專利名稱：空調(diào)器及其供電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及空調(diào)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種空調(diào)器及其供電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
太陽能空調(diào)是將太陽能加以利用，將其轉(zhuǎn)化為電能或者熱能的一種空調(diào)，但是，在現(xiàn)有技術(shù)中，太陽能空調(diào)的技術(shù)主要是在大型建筑的中央空調(diào)和集中供熱方面，涉及家用空調(diào)的相對較少。由于空調(diào)停轉(zhuǎn)時供電系統(tǒng)電能浪費的設(shè)計比較復(fù)雜，因此如何使太陽能空調(diào)真正的家庭化，小型化，并且節(jié)能減排，價格適當，是目前太陽能空調(diào)產(chǎn)業(yè)化中迫切需要解決的問題。針對相關(guān)技術(shù)中太陽能空調(diào)的設(shè)計比較復(fù)雜且成本比較高的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

實用新型內(nèi)容針對相關(guān)技術(shù)中太陽能空調(diào)的設(shè)計比較復(fù)雜且成本比較高的問題而提出本實用新型，為此，本實用新型的主要目的在于提供一種空調(diào)器及其供電系統(tǒng)，以解決上述問題。為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種空調(diào)器的供電系統(tǒng)。 根據(jù)本實用新型的空調(diào)器的供電系統(tǒng)包括太陽能電池和/或蓄電池；以及市電供電單元， 其中，在所述太陽能電池和/或所述蓄電池的功率大于所述空調(diào)器的功率時，由所述太陽能電池和/或所述蓄電池向空調(diào)器進行供電，在所述太陽能電池和/或所述蓄電池的功率小于所述空調(diào)器的功率時，由所述太陽能電池和/或所述蓄電池以及所述市電供電單元共同向所述空調(diào)器供電。進一步地，該空調(diào)器的供電系統(tǒng)還包括由并網(wǎng)逆變器、濾波器、電網(wǎng)同步檢測模塊等組成的并網(wǎng)發(fā)電單元，在空調(diào)器停止運行的情況下，太陽能電池發(fā)出的電能通過并網(wǎng)發(fā)電單元存入公共電網(wǎng)。解決了相關(guān)技術(shù)中太陽能得不到充分利用的問題，進而達到了使得太陽能空調(diào)結(jié)構(gòu)簡單、成本較低的技術(shù)效果。進一步地，該空調(diào)器的供電系統(tǒng)還包括第一升壓電路，與太陽能電池和/或蓄電池相連接；第二升壓電路，與市電供電單元相連接，以及控制單元，與第一升壓電路和第二升壓電路相連接，其中，在太陽能電池和/或蓄電池的功率大于空調(diào)器的功率時，控制單元控制第一升壓電路的輸出電壓大于第二升壓電路的輸出電壓；在太陽能電池和/或蓄電池的功率小于空調(diào)器的功率時，控制單元控制第一升壓電路的輸出電壓等于第二升壓電路的輸出電壓。進一步地，該空調(diào)器的供電系統(tǒng)還包括第一開關(guān)，固定觸點連接于第一升壓電路，第一活動觸點連接于太陽能電池，第二活動觸點懸空，第三活動點連接于蓄電池。進一步地，該空調(diào)器的供電系統(tǒng)還包括機側(cè)逆變器，連接于壓縮機；第二開關(guān)， 固定觸點連接于直流側(cè)母線電容正極，第一活動觸點連接于并網(wǎng)逆變器，第二活動觸點連
