一种离网光伏一体机的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种离网光伏一体机，包括蓄电池、主控模块、逆变模块、升压驱动模块、逆变驱动模块、逆变控制模块和显示模块其中，所述蓄电池的充电端分别与光伏组件、电网相连，蓄电池的输出端与逆变模块的电源输入端相连，所述主控模块通过升压驱动模块与逆变模块的低压侧相连，所述逆变控制模块的控制端通过逆变驱动模块与逆变模块的高压侧相连，逆变控制模块的信号输入端与逆变模块的输出电压检测端和输出电流检测端相连，所述主控模块和逆变控制模块通过光耦通信模块相连。上述离网光伏一体机结构简单、使用方便、成本低廉、系统效率高、稳定性好、可扩展性强；拥有完善、可靠的欠压、过压、过载、短路、过温保护及报警功能。
【专利说明】
一种离网光伏一体机
技术领域
[0001]本发明涉及一种离网光伏一体机，属于光伏逆变领域。
【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系统由于元件数量繁多，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。
[0004]有鉴于此，本发明人对此进行研究，专门开发出一种离网光伏一体机，本案由此产生。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种离网光伏一体机，具有结构简单、使用方便、成本低廉、稳定性好、可扩展性强等特点。
[0006]为了实现上述目的，本发明的解决方案是:
一种离网光伏一体机，包括蓄电池、主控模块、逆变模块、升压驱动模块、逆变驱动模块、逆变控制模块和显示模块，其中，所述蓄电池的充电端分别与光伏组件、市电相连，蓄电池的输出端与逆变模块的电源输入端相连，所述主控模块通过升压驱动模块与逆变模块的低压侧相连，所述逆变控制模块的控制端通过逆变驱动模块与逆变模块的高压侧相连，逆变控制模块的信号输入端与逆变模块的输出电压检测端和输出电流检测端相连，所述主控模块和逆变控制模块通过光耦通信模块相连，所述显示模块与主控模块相连。
[0007]作为优选，所述主控模块进一步与报警模块、485通讯模块相连。
[0008]作为优选，所述显示模块采用12864点阵液晶，具有1A/5V，2A/5V的2个USB电源接口，以便对手机、平板充电。
[0009]作为优选，所述主控模块采用微处理器控制。
[0010]作为优选，所述逆变控制模块采用数字处理芯片。
[0011 ]作为优选，所述逆变模块包括依次相连的第一 MOS全桥、高频变压器、整流桥、第二MOS全桥、电感和滤波电容，高频变压器的低压侧与蓄电池相连，蓄电池输出的低压直流电经过第一 MOS全桥调制、高频变压器升压得到带方波的高压电，带方波的高压电经过整流桥整流、第二MOS全桥调制后输出220V交流电，再依次经过电感和滤波电容后得到稳定的220V交流电；所述主控模块通过升压驱动模块与第一MOS全桥相连，用于控制第一MOS全桥中各个MOS管的导通和截止，进而调制高频变压器的低压侧的电压，所述逆变控制模块的控制端通过逆变驱动模块与第二 MOS全桥相连，用于控制第二 MOS全桥中各个MOS管的导通和截止，进而调制整流后的尚压电。
[0012]作为优选，所述光耦通讯模块包括两个光耦，用于主控模块与逆变控制模块的隔离通讯，防止逆变控制模块的高压影响主控模块。
[0013]上述离网光伏一体机工作原理:采用太阳能光伏组件以MPPT方式对蓄电池进行充电，最大限度的利用光伏组件电源;备用220V市电充电接口，在阳光不足或夜间可以对蓄电池充电。蓄电池电源输出通过逆变模块升压逆变成220VAC电源，给交流负载供电，在USB充电口上，更是配置了 IA和2A两种方式，方便用户的使用。逆变控制模块采用数字处理芯片，可以用来快速的实现各种数字信号处理，从而保证逆变输出的220VAC稳定，纯净，具有软启动功能，避免对负载的冲击，干扰。整个离网光伏一体机结构简单、使用方便、成本低廉、系统效率高、稳定性好、可扩展性强;拥有完善、可靠的欠压、过压、过载、短路、过温保护及报警功能。
[0014]以下结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细描述。
【附图说明】
[0015]图1为本实施例的离网光伏一体机模块框图；
图2为本实施例的离网光伏一体机逆变模块原理图。
【具体实施方式】
[0016]如图1所示，一种离网光伏一体机，包括蓄电池1、主控模块2、逆变模块3、升压驱动模块4、逆变驱动模块5和逆变控制模块6，其中，所述蓄电池I的充电端分别与光伏组件7、电网8相连，光伏组件7、电网8可以同时或者分别为蓄电池I充电，在本实施例中，所述蓄电池I输出12V的直流电。蓄电池I的输出端与逆变模块3的电源输入端相连，所述主控模块2通过升压驱动模块4与逆变模块3的低压侧相连，所述逆变控制模块6的控制端通过逆变驱动模块5与逆变模块3的高压侧相连，逆变控制模块6的信号输入端与逆变模块3的输出电压检测端和输出电流检测端相连，利用电压和电流双环控制，SPffM采用双极性，从而获得更加纯正的正弦波。所述主控模块2和逆变控制模块6通过光耦通信模块9相连。所述主控模块I采用微处理器控制，具体可以采用型号为STM32F103的微处理器，利用蓄电池I的电压反馈来精确控制充电方式。
[0017]所述逆变控制模块6采用数字处理芯片，具体可以采用型号为DSPIC33F的数字处理芯片。dsPIC33F系列是高性能16位数字信号控制器，内部采用程序和数据分开的哈佛结构，具有专门的硬件乘法器，采用流水线操作，提供特殊的DSP指令。
