一種新能源節(jié)能并網(wǎng)逆變裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)一種新能源節(jié)能并網(wǎng)逆變裝置，包括MiniSKiiP整流逆變電路，驅(qū)動(dòng)電路、IGBT1、IGBT2、微處理器、變壓器T1、直流蓄能電源和繼電器KT1、KT2、KT3組成。本實(shí)用新型具有變壓變頻范圍寬、波形失真小，對(duì)電網(wǎng)無(wú)干擾，易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，具有電參數(shù)的測(cè)試、顯示等功能，是滿(mǎn)足信息時(shí)代對(duì)電源電能質(zhì)量高要求的新能源節(jié)能并網(wǎng)逆變裝置。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種新能源節(jié)能并網(wǎng)逆變裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及逆變器，尤其涉及一種新能源節(jié)能、蓄能逆變裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 正弦波逆變電源的輸出電壓是純正弦波，是新一代的專(zhuān)用電源，它主要針對(duì)用戶(hù) 的特點(diǎn)和要求設(shè)計(jì)制造，適合用戶(hù)對(duì)供電電源高質(zhì)量、高可靠性的要求，滿(mǎn)足信息時(shí)代對(duì)電 源電能質(zhì)量的高需求。正弦波逆變電源采用正弦波脈沖寬度調(diào)制SPWM技術(shù)，輸出純正弦 波，具有瞬態(tài)響應(yīng)好、波形失真小、輸出電壓穩(wěn)定等特點(diǎn)，并同時(shí)具有極佳的抗電磁干擾EMI 指標(biāo)。
[0003] 正弦波變頻電源廣泛應(yīng)用于軍工、航空、精密儀器和設(shè)備以及各類(lèi)電氣產(chǎn)品的模 擬測(cè)試電源等等。迄今為止，比較先進(jìn)的變頻電源有模擬和數(shù)字兩種：一種是利用電力電子 器件放大來(lái)實(shí)現(xiàn)變頻、變壓的模擬控制電源，其制作成本較高，難以實(shí)現(xiàn)大功率輸出；另一 種是利用微處理器內(nèi)部的PWM功能來(lái)控制大功率電力電子器件的通斷來(lái)實(shí)現(xiàn)變頻、變壓， 由于微處理器對(duì)反饋信號(hào)的處理要經(jīng)模/數(shù)（A/D)轉(zhuǎn)換、計(jì)算和PWM輸出，響應(yīng)速度慢，難 以實(shí)現(xiàn)高精度控制，故而輸出波形失真大。
[0004] 目前，國(guó)內(nèi)專(zhuān)利一般是是單相正弦波脈寬調(diào)制變頻電源的電路構(gòu)成，正弦波輸出 由三臺(tái)單相組合而成，用微處理器80C196來(lái)實(shí)現(xiàn)通信，參數(shù)設(shè)定、顯示、缺相保護(hù)等。在A， B，C中均設(shè)有微處理器、均設(shè)有RS232通信口，由A相向B，C二相波形發(fā)生器輸出統(tǒng)一時(shí)鐘， 使A，B，C互差120度。A相還設(shè)有鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)同步，此外缺相保護(hù)信號(hào)使同時(shí)停電 并報(bào)警，顯示故障相。提供電壓、電流、功率、頻率顯示。各項(xiàng)性能指標(biāo)如下：輸出電壓波形 失真率彡0. 5% ;負(fù)載穩(wěn)定率彡0. 2% ;功率因數(shù)彡0. 99 ;輸人電壓范圍170V-240V ;輸出電壓 范圍 0V-300V ;輸出頻率 50Hz，60Hz，400Hz 及 47-63 可調(diào)。
