池噪声的干扰，避免影响到用电器及其他系统电路。在电压电流检测电路检测到逆变器处于间歇式工作时，逆变器控制单元控制储能控制器工作，若输出为截止周期内时，则控制第一控制开关和第三控制开关断开，第二控制开关导通，则充电电池对该储能电路进行储能。当输出为导通工作时，第二控制开关断开，第一控制开关和第三控制开关导通，该储能电路开始对逆变电路释能，因此降低了输入电流的变动及输出电流的噪音，进而降低对于充电电池的干扰，以避免充电电池噪音干扰其他系统电路。作为一种优选方案，在切换电路和输出端连线之间连接有控制逆变器开启关闭的电源开关。该电源开关为总开关，开启后逆变器才能工作。因此，本发明具有的优点是1.不仅能通过市电进行充电，还能采用太阳能对逆变器充电电池进行充电，满足用户在野外或无电地区使用的要求，且采用太阳能不仅节约了能源，还减少了污染；2.采用储能控制器，在间歇供电时，能有效降低输入电流的变动及输出电流的噪音；3.提升了太阳能板对充电电池的最大充电效率；4.太阳能控制器具有过充、过放、过载、电子短路、防反充保护功能，提高了充电电池使用寿命。
附图1是本发明的一种原理框架示意图。1-储能控制器2-充电电池3-充电控制开关4-太阳能电池板5-第一控制开关6-第二控制开关7-第三控制开关8-储能电路9-太阳能控制单元10-保护控制电路Il-MPPT处理单元12-逆变器控制单元13-切换电路14-输出端15-电源开关17-逆变电路18-电压电流检测电路19-市电输入端。
具体实施例方式下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。实施例
本实施例一种UPS带太阳能充电的逆变器，如图1所示，逆变器包括有市电输入端19、输出端14、逆变电路17、逆变器控制单元12、切换电路13、电压电流检测电路18和太阳能充电器，该太阳能充电器与充电电池连接，充电电池连接到逆变电路上，逆变器电路和市电输入端分别连接到切换电路上，切换电路通过连接一个电源开关15后连接懂啊输出端上，逆变器控制电路与切换电路相连接。逆变器还具有一个检测太阳能充电器充电和市电输入电压电流的电压电流检测电路18，该电压电流检测电路的具有两个检测输入端，一个检测输入端连接在充电电池与太阳能充电器连接的线路上，另一个检测输入端连接在市电输入端上，电压电流检测电路的输出端分别连接到太阳能充电器和逆变器控制单元上。该太阳能充电器包括有充电控制开关3、太阳能电池板4、太阳能控制单元9，太阳能控制单元由保护控制电路10和MPPT处理电路11构成，保护控制电路与MPPT处理电路连接，保护控制电路和MPPT处理电路的输出端连接到充电控制开关上，保护控制电路和MPPT处理电路的输入端分别连接到电压电流检测电路上。为了在逆变器间歇供电时，降低输入电流的变动及输出电流的噪音，在充电电池与逆变电路的连线上设置有储能控制器1，该储能控制器包括有储能电路8、第一控制开关
5、第二控制开关6和第三控制开关7，第一控制开关连接在充电电池和逆变电路的连线上，储能电路并联在第一控制开关上，第二控制开关连接在储能电路和第一控制开关与充电电池相连一端之间，第三控制开关连接在储能电路和第一控制开关与逆变电路连接一端之间，储能控制器与逆变器控制单元相连接。
本实施例逆变器的市电输入端连接市电，输出端连接用电器，按下电源开关后逆变器开始工作，电压电流检测电路实时检测市电输入端电压电流情况，在正常工作时，电压电流检测电路检测到无异常，并发送信号到逆变器控制单元上，逆变器控制单元控制切换电路，使得市电输入端和输出端之间线路导通，此时逆变器提供市电，而备用电源不工作。而当电压电流检测电路检测到市电输入端电压电流异常时，则逆变器控制单元控制切换电路使得备用电源与输出端导通。该备用电源在工作时，太阳能电池板吸收太阳能并转成电能对充电电池充电，同时电压电流检测电路检测充电电池是否过充、过放、过载情况，并发送信号给保护控制电路，在出现异常情况时，保护控制电路发送信号给MPPT处理电路停止工作，并控制充电控制开关断开，对充电电池进行保护。