本實(shí)用新型涉及一種離網(wǎng)光伏一體機(jī)，屬于光伏逆變領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在能源問(wèn)題不斷加劇的今天，太陽(yáng)能作為當(dāng)前最理想的環(huán)保新能源之一，已經(jīng)得到人類越來(lái)越多的關(guān)注和應(yīng)用，而光伏逆變器是整個(gè)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中不可缺少的環(huán)節(jié)。

傳統(tǒng)的離網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)由于元件數(shù)量繁多，導(dǎo)致投入成本大，調(diào)試過(guò)程復(fù)雜，并且降低了系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性。同時(shí)系統(tǒng)的智能性、靈活性、可拓展性較低。

有鑒于此，本實(shí)用新型人對(duì)此進(jìn)行研究，專門開(kāi)發(fā)出一種離網(wǎng)光伏一體機(jī)，本案由此產(chǎn)生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種離網(wǎng)光伏一體機(jī)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、成本低廉、穩(wěn)定性好、可擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的解決方案是：

一種離網(wǎng)光伏一體機(jī)，包括蓄電池、主控模塊、逆變模塊、升壓驅(qū)動(dòng)模塊、逆變驅(qū)動(dòng)模塊、逆變控制模塊和顯示模塊，其中，所述蓄電池的充電端分別與光伏組件、市電相連，蓄電池的輸出端與逆變模塊的電源輸入端相連，所述主控模塊通過(guò)升壓驅(qū)動(dòng)模塊與逆變模塊的低壓側(cè)相連，所述逆變控制模塊的控制端通過(guò)逆變驅(qū)動(dòng)模塊與逆變模塊的高壓側(cè)相連，逆變控制模塊的信號(hào)輸入端與逆變模塊的輸出電壓檢測(cè)端和輸出電流檢測(cè)端相連，所述主控模塊和逆變控制模塊通過(guò)光耦通信模塊相連，所述顯示模塊與主控模塊相連。

作為優(yōu)選，所述主控模塊進(jìn)一步與報(bào)警模塊、485通訊模塊相連。

作為優(yōu)選，所述顯示模塊采用12864點(diǎn)陣液晶，具有1A/5V，2A/5V的2個(gè)USB電源接口，以便對(duì)手機(jī)、平板充電。

作為優(yōu)選，所述主控模塊采用微處理器控制。

作為優(yōu)選，所述逆變控制模塊采用數(shù)字處理芯片。

作為優(yōu)選，所述逆變模塊包括依次相連的第一MOS全橋、高頻變壓器、整流橋、第二MOS全橋、電感和濾波電容，高頻變壓器的低壓側(cè)與蓄電池相連，蓄電池輸出的低壓直流電經(jīng)過(guò)第一MOS全橋調(diào)制、高頻變壓器升壓得到帶方波的高壓電，帶方波的高壓電經(jīng)過(guò)整流橋整流、第二MOS全橋調(diào)制后輸出220V交流電，再依次經(jīng)過(guò)電感和濾波電容后得到穩(wěn)定的220V交流電；所述主控模塊通過(guò)升壓驅(qū)動(dòng)模塊與第一MOS全橋相連，用于控制第一MOS全橋中各個(gè)MOS管的導(dǎo)通和截止，進(jìn)而調(diào)制高頻變壓器的低壓側(cè)的電壓，所述逆變控制模塊的控制端通過(guò)逆變驅(qū)動(dòng)模塊與第二MOS全橋相連，用于控制第二MOS全橋中各個(gè)MOS管的導(dǎo)通和截止，進(jìn)而調(diào)制整流后的高壓電。

作為優(yōu)選，所述光耦通信模塊包括兩個(gè)光耦，用于主控模塊與逆變控制模塊的隔離通訊，防止逆變控制模塊的高壓影響主控模塊。

上述離網(wǎng)光伏一體機(jī)工作原理：采用太陽(yáng)能光伏組件以MPPT方式對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，最大限度的利用光伏組件電源；備用220V市電充電接口，在陽(yáng)光不足或夜間可以對(duì)蓄電池充電。蓄電池電源輸出通過(guò)逆變模塊升壓逆變成220VAC電源，給交流負(fù)載供電，在USB充電口上，更是配置了1A和2A兩種方式，方便用戶的使用。逆變控制模塊采用數(shù)字處理芯片，可以用來(lái)快速的實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號(hào)處理，從而保證逆變輸出的220VAC穩(wěn)定，純凈，具有軟啟動(dòng)功能，避免對(duì)負(fù)載的沖擊，干擾。整個(gè)離網(wǎng)光伏一體機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、成本低廉、系統(tǒng)效率高、穩(wěn)定性好、可擴(kuò)展性強(qiáng)；擁有完善、可靠的欠壓、過(guò)壓、過(guò)載、短路、過(guò)溫保護(hù)及報(bào)警功能。

以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)描述。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)施例的離網(wǎng)光伏一體機(jī)模塊框圖；