[0005] 總結(jié)已有專(zhuān)利和技術(shù)的缺點(diǎn)是：（1)使用分立器件的模擬控制，實(shí)現(xiàn)和調(diào)試?yán)щy， 全數(shù)字控制技術(shù)是將來(lái)的發(fā)展方向；（2)已有的方案都是針對(duì)單相正弦波電源，沒(méi)有成熟 的純正弦波電源方案；（3)由三個(gè)獨(dú)立的單相電源構(gòu)成正弦波電源，需要三個(gè)微處理器，顯 然控制復(fù)雜和造價(jià)太高，沒(méi)有實(shí)際意義。
[0006] SPWM技術(shù)是現(xiàn)代電力電子變換控制的核心技術(shù)。傳統(tǒng)的產(chǎn)生SPWM信號(hào)的技術(shù) 是采用微機(jī)和可編程定時(shí)器，通過(guò)實(shí)時(shí)計(jì)算或查表方法產(chǎn)生所需要的波形。有的集成電路 芯片本身的功能存在缺陷，致使它們的實(shí)際應(yīng)用受到限制，例如HEF4752生成的SPWM信號(hào) 的最大開(kāi)關(guān)頻率在1kHz以下，只適應(yīng)于以BJT或GT0為開(kāi)關(guān)器件的逆變器，而不適用于以 IGBT為開(kāi)關(guān)器件的逆變器。本實(shí)用新型具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、全數(shù)字控制、不占用微機(jī)資源等 優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型的目的是提供一種全數(shù)字控制的、輸出電壓與電網(wǎng)電壓同步的新能源節(jié) 能并網(wǎng)逆變裝置裝置，具有變壓變頻范圍寬、波形失真小，對(duì)電網(wǎng)無(wú)干擾，易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān) 控，具有電參數(shù)的測(cè)試、顯示等功能，是滿(mǎn)足信息時(shí)代對(duì)電源電能質(zhì)量高要求的新能源節(jié)能 并網(wǎng)逆變裝置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 可再生能源發(fā)電已經(jīng)成為一項(xiàng)解決世界可持續(xù)和清潔能源供應(yīng)問(wèn)題的全球性議 程?？稍偕茉?，如風(fēng)力，太陽(yáng)能以及微水電，都需要并網(wǎng)逆變器，以實(shí)現(xiàn)功率從電源側(cè)到電 網(wǎng)側(cè)的流動(dòng)。因此，并網(wǎng)逆變器是可再生能源發(fā)電的關(guān)鍵性因素。為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用 新型的目的在于提供一種新能源節(jié)能并網(wǎng)逆變裝置，不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)，并且能自動(dòng) 補(bǔ)償優(yōu)化，能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況自動(dòng)充電、蓄能，可消除電源極化現(xiàn)象，具有一定實(shí)用價(jià)值和推 廣性。
[0008] 本實(shí)用新型一種新能源節(jié)能并網(wǎng)逆變裝置，包括MiniSKiiP整流逆變電路，驅(qū)動(dòng) 電路、IGBT1、IGBT2、微處理器、變壓器T1、直流蓄能電源和繼電器KT1、KT2包括KT2-1、 KT2-2、KT3包括KT3-UKT3-2組成；繼電器分別與電網(wǎng)/負(fù)載、直流蓄能電源、變壓器T1相 連接，變壓器Τ1與MiniSKiiP整流逆變電路、IGBT1、IGBT2依次相連接，MiniSKiiP整流逆 變電路與驅(qū)動(dòng)電路、微處理器依次相連接。
