微功耗风光控制逆变器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种微功耗风光控制逆变器。微功耗风光控制逆变器取代传统风力发电机中的风力发电控制器、光伏发电控制器、直流逆变器，最大限度地利用自然风能和太阳能，对蓄电池进行最佳充电，大大延长蓄电池的使用寿命；所有电路都采用微功耗功率变换，使得电能损耗降至最低。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种微功耗风光控制逆变器。
技术介绍
图1是传统风力发电系统，有以下缺点:I)风力发电机输出的电压经过控制器，其输出电压并不恒定，这种不恒定的电压对蓄电池进行充电，并不是恒压充电，影响蓄电池使用寿命；2)由图2可知，太阳能电池板的输出电压随光照强度和负载大小变化，当光伏发电电压直接并在风力发电机制器的输出端，此电压低于风力发电机控制器的输出电压时，光伏电池板无电流输出，只有当光伏电池板发电电压高于或等于风力发电机控制器的输出电压时，才有电流输出，这说明，就算太阳很大，光伏发电很多，但只要低于风力发电机控制器的输出电压，光伏发电电压就完全浪费；3)风力发电机的输出电压直接并在太阳能电池板的输出端，当风力发电机发出来的电压低于太阳能电池板输出的电压是，风力发电机无电流输出，只有当风力发电机输出的电压高于太阳能电池板的输出电压时，才有电流输出，很多时间完全浪费风能；4)风力发电机的控制器和逆变器采用传统功率变换的方法，效率低，功率损耗大，同时产生强烈EMI干扰。
技术实现思路
微功耗风力发电机由叶片、转轴、三相永磁同步发电机组成，如图3所示，为了克服以上四个缺点，用风光控制逆变器取代传统风力发电机中的风力发电控制器、光伏发电控制器、直流逆变器，最大限度地利用自然风能和太阳能，对蓄电池进行最佳充电，大大延长蓄电池的使用寿命；所有电路都采用微功耗功率变换，使得电能损耗降至最低，效率高达99%以上。风光控制逆变器取代传统风力发电机中的风力发电控制器、光伏发电控制器、直流逆变器，风力发电输出、光伏发电输出、蓄电池、以及负载，都直接与风光控制逆变器相接。风光控制逆变器包括二个输入通道，一个输出通道；输入电路I的首端接风力发电的三相交流电压，输入通道2的首端接光伏发电的直流电压，输出通道的末端接交流负载；两个输入通道1、2的末端接蓄电池进行充电，输出通道的首端接蓄电池进行逆变。两个输入通道1、2完全相同，都由主电路及其驱动电路组成，主电路由升压电路和降压电路组成，它们的驱动电路都由UC1825组成；升压电路中的MOS管Ql的漏极接变压器TXl原边的异名端，其栅极通过电阻R3和电源V2的串联支路接地，其源极直接接地；电源Vl的正极接计数器TXl原边的同名端，其负极直接接地；二极管Dl、D2、D3、D4组成整流桥，整流桥的两个输入端与变压器TXl付边绕组、电阻R1、电容Cl并联，其输出正端点通过电容C3、电阻R4接地，其输出负端点接电源Vl的正极，电阻R2、电容C2跨接在整流桥的两个输出端点；升压电路的驱动由PWM脉宽调制芯片UC1825联接成典型电路，其脉宽调制输出端OUT_A接MOS管Ql的栅极，取代电阻R3、电源V2的串联支路，其误差放大输出端INV通过电阻RlO接地，同时通过电阻R5接整流桥的正输出端；降压电路中的MOS管Ql的漏极接变压器TXl原边的异名端，其栅极通过电阻R5和电源V5的串联支路接地，其源极直接通过电阻、电容C4的并联支路接地；电源Vl的正极接计数器TXl原边的同名端，其负极直接接地；二极管D1、D2、D3、D4组成整流桥，整流桥的两个输入端与变压器TXl付边绕组、电阻R1、电容Cl并联，其输出正端点接MOS管Ql的源极，其输出负端点直接接地，电阻R2、电容C2跨接在整流桥的两个输出端点；降压电路的驱动由PWM脉宽调制芯片UC1825联接成典型电路，，其脉宽调制输出端0UT_A接MOS管Ql的栅极，取代电阻R5、电源V5的串联支路，其误差放大输出端INV通过电阻RlO接地，通过电阻R5接MOS管Ql的源极。