4接于機側(cè)逆變器；濾波器，連接于并網(wǎng)逆變器和公共電網(wǎng)之間。進一步地，該空調(diào)器的供電系統(tǒng)還包括還包括并網(wǎng)逆變器，連接于所述第二開關(guān)的第一活動觸點；濾波器，連接于所述并網(wǎng)逆變器和所述公共電網(wǎng)之間。進一步地，該空調(diào)器的供電系統(tǒng)還包括電網(wǎng)同步檢測模塊，連接于公共電網(wǎng)和并網(wǎng)逆變器之間，用于監(jiān)測電網(wǎng)電壓，并控制并網(wǎng)電流。進一步地，該空調(diào)器的供電系統(tǒng)還包括在太陽能電池和/或蓄電池以及市電供電單元共同向空調(diào)器供電時，太陽能電池和/或蓄電池以最大功率運行。進一步地，該空調(diào)器的供電系統(tǒng)包括太陽能電池和蓄電池，還包括電控制電路， 其中，太陽能電池還用于通過充電控制電路向蓄電池充電。進一步地，充電控制電路包括第一晶體管，集電極連接于太陽能電池的正極 ’第一電感，第一端連接于第一晶體管的發(fā)射極，第二端連接于蓄電池的正極；第一二極管，陰極連接于第一晶體管的發(fā)射極，即第一電感之間的第一端點，陽極連接于太陽能電池的負極和蓄電池的負極；第一電容，正極連接于蓄電池的正極，負極連接于太陽能電池的負極和蓄電池的負極。進一步地，充電控制電路包括第一電感，第一端連接于太陽能電池的正極；第二電感，第一端連接于蓄電池的負極；第一電容，正極連接于第一電感的第二端，負極連接于第二電感的第二端；第一晶體管，集電極連接于第一電容的正極，發(fā)射極連接于太陽能電池的負極和蓄電池的正極；第一二極管，陽極連接于第一電容的負極，負極連接于太陽能電池的負極和蓄電池的正極。為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實用新型的另一方面，提供了一種空調(diào)器。該空調(diào)器包括上述的空調(diào)器的供電系統(tǒng)。通過本實用新型，采用上述結(jié)構(gòu)的空調(diào)器及其供電系統(tǒng)，解決了相關(guān)技術(shù)中太陽能空調(diào)的設(shè)計比較復(fù)雜且成本比較高的問題，進而達到了使得太陽能空調(diào)的結(jié)構(gòu)簡單、成本比較低的效果。

此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分， 本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當限定。在附圖中圖1是根據(jù)本實用新型實施例的空調(diào)器的供電系統(tǒng)的電路圖；圖加是根據(jù)本實用新型實施例的一種充電控制電路的示意圖；圖2b是根據(jù)本實用新型實施例的另一種充電控制電路的示意圖；圖3a是根據(jù)本實用新型實施例的機側(cè)逆變器的電路拓撲結(jié)構(gòu)圖；圖北是根據(jù)本實用新型實施例的網(wǎng)側(cè)逆變器的電路拓撲結(jié)構(gòu)圖；圖4是根據(jù)本實用新型實施例的太陽能電池輸出功率控制系統(tǒng)框圖；圖5是根據(jù)本實用新型實施例的單周期功率因數(shù)校正控制系統(tǒng)框圖；圖6是根據(jù)本實用新型實施例的太陽能電池最大功率控制器的流程圖；圖7是根據(jù)本實用新型實施例的并網(wǎng)電路結(jié)構(gòu)圖；以及圖8為電壓、電流雙閉環(huán)控制所構(gòu)成的電壓同步檢測電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本實用新型。圖1是根據(jù)本實用新型實施例的空調(diào)器的供電系統(tǒng)的電路圖。如圖1所示，空調(diào)器的供電系統(tǒng)，包括太陽能電池和/或蓄電池；以及市電供電單元，其中，在太陽能電池和 /或蓄電池的功率大于空調(diào)器的功率時，由太陽能電池和/或蓄電池向空調(diào)器進行供電，在太陽能電池和/或蓄電池的功率小于空調(diào)器的功率時，由太陽能電池和/或蓄電池以及市電供電單元共同向空調(diào)器供電。該空調(diào)的供電系統(tǒng)還包括由并網(wǎng)逆變器、濾波器、電網(wǎng)同步檢測模塊等組成的并網(wǎng)發(fā)電單元，在空調(diào)停止運行的情況下，由太陽能電池發(fā)出的電能通過并網(wǎng)發(fā)電單元存入公共電網(wǎng)，達到了充分利用太陽能的目的。優(yōu)選地，該空調(diào)器的供電系統(tǒng)，還包括第一升壓電路(Boostl)，與太陽能電池和 /或蓄電池相連接；第二升壓電路(Boost2)，與市電供電單元相連接，以及，控制單元，與第一升壓電路和第二升壓電路相連接。由于太陽能電池輸出電壓ν或蓄電池輸出電壓V’均遠低于母線側(cè)電壓vd。