專利名稱:一種高原型的光伏控制逆變一體裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種高原型的光伏控制逆變一體裝置，包括裝置外殼、設(shè)置在裝置外殼上的太陽能輸入接口和電源輸出接口，設(shè)置在裝置外殼內(nèi)的蓄電池和電路板，所述電路板包括充電控制電路、全橋架構(gòu)電路、濾波變壓電路和檢測電路。有益效果是：本實(shí)用新型首先提供一種適應(yīng)高原環(huán)境的光伏控制逆變一體裝置，實(shí)現(xiàn)了將太陽能能量轉(zhuǎn)換為可供人們生產(chǎn)生活使用的交流電源，而且更是具備太陽能能量的最大化使用，產(chǎn)品的高可靠性，更加考慮了高原常年氣溫低、氣壓低、空氣稀薄、干燥以及日夜溫差大等環(huán)境因素。
【專利說明】一種高原型的光伏控制逆變一體裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及太陽能電池【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地涉及一種太陽能光伏控制逆變一體
目.0

【背景技術(shù)】
[0002]光伏產(chǎn)業(yè)，即太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)。說到太陽能，人們可能大多想到的就是安裝在房頂?shù)奶柲軣崴鳎鋵?shí)太陽能光伏發(fā)電正在向我們的現(xiàn)實(shí)生活中走來。光伏發(fā)電作為一種環(huán)保型的能源產(chǎn)業(yè)，具有高度的清潔性、絕對(duì)的安全性、普遍的實(shí)用性和資源的充足性。從我國未來社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略路徑看，發(fā)展太陽能光伏產(chǎn)業(yè)是我國保障能源供應(yīng)、建設(shè)低碳社會(huì)、推動(dòng)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整、培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要方向?！笆濉逼陂g，我國光伏產(chǎn)業(yè)將繼續(xù)處于快速發(fā)展階段，同時(shí)面臨著大好機(jī)遇和嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，由于高原氣候等因素影響對(duì)光伏控制逆變一體的要求更加嚴(yán)格。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]為此，本實(shí)用新型的目的是提供一種適應(yīng)高原環(huán)境的光伏控制逆變一體裝置。
[0004]于是，本實(shí)用新型提供了以下技術(shù)方案:一種高原型的光伏控制逆變一體裝置，包括裝置外殼、設(shè)置在裝置外殼上的太陽能輸入接口和電源輸出接口，設(shè)置在裝置外殼內(nèi)的蓄電池和電路板，所述電路板包括充電控制電路、全橋架構(gòu)電路、濾波變壓電路和檢測電路，所述太陽能輸入接口連接所述充電控制電路，所述充電控制電路連接所述蓄電池，所述蓄電池輸出端經(jīng)全橋架構(gòu)電路連接所述濾波變壓電路，所述電源輸出接口連接所述濾波變壓電路的輸出端，所述檢測電路連接所述全橋架構(gòu)電路。
[0005]具體地，所述檢測電路經(jīng)SPWM產(chǎn)生電路連接所述全橋架構(gòu)電路。
[0006]具體地，所述電路板還包括輸入電壓取樣電路和輸出電壓取樣電路，所述輸入電壓取樣電路由所述蓄電池的輸出端接入所述檢測電路，所述輸出電壓取樣電路由所述濾波變壓電路的輸出端接入所述檢測電路。
[0007]具體地，所述檢測電路還連接有輸出功率取樣電路和濕度檢測電路。
[0008]具體地，所述裝置外殼內(nèi)由上箱體和下箱體組成，所述電路板設(shè)置在所述上箱體，所述蓄電池設(shè)置在下箱體。