[0018]在本实施例中，所述主控模块2进一步与显示模块10、报警模块11和485通讯模块12相连。其中，显示模块10采用12864点阵液晶，具有1A/5V，2A/5V的2个USB电源接口，以便对手机、平板充电；液晶用于显示当前蓄电池I电量，蓄电池电压、光伏板充电状态、PV充电电流，交流输出状态、设备故障报警等信息;报警模块11采用LED指示和蜂鸣器报警，用于蓄电池I亏电报警、指示逆变输出状态，AC充电状态，光伏充电状态;485通讯模块12用于与上位机进行远程通信。
[0019]如图2所示，所述逆变模块3包括依次相连的第一MOS全桥、高频变压器Tl、整流桥D、第二 MOS全桥、电感L和滤波电容C，其中，所述第一 MOS全桥包括4个MOS管Q1~Q4，分为2组相互并联的MOS管组，每个MOS管组均包括2个相互串联的MOS管，每组的MOS管G极均与升压驱动模块4相连，通过升压驱动模块4控制MOS管Q1~Q4的导通与截止，进而提高高频变压器Tl输出端电压，通过整流桥D整流成高压直流电压。所述第二MOS全桥也包括4个MOS管SI?S4，MOS管S1~S4的G极均与逆变驱动模块5相连，通过逆变驱动模块5控制第二 MOS全桥中4个MOS管S1~S4的导通和截止，进而把高压直流电调制整流交流电源。所述高频变压器Tl的低压侧与蓄电池I相连，蓄电池I输出的12V低压直流电经过第一 MOS全桥调制、高频变压器Tl升压后得到带方波的高压电，带方波的高压电经过整流桥D整流、第二MOS全桥调制后输出220V交流电，220V交流电再依次经过电感L和滤波电容C后得到稳定的220V交流电；所述主控模块2通过升压驱动模块3与第一MOS全桥相连，用于控制第一MOS全桥中各个MOS管的导通和截止;所述逆变控制模块6的控制端通过逆变驱动模块5与第二 MOS全桥相连。
[0020]在本实施例中，所述光耦通讯模块9包括两个光耦，用于主控模块2与逆变控制模块6隔离通讯。因为主控模块2为低压部分，逆变控制模块6为高压部分，高压部分和低压部分透过光耦隔离串口通讯进行信息的交换，既可以保证实时性，也能保证安全。
[0021]上述离网光伏一体机工作原理:采用太阳能光伏组件7以MPPT方式对12V蓄电池I充电，最大限度的利用光伏组件电源;备用220VAC电网充电接口，在阳光不足或夜间对蓄电池I充电。12V蓄电池I电源输出通过逆变模块3升压逆变成220VAC电源，给交流负载供电，在USB充电口上，更是配置了 IA和2A两种方式，方便用户的使用。逆变控制模块6采用数字处理芯片，可以用来快速的实现各种数字信号处理，从而保证逆变输出的220VAC稳定，纯净，具有软启动功能，避免对负载的冲击，干扰。
[0022]上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，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，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。
【主权项】
1.一种离网光伏一体机，其特征在于:包括蓄电池、主控模块、逆变模块、升压驱动模块、逆变驱动模块、逆变控制模块和显示模块，其中，所述蓄电池的充电端分别与光伏组件、市电相连，蓄电池的输出端与逆变模块的电源输入端相连，所述主控模块通过升压驱动模块与逆变模块的低压侧相连，所述逆变控制模块的控制端通过逆变驱动模块与逆变模块的高压侧相连，逆变控制模块的信号输入端与逆变模块的输出电压检测端和输出电流检测端相连，所述主控模块和逆变控制模块通过光耦通信模块相连，所述显示模块与主控模块相连。2.如权利要求书I所述的一种离网光伏一体机，其特征在于:所述主控模块进一步与报警模块和485通讯模块相连。3.如权利要求书I所述的一种离网光伏一体机，其特征在于:所述显示模块采用12864点阵液晶，具有2个1A/5V的USB电源接口。4.如权利要求书I所述的一种离网光伏一体机，其特征在于:所述主控模块采用微处理器控制。5.如权利要求书I所述的一种离网光伏一体机，其特征在于:所述逆变控制模块采用数字处理芯片。6.如权利要求书I所述的一种离网光伏一体机，其特征在于:所述逆变模块包括依次相连的第一 MOS全桥、高频变压器、整流桥、第二 MOS全桥、电感和滤波电容，高频变压器的低压侧与蓄电池相连，蓄电池输出的低压直流电经过第一 MOS全桥调制、高频变压器升压得到带方波的高压电，带方波的高压电经过整流桥整流、第二MOS全桥调制后输出220V交流电，再依次经过电感和滤波电容后得到稳定的220V交流电;所述主控模块通过升压驱动模块与第一 MOS全桥相连，用于控制第一 MOS全桥中各个MOS管的导通和截止，进而调制高频变压器的低压侧的电压，所述逆变控制模块的控制端通过逆变驱动模块与第二 MOS全桥相连，用于控制第二 MOS全桥中各个MOS管的导通和截止，进而调制整流后的高压电。7.如权利要求书I所述的一种离网光伏一体机，其特征在于:所述光耦通讯模块包括两个光耦，用于主控模块与逆变控制模块的隔离。
【文档编号】H02M7/5387GK106059044SQ201610571065
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月20日
【发明人】游黎威, 谈扬宁, 张权, 刘建清
【申请人】浙江悦昇新能源科技有限公司