專利名稱：一種光伏照明逆變控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光伏照明逆變控制裝置。
背景技術(shù)：
隨著世界人口的持續(xù)增加、經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，世界的能源需求總量也正以驚人的速度全面增長(zhǎng)，而傳統(tǒng)的化石能源正日趨枯竭，能源危機(jī)已展現(xiàn)在人們面前。由于人類無(wú)節(jié)制、不合理的化石能源消耗帶來(lái)了資源的極大浪費(fèi)和生態(tài)環(huán)境惡化等一系列問(wèn)題，己成為威脅人類生存的重大問(wèn)題。面對(duì)資源和能源的短缺和日益惡化的生態(tài)環(huán)境，世界各國(guó)已清楚的認(rèn)識(shí)到，人類應(yīng)盡量減少對(duì)煤炭、石油等不可再生能源的開采和利用，大力發(fā)展清潔的可再生能源。清潔能源主要有太陽(yáng)能、地?zé)崮?、風(fēng)能、生物能等。其中，太陽(yáng)能是最主要的可再生清潔能源，以其清潔性、可再生性、全球分布普遍性越來(lái)越受到各國(guó)的關(guān)注與重視，利用太陽(yáng)能光伏轉(zhuǎn)換發(fā)電具有廣闊的發(fā)展前景。在全世界環(huán)保與節(jié)能的大環(huán)境下，由于照明消耗占整個(gè)電力消耗的12%，而路燈照明是通用照明中的重要領(lǐng)域，傳統(tǒng)的路燈照明采用本地電網(wǎng)供電，消耗大量電能，而采用太陽(yáng)能光伏發(fā)電照明技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用前景。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種光伏照明逆變控制裝置，其特征在于，包括:電源、脈沖寬度調(diào)制信號(hào)發(fā)生器、采樣器、過(guò)零比較器和逆變電路，所述電源與所述脈沖寬度調(diào)制信號(hào)發(fā)生器連接以為其提供穩(wěn)定的工作電壓，該脈沖寬度調(diào)制信號(hào)發(fā)生器的輸出端與所述逆變電路的輸入端連接，所述逆變電路的輸出端分別連接所述采樣器的輸入端和所述過(guò)零比較器的輸入端，所述采樣器的輸出端和所述過(guò)零比較器的輸出端分別連接所述脈沖寬度調(diào)制信號(hào)發(fā)生器的相應(yīng)輸入端，其中所述采樣器用于采樣所述逆變電路輸出的交流電壓和交流電流并將該采樣的交流電壓值和交流電流值輸出給所述脈沖寬度調(diào)制信號(hào)發(fā)生器；所述過(guò)零比較器用于對(duì)所述逆變電路輸出的交流電壓信號(hào)進(jìn)行過(guò)零檢測(cè)，得到與所述輸出的交流電壓信號(hào)同頻同相的方波信號(hào)并將其輸出給所述脈沖寬度調(diào)制信號(hào)發(fā)生器；所述脈沖寬度調(diào)制信號(hào)發(fā)生器根據(jù)所接收的所述采樣的交流電壓值和交流電流值以及所接收的所述方波信號(hào)，輸出經(jīng)調(diào)節(jié)的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)給所述逆變電路。本實(shí)用新型的光伏照明逆變控制裝置能夠提高將直流電逆變?yōu)榻涣麟姷男剩蟠鬁p少電力消耗。使用本實(shí)用新型的光伏照明逆變控制裝置來(lái)控制直流電源，例如蓄電池，在光照充足時(shí)，太陽(yáng)能電池板為蓄電池充電；在夜間，由本實(shí)用新型的光伏照明逆變控制裝置來(lái)將蓄電池輸出的直流電逆變?yōu)榻涣麟?，供路燈照明，大大減少電力消耗。由于采用太陽(yáng)能清潔能源，減少了環(huán)境污染，具有重要的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

[0007]圖1是本實(shí)用新型的光伏照明逆變控制裝置的示意性框圖；圖2是本實(shí)用新型的光伏照明逆變控制裝置中的逆變電路的示意性原理圖。
具體實(shí)施方式
圖1是本實(shí)用新型的光伏照明逆變控制裝置的示意性框圖，如圖1所示，本實(shí)用新型的光伏照明逆變控制裝置包括:電源、脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號(hào)發(fā)生器、采樣器、過(guò)零比較器和逆變電路，所述電源與所述PWM信號(hào)發(fā)生器連接以為其提供穩(wěn)定的工作電壓，該P