，需要B00ST1升壓電路進行升壓。通過控制B00ST1與B00ST2電路中的開關(guān)管來實現(xiàn)太陽能或者蓄電池與市電的混合供電。其中，在太陽能電池和/或蓄電池的功率大于空調(diào)器的功率時，控制單元控制第一升壓電路的輸出電壓大于第二升壓電路的輸出電壓；在太陽能電池和/或蓄電池的功率小于空調(diào)器的功率時，控制單元控制第一升壓電路的輸出電壓等于第二升壓電路的輸出電壓。。該空調(diào)器的供電系統(tǒng)還可以包括第一開關(guān)B，固定觸點連接于所述第一升壓電路，第一活動觸點連接于所述太陽能電池，第二活動觸點懸空，第三活動點連接于所述蓄電池。在供電系統(tǒng)同時包括太陽能電池和蓄電池時，該供電系統(tǒng)還可以包括充電控制電路，其中，太陽能電池還用于通過充電控制電路向蓄電池充電。該供電系統(tǒng)還可以包括 直流側(cè)母線電容，為空調(diào)供電電路和并網(wǎng)發(fā)電單元所共用。該空調(diào)器的供電系統(tǒng)還可以包括并網(wǎng)逆變器以及濾波器；其中，在控制單元檢測到空調(diào)器停止運行的情況下，太陽能電池發(fā)出的電能通過并網(wǎng)逆變器存入公共電網(wǎng)；濾波器濾除逆變后輸出電壓和電流的高頻諧波分量。該空調(diào)器的供電系統(tǒng)還可以包括第二開關(guān)A，固定觸點連接于所述直流側(cè)母線電容正極，第一活動觸點連接于所述并網(wǎng)逆變器，第二活動觸點連接于所述機側(cè)逆變器。該空調(diào)器的供電系統(tǒng)還可以包括電網(wǎng)同步檢測模塊，連接于公共電網(wǎng)和并網(wǎng)逆變器之間，用于監(jiān)測電網(wǎng)電壓，并控制并網(wǎng)電流。優(yōu)選地，在太陽能電池和/或蓄電池以及市電供電單元共同向空調(diào)器供電時，太陽能電池和/或蓄電池以最大功率運行。本實用新型實施例還提供了一種可并網(wǎng)的空調(diào)用混合供電驅(qū)動系統(tǒng)，具有自動運行雙向切換的功能，當空調(diào)器工作時，采用太陽能電池、蓄電池和市電混合供電的方案為空調(diào)器供電；當空調(diào)器停止運行時，太陽能電池發(fā)出的直流電能通過并網(wǎng)逆變器饋入公共電網(wǎng)，避免在空調(diào)器停轉(zhuǎn)情況下的能量浪費。具體實現(xiàn)方式如下(1)空調(diào)器工作時，切換開關(guān)A置于S4，太陽能電池可將光能轉(zhuǎn)換為電能向空調(diào)供電，或者通過充電控制電路向蓄電池存儲電能，再通過蓄電池向空調(diào)器供電。當開關(guān)B置于 Sl時，由太陽能電池陣列通過B00ST1升壓電路供電給空調(diào)；當開關(guān)B置于S2時，由太陽能電池陣列通過充電電路給蓄電池儲存電能；當開關(guān)B置于S3時，由蓄電池通過B00ST1升壓電路供電給空調(diào)。為了最大限度的利用太陽能電池以及蓄電池儲能裝置，采用的控制方式為當空調(diào)器的功率大于太陽能電池或者蓄電池的輸出最大功率時，太陽能電池或者蓄電池和市電同時給空調(diào)器供電，此時太陽能電池或者蓄電池以最大功率運行；當空調(diào)器功率小于太陽能電池或者蓄電池輸出最大功率時，此時太陽能電池或者蓄電池單獨給空調(diào)器供電。由于市電經(jīng)整流和有源功率因數(shù)校正后的母線電壓遠高于太陽能電池或者蓄電池的輸出電壓，因此需要采用BOOST電路將太陽能電池與蓄電池輸出電壓抬高。系統(tǒng)通過雙BOOST電路對直流母線電壓進行控制來實現(xiàn)，其中B00ST1控制太陽能電池或者蓄電池輸出電壓，B00ST2控制市電經(jīng)整流器的輸出電壓(可參見實用新型名稱為“單周期功率因數(shù)校正方法”，申請?zhí)枮?00810219009. 6的實用新型專利)。當空調(diào)器功率大于太陽能電池或者蓄電池輸出最大功率時，通過最大功率控制實時調(diào)節(jié)B00ST1輸出電壓等于B00ST2輸出電壓，實現(xiàn)太陽能電池或者蓄電池和市電同時供電；當空調(diào)器功率小于太陽能電池或者蓄電池輸出最大功率時，控制B00ST1輸出電壓大于B00ST2輸出電壓，由于B00ST2電路中二極管的單向?qū)щ娦?