[實用新型]風光互補獨立逆變電源的直流穩壓電路

有效

• 申請號: 200820123607.9
• 申請日: 2008-11-06
• 公開（公告）號: CN201285523Y
• 公開（公告）日: 2009-08-05
• 發明（設計）人: 鄒昭平;鞠洪新;劉建芳;張婷婷
• 申請（專利權）人: 北京自動化技術研究院
• 主分類號: G05F1/613
• 分類號: G05F1/613
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司
• 代理人: 張衛華

技術領域

本實用新型涉及一種風光互補獨立逆變電源的直流穩壓電路，屬于新能源綜合利用、獨立逆變電源領域。

背景技術

風光互補獨立逆變電源，其直流側有兩個輸入源，即風機輸出經三相整流后的直流能量和太陽電池陣列輸出的直流能量。由于這兩種輸入源都具有很強的不穩定性，因此在逆變電源的直流母線上還并聯有電解電容，起到穩定直流電壓的作用。這樣，實際上逆變電源在工作時，其直流輸入由母線上的穩壓電容提供。也就是說，風機和太陽能電池陣列輸出的直流電都先儲存在直流母線的穩壓電容里，而后再經過單相H橋逆變成220V/50Hz的正弦交流信號，供負載使用。

對于一個容量確定的獨立逆變電源來說，由于直流輸入電壓受其設計上限制約，再加上系統體積和成本的限制，其直流側穩壓電容的參數選擇不宜過大。這就要求風機或者太陽電池的輸出電壓必須穩定控制在逆變系統直流輸入的上限點處。常規控制通常采用純硬件電路卸載風機和太陽能電池的電源電壓來保證直流側母線電壓不會超過系統設計的上限值。這種硬件設計電路的控制思想是：當檢測到直流母線電壓高于電路設計的比較閾值時，就啟動卸載電路工作，將風機或者太陽電池的輸入能量經大功率卸載電阻消耗掉，以此來保證直流母線電壓不會超過系統設計上限。這種方法電路實現雖較為簡單，但缺點是所需物理器件較多，會增加硬件成本，同時，由于它是單點閾值開關控制型的，會使得電容電壓較難穩定，而且極易出現在閾值點附近來回震蕩的現象。

實用新型內容

鑒于上述，本實用新型的目的是針對現有技術的不足，提供一種風光互補獨立逆變電源的直流穩壓電路，以實現系統直流電壓的穩壓控制。

為完成本實用新型的目的，本實用新型采取的技術方案是：

一種風光互補獨立逆變電源的直流穩壓電路，包括卸載電阻、太陽能電池和風機電源、并聯于該電源兩端的穩壓電容，其特征在于：

所述卸載電阻與一個卸載功率管的輸出回路串聯后再并接在所述電源兩端；

該卸載功率管由一個電機控制芯片的PWM輸出信號控制。

所述電機控制芯片的PWM輸出端與所述卸載功率管的控制端之間串接由晶體管與分壓電路串聯構成的放大電路。

本實用新型所設計的直流穩壓電路，采用硬件電路和軟件控制相結合的方式，整個電源系統巧妙地借助一片電機專用控制芯片，利用其富裕的PWM輸出引腳，在產生逆變驅動信號的同時，借助軟件PI調節器的控制，合理驅動穩壓卸載功率管的導通時間，從而使得直流側電容電壓始終穩定在系統設計的上限電壓處。具有控制簡單，減少成本、系統不會出現直流過壓故障等優點。

附圖說明：

圖1是本實用新型的電路原理圖。

具體實施方式：

下面結合附圖對本實用新型作詳細說明。

本實用新型為一種風光互補獨立逆變電源的直流穩壓電路，如圖1所示，它包括卸載電阻R4、太陽能電池和風機電源U、并聯于該電源兩端的穩壓電容C，卸載電阻R4與卸載功率管Q3的輸出回路串聯后再并接在太陽能電池和風機電源U的兩端，卸載功率管Q3由一個電機控制芯片IC的PWM輸出信號控制。

電機控制芯片IC的PWM輸出端與卸載功率管Q3的控制端之間串接由晶體管與分壓電路串聯構成的放大電路。

其中：

電機控制芯片IC的PWM輸出端經電阻R3接晶體管Q1和Q2的基極，晶體管Q1和Q2的發射極并接，然后再經由R1和R2組成的電阻分壓電路接至卸載功率管Q3的控制端。為了增強電路驅動能力，Q1與Q2采用典型的推挽連接。

本實用新型的控制原理如下：

太陽能電池陣列的輸出能量UDC或風機輸出的能量經整流后接入系統。電機控制芯片IC中的軟件實時檢測直流母線電壓的大小，并將其與系統設計的直流電壓上限值進行比較，而后采用軟件PI調節控制的方法(即采用軟件編程的方法做一個標準的比例-積分調節器)，將調節量轉換為控制Q3功率管工作的脈寬量。若反饋的直流母線采樣電壓大于系統控制給定的上限值，則PI調節器的輸出值增大，并同時控制Q3導通工作的時間增長；若反饋的直流母線采樣電壓不大于系統控制給定的上限值，則PI調節器的輸出值減小，并同時控制Q3導通工作的時間減少。這樣當功率管Q3工作在開關狀態時，系統的直流母線側能量就會經卸載電阻R4、Q3形成回路。當Q3導通時，直流側輸入的能量就會經卸載電阻消耗掉；當Q3關斷時，直流側輸入能量則儲存在電解電容C中，從而實現逆變電源直流側電壓的穩定控制。