使用独立储能电容模块的逆变器系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种使用独立储能电容模块的逆变器系统，该逆变器系统包括直流电源、逆变器、连接器，直流电源和逆变器连接，该逆变器系统还包括储能电容模块，储能电容模块通过连接器与逆变器独立地连接。本实用新型专利技术使用独立储能电容模块的逆变器系统方便更换储能电容且降低维护成本。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及逆变器领域，特别涉及一种使用独立储能电容模块的逆变器系统。
技术介绍
逆变器指把直流电转变成交流电的电能变换器。常用的逆变器包括两种一种是在不间断电源中使用的、在电网掉电时将电池中的直流电转换为可供负载使用的交流电的逆变器；另一种是新能源系统中把风能、太阳能等自然能量所产生的直流电转换成可供负载使用或可以并网的交流电的逆变器。常见的逆变器根据相数不同又分为单相逆变器和三相逆变器。本技术主要是针对单相逆变器的设计。单相逆变器的一个特点是其输出功率的时变性。在输出功率因数为1时(电压和电流同相位)，设输出电压为Vo(t) =Vpk sin (cot)，输出电流为Io (t) =Ipk sin (cot)， 则输出功率为P(t) =Po(l-cos(2 t)), ω是其输出交流电压的频率，Po是平均输出功率。 给逆变器供电的直流电源一般都适合工作在恒功率模式，尤其是在新能源系统中。以太阳能系统为例，太阳能光板在阳光的照射下，其光电二极管产生出直流电压，该直流电压的大小决定于阳光的强弱。在确定的阳光下，从太阳能光板所能获得的最大电能是基本恒定的量。因此，单相逆变器就必须要能够接受近于恒定的输入功率，而提供上述周期性变化的输出功率，这样就要求其必须具备一个能量的存储和释放环节。如图1所示，第一种单相逆变器内部具有两级变换电路。第一级变换电路(DC-DC) 把变化范围较大的DC(直流)电源变化成较稳定的适合第二级变换电路逆变的AC(交流) 分量较小的直流电压，一般该电压源应比输出交流电压的峰值还要高一些。第二级变换电路(DC-AC)实现把直流变换成交流的功能。通常通过DSP (Digital Signal Processing，数字信号处理器)控制的SPWM(正弦波脉宽调制)实现。在此机构中，储能电容C位于两级之间，一般为高压储能。储能电容C上的电压可以有一定程度的变化。如图2所示，第二种单相逆变器内部也具有两级变换电路。第一级变换电路 (DC-DC)的输出电压呈正弦全波整流的波形。第二级变换电路(DC-AC)用低频开关把该波形还原为正弦交流电压。在此结构中，储能电容C唯一的位置是放在输入端。考虑到太阳能光板类供电电源的特性，在确定的工作条件下，其电压变化范围应控制在比较小的范围， 因此要求的储能容量较大。该机构的优点是简单，成本低，效率高。目前市场上的小功率单相逆变器多是采用这类结构。在这两种结构中，尤其是图2中的结构，因储能容量要求大，成本不能过高，储能电容一般只能选用电解电容。然而电解电容的寿命较低，成为影响提高系统可靠性的障碍。 在过去的设计中，电解电容都是与逆变器的其它器件放置在同一个电路板上，属于同一个模块，这样整个逆变器的寿命就在相当大的程度上被电解电容决定了，如果储能电容损坏， 那么整个逆变器就要重新换掉。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种使用独立储能电容模块的逆变器系统，其方便更换储能电容且降低维护成本。为解决所述技术问题，本技术提供了一种使用独立储能电容模块的逆变器系统，该逆变器系统包括直流电源、逆变器、连接器，直流电源和逆变器连接，其特征在于，该逆变器系统还包括储能电容模块，储能电容模块通过连接器与逆变器独立地连接。优选地，所述逆变器包括第一级变换电路和第二级变换电路，直流电源、第一级变换电路和第二级变换电路顺序连接，储能电容模块连接在第一级变换电路的输出端和第二级变换电路的输入端之间。优选地，所述逆变器包括第一级变换电路和第二级变换电路，直流电源、第一级变换电路和第二级变换电路顺序连接，储能电容模块通过连接器连接在第一级变换电路的输入端和直流电源之间。