，使得太陽能電池或者蓄電池單獨給空調(diào)器供電。(2)當空調(diào)器停止工作，切換開關(guān)A置于S5，太陽能供電系統(tǒng)通過濾波器與公共電網(wǎng)相連接，成為并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)工作狀態(tài)，太陽能電池發(fā)出的直流電通過并網(wǎng)逆變器后經(jīng)過濾波并入電網(wǎng)，從而充分利用太陽能，避免了空調(diào)器不工作時的能量浪費。為了保證并網(wǎng)輸出的正弦波電流與電網(wǎng)電壓同頻同相，加入電網(wǎng)同步檢測模塊。 電網(wǎng)同步檢測由電流和電壓雙閉環(huán)控制組成，通過實時監(jiān)測電網(wǎng)電壓的幅值、頻率和相位， 控制并網(wǎng)電流。電壓控制外環(huán)引入電容電壓反饋，穩(wěn)定直流母線電壓，輸出正弦指令幅值送入電流控制內(nèi)環(huán)；電流內(nèi)環(huán)包括前饋調(diào)節(jié)和電壓鎖相調(diào)節(jié)兩部分，消除電網(wǎng)電壓擾動的影響，并使并網(wǎng)電流單位功率因數(shù)運行，內(nèi)環(huán)輸出與電網(wǎng)鎖相的正弦調(diào)制波，通過SVPWM控制調(diào)制出網(wǎng)側(cè)逆變器的PWM脈沖。并網(wǎng)發(fā)電的工作狀態(tài)下，切換開關(guān)B始終置于Si，蓄電池及其充電控制電路不參與供電；另因供電系統(tǒng)中功率流動的單向性，電網(wǎng)功率小于太陽能電池最大功率，控制 B00ST1輸出電壓大于B00ST2輸出電壓，由于B00ST2電路中二極管的單向?qū)щ娦?，使得太陽能電池單獨給電網(wǎng)供電。
以下結(jié)合附圖進一步地具體說明本實用新型的實現(xiàn)原理。如圖1所示，本實用新型主要由空調(diào)供電電路和并網(wǎng)發(fā)電單元組成，當空調(diào)器工作時，切換開關(guān)A置于S4，系統(tǒng)采用太陽能、蓄電池和市電為空調(diào)器進行混合供電；當空調(diào)器不工作時，切換開關(guān)A置于S5，系統(tǒng)切換為并網(wǎng)發(fā)電狀態(tài)。Boost2升壓電路的單周期功率因數(shù)校正母線側(cè)給定電壓vd。2*為350伏，太陽能電池的最大輸出功率為200瓦，為描述方便設(shè)定蓄電池的最大輸出功率也為200瓦。1)空調(diào)器工作時，若空調(diào)的功率大于200瓦，切換開關(guān)B置于Si，S2，S3時供電系統(tǒng)分別處于太陽能電池和市電共同供電、市電單獨供電、蓄電池與市電共同供電的工作狀態(tài)。
7[0049]①檢測蓄電池荷電狀態(tài)(SOC)較高，并且外界太陽能提供的功率充足時，開關(guān)置于Sl位置B00ST1升壓電路太陽能電池母線側(cè)給定電壓vdcl*為350伏，經(jīng)比例積分控制器PI輸出為iu*。太陽能電池的輸出電壓ν和輸出電流i經(jīng)最大功率控制器輸出為ip*。 給定產(chǎn)生器選取太陽能電池輸出電流給定，即i* = ip*，給定電流i*與太陽能電池輸出電流i經(jīng)比例積分控制器PI產(chǎn)生電壓占空比duty 1，再經(jīng)PWM產(chǎn)生器得到Boostl中開關(guān)管1 的控制信號PWMl。此刻電容兩端的電壓vdc為350伏左右，B00ST1與B00ST2升壓電路同時工作，即市電與太陽能電池同時供電。②檢測蓄電池荷電狀態(tài)(SOC)較低時，開關(guān)置于S2位置太陽能電池通過充電電路向蓄電池存儲電能，太陽能電池、蓄電池均與B00ST1升壓電路斷開；AC交流電源經(jīng)過整流橋驅(qū)動B00ST2升壓電路工作，此時由市電單獨向空調(diào)器供電。③檢測蓄電池荷電狀態(tài)(SOC)較高，并且外界太陽能提供的功率不充足時，開關(guān)置于S3位置=Boostl升壓電路與太陽能電池斷開，由蓄電池驅(qū)動其工作。給定電流i*與蓄電池的放電電流i’經(jīng)比例積分控制器PI產(chǎn)生電壓占空比dutyl，再經(jīng)PWM產(chǎn)生器得到 Boostl中開關(guān)管1的控制信號P麗1。