[0009] 本實(shí)用新型所述微處理器采用ARM9E-S。
[0010] 本實(shí)用新型所述直流蓄能電源為DC176V，作為的直流儲(chǔ)能電源，能夠隨時(shí)供逆變 使用。
[0011] 本實(shí)用新型在所述繼電器KT2-1處并聯(lián)增加設(shè)置了強(qiáng)啟開(kāi)關(guān)T，在急需供電時(shí)，能 夠通過(guò)打開(kāi)強(qiáng)啟開(kāi)關(guān)T，強(qiáng)行供電。
[0012] 本實(shí)用新型可對(duì)輸入整流及功率因數(shù)進(jìn)行調(diào)整，每一部分獨(dú)立設(shè)計(jì)、制造、調(diào)試， 采用即插即用結(jié)構(gòu)。可對(duì)輸入50Hz交流電經(jīng)整流及功率因數(shù)校正芯片后變?yōu)榉€(wěn)定的380V 直流電壓，使功率因數(shù)提高到〇. 99以上；MiniSKiiP芯片組件首先把380V直流電變?yōu)楹?正弦低頻分量的高頻交流電，經(jīng)變壓器降壓，快恢復(fù)二極管整流，電容濾波，得到正弦整流 后的波形；DC/AC進(jìn)行簡(jiǎn)單的變換將正弦整流后的波形變?yōu)檎也ㄝ敵?。該電路采用雙環(huán) 控制，內(nèi)環(huán)為瞬時(shí)控制，外環(huán)為有效值控制。
[0013] 本實(shí)用新型的有益效果是：
[0014] (1)由于IGBT工作頻率較高，開(kāi)關(guān)頻率高會(huì)增大開(kāi)關(guān)損耗，并在IGBT的集電極產(chǎn) 生浪涌電壓，造成器件過(guò)熱，甚至損壞。但若改變并聯(lián)緩沖器的工作點(diǎn)，將IGBT的工作點(diǎn)限 制在安全區(qū)內(nèi)，限制IGBT過(guò)電壓、過(guò)電流，則可降低其開(kāi)關(guān)損耗。并聯(lián)緩沖器的使用一般有 三種形式，一是吸收電阻-電容-二極管（RCD)與器件并聯(lián)，二是RCD與單個(gè)橋臂并聯(lián)，另 外是RCD與逆變器并聯(lián)，考慮到緩沖器的吸收效果、RS的耗散功率以及反饋能量，本實(shí)用新 型選擇逆變器單橋臂并聯(lián)緩沖器吸收電路。如吸收電阻過(guò)小，吸收回路出現(xiàn)電流振蕩，IGBT 導(dǎo)通時(shí)使集電極電流尖峰值也增大，因此在滿(mǎn)足條件的前提下，吸收電阻取大為好；吸收二 極管的選擇對(duì)吸收有明顯影響，應(yīng)選擇快速恢復(fù)二極管。注意吸收回路的引線(xiàn)電感對(duì)吸收 影響很大，應(yīng)盡量縮短引線(xiàn)。
[0015] (2) SPWM技術(shù)是現(xiàn)代電力電子變換控制的核心技術(shù)。傳統(tǒng)的產(chǎn)生SPWM信號(hào)的技 術(shù)是采用微機(jī)和可編程定時(shí)器，通過(guò)實(shí)時(shí)計(jì)算或查表方法產(chǎn)生所需要的波形。有的集成電 路芯片本身的功能存在缺陷，致使它們的實(shí)際應(yīng)用受到限制，例如HEF4752生成的SPWM信 號(hào)的最大開(kāi)關(guān)頻率在1kHz以下，只適應(yīng)于以BJT或GT0為開(kāi)關(guān)器件的逆變器，而不適用于 以IGBT為開(kāi)關(guān)器件的逆變器。