太阳能蓄电池放电装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种蓄电池放电装置，尤其涉及一种太阳能领域的蓄电池放电装置。本发明专利技术的太阳能蓄电池放电装置，包括主电路单元、驱动单元、保护单元、控制单元和辅助电源，主电路单元分别与驱动单元、保护单元、控制单元电连接，驱动单元、保护单元分别电连接辅助电源。本发明专利技术的蓄电池放电模块解决了以下设计难点：高功率输出，宽范围电压输入，蓄电池高输出电流。

【技术实现步骤摘要】
太阳能蓄电池放电装置
本专利技术涉及一种蓄电池放电装置，尤其涉及一种太阳能领域的蓄电池放电装置。
技术介绍
在现代光伏发电系统中，由于光伏电池受到光照强度、光伏电池结温等因素的影响，光伏电池输出功率将会随之变化。为充分利用光伏能源、扩大光伏发电系统的应用范围，对光伏能源实行能源管理策略:当光伏电池输出能量大于外电网需求时，对蓄电池进行充电，对剩余的电能进行存储，存储在蓄电池中的电能一方面可以经变换电路后作为辅助电源为光伏发电系统中的控制与操作模块提供工作电压；另一方面可以在光伏输出功率不足时，如阴雨天、夜晚等缺乏光照条件，将光伏电池输出的低压直流电转换为高压直流电，由逆变单元将其转换为与外电网电压幅值、频率和相位相同的交流电后输出给外电网；同时，考虑到蓄电池放电电流对蓄电池使用寿命的影响，必须对蓄电池的输出电流加以限制，对蓄电池使用寿命进行保护。所以，在光伏发电系统中设计可靠、合理的蓄电池放电单元极为必要。
技术实现思路
本专利技术的技术效果能够克服上述缺陷，提供一种太阳能蓄电池放电装置，其提高了电池的利用率和使用寿命。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案:其包括主电路单元、驱动单元、保护单元、控制单元和辅助电源，主电路单元分别与驱动单元、保护单元、控制单元电连接，驱动单元、保护单元分别电连接辅助电源。针对光伏电池发电系统关键组成部分蓄电池放电模块的设计，放电模块的主要功能是在光伏电池方阵输出功率小于外电网需求时，对蓄电池进行放电处理，通过直直变换电路，将幅值相对较低的蓄电池输出直流电压转换为幅值相对较高的直流电压，向逆变器输出，最终经逆变器将此高电压转换为符合频率和幅度等要求的交流电压。此外，放电控制器必须具有防止蓄电池深度放电的功能。所述的主电路是实现占空比调节输出电压的执行单元，将放电模块输入端蓄电池输出的低压直流电转换为幅值相对较高的高压直流电输出，主电路单元包括直交变换电路、升压电路、整流电路和滤波输出电路，主电路采用基于PPFC的新型组合式推挽直直变换器拓扑结构，将四个独立且参数次相同的推挽正激变换器采用原边并联、副边绕组异名端串联的方式进行连接，以达到在满足输出功率的同时，通过对功率电流进行并联分流，减小流过单个开关管中功率电流值和实现直流升压的。所述的驱动单元包括信号调理电路、保护功能电路、放大隔离电路与稳压输出电路，其中信号调理电路对控制板输出的两路25KHz、幅度为O?5V的PWM波信号转换为OV?+15V的PWM控制信号放大输出功能，同时通过对控制单元输出的PWM控制信号的预处理，尽可能的滤除控制信号中的毛刺；保护功能电路根据保护电路输出状态，对驱动信号进行使能控制；驱动电路具有负电压关断信号的输出能力；稳压输出电路稳定驱动电路输出电压范围。所述的保护单元实现在过压、过流、欠压情况下对主电路进行保护，其包括输入信号采样电路、准电压产生电路、比较电路、锁存输出电路，其中输入信号采样电路:将电路中某一电量信息转换为O?5V的电压值，并将转换后的电压值输出给比较电路，从而实现对该电量信息的监控；基准电压产生电路:设置比较电路中的基准比较值，该值表示电压、电流上限值或下限值，实现电量信息的范围限制；比较电路:当输入信号采样电路输出的电压值大于或小于基准电压产生电路所设置的上限或下限时，比较电路将输出保护电平，使锁存电路锁存输出，实现对电路的保护；锁存输出电路:对从比较电路输出的保护电平进行锁存处理，使保护电路在进入锁存状态后，向驱动单元持续输出低电平保护信号，待保护电平复位后重新进入待保护状态。所述的控制单元包括控制模块、缓冲输出电路、采样调理电路，控制模块分别与缓冲输出电路、采样调理电路电连接，所述的控制模块，对AD端口输入电压进行采样，并以此为根据，通过控制算法对采样值进行处理，控制器向主电路开关管控制极引脚输出特定占空比的开关控制信号，控制放电模块输出电压；所述的采样调理电路:实现对各种电参量的采样，并将采样信号进行限幅，滤除的由于电磁环境和开关管导通关断在滤除采样信号中形成的毛刺，保证输入到AD转换器的采样信号介于O?3.3V之间；所述的缓冲输出电路:提高控制模块输出O?3.3V的PWM控制信号幅度。所述的控制模块包括PWM发生模块、数字PI调节器、AD转换模块、I/O接口电路。本专利技术的蓄电池放电模块解决了以下设计难点:高功率输出，宽范围电压输入，蓄电池高输出电流。