[發明專利]太陽能蓄電池放電裝置

無效

• 申請號: 201310529266.0
• 申請日: 2013-10-30
• 公開（公告）號: CN103595093A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 高顯揚;呂華平
• 申請（專利權）人: 江蘇綠揚電子儀器集團有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02M3/335
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種蓄電池放電裝置，尤其涉及一種太陽能領域的蓄電池放電裝置。

背景技術

在現代光伏發電系統中，由于光伏電池受到光照強度、光伏電池結溫等因素的影響，光伏電池輸出功率將會隨之變化。為充分利用光伏能源、擴大光伏發電系統的應用范圍，對光伏能源實行能源管理策略：當光伏電池輸出能量大于外電網需求時，對蓄電池進行充電，對剩余的電能進行存儲，存儲在蓄電池中的電能一方面可以經變換電路后作為輔助電源為光伏發電系統中的控制與操作模塊提供工作電壓；另一方面可以在光伏輸出功率不足時，如陰雨天、夜晚等缺乏光照條件，將光伏電池輸出的低壓直流電轉換為高壓直流電，由逆變單元將其轉換為與外電網電壓幅值、頻率和相位相同的交流電后輸出給外電網；同時，考慮到蓄電池放電電流對蓄電池使用壽命的影響，必須對蓄電池的輸出電流加以限制，對蓄電池使用壽命進行保護。所以，在光伏發電系統中設計可靠、合理的蓄電池放電單元極為必要。

發明內容

本發明的技術效果能夠克服上述缺陷，提供一種太陽能蓄電池放電裝置，其提高了電池的利用率和使用壽命。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：其包括主電路單元、驅動單元、保護單元、控制單元和輔助電源，主電路單元分別與驅動單元、保護單元、控制單元電連接，驅動單元、保護單元分別電連接輔助電源。

針對光伏電池發電系統關鍵組成部分蓄電池放電模塊的設計，放電模塊的主要功能是在光伏電池方陣輸出功率小于外電網需求時，對蓄電池進行放電處理，通過直直變換電路，將幅值相對較低的蓄電池輸出直流電壓轉換為幅值相對較高的直流電壓，向逆變器輸出，最終經逆變器將此高電壓轉換為符合頻率和幅度等要求的交流電壓。此外，放電控制器必須具有防止蓄電池深度放電的功能。

所述的主電路是實現占空比調節輸出電壓的執行單元，將放電模塊輸入端蓄電池輸出的低壓直流電轉換為幅值相對較高的高壓直流電輸出，主電路單元包括直交變換電路、升壓電路、整流電路和濾波輸出電路，主電路采用基于PPFC的新型組合式推挽直直變換器拓撲結構，將四個獨立且參數次相同的推挽正激變換器采用原邊并聯、副邊繞組異名端串聯的方式進行連接，以達到在滿足輸出功率的同時，通過對功率電流進行并聯分流，減小流過單個開關管中功率電流值和實現直流升壓的。

所述的驅動單元包括信號調理電路、保護功能電路、放大隔離電路與穩壓輸出電路，其中信號調理電路對控制板輸出的兩路25KHz、幅度為0～5V的PWM波信號轉換為0V～+15V的PWM控制信號放大輸出功能，同時通過對控制單元輸出的PWM控制信號的預處理，盡可能的濾除控制信號中的毛刺；保護功能電路根據保護電路輸出狀態，對驅動信號進行使能控制；驅動電路具有負電壓關斷信號的輸出能力；穩壓輸出電路穩定驅動電路輸出電壓范圍。

所述的保護單元實現在過壓、過流、欠壓情況下對主電路進行保護，其包括輸入信號采樣電路、準電壓產生電路、比較電路、鎖存輸出電路，其中輸入信號采樣電路：將電路中某一電量信息轉換為0～5V的電壓值，并將轉換后的電壓值輸出給比較電路，從而實現對該電量信息的監控；基準電壓產生電路：設置比較電路中的基準比較值，該值表示電壓、電流上限值或下限值，實現電量信息的范圍限制；比較電路：當輸入信號采樣電路輸出的電壓值大于或小于基準電壓產生電路所設置的上限或下限時，比較電路將輸出保護電平，使鎖存電路鎖存輸出，實現對電路的保護；鎖存輸出電路：對從比較電路輸出的保護電平進行鎖存處理，使保護電路在進入鎖存狀態后，向驅動單元持續輸出低電平保護信號，待保護電平復位后重新進入待保護狀態。

所述的控制單元包括控制模塊、緩沖輸出電路、采樣調理電路，控制模塊分別與緩沖輸出電路、采樣調理電路電連接，所述的控制模塊，對AD端口輸入電壓進行采樣，并以此為根據，通過控制算法對采樣值進行處理，控制器向主電路開關管控制極引腳輸出特定占空比的開關控制信號，控制放電模塊輸出電壓；所述的采樣調理電路：實現對各種電參量的采樣，并將采樣信號進行限幅，濾除的由于電磁環境和開關管導通關斷在濾除采樣信號中形成的毛刺，保證輸入到AD轉換器的采樣信號介于0～3.3V之間；所述的緩沖輸出電路：提高控制模塊輸出0～3.3V的PWM控制信號幅度。

所述的控制模塊包括PWM發生模塊、數字PI調節器、AD轉換模塊、I/O接口電路。

本發明的蓄電池放電模塊解決了以下設計難點：高功率輸出，寬范圍電壓輸入，蓄電池高輸出電流。

附圖說明

圖1為本發明的模塊結構示意圖；

圖2為本發明的主電路單元組成框圖；