B00ST1與B00ST2升壓電路同時工作，即市電與蓄電池同時向空調(diào)器供電。若空調(diào)的功率小于200瓦，切換開關(guān)B僅置于Sl或S3，供電系統(tǒng)分別處于太陽能電池單獨供電或蓄電池單獨供電的工作狀態(tài)。①外界太陽能提供的功率充足時，開關(guān)置于Sl位置B00ST1升壓電路母線側(cè)給定電壓vdcl*為360伏，經(jīng)比例積分控制器PI輸出為iu*。太陽能電池的輸出電壓ν和輸出電流i經(jīng)最大功率控制器輸出為ip*。給定產(chǎn)生器選取比例積分控制器PI輸出電流給定， 即i* = iu*，給定電流i*與太陽能電池輸出電流i經(jīng)比例積分控制器PI產(chǎn)生電壓占空比 dutyl，再經(jīng)PWM產(chǎn)生器得到B00ST1中開關(guān)管1的控制信號PWM1。此刻電容兩端的電壓vdc 為360伏左右，由于B00ST2升壓電路的功率因數(shù)校正母線側(cè)給定電壓vdc2*為350伏，低于直流母線側(cè)反饋電壓360伏，由于二極管2的單相導(dǎo)電性，使得Boost2升壓電路停止工作，只有Boostl升壓電路工作，即只有太陽能電池單獨供電。②外界太陽能提供的功率不充足時，開關(guān)置于S3位置=Boostl升壓電路與太陽能電池斷開，由蓄電池驅(qū)動其工作。給定電流i*與蓄電池的放電電流i’經(jīng)比例積分控制器 PI產(chǎn)生電壓占空比dutyl，再經(jīng)PWM產(chǎn)生器得到Boostl中開關(guān)管1的控制信號PWMl。由于 Boost2升壓電路的功率因數(shù)校正母線側(cè)給定電壓vd。2*為350伏，低于直流母線側(cè)反饋電壓 360伏，由于二極管2的單相導(dǎo)電性，使得Boost2停止工作，只有Boostl升壓電路工作，即只有蓄電池單獨供電。2)空調(diào)器不工作時，切換開關(guān)B始終置于Si，蓄電池及其充電控制電路不參與供電；另因供電系統(tǒng)中功率流動的單向性，電網(wǎng)功率小于太陽能電池最大功率，控制B00ST1 輸出電壓大于B00ST2輸出電壓，由于B00ST2電路中二極管的單向?qū)щ娦?，使得太陽能電池單獨給電網(wǎng)供電。圖加是根據(jù)本實用新型實施例的一種充電控制電路的示意圖；圖2b是根據(jù)本實用新型實施例的另一種充電控制電路的示意圖；圖2a電路結(jié)構(gòu)相對簡單，圖2b電路具備更優(yōu)良的充電性能。充電控制電路的作用主要是防止蓄電池的過充與過放，延長使用壽命。 具體工作過程為開關(guān)B置于S2時，太陽能電池對蓄電池充電，當蓄電池電壓達到過充點保護值Vec時，光伏陣列與蓄電池之間的充電回路自動斷開，停止充電，蓄電池由于自身內(nèi)阻， 電壓隨之下降；當電壓降到再充點保護值Vzc時，光伏陣列與蓄電池之間的充電回路又自動連接，再次對蓄電池進行充電。如圖加所示，該充電控制電路包括第一晶體管，集電極連接于太陽能電池的正極；第一電感，第一端連接于第一晶體管的發(fā)射極，第二端連接于蓄電池的正極；第一二極管，陰極連接于第一晶體管的發(fā)射極，第二端連接于太陽能電池的負極，即蓄電池的負極； 以及，第一電容，正極連接于蓄電池的正極，，負極連接于太陽能電池的負極，即蓄電池的負極。如圖2b所示，該充電控制電路包括第一電感，第一端連接于太陽能電池的正極； 第二電感，第一端連接于蓄電池的負極；第一電容，正極連接于第一電感的第二端，負極連接于第二電感的第二端；第一晶體管，集電極連接于第一電容的正極，發(fā)射極連接于太陽能電池的負極，即蓄電池的正極；以及，第一二極管，陽極連接于第一電容的負極，陰極連接于太陽能電池的負極，即蓄電池的正極。圖3a是根據(jù)本實用新型實施例的機側(cè)逆變器的電路拓撲結(jié)構(gòu)圖；圖3b是根據(jù)本實用新型實施例的網(wǎng)側(cè)逆變器的電路拓撲結(jié)構(gòu)圖。機側(cè)逆變器通過輸入的六路PWM功率開關(guān)管驅(qū)動信號，將直流側(cè)母線電壓逆變， 輸出三相電壓為空調(diào)器供電；并網(wǎng)環(huán)節(jié)暫時僅考慮單相，網(wǎng)側(cè)逆變器通過四路PWM脈沖信號驅(qū)動，輸出單相交流電壓。