本實(shí)用新型具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、全數(shù)字控制、不占用微機(jī)資 源等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型的目的是提供一種全數(shù)字控制的、輸出電壓與電網(wǎng)電壓同步的新能 源節(jié)能并網(wǎng)逆變裝置裝置，具有變壓變頻范圍寬、波形失真小，對(duì)電網(wǎng)無(wú)干擾，易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn) 程監(jiān)控，具有電參數(shù)的測(cè)試、顯示等功能，是滿(mǎn)足信息時(shí)代對(duì)電源電能質(zhì)量高要求的新能源 節(jié)能并網(wǎng)逆變裝置。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖2為本實(shí)用新型的電路原理圖；
[0018] 圖3為本實(shí)用新型所述MiniSKiiP芯片組件及驅(qū)動(dòng)電路的電路連接圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型。
[0020] 參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型一種新能源節(jié)能并網(wǎng)逆變裝置，它包括MiniSKiiP整流逆變 電路、驅(qū)動(dòng)電路、IGBT1、IGBT2、微處理器、變壓器T1、直流蓄能電源和繼電器KT1、KT2包括 KT2-1、KT2-2、KT3包括KT3-UKT3-2組成；繼電器分別與電網(wǎng)/負(fù)載、直流蓄能電源、變壓 器Τ1相連接，變壓器Τ1與MiniSKiiP整流逆變電路、IGBTUIGBT2依次相連接，MiniSKiiP 整流逆變電路與驅(qū)動(dòng)電路、微處理器依次相連接。
[0021] 所述微處理器采用ARM9E-S。
[0022] 所述直流蓄能電源為DC176V，作為的直流儲(chǔ)能電源，能夠隨時(shí)供逆變使用。
[0023] 所述繼電器KT2-1處并聯(lián)增加設(shè)置了強(qiáng)啟開(kāi)關(guān)T，在急需供電時(shí)，能夠通過(guò)打開(kāi)強(qiáng) 啟開(kāi)關(guān)T，強(qiáng)行供電。
[0024] 所述MiniSKiiP整流逆變電路：MiniSKiiP芯片組件是德國(guó)SEMIKR0N公司生 產(chǎn)的，帶通信輸入橋式芯片組件的6單元芯片可達(dá)150A，在整流-逆變芯片組件領(lǐng)域， SEMIKR0N公司的全球市場(chǎng)占有率為30%，在歐洲的市場(chǎng)占有率高達(dá)52%以上。
[0025] 所述驅(qū)動(dòng)電路由SA4828、EXB841、電阻、電容和IRF641等電路組成。
[0026] 所述IGBT1和IGBT2是電壓控制型器件，作為一種大功率的復(fù)合器件，耐壓能做到 1000多伏，電流能做到200安培以上，而且開(kāi)關(guān)速度快，能保證電路工作的更加穩(wěn)定。在這 里IGBT是雙用的，在逆變的時(shí)候，它形成一個(gè)全橋的電路，通過(guò)SPWM波控制電路的開(kāi)斷， 從而形成變壓器T1初級(jí)的SPWM能量，并在變壓器T1次級(jí)形成正弦波。逆變與整流使用 IGBT1和IGBT2,只是控制它的波形由SPWM波變成占空比可調(diào)的方波，它們的驅(qū)動(dòng)電路均是 由EXB841來(lái)完成的。通過(guò)IGBT1和IGBT2的充電電流是變化的，通過(guò)傳感器檢測(cè)電路，微處 理器和MiniSKiiP芯片將占空比控制在合適的比例，并適時(shí)地加入放電，改善充電接受率， 并有效地去極化，能夠使直流蓄能電源在最短的時(shí)間內(nèi)充電。對(duì)與那些被其它充電方法鹽 化了的電源具有修復(fù)作用，能夠延長(zhǎng)電源壽命。