输出通道由主电路、整流电路、驱动电路组成；主电路中的MOS管Q9的漏极接变压器TXl原边绕组的异名端，电源V8的正极接变压器TXl的同名端，其负极接地，MOS管Q13的漏极接MOS管Q9的源极，其源极接地，其栅极通过电源V8接发；M0S管QlO的漏极接变压器TXl原边绕组的异名端，MOS管Q14的漏极接MOS管QlO的源极，其源极接地，其栅极通过电源VlO接地；整流电路中的MOS 管 Q1、Q2、Q11、Q12 是 PNP 型、MOS 管 Q7、Q8、Q15、Q16 是 NPN 型，MOS管Q1、Q7、Q11、Q15和MOS管Q2、Q8、Q12、Q16分两组依次串联，漏极在上，源极在下，电阻R4、电容C4跨接在MOS管Ql的漏极和MOS管Q16的源极之间，MOS管Q7的源极接变压器TXl付边的同名端，MOS管Q8的源极接变压器TXl付边的异名端，电阻R1、电容Cl跨接在变压器TXl付边绕组的两端；驱动电路中的到二极管D-D4组成整流桥，电源V5跨接在整流桥的输入端，整流桥正输出端接MOS管Q5的漏极，其负输出端接地；M0S管Q5的源极通过电阻R6、电容C6接地，其栅极通过电阻R2、电容C2接其源极，同时接MOS管Q3的源极，MOS管Q3的栅极通过电源Vl接其源极，电源V3的正极接MOS管Q3的漏极，其负极接MOS管Q5的源极；M0S管Q6的源极通过电阻R7、电容C7接地，其栅极通过电阻R3、电容C3接其源极，同时接MOS管Q4的源极，MOS管Q4的栅极通过电源V2接其源极，电源V4的正极接MOS管Q4的漏极，其负极接MOS管Q6的源极；脉宽调制芯片1825接成典型电路，变压器TX2有一个原边绕组，两付边绕组，其原边绕组接脉宽调制芯片1825输出信号0UT_A、0UT_B，其两个付边绕组的同名端分别接两个MOS管Q3、Q4的栅极，两个付边绕组的异名端分别接两个MOS管Q5、Q6的栅极。附图说明图1是传统风力发电机原理框图；图2是光伏发电特性曲线；图3是微功耗风光控制逆变器原理框图；图4是升压器电路；图5是升压器电路输出电压仿真波形；图6是引入脉宽调制芯片的升压电路；图7是引入脉宽调制芯片的升压电路输出电压的仿真波形；图8是降压器电路；图9是降压器电路输出压压仿真波形；图10是引入脉宽调制芯片的降压电路；图11是引入脉宽调制芯片的降压电路输出电压的仿真波形；图12是输入通道的实际电路；图13是输入通道输入、输出电压的仿真波形；图14是直流逆变原理电路；图15是直流逆变原理电路输出电压的仿真波形；图16双边带整流器原理电路；图17双边带整流器原理电路输出电压仿真波形；图18是主电路的驱动电路，图19是主电路的驱动电路的输出信号仿真波形；图20是引入驱动信号的输出通道主电路；图21是输入正弦波信号电压V3的仿真波形；图22是V3经全桥整流后的馒头波电压Vd ；图23是IOOKHz的方波驱动电压Vl ；图24是IOOKHz的方波驱动电压V2 ；图25是电阻R2上产生的包络为50Hz正弦波的信号电压Vrl ；图26是电阻R3上产生的包络为50Hz正弦波的信号电压Vr2 ；图27是电阻R6上产生的包络为正弦波的高频方波信号电压Gl ；图28是电阻R7上产生的包络为正弦波的高频方波信号电压G2 ；图29是输入直流电压V8 ；图30是变压器付边上产生的包络为正弦波的双边带高频方波电压Vs ；图31是电阻R5上输出的正弦波电压Voa ；图32是电阻R4上输出的正弦波电压Vob ；图33是引入UC1825的输出通道实际电路；图34是风光控制逆变器样机面板。