圖4是根據(jù)本實用新型實施例的太陽能電池輸出功率控制系統(tǒng)框圖。如圖4所示，太陽能電池輸出功率控制系統(tǒng)的輸入為太陽能電池母線側(cè)給定電壓V(kl*、直流母線側(cè)反饋電壓vdc、太陽能電池輸出電壓V、太陽能輸出電流i ；系統(tǒng)輸出 PWMl信號給Boostl升壓電路的開關(guān)管1。其流程為太陽能電池母線側(cè)給定電壓vdcl*與反饋電壓vdc經(jīng)比例積分控制器PI輸出給定電流iu* ；太陽能電池輸出電壓ν和太陽能輸出電流i經(jīng)最大功率控制器輸出給定電流ip* ；給定產(chǎn)生器根據(jù)空調(diào)功率與太陽能電池最大功率比較后輸出給定電流i* ；給定電流i*與太陽能電池輸出電流i經(jīng)比例積分控制器 PI輸出開關(guān)管1的占空比duty 1，占空比duty 1經(jīng)過PWM產(chǎn)生器輸出PWMl信號給開關(guān)管1。圖5是根據(jù)本實用新型實施例的功率因數(shù)校正控制系統(tǒng)框圖。如圖5所示，功率因數(shù)校正控制系統(tǒng)的輸入為單周期功率因數(shù)校正母線側(cè)給定電壓vd。2*、直流母線側(cè)反饋電壓vd。、直流母線側(cè)反饋電流id。；系統(tǒng)輸出PWM2信號給Boost2 升壓電路的開關(guān)管2。其流程為單周期功率因數(shù)校正母線側(cè)給定電壓vd。2*與反饋電壓vd。 經(jīng)電壓調(diào)節(jié)器輸出調(diào)制電壓um，調(diào)制電壓um經(jīng)離散積分產(chǎn)生u2，反饋電流idc與等效檢測電阻Rs乘積產(chǎn)生的Ul，Ul與U2做比較輸出開關(guān)管2的占空比duty2，占空比duty2經(jīng)過PWM 產(chǎn)生器輸出PWM2信號給開關(guān)管2。圖6是根據(jù)本實用新型實施例的太陽能電池最大功率控制器的流程圖。其中p(k)為第k個采樣周期太陽能電池的功率，v(k)為第k個采樣周期太陽能電池的電壓，i(k)為第k個采樣周期太陽能電池的電流，p(k-l)為第k-1個采樣周期太陽能電池的功率，ν (k-1)為第k-1個采樣周期太陽能電池的電壓，sign(k)為第k個采樣周期的符號(表示為1或者-1)，ip*(k)表示第k個采樣周期最大功率控制器輸出的給定電流，Ai*表示最大功率控制器輸出給定電流的累加步長。
9[0067]其流程為首先根據(jù)公式計算第k個采樣周期太陽能電池的功率ρ (k)，然后與第 k-Ι個采樣周期太陽能電池功率ρ (k-1)做比較1)如果p(k) > ρ (k-1)，即功率在上升，同時如果ν (k) > ν (k-Ι)，即電壓在上升， 則sign(k) =-1 ;接著按公式ip*(k) =士 *(10+8181!00*八1*計算第1^個采樣周期最大功率控制器輸出的給定電流；最后保存第k個采樣周期太陽能電池的電壓及功率。2)如果p(k) > ρ (k-1)，即功率在上升，同時如果ν (k)彡ν (k-Ι)，即電壓在下降， 則sign (k) = 1 ；接著按公式ip*(k) = ip* (k)+sign (k)* Ai*計算第k個采樣周期最大功率控制器輸出的給定電流；最后保存第k個采樣周期太陽能電池的電壓及功率。3)如果p(k) < ρ (k-1)，即功率在下降，同時如果ν (k) > ν (k-Ι)，即電壓在上升， 則sign (k) = 1 ；接著按公式ip*(k) = ip* (k)+sign (k)* Ai*計算第k個采樣周期最大功率控制器輸出的給定電流；最后保存第k個采樣周期太陽能電池的電壓及功率。4)如果p(k) < ρ (k-1)，即功率在下降，同時如果ν (k)彡ν (k-Ι)，即電壓在下降， 則sign(k) =-1 ;接著按公式ip*(k) =士 *(10+8181!00*八1*計算第1^個采樣周期最大功率控制器輸出的給定電流；最后保存第k個采樣周期太陽能電池的電壓及功率。5)如果p(k) =p(k_l)，即功率不變，則保存第k個采樣周期太陽能電池的電壓及功率。圖7是根據(jù)本實用新型實施例的并網(wǎng)電路結(jié)構(gòu)圖。如圖7所示，空調(diào)器停轉(zhuǎn)時啟用并網(wǎng)電路。逆變器的主電路結(jié)構(gòu)按照輸出的絕緣形式可以分為工頻變壓器絕緣，高頻變壓器絕緣，無變壓器無絕緣方式三種。