[0027] 所述微處理器采用ARM9E-S，具有以下特點(diǎn)：32bit定點(diǎn)RISC處理器，改進(jìn)型ARM/ Thumb代碼交織，增強(qiáng)性乘法器設(shè)計(jì)。支持實(shí)時(shí)（real-time)調(diào)試；片內(nèi)指令和數(shù)據(jù)SRAM， 而且指令和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器容量可調(diào)；具有片內(nèi)指令和數(shù)據(jù)高速緩沖器（cache)容量從4K字 節(jié)到1M字節(jié)；采用AMBAAHB總線(xiàn)接口，為外設(shè)提供統(tǒng)一的地址和數(shù)據(jù)總線(xiàn)等功能。
[0028] 所述變壓器T1的極性是可逆的，逆變時(shí)的初級(jí)是充電時(shí)的次級(jí)，逆變時(shí)的次級(jí)是 充電時(shí)的初級(jí)。
[0029] 所述繼電器KT1、KT2包括KT2-1、KT2-2、KT3包括KT3-UKT3-2為直流回路、交流 輸入和交流輸出的回路控制。
[0030] 主電路由整流、濾波、逆變、驅(qū)動(dòng)等構(gòu)成，參見(jiàn)圖2,交流輸入L和Ν之間為AC220V， 它的一端端接繼電器ΚΤ3的一組常開(kāi)觸點(diǎn)，再接繼電器ΚΤ2的一組常開(kāi)觸點(diǎn)到MiniSKiiP 整流逆變電路U0的A極。其中，繼電器KT2的一組KT2-2又并聯(lián)接了電阻R21，輸入AC220V 的一端直接接MiniSKiiP整流逆變電路U0的B極。
[0031] 參見(jiàn)圖2,電源輸入為DC176V，它的正端接200A熔斷器FUSE200A后接繼電器KT2 的第二組常開(kāi)觸點(diǎn)一端，繼電器KT2該組常開(kāi)觸點(diǎn)另一端到MiniSKiiP整流逆變電路U0的 C極。其中，繼電器的KT2另一組KT2-1又并聯(lián)接了電阻R22和強(qiáng)啟開(kāi)關(guān)T的串聯(lián)電路；電 源輸入DC176V，它的負(fù)端直接接MiniSKiiP整流逆變電路U0的負(fù)極。
[0032] 參見(jiàn)圖2, IRF641管Q1起放電作用，接在繼電器KT2-1和熔斷器FUSE200A后面， 起到保護(hù)作用，它的漏極串放電電阻R33,再接電源負(fù)極，它的源極接電源的正極。
[0033] 參見(jiàn)圖2, IGBT1和IGBT2的Gl，G2, El，E2柵極分別接來(lái)自主線(xiàn)路板的信號(hào)，它 們的C1極聯(lián)結(jié)到一起接MiniSKiiP整流逆變電路U0正極，它們的E2柵極聯(lián)結(jié)到一起接 MiniSKiiP整流逆變電路U0負(fù)極，它們的C2E1極接變壓器T1的176V端。另外，MiniSKiiP 整流逆變電路U0正負(fù)極間接大型電解電容Cl 1，大型電解電容Cl 1使用范圍為3000 μ F? 10000 μ F，優(yōu)選 5500 μ F。
[0034] 參見(jiàn)圖2,變壓器Τ1的另一繞組即220V的繞組，是逆變時(shí)220VAC輸出端。它兩 端接一大電容器C22,連接到繼電器ΚΤ1后接到交流輸出端，C22使用范圍為5000yF? 10000 μ F，優(yōu)選7000 μ F。同時(shí)，其中的任一端串繼電器KT3后接單相整流橋U6的一個(gè)交流 輸入端，另一端接U6另一組的交流端，單相整流橋U6的輸出負(fù)極接電源的負(fù)極，D' 2的正 極接MiniSKiiP整流逆變電路U0的C極。繼電器ΚΤ1的固定點(diǎn)接交流輸出，兩組常開(kāi)點(diǎn)接 變壓器T1的輸出，兩組常閉點(diǎn)接交流輸入，為大電網(wǎng)市電和逆變之間的切換。