具体实施方式图4是升压电路，MOS管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微功耗风光控制逆变器，其特征是：用微功耗风光控制逆变器取代传统风力发电机中的风力发电控制器、光伏发电控制器、直流逆变器，其中风力发电输出、光伏发电输出、蓄电池、以及负载，都直接与风光控制逆变器相接。

【技术特征摘要】
1.一种微功耗风光控制逆变器，其特征是:用微功耗风光控制逆变器取代传统风力发电机中的风力发电控制器、光伏发电控制器、直流逆变器，其中风力发电输出、光伏发电输出、蓄电池、以及负载，都直接与风光控制逆变器相接。2.如权利要求1所述的微功耗风光控制逆变器，其特征是:风光控制逆变器包括二个输入通道，一个输出通道；输入通道(I)的首端接风力发电的三相交流电压，输入通道(2)的首端接光伏发电的直流电压，输出通道的末端接交流负载；两个输入通道(1、2)的末端接蓄电池充电，输出通道的首端接蓄电池逆变。3.如权利要求2所述的微功耗风光控制逆变器，其特征是:两个输入通道(1、2)完全相同，都由主电路及其驱动电路组成，主电路由升压电路和降压电路组成，它们的驱动电路都由UC1825组成； 1)升压电路中的MOS管Ql的漏极接变压器TXl原边的异名端，其栅极通过第三电阻(R3)和第二电源(V2)的串联支路接地，其源极直接接地；第一电源(Vl)的正极接计数器TXl原边的同名端，其负极直接接地；第一、二、三、四二极管(D1、D2、D3、D4)组成整流桥，整流桥的两个输入端与变压器TXl付边绕组、第一电阻(R1)、第一电容(Cl)并联，其输出正端点通过第三电容(C3)、第四电阻(R4)接地，其输出负端点接第一电源(Vl)的正极，第二电阻(R2)、第二电容(C2)跨接在整流桥的两个输出端点；升压电路的驱动电路由一个典型的PWM脉宽调制芯片UC1825组成，其脉宽调制输出端0UT_A接MOS管Ql的栅极，取代第三电阻(R3)、第二电源(V2)的串联支路，其误差放大输出端INV通过第十电阻(RlO)接地，通过第五电阻(R5)接整流桥的正输出端； 2)降压电路中的MOS管Ql的漏极接变压器TXl原边的异名端，其栅极通过第五电阻(R5)和第五电源(V5)的串联支路接地，其源极直接通过第六电阻)、第四电容(C4)的并联支路接地；第一电源(Vl)的正极接计数器TXl原边的同名端，其负极直接接地；第一、二、三、四二极管(Dl、D2、D3、D4)组成整流桥，整流桥的两个输入端与变压器TXl付边绕组、第一电阻(Rl)、第一电容(Cl)并联，其输出正端点接MOS管Ql的源极，其输出负端点直接接地，第二电阻(R2)、第二电容(C2)跨接在整流桥的两个输出端点；降压电路的驱动电路由一个典型的PWM脉宽调制芯片UC1825组成，其脉宽调制输出端0UT_A接MOS管Ql的栅极，取代第五电阻(R5)、第五电源(V5)的串联支路，其误差放大输出端INV通过第十电阻(RlO)接地，通过第五电...

【专利技术属性】
技术研发人员：郁百超，
申请(专利权)人：郁百超，
类型：实用新型
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