[實用新型]光伏水泵控制器

無效

• 申請號: 201020127447.2
• 申請日: 2010-03-10
• 公開（公告）號: CN201730811U
• 公開（公告）日: 2011-02-02
• 發明（設計）人: 莫岳平;叢進;張麗麗;江東流
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: F04B49/06
• 分類號: F04B49/06
• 代理公司: 南京中新達專利代理有限公司 32226
• 代理人: 孫鷗;朱杰

技術領域

本實用新型屬于太陽能光伏水泵控制技術領域，特別涉及一種光伏水泵控制器。?

背景技術

在無電力供應的農村和邊遠地區，灌溉需要電力供應。為此，發展出光伏發電技術，即采用光伏水泵控制系統合理地開發地下水資源，一定程度上解決了這些地區的飲水和農業用水問題，這將給這些地區帶來巨大生態和經濟效益。?

但是，由于光伏水泵系統總體價格比較昂貴，一定程度上阻礙了光伏水泵系統在農村和邊遠地區的推廣。價格偏高的主要原因是太陽能電池板和蓄電池的成本高，而太陽能電池板是必不可少的，隨著技術的發展價格已經有所下降。而蓄電池主要是在日照強烈時儲存能量，日照弱時釋放能量，但這對大部分邊遠地區沒什么實質意義，因為飲水和農業用水不是時時需要，不像電力需求那樣。另外，普通單個蓄電池價格比較高、使用年限也有限。?

太陽能電池發電效率目前還不算高，為了提高系統的整體效率，尋求最大功率輸出是一種好辦法。為了保證任意日照強度下，都具有最大輸出功率，則應使太陽能電池始終工作在最大功率點曲線上。如圖1所示，太陽能電池輸出特性曲線圖，根據太陽能電池輸出特性和最大功率點曲線特性。?

在本實用新型發明之前，目前常用最大功率跟蹤方式有：恒定電壓法(CVT)跟蹤、擾動觀察法(P&O)、增加電導法(INC)等。CVT控制簡單易實現，成本低，但隨著季節變化誤差比較大。P&O無需知道陣列特性，需要迭代過程，但系統無法穩定在最大功率點上。INC計算準確，很好的防止誤判，但需要高精度的電流電壓傳感器，成本較高。?

發明內容

本實用新型的目的就在于克服上述缺陷，研制一種光伏水泵控制器。?

本實用新型的技術方案是：?

光伏水泵控制器，其主要技術特征在于太陽能電池板輸出端分別接開關電源、DC/DC電路的輸入端，開關電源輸出端分別接控制單元、緩沖隔離器、過零比較電路、母線電壓電流檢測電路、溫度檢測電路、水位打干檢測電路，DC/DC電路輸出端接三相逆變橋的輸入端，三相逆變橋的輸出端分別接無刷直流電機、過零比較電路的輸入端，控制單元的輸出端分別接緩沖隔離器、通訊接口、液晶屏、指示燈的輸入端，緩沖隔離器的輸出端接功率驅動電路的輸入端，功率驅動電路的輸出端連接三相逆變橋電路的輸入端，過零比較電路、母線電壓電流檢測電路、溫度檢測電路、水位打干檢測電路、外圍電路的輸出端均接到控制單元的輸入端。?

本實用新型的優點和效果在于：?

1、利用太陽能電池將光能轉換為電能，從光伏陣列輸出能量，通過DC/DC變換器、三相逆變橋等將能量傳遞給無刷直流電機和水泵，將水提至蓄水池。?

2、采用一種DC/DC拓撲結構的硬件變換環節，并采用一種最大功率跟蹤算法--改進型的自適應爬山法，控制算法雖復雜但由電腦控制，且應用較為簡單，計算準確，能夠很好的實現最大功率輸出。?

3、應用于無蓄電池的光伏水泵系統，大大降低成本，需要蓄水池，適合日出而作、日落而息的工作方式，另外還具有操作簡單、維護方便等特點。?

4、具有智能保護功能，對過電流、過電壓、欠電壓、打干、溫度過高等問題能夠快速作出反應，及時保護控制器的安全。?

本實用新型實現了最大功率跟蹤功能，DC/DC電路還需與控制單元配合使用，實現最大功率跟蹤算法。?

本實用新型的其他優點和效果將在下面繼續說明。?

附圖說明

圖1——太陽能電池輸出特性曲線示意圖。?

圖2——本實用新型電路原理示意圖。?

圖3——本實用新型應用主程序流程示意圖。?

圖4——本實用新型中過零點比較電路原理示意圖。?

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型控制器作進一步說明。?

如附圖2所示：?

本實用新型主要由DC/DC電路2(Buck電路)、開關電源3、溫度檢測電路4、母線電壓電流檢測電路5、水位打干檢測電路6、控制單元16、外圍電路7、人機交互接口(指示燈及鍵盤8、液晶屏10)、通訊接口9、三相逆變橋11、功率驅動電路12、緩沖隔離器13、過零比較電路14組成。?