[0035] 參見(jiàn)圖3, MiniSKiiP芯片U2的P5. 4腳接SA4828的第3腳；SA4828的第2腳接 5V電源，這個(gè)電源由DC/DC開(kāi)關(guān)電源提供，SA4828的8腳并聯(lián)接電阻R2、電容C4、電容C3， 同時(shí)接開(kāi)關(guān)電源來(lái)的隔離的直流電壓源DC24V高電平；SA4828的第5腳接開(kāi)關(guān)電源的隔離 的24V低電平，并聯(lián)連接電容C3、C4、C5、穩(wěn)壓管Z1的正極；穩(wěn)壓管Z1的負(fù)極分別接電容 C6、IRF641管Q1的漏極、電容C5和電阻R2 ;IRF641管Q1的柵極接電阻R1，電阻R3接電容 C6,形成去毛刺和尖峰電路，再接在IRF641管Q1的源極和漏極。
[0036] 參見(jiàn)圖3, MiniSKiiP芯片U2的四個(gè)引腳P6. 0接U3的第12腳，P6. 1接U3的第 10腳，P6. 2接U4的第12腳，P6. 3接U4的第10腳，它們輸出SPWM波，通過(guò)U3，U4的驅(qū)動(dòng)， 形成隔離的驅(qū)動(dòng)電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)IGBT開(kāi)關(guān)電路。U2的P6. 7并接U3、U4的第11腳。U3的第7 腳并聯(lián)連接二極管D1負(fù)極和電阻R8、U4的第7腳并聯(lián)連接二極管D3負(fù)極和電阻R10,然后 分別對(duì)應(yīng)接IGBT1和IGBT2的G1柵極；U3第6腳都接一瓷片電容C11和一電解電容C13的 正極，同時(shí)接二極管DF1的負(fù)極，二極管DF1的正極接開(kāi)關(guān)電源的DC20V ;U4的第6腳都接 瓷片電容C12和電解電容C14的正極，同時(shí)接二極管DF2的負(fù)極，二極管DF2的正極接開(kāi)關(guān) 電源的DC20V。U3第5腳接瓷片電容C11和電解電容C13的負(fù)極，U4的第5腳接瓷片電容 C12和電解電容C14的負(fù)極。U3和U4的第5腳分別通過(guò)P1和P2接到IGB1的E1和IGBT2 的El ;U3和U4的第4腳懸空，U3和U4的第3腳接開(kāi)關(guān)電源提供的15V直流高電平，U3和 U4的第2腳接開(kāi)關(guān)電源的地電位，同時(shí)分別接到圖2中IGBT1的E2和IBBT2的E2。U3的 第1腳并聯(lián)連接二極管D2負(fù)極和電阻R9 ;U4的第1腳并聯(lián)連接二極管D4負(fù)極和電阻R12， 然后通過(guò)N1和N2的1端分別對(duì)應(yīng)接到圖2中IGBT1和IGBT2的G2柵極。
[0037] 參見(jiàn)圖3，MiniSKiiP芯片的另1個(gè)腳P0. 2接外部傳感器的信號(hào)輸出端，對(duì)電源的 工作電流和充電電流進(jìn)行監(jiān)控，根據(jù)反饋進(jìn)行調(diào)節(jié)電壓、電流和決定放電最佳合理的時(shí)間。
[0038] 將本實(shí)用新型的輸入端接入大電網(wǎng)，輸出端接用負(fù)荷電力電器設(shè)備，本實(shí)用新型 一種新能源節(jié)能并網(wǎng)逆變裝置的工作方式為以下兩種：
[0039] ( 1)工作方式一：電力逆變
[0040] 當(dāng)市電大電網(wǎng)電壓不在176V至242V范圍時(shí)。
[0041] 通過(guò)外部傳感器檢測(cè)電路檢測(cè)，當(dāng)市電電網(wǎng)電壓不在176V至242V范圍時(shí)，設(shè)備轉(zhuǎn) 入應(yīng)急工作狀態(tài)，它在〇. 1秒以?xún)?nèi)把電源輸出轉(zhuǎn)到逆變輸出，具體工作過(guò)程如下：
[0042] 首先，市電停電時(shí)，線(xiàn)路板的電源是依靠直流蓄能電源DC/DC開(kāi)關(guān)電源供電的，而 DC/DC開(kāi)關(guān)電源是依靠電源供電的，即使電源的電壓很低，DC/DC開(kāi)關(guān)電源也能輸出平穩(wěn)的 直流電源，從而保證了主線(xiàn)路板工作可靠穩(wěn)定。