圖2為本實(shí)施例的離網(wǎng)光伏一體機(jī)逆變模塊原理圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，一種離網(wǎng)光伏一體機(jī)，包括蓄電池1、主控模塊2、逆變模塊3、升壓驅(qū)動(dòng)模塊4、逆變驅(qū)動(dòng)模塊5和逆變控制模塊6，其中，所述蓄電池1的充電端分別與光伏組件7、電網(wǎng)8相連，光伏組件7、電網(wǎng)8可以同時(shí)或者分別為蓄電池1充電，在本實(shí)施例中，所述蓄電池1輸出12V的直流電。蓄電池1的輸出端與逆變模塊3的電源輸入端相連，所述主控模塊2通過(guò)升壓驅(qū)動(dòng)模塊4與逆變模塊3的低壓側(cè)相連，所述逆變控制模塊6的控制端通過(guò)逆變驅(qū)動(dòng)模塊5與逆變模塊3的高壓側(cè)相連，逆變控制模塊6的信號(hào)輸入端與逆變模塊3的輸出電壓檢測(cè)端和輸出電流檢測(cè)端相連，利用電壓和電流雙環(huán)控制，SPWM采用雙極性，從而獲得更加純正的正弦波。所述主控模塊2和逆變控制模塊6通過(guò)光耦通信模塊9相連。所述主控模塊1采用微處理器控制，具體可以采用型號(hào)為STM32F103的微處理器，利用蓄電池1的電壓反饋來(lái)精確控制充電方式。

所述逆變控制模塊6采用數(shù)字處理芯片，具體可以采用型號(hào)為DSPIC33F的數(shù)字處理芯片。dsPIC33F系列是高性能16位數(shù)字信號(hào)控制器，內(nèi)部采用程序和數(shù)據(jù)分開(kāi)的哈佛結(jié)構(gòu)，具有專門的硬件乘法器，采用流水線操作，提供特殊的DSP指令。

在本實(shí)施例中，所述主控模塊2進(jìn)一步與顯示模塊10、報(bào)警模塊11和485通訊模塊12相連。其中，顯示模塊10采用12864點(diǎn)陣液晶，具有1A/5V，2A/5V的2個(gè)USB電源接口，以便對(duì)手機(jī)、平板充電；液晶用于顯示當(dāng)前蓄電池1電量，蓄電池電壓、光伏板充電狀態(tài)、PV充電電流，交流輸出狀態(tài)、設(shè)備故障報(bào)警等信息；報(bào)警模塊11采用LED指示和蜂鳴器報(bào)警，用于蓄電池1虧電報(bào)警、指示逆變輸出狀態(tài)，AC充電狀態(tài)，光伏充電狀態(tài)；485通訊模塊12用于與上位機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程通信。

如圖2所示，所述逆變模塊3包括依次相連的第一MOS全橋、高頻變壓器T1、整流橋D、第二MOS全橋、電感L和濾波電容C，其中，所述第一MOS全橋包括4個(gè)MOS管Q1~Q4，分為2組相互并聯(lián)的MOS管組，每個(gè)MOS管組均包括2個(gè)相互串聯(lián)的MOS管，每組的MOS管G極均與升壓驅(qū)動(dòng)模塊4相連，通過(guò)升壓驅(qū)動(dòng)模塊4控制MOS管Q1~Q4的導(dǎo)通與截止，進(jìn)而提高高頻變壓器T1輸出端電壓，通過(guò)整流橋D整流成高壓直流電壓。所述第二MOS全橋也包括4個(gè)MOS管S1~S4，MOS管S1~S4的G極均與逆變驅(qū)動(dòng)模塊5相連，通過(guò)逆變驅(qū)動(dòng)模塊5控制第二MOS全橋中4個(gè)MOS管S1~S4的導(dǎo)通和截止，進(jìn)而把高壓直流電調(diào)制整流交流電源。所述高頻變壓器T1的低壓側(cè)與蓄電池1相連，蓄電池1輸出的12V低壓直流電經(jīng)過(guò)第一MOS全橋調(diào)制、高頻變壓器T1升壓后得到帶方波的高壓電，帶方波的高壓電經(jīng)過(guò)整流橋D整流、第二MOS全橋調(diào)制后輸出220V交流電，220V交流電再依次經(jīng)過(guò)電感L和濾波電容C后得到穩(wěn)定的220V交流電；所述主控模塊2通過(guò)升壓驅(qū)動(dòng)模塊3與第一MOS全橋相連，用于控制第一MOS全橋中各個(gè)MOS管的導(dǎo)通和截止；所述逆變控制模塊6的控制端通過(guò)逆變驅(qū)動(dòng)模塊5與第二MOS全橋相連。

在本實(shí)施例中，所述光耦通信模塊9包括兩個(gè)光耦，用于主控模塊2與逆變控制模塊6 隔離通訊。因?yàn)橹骺啬K2為低壓部分，逆變控制模塊6為高壓部分，高壓部分和低壓部分透過(guò)光耦隔離串口通訊進(jìn)行信息的交換，既可以保證實(shí)時(shí)性，也能保證安全。

上述離網(wǎng)光伏一體機(jī)工作原理：采用太陽(yáng)能光伏組件7以MPPT方式對(duì)12V蓄電池1充電，最大限度的利用光伏組件電源；備用220VAC電網(wǎng)充電接口，在陽(yáng)光不足或夜間對(duì)蓄電池1充電。12V蓄電池1電源輸出通過(guò)逆變模塊3升壓逆變成220VAC電源，給交流負(fù)載供電，在USB充電口上，更是配置了1A和2A兩種方式，方便用戶的使用。逆變控制模塊6采用數(shù)字處理芯片，可以用來(lái)快速的實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號(hào)處理，從而保證逆變輸出的220VAC穩(wěn)定，純凈，具有軟啟動(dòng)功能，避免對(duì)負(fù)載的沖擊，干擾。

上述實(shí)施例和圖式并非限定本實(shí)用新型的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對(duì)其所做的適當(dāng)變化或修飾，皆應(yīng)視為不脫離本實(shí)用新型的專利范疇。