[0009]具體地，所述電路板的電氣間隙設(shè)置為:一次側(cè)交流部分對(duì)直流部分^ 2.6mm ;一次側(cè)直流地對(duì)大地多3.3mm ;一次側(cè)部分對(duì)二次側(cè)部分多5.2mm ;二次側(cè)部分之電氣間隙^ 0.8mm ;二次側(cè)地對(duì)大地^ 1.3mm。
[0010]具體地，所述電路板的爬電距離按:一次側(cè)交流部分對(duì)直流部分多2.6mm ;一次側(cè)直流地對(duì)地彡5.2mm ;一次側(cè)部分對(duì)二次側(cè)部分彡8.5mm ;二次側(cè)部分之間彡0.7mm ;二次側(cè)地對(duì)大地彡2.6mm ;變壓器兩級(jí)間彡10.5mm。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型首先提供一種適應(yīng)高原環(huán)境的光伏控制逆變一體裝置，實(shí)現(xiàn)了將太陽能能量轉(zhuǎn)換為可供人們生產(chǎn)生活使用的交流電源，而且更是具備太陽能能量的最大化使用，產(chǎn)品的高可靠性，更加考慮了高原常年氣溫低、氣壓低、空氣稀薄、干燥以及日夜溫差大等環(huán)境因素。

【附圖說明】

[0012]圖1為實(shí)施例光伏控制逆變一體裝置的外觀圖。
[0013]圖2為實(shí)施例光伏控制逆變一體裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖3為實(shí)施例光伏控制逆變一體裝置的原理框圖。
[0015]圖4為實(shí)施例充電控制電路的電路圖。
[0016]圖5為實(shí)施例全橋架構(gòu)電路的電路圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面，結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。顯然，所描述的實(shí)例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出任何創(chuàng)造性勞動(dòng)所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)范圍。
[0018]本實(shí)施例光伏控制逆變一體裝置外觀圖參看附圖1，包括裝置外殼1、檢修門2、交流電能表3、液晶顯不屏4、LED指不燈5、開關(guān)機(jī)鍵6和應(yīng)急啟動(dòng)開關(guān)7。
[0019]本實(shí)施例光伏控制逆變一體裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖參看附圖2，包括裝置外殼1，裝置外殼I上設(shè)置有太陽能輸入接口 11和電源輸出接口 12，裝置外殼I內(nèi)由上箱體和下箱體組成，電路板8設(shè)置在上箱體內(nèi)，蓄電池(圖中未示出)設(shè)置在下箱體，圖中9為濾波變壓電路的主變壓器，10為電路板的主控控制部分。
[0020]因高原地區(qū)氣候干燥，且多沙塵，空氣中的含塵量是低海拔地區(qū)的5?15倍，本實(shí)施例中，裝置外殼內(nèi)采用上下兩層結(jié)構(gòu)、模塊化設(shè)計(jì)，防塵化設(shè)計(jì)。其中及時(shí)數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)分析采用LED和液晶技術(shù)，內(nèi)部承重和外部殼體采用鈑金和不銹鋼環(huán)保材料，符號(hào)國家“節(jié)能減排”的號(hào)召。特別是防塵、電磁輻射、安規(guī)方面均符合國家強(qiáng)制性認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，極大方便了戶外應(yīng)急用電使用需求。尤為重要的是防塵設(shè)計(jì)有利于在高原地區(qū)減少PCB板面塵土堆積，有利于整機(jī)性能的提升和內(nèi)部的散熱。