[0043] 傳感器檢測(cè)電路以很高的速度檢測(cè)市電狀態(tài)，當(dāng)其發(fā)現(xiàn)市電不在176V至242V范 圍時(shí)，立即選擇逆變程序運(yùn)行，繼電器動(dòng)作KT3,切開(kāi)市電對(duì)MiniSKiiP整流逆變電路U0的 輸入，繼電器KT2動(dòng)作，連接電源到IGBT1和IGBT2的通道，同時(shí)，繼電器KT1動(dòng)作，交流輸出 自動(dòng)由市電切換到逆變變壓器T1的輸出端。此時(shí)，MiniSKiiP芯片U2已經(jīng)能夠發(fā)出SPWM 波，經(jīng)過(guò)U3、U4(EXB841)和SA4828的驅(qū)動(dòng)，信號(hào)完成自舉和隔離，四路SPWM波在加到IGBT1 和IGBT2上后控制IGBT的開(kāi)關(guān)，IGBT1和IGBT2和變壓器T1形成全橋電路，在IGBT1和 IGBT2的C2E1腳連接變壓器T1的176V繞組，在變壓器T1的220V繞組我們會(huì)得到220V的 正弦波，當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，傳感器檢測(cè)電路就會(huì)將電壓變化的信息反饋給U2, U2根據(jù)反饋，將 SPWM波進(jìn)行調(diào)整，從而調(diào)整電壓，保證電壓的穩(wěn)定。
[0044] 變壓器T1是工頻變壓器，變壓器T1的輸出端有一個(gè)電容C22,可對(duì)調(diào)節(jié)輸出平滑 電路，具有抗干擾和去除尖峰、毛刺功能，接在IGBT1和IGBT2的C1和E1極的大電容C11 起到儲(chǔ)能和緩沖的作用，它使電源能提供平穩(wěn)的電平。
[0045] 外部傳感器不斷檢測(cè)電壓和電流的大小，當(dāng)系統(tǒng)電流過(guò)大，超過(guò)200A時(shí)，為本實(shí) 用新型的微處理器向MiniSKiiP芯片U2發(fā)出指令，關(guān)閉IGBT1和IGBT2,并關(guān)閉繼電器，保 護(hù)本實(shí)用新型和外接電器不受損害。
[0046] MiniSKiiP芯片U2接受外部傳感器電源電壓過(guò)低時(shí)，U2反饋給本實(shí)用新型的微處 理器，之后微處理器向U2發(fā)送指令，關(guān)閉繼電器，自動(dòng)停止逆變。本實(shí)用新型考慮若遇到很 緊急需要供電的情況，在繼電器KT2-1處并聯(lián)增加安設(shè)了強(qiáng)啟開(kāi)關(guān)T;必須供電時(shí)，可以通 過(guò)打開(kāi)強(qiáng)啟開(kāi)關(guān)T，強(qiáng)行供電。
[0047] (2)工作方式二：快速充電
[0048] 當(dāng)市電在176V至242V范圍時(shí)。應(yīng)急電源工作在旁路狀態(tài)，繼電器KT1將交流輸 入直接接到交流輸出。
[0049] 這時(shí)，外部傳感器檢測(cè)電路將檢測(cè)來(lái)的電源電壓信號(hào)傳給MiniSKiiP芯片U2, U2 將數(shù)據(jù)反饋至微處理器，微處理器對(duì)數(shù)據(jù)和程序內(nèi)預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，當(dāng)發(fā)現(xiàn)電源電壓低于 預(yù)設(shè)定的充電值時(shí)，微處理器向U2就開(kāi)始調(diào)用充電程序?qū)﹄娫催M(jìn)行充電。具體的過(guò)程為：