优选地，所述储能电容模块的数量为至少两个，储能电容模块之间采用串联方式或并联方式连接。优选地，所述逆变器包括单级变换电路，储能电容模块通过连接器与单级变换电路连接。优选地，所述逆变器包括单级变换电路，储能电容模块通过连接器连接在单级变换电路的输入端和直流电源之间。本技术的积极进步效果在于一、本技术将储能电容放置在一个独立模块中形成储能电容模块，通过连接器将其与逆变器相连的方式，使更换储能电容模块十分容易。储能电容模块的价格只是整个逆变器的一小部分，大为降低系统的维修成本。二、储能电容的多寡对系统性能和可靠性也有影响，使用独立的储能电容模块就为客户提供了按照其预算和对性能及可靠性的要求来选择电容的品质和容量的机会。三、独立储能电容模块的做法也使冗余设计成为可能，多个储能电容模块可以并联或串联使用。每个储能电容模块加上保护机制，比如保险丝。当储能电容模块出现破坏性损坏时，保险丝会切断其与逆变器的连接，而没有故障的储能电容模块仍将继续工作。四、由于储能电容占的空间相当大，当把储能电容放在独立模块上后，逆变器的体积大为下降，对优化逆变器的电气、散热、和机构设计，降低成本都有明显的帮助，同时也使整个逆变系统可以比较容易设计成适合整体系统期望的形状，把逆变器设计到太阳能光板的边框里就是一个很好的实例。附图说明图1为现有第一种单相逆变器的结构示意图。图2为现有第二种单相逆变器的结构示意图。图3为本技术第一实施例的结构示意图。图4为本技术第二实施例的结构示意图。图5为本技术第三实施例的结构示意图。图6为本技术第四实施例的结构示意图。图7为本技术第五实施例的结构示意图。图8为本技术第六实施例的结构示意图。具体实施方式下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本技术。本技术使用独立储能电容模块的逆变器系统包括直流电源、逆变器、连接器、 储能电容模块，直流电源和逆变器连接，储能电容模块通过连接器与逆变器独立地连接。如图3所示，本技术使用独立储能电容模块的逆变器系统(第一实施例)包括直流电源1、逆变器2、连接器3、储能电容模块4，逆变器2可以是插头/插座等元件，逆变器2包括第一级变换电路(DC-DC)21和第二级变换电路(DC-AC) 22，直流电源1、第一级变换电路21和第二级变换电路22顺序连接，储能电容模块4可以通过连接器3方便地与逆变器2连接和分离，且储能电容模块4连接在第一级变换电路21的输出端和第二级变换电路22的输入端之间，储能电容模块与逆变器非输入和输出的专用二端口并联连接。储能电容模块4将原来内置的储能电容放到单独的模块上，即就是内含储能电容的模块，通过连接器将储能电容模块与逆变器相连，使更换储能电容模块十分容易，储能电容模块的价格只是整个逆变器的一小部分，大为降低系统的维修成本。另外，储能电容的多寡对系统性能和可靠性也有影响，使用独立的储能电容模块就为客户提供了按照其预算和对性能及可靠性的要求来选择电容的品质和容量的机会。如图4所示，本技术使用独立储能电容模块的逆变器系统(第二实施例)与图3的第一实施例基本相同，其不同之处在于储能电容模块4通过连接器3连接在第一级变换电路21的输入端和直流电源1之间。如图5所示，本技术使用独立储能电容模块的逆变器系统(第三实施例)与图4的第二实施例基本相同，其不同之处在于逆变器2包括单级变换电路24，单级变换电路24完成从输入直流到输出交流的逆变变换，储能电容模块4通过连接器3连接在单级变换电路24本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种使用独立储能电容模块的逆变器系统，该逆变器系统包括直流电源、逆变器、连接器，直流电源和逆变器连接，其特征在于，该逆变器系统还包括储能电容模块，储能电容模块通过连接器与逆变器独立地连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋毅敏，魏槐，
申请(专利权)人：江苏兆能电子有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32