本實用新型中為了進一步降低成本，提高效率，采用無變壓器方式。光伏電池陣列發(fā)出的直流電通過并網(wǎng)逆變器逆變，以及濾波電路濾除高次諧波分量之后，直接饋入公共電網(wǎng)，不需要變壓器隔離。電網(wǎng)同步檢測單元對電網(wǎng)進行實時監(jiān)測，保證輸出交流電流與電網(wǎng)電壓同頻同相，避免諧波污染。如圖7所示，網(wǎng)側(cè)逆變器與母線電容相連接，將太陽能電池送出的直流電逆變?yōu)榻涣?，?jīng)過LCL濾波電路濾除并網(wǎng)電流中的高次諧波，送入電網(wǎng)，濾波電路的傳遞函數(shù)為°{S) = L1L2CS^ (L1^L2)S同時電網(wǎng)同步檢測單元即時進行電網(wǎng)信號的回饋，以保證輸出電流與電網(wǎng)的同步性。圖8為電壓、電流雙閉環(huán)控制所構(gòu)成的電壓同步檢測電路結(jié)構(gòu)圖。電壓控制外環(huán)用來穩(wěn)定直流母線電壓；電流控制內(nèi)環(huán)包括電網(wǎng)電壓前饋和電網(wǎng)鎖相兩部分，作用分別是消除電網(wǎng)電壓擾動影響和保證并網(wǎng)輸出電流與電網(wǎng)電壓同步鎖定。 閉環(huán)控制后輸出與電網(wǎng)鎖相的正弦調(diào)制波，經(jīng)過SVPWM調(diào)制出控制并網(wǎng)逆變器的PWM脈沖。如圖8所示，電網(wǎng)同步檢測模塊主要由電容電壓控制外環(huán)和并網(wǎng)電流控制內(nèi)環(huán)組成。電容電壓Vdc反饋至輸入端與參考值vdc*進行比較，通過電壓控制器后輸出正弦指令幅值；電網(wǎng)電壓通過鎖相環(huán)輸出正弦指令相位，兩者相乘得到與電網(wǎng)鎖相的正弦指令信號 io*，作為并網(wǎng)輸出電流的參考值，與實際的輸出電流io比較后經(jīng)由電流控制器，輸出正弦調(diào)制波usin，SVPWM控制部分將usin與三角波調(diào)制得到網(wǎng)側(cè)逆變器的PWM脈沖。鎖相環(huán)是一個相位反饋裝置，由鑒相器PD，環(huán)路濾波器LF，壓控振蕩器VCO三部分組成，PD比較電網(wǎng)
10電壓和鎖相環(huán)輸出信號的相位，輸出相位誤差；誤差信號的高頻分量通過LF濾除，VCO再根據(jù)過濾后的相位誤差改變輸出信號的頻率和相位，使輸出跟隨輸入的電網(wǎng)電壓，實現(xiàn)同步。 電壓控制器和電流控制器的傳遞函數(shù)分別為
權(quán)利要求1.一種空調(diào)器的供電系統(tǒng)，其特征在于，包括太陽能電池和/或蓄電池，用于在所述太陽能電池和/或所述蓄電池的功率大于所述空調(diào)器的功率時，向所述空調(diào)器進行供電；市電供電單元，用于在所述太陽能電池和/或所述蓄電池的功率小于所述空調(diào)器的功率時，與所述太陽能電池和/或所述蓄電池共同向所述空調(diào)器供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空調(diào)器的供電系統(tǒng)，其特征在于，還包括并網(wǎng)發(fā)電單元，用于在所述空調(diào)器停止運行的情況下，將所述太陽能電池發(fā)出的電能存入公共電網(wǎng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空調(diào)器的供電系統(tǒng)，其特征在于，還包括 第一升壓電路，與所述太陽能電池和/或所述蓄電池相連接； 第二升壓電路，與所述市電供電單元相連接，以及控制單元，與所述第一升壓電路和所述第二升壓電路相連接，其中，在所述太陽能電池和/或所述蓄電池的功率大于所述空調(diào)器的功率時，所述控制單元控制所述第一升壓電路的輸出電壓大于所述第二升壓電路的輸出電壓；在所述太陽能電池和/或所述蓄電池的功率小于所述空調(diào)器的功率時，所述控制單元控制所述第一升壓電路的輸出電壓等于所述第二升壓電路的輸出電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的空調(diào)器的供電系統(tǒng)，其特征在于，還包括第一開關(guān)，固定觸點連接于所述第一升壓電路，第一活動觸點連接于所述太陽能電池， 第二活動觸點懸空，第三活動點連接于所述蓄電池。