当用户选择逆变器进行进行间歇供电时，电压电流检测电路检测到逆变器的状态然后发送命令给储能控制电路，储能控制电路工作，当逆变器输出为截止周期内时，储能控制器根据电压电流控制电路检测到的信息控制第一控制开关和第三控制开关断开，第二控制开关导通，则充电电池对该储能电路进行储能。当输出为导通工作时，则控制第二控制开关断开，第一控制开关和第三控制开关导通，该储能电路开始对逆变电路释能，降低了输入电流的变动及输出电流的噪音，进而降低对于充电电池的干扰。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。尽管本文较多地使用了储能控制器、充电电池、充电控制开关、太阳能电池板、第一控制开关等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
权利要求
1.一种UPS带太阳能充电的逆变器，包括逆变电路，其特征在于包括有备用电源系统，所述备用电源系统包括充电电池(2)、太阳能充电器，逆变电路与充电电池(2)相连，充电电池连接到太阳能充电器上，逆变器还具有市电输入端(19)、输出端(14)、切换市电和备用电源系统输入的切换电路(13)、检测太阳能充电器充电和市电输入电压电流的电压电流检测电路(18)，以及控制逆变器工作的逆变器控制单元(12)，所述逆变电路和市电输入端分别连接到切换电路(13)上，切换电路与输出端相连接，所述电压电流检测电路连接到逆变器控制单元和太阳能充电器上。
2.根据权利要求1所述的一种UPS带太阳能充电的逆变器，其特征是所述太阳能充电器包括有充电控制开关(3)、太阳能电池板(4)和太阳能控制单元(9)，所述太阳能电池串联充电控制开关后连接到充电电池(2)上，太阳能控制单元输入端与电源电流检测电路连接，输出端与充电控制开关相连接。
3.根据权利要求2所述的一种UPS带太阳能充电的逆变器，其特征是所述太阳能控制单元(9)包括保护控制电路(10)和MPPT处理电路(11)，所述电源电流检测电路分别连接到保护控制电路和MPPT处理电路输入端，保护控制电路和MPPT处理电路输出端连接到充电控制开关(3)上，保护控制电路还连接到MPPT处理电路上。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种UPS带太阳能充电的逆变器，其特征是在所述逆变电路(17)和充电电池(2)之间的线路上还连接有储能控制器(I )，所述储能控制器包括储能电路(8)、第一控制开关(5)、第二控制开关(6)和第三控制开关(7)，所述第一控制开关连接在充电电池和逆变电路的连线上，储能电路并联在第一控制开关上，所述第二控制开关连接在储能电路和第一控制开关与充电电池相连一端之间，所述第三控制开关连接在储能电路和第一控制开关与逆变电路连接一端之间，储能控制器连接到逆变器控制单元上。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种UPS带太阳能充电的逆变器，其特征是在切换电路(13)和输出端(14)连线之间连接有控制逆变器开启关闭的电源开关(15)。
全文摘要
本发明涉及一种UPS带太阳能充电的逆变器。解决现有逆变器不能满足用户长期野外或无电地区使用要求的问题。逆变器包括逆变电路、备用电源系统，备用电源系统包括充电电池、太阳能充电器，逆变器还具有市电输入端、输出端、切换电路、电压电流检测电路和逆变器控制单元，逆变电路和市电输入端分别连接到切换电路上，切换电路与输出端相连接，电压电流检测电路连接到逆变器控制单元和太阳能充电器上。本发明具有的优点是能采用太阳能对逆变器充电电池进行充电，满足用户在野外或无电地区使用的要求，且采用太阳能不仅节约了能源，还减少了污染；采用储能控制器，在间歇供电时，能有效降低输入电流的变动及输出电流的噪音。
文档编号H02M1/44GK103066687SQ20121047067
公开日2013年4月24日 申请日期2012年11月19日 优先权日2012年11月19日
发明者胡元成, 倪志刚, 叶浙挺 申请人:宁波金源电气有限公司