【附图说明】图1为本专利技术的模块结构示意图；图2为本专利技术的主电路单元组成框图；图3为主电路单元的电路示意图；图4为驱动单元模块示意图；图5为驱动单元电路示意图；图6为保护单元模块示意图；图7为保护单元电路示意图；图8为控制单元模块示意图；图9为控制单元电路示意图。【具体实施方式】如图1所示，本专利技术的太阳能蓄电池放电装置，包括主电路单元、驱动单元、保护单元、控制单元和辅助电源，主电路单元分别与驱动单元、保护单元、控制单元电连接，驱动单元、保护单元分别电连接辅助电源。蓄电池放电模块硬件电路工作流程如下所示:当控制单元检测到相关参量满足蓄电池放电条件时，这里相关参量指的是逆变器输入电压或放电模块输出端电压，控制单元周期性地通过对主电路输入输出电压等电量信息进行实时采样，并根据特定算法计算当前输出PWM控制信号占空比，由控制器端口电路向主电路开关管控制级输出双路、相位差为180ο的PWM控制信号,通过间隔控制正、反向主电路开关管组导通时间，实现对放电模块输出电压幅度进行动态调节；考虑到控制单元输出的PWM控制信号的驱动能力以及强弱电隔离的设计需求，必须在下级电路中增加驱动单元。驱动单元根据当前保护单元输出信号状态实现对控制单元信号的放大、控制电路与主电路电气隔离等功能，即当保护单元输出为正常工作状态时，将控制单元输出的幅度为O?5V、频率为25ΚΗζ数字PWM控制信号转换为-15V?+15V开关控制信号；当电路出现异常使保护单元输出为保护状态时，驱动单元输出O占空比控制信号，关闭主电路开关管，实现对主电路的保护。保护单元用于监控电路状态，当电路出现异常时，向驱动单元输出保护信号，关闭开关管，实现对主电路的保护。主电路是实现直直变换的直接执行单元，根据控制电路输出的PWM开关控制信号控制开关管导通时间，实现对输出电压的稳定。1、主电路单元设计(I)主电路功能描述主电路是实现占空比调节输出电压的执行单元，将放电模块输入端蓄电池输出的低压直流电转换为幅值相对较高的高压直流电输出。在本设计中，考虑到蓄电池输出电流所造成的蓄电池压降，直直变换器具有的输入电压具有较宽的范围，40?56V，额定48V，输出电压为340?360V，额定功率为5kW。考虑到原边功率开关管输入电流较高时对系统产生的负面影响。(2)主电路组成主电路单元组成框图如图2所示，按照功能划分，主电路主要包含四大部分，即直交变换部分、升压部分、整流部分和滤波输出部分:(3)主电路详图主电路采用基于PPFC的新型组合式推挽直直变换器拓扑结构，将四个独立且参数次相同的推挽正激变换器采用原边并联、副边绕组异名端串联的方式进行连接，以达到在满足输出功率的同时，通过对功率电流进行并联分流，减小流过单个开关管中功率电流值和实现直流升压的目的。主电路原理如图3所示:正反侧开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能蓄电池放电装置，其特征在于，包括主电路单元、驱动单元、保护单元、控制单元和辅助电源，主电路单元分别与驱动单元、保护单元、控制单元电连接，驱动单元、保护单元分别电连接辅助电源。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能蓄电池放电装置，其特征在于，包括主电路单元、驱动单元、保护单元、控制单元和辅助电源，主电路单元分别与驱动单元、保护单元、控制单元电连接，驱动单元、保护单元分别电连接辅助电源。2.根据权利要求1所述的太阳能蓄电池放电装置，其特征在于，所述的主电路是实现占空比调节输出电压的执行单元，将放电模块输入端蓄电池输出的低压直流电转换为幅值相对较高的高压直流电输出，主电路单元包括直交变换电路、升压电路、整流电路和滤波输出电路，主电路采用基于PPFC的新型组合式推挽直直变换器拓扑结构，将四个独立且參数次相同的推挽正激变换器采用原边并联、副边绕组异名端串联的方式进行连接，以达到在满足输出功率的同时，通过对功率电流进行并联分流，减小流过单个开关管中功率电流值和实现直流升压的。3.根据权利要求1所述的太阳能蓄电池放电装置，其特征在于，所述的驱动单元包括信号调理电路、保护功能电路、放大隔离电路与稳压输出电路，其中信号调理电路对控制板输出的两路25KHz、幅度为O?5V的PWM波信号转换为OV?+15V的PWM控制信号放大输出功能，同时通过对控制单元输出的PWM控制信号的预处理，尽可能的滤除控制信号中的毛刺；保护功能电路根据保护电路输出状态，对驱动信号进行使能控制；驱动电路具有负电压关断信号的输出能力；稳压输出电路稳定驱动电路输出电压范围。4.根据权利要求1所述的太阳能蓄电池放电装置，其特征在于，所述的保护单元实现在过压、过流、欠压情况下对主电路进行保护，其包括输入信号采样电路、准...

【专利技术属性】
技术研发人员：高显扬，吕华平，
申请(专利权)人：江苏绿扬电子仪器集团有限公司，
类型：发明
国别省市：