[0021]因高原地區(qū)晝夜溫差大，線材、塑膠件等器材容易出現(xiàn)老化現(xiàn)象，本實(shí)施例中所用線材和塑膠件都使用防老化原材料定制，這樣有效控制因高原氣候的晝夜溫差導(dǎo)致機(jī)器內(nèi)部器材過早老化。塑膠制品制作前期添加防老化的助劑，另外再增加涂層和防護(hù)膜的物理防護(hù)的方法防止塑膠過早老化，其它器材方面都使用耐高原氣候的電子元件，或是選用耐壓及電流更大的電子元件。
[0022]本實(shí)施例光伏控制逆變一體裝置的原理框圖參看附圖3，包括太陽能電池、充電控制電路、全橋架構(gòu)電路、濾波變壓電路和檢測電路，太陽能電池通過太陽能輸入接口連接充電控制電路，充電控制電路連接蓄電池，蓄電池輸出端經(jīng)全橋架構(gòu)電路連接濾波變壓電路，電源輸出接口連接濾波變壓電路的輸出端，檢測電路經(jīng)SPWM產(chǎn)生電路連接全橋架構(gòu)電路。所述檢測電路還連接有輸入電壓取樣電路和輸出電壓取樣電路，輸入電壓取樣電路由蓄電池的輸出端接入檢測電路，輸出電壓取樣電路由濾波變壓電路的輸出端接入檢測電路。檢測電路還連接有輸出功率取樣電路和濕度檢測電路。
[0023]由于低氣壓時(shí)的低空氣密度使空氣介電強(qiáng)度，空氣冷卻效應(yīng)以及電弧間隙間空氣介質(zhì)強(qiáng)度降低，每升高1000米，絕緣強(qiáng)度降低8?15%。因此，本實(shí)施例通過增加高低壓電路間安全間距來保證逆變器交直流間的絕緣強(qiáng)度。為保證在高原地區(qū)PCB板的絕緣強(qiáng)度，本實(shí)施例中，內(nèi)部PCB電路板的電氣間隙按:一次側(cè)交流對(duì)直流部分多2.6mm ;一次側(cè)直流地對(duì)大地彡3.3mm( 一次側(cè)浮接地對(duì)大地)；一次側(cè)部分對(duì)二次側(cè)部分彡5.2mm ;二次側(cè)部分之電隙間隙彡0.8mm ;二次側(cè)地對(duì)大地彡1.3_。在決定間隙是否符合要求前，內(nèi)部零件應(yīng)先施于1N力，外殼施以30N力，以減少其距離，使確認(rèn)為最差情況下，空間距離仍符合規(guī)定。爬電距離按:一次側(cè)交流部分對(duì)直流部分多2.6mm ;一次側(cè)直流地對(duì)地多5.2mm ;一次側(cè)對(duì)二次側(cè)彡8.5mm，間距< 8.5mm開槽；二次側(cè)部分之間彡0.7mm ;二次側(cè)地對(duì)大地彡2.6mm以上；變壓器兩級(jí)間彡10.5mm以上。
[0024]由于環(huán)境溫度會(huì)隨海拔上升而降低，但是空氣會(huì)變稀薄，會(huì)對(duì)逆變器的散熱有一定的影響，每升高1000米，溫升要增加3?10%，本實(shí)施例可通過提高整機(jī)逆變效率和加大功率器件的散熱器來解決此問題。
[0025]本實(shí)施例中，充電控制電路采用MPPT太陽能控制器，其電路圖如圖4所示，通過DC/DC變換器(BUCK拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用同步整流方式)，通過最大功率跟蹤算法尋找最大功率點(diǎn)并使太陽能電池最大功率輸出。其中一路連接直流母線，太陽能源直接逆變成交流提供負(fù)載使用，另一路連接蓄電池組，太陽能源對(duì)蓄電池組進(jìn)行充電，保證電池始終處于最佳工作狀態(tài)，另一路連接直流負(fù)載，直接驅(qū)動(dòng)直流負(fù)載，有效提高能源利用率，其最大跟蹤效率達(dá)99%。
[0026]本身實(shí)施例中，內(nèi)部逆變單元采用工頻全橋式逆變架構(gòu)，全橋架構(gòu)電路的電路圖如圖5所示，全橋電路兩側(cè)的四個(gè)橋臂由全可控開關(guān)器件組成，經(jīng)過隔離變壓器輸出交流電源，其中在直流母線負(fù)極串接的勵(lì)磁電抗由超微晶磁芯材料設(shè)計(jì)，通過對(duì)勵(lì)磁電抗的調(diào)整，能有效降低空載時(shí)的勵(lì)磁電流，其逆變單元逆變轉(zhuǎn)換效率為91 %，該逆變單元電路結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、實(shí)用性強(qiáng)，可以廣泛運(yùn)用于各種工頻逆變器電路中，在提高逆變效率的同時(shí)，能夠減小在同等負(fù)載條件下蓄電池的放電電流，延長蓄電池的使用壽命。