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的空調(diào)器的供電系統(tǒng)，其特征在于，還包括 機側(cè)逆變器，連接于壓縮機；第二開關(guān)，固定觸點連接于直流側(cè)母線電容正極，第一活動觸點連接于所述并網(wǎng)逆變器，第二活動觸點連接于所述機側(cè)逆變器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的空調(diào)器的供電系統(tǒng)，其特征在于，還包括 并網(wǎng)逆變器，連接于所述第二開關(guān)的第一活動觸點；以及濾波器，連接于所述并網(wǎng)逆變器和所述公共電網(wǎng)之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的空調(diào)器的供電系統(tǒng)，其特征在于，還包括電網(wǎng)同步檢測模塊，連接于所述公共電網(wǎng)和所述并網(wǎng)逆變器之間，用于監(jiān)測電網(wǎng)電壓， 并控制并網(wǎng)電流。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空調(diào)器的供電系統(tǒng)，其特征在于，所述供電系統(tǒng)包括太陽能電池和蓄電池，還包括充電控制電路，其中，所述太陽能電池還用于通過所述充電控制電路向所述蓄電池充電。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的空調(diào)器的供電系統(tǒng)，其特征在于，所述充電控制電路包括 第一晶體管，集電極連接于所述太陽能電池的正極；第一電感，第一端連接于所述第一晶體管的發(fā)射極，第二端連接于所述蓄電池的正極；第一二極管，陰極連接于所述第一晶體管的發(fā)射極，即所述第一電感之間的第一端點， 陽極連接于所述太陽能電池的負極和所述蓄電池的負極；以及第一電容，正極連接于所述蓄電池的正極，負極連接于所述太陽能電池的負極和所述蓄電池的負極。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的空調(diào)器的供電系統(tǒng)，其特征在于，所述充電控制電路包括 第一電感，第一端連接于所述太陽能電池的正極；第二電感，第一端連接于所述蓄電池的負極；第一電容，正極連接于所述第一電感的第二端，負極連接于所述第二電感的第二端； 第一晶體管，集電極連接于所述第一電容的正極，發(fā)射極連接于所述太陽能電池的負極和蓄電池的正極；以及第一二極管，陽極連接于所述第一電容的負極，負極連接于所述太陽能電池的負極和所述蓄電池的正極。
11.一種空調(diào)器，其特征在于，包括權(quán)利要求1至10中任一項所述的空調(diào)器的供電系統(tǒng)。
專利摘要本實用新型公開了一種空調(diào)器及其供電系統(tǒng)，該空調(diào)器的供電系統(tǒng)包括太陽能電池和/或蓄電池；市電供電單元，其中，在太陽能電池和/或蓄電池的功率大于空調(diào)器的功率時，由太陽能電池和/或蓄電池向空調(diào)器進行供電，在太陽能電池和/或蓄電池的功率小于空調(diào)器的功率時，由太陽能電池和/或蓄電池以及市電供電單元共同向空調(diào)器供電。該空調(diào)器的供電系統(tǒng)還可以包括由并網(wǎng)逆變器、濾波器、電網(wǎng)同步檢測模塊等組成的并網(wǎng)發(fā)電單元，在空調(diào)器停止運行的情況下，由太陽能電池發(fā)出的電能通過并網(wǎng)發(fā)電單元存入公共電網(wǎng)。通過本實用新型，能夠使得太陽能空調(diào)的結(jié)構(gòu)更簡單、成本更低。
文檔編號H02N6/00GK202019227SQ201020636389
公開日2011年10月26日 申請日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者萬利華, 張有林, 米雪濤, 郭清風(fēng), 黃曌 申請人:珠海格力電器股份有限公司, 珠海格力節(jié)能環(huán)保制冷技術(shù)研究中心有限公司