[0050] 首先，MiniSKiiP芯片U2巡檢電路對(duì)電源進(jìn)行巡檢，不斷掃描電源的狀態(tài)，當(dāng)發(fā)現(xiàn) 電源電壓低于規(guī)定充電閥值時(shí)，微處理器向U2程序轉(zhuǎn)入充電程序，隨后U2從P6. 0, P6. 1， P6. 2和P6. 3 口輸出方波信號(hào)。方波經(jīng)U3，U4兩個(gè)EXB841完成自舉、隔離并驅(qū)動(dòng)IGBT1和 IGBT2。同時(shí)繼電器KT3的第一、二組常開(kāi)閉合，MiniSKiiP整流逆變電路U0分別連接到 IGBT1和IGBT2的C1和E2腳，交流220V電經(jīng)過(guò)MiniSKiiP整流逆變電路U0后被整成直 流電，再在電容C11的濾波下形成波形平直的約380V的直流電，在柵極控制下，形成方波， 此時(shí)的頻率為50Hz，連接在變壓器T1的初級(jí)，在變壓器T1的次級(jí)，即220V繞組輸出端，形 成與市電隔離的方波。輸出的交流方波再經(jīng)單相整流橋U6整流形成直流脈沖波，對(duì)電源進(jìn) 行充電，通過(guò)外部傳感器的反饋，微處理器和MiniSKiiP芯片U2調(diào)節(jié)脈沖的占空比或頻率， 從而達(dá)到調(diào)整充電穩(wěn)定電流和能進(jìn)行電流漸變的目的。充電達(dá)到一段時(shí)間后，U2檢測(cè)電源 的電壓，當(dāng)電源充電達(dá)到出氣點(diǎn)時(shí)（2. 7V單體)，停止充電，然后進(jìn)行大電流放電去極化，時(shí) 間是2ms，具體放電的控制信號(hào)是微處理器控制U2,并從U2的P5. 4引腳發(fā)出至SA4828上 隔離，放大，再驅(qū)動(dòng)IRF641管Q1，Q1受控制信號(hào)作用開(kāi)通，使電源大電流瞬時(shí)放電。放電后 再檢測(cè)電源狀態(tài)，進(jìn)行去極化效果的檢測(cè)，達(dá)到去極化效果就回轉(zhuǎn)充電，否則再次進(jìn)行去極 化，如果連續(xù)放電多次，發(fā)現(xiàn)電源電壓變化極小，則充電完成并結(jié)束充電狀態(tài)。這樣可大范 圍地提高充電速度，而且能延長(zhǎng)電源的壽命。
【權(quán)利要求】
1. 一種新能源節(jié)能并網(wǎng)逆變裝置，包括MiniSKiiP整流逆變電路，驅(qū)動(dòng)電路、IGBT1、 IGBT2、微處理器、變壓器T1、直流蓄能電源和繼電器KT1、KT2包括KT2-1、KT2-2、KT3包括 KT3-1、KT3-2組成；其特征在于，繼電器分別與電網(wǎng)/負(fù)載、直流蓄能電源、變壓器T1相連 接，變壓器T1與MiniSKiiP整流逆變電路、IGBT1、IGBT2依次相連接，MiniSKiiP整流逆變 電路與驅(qū)動(dòng)電路、微處理器依次相連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新能源節(jié)能并網(wǎng)逆變裝置，其特征在于，所述微處理器 采用 ARM9E-S。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新能源節(jié)能并網(wǎng)逆變裝置，其特征在于，所述直流蓄能 電源為DC176V。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新能源節(jié)能并網(wǎng)逆變裝置，其特征在于，在繼電器KT2-1 處并聯(lián)增加設(shè)置了強(qiáng)啟開(kāi)關(guān)T。
【文檔編號(hào)】H02M7/48GK203840229SQ201420149029
【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
【發(fā)明者】沈鑫, 曹敏, 丁心志, 王昕 , 王洪亮, 唐標(biāo) 申請(qǐng)人:云南電力試驗(yàn)研究院（集團(tuán)）有限公司電力研究院, 云南電網(wǎng)公司技術(shù)分公司