[0027]普通空氣對(duì)流散熱的器件在海拔升高時(shí)，由于空氣的氣壓減小，空氣密度減小，散熱能力減弱。每升高1000米，溫升要增加3?10%。本實(shí)用新型通過提高整機(jī)逆變效率，降低空載運(yùn)行電流。在低海拔地區(qū)效率為85%，空載電流不超過額定輸入電流的3%。而在高海拔地區(qū)效率為91%，空載電流不超過額定輸入電流的1.2%。
[0028]高原地區(qū)氣候干燥，且多沙塵，空氣中的含塵量是低海拔地區(qū)的5?15倍，長期使用易造成PCB板面塵土堆積，本實(shí)用新型通過分體型機(jī)箱設(shè)計(jì)，將控制機(jī)箱與電池機(jī)箱分開。在方便用戶更換電池的同時(shí)起到箱體密封防塵的作用。
[0029]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高原型的光伏控制逆變一體裝置，包括裝置外殼、設(shè)置在裝置外殼上的太陽能輸入接口和電源輸出接口，設(shè)置在裝置外殼內(nèi)的蓄電池和電路板，其特征在于:所述電路板包括充電控制電路、全橋架構(gòu)電路、濾波變壓電路和檢測電路，所述太陽能輸入接口連接所述充電控制電路，所述充電控制電路連接所述蓄電池，所述蓄電池輸出端經(jīng)全橋架構(gòu)電路連接所述濾波變壓電路，所述電源輸出接口連接所述濾波變壓電路的輸出端，所述檢測電路連接所述全橋架構(gòu)電路。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高原型的光伏控制逆變一體裝置，其特征在于:所述檢測電路經(jīng)SPWM產(chǎn)生電路連接所述全橋架構(gòu)電路。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高原型的光伏控制逆變一體裝置，其特征在于:所述電路板還包括輸入電壓取樣電路和輸出電壓取樣電路，所述輸入電壓取樣電路由所述蓄電池的輸出端接入所述檢測電路，所述輸出電壓取樣電路由所述濾波變壓電路的輸出端接入所述檢測電路。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高原型的光伏控制逆變一體裝置，其特征在于:所述檢測電路還連接有輸出功率取樣電路和濕度檢測電路。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高原型的光伏控制逆變一體裝置，其特征在于:所述裝置外殼內(nèi)由上箱體和下箱體組成，所述電路板設(shè)置在所述上箱體，所述蓄電池設(shè)置在下箱體。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高原型的光伏控制逆變一體裝置，其特征在于:所述電路板的電氣間隙設(shè)置為:一次側(cè)交流部分對(duì)直流部分^ 2.6mm ；一次側(cè)直流地對(duì)大地^ 3.3mm ；一次側(cè)部分對(duì)二次側(cè)部分多5.2mm ;二次側(cè)部分之電氣間隙多0.8mm ;二次側(cè)地對(duì)大地^ 1.3mmο7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高原型的光伏控制逆變一體裝置，其特征在于:所述電路板的爬電距離按:一次側(cè)交流部分對(duì)直流部分彡2.6mm ;一次側(cè)直流地對(duì)地彡5.2mm ;一次側(cè)部分對(duì)二次側(cè)部分彡8.5mm ;二次側(cè)部分之間彡0.7mm ;二次側(cè)地對(duì)大地彡2.6mm ;變壓器兩級(jí)間^ 10.5mm。
【文檔編號(hào)】H02S40-32GK204290462SQ201420757714
【發(fā)明者】熊蕓 [申請(qǐng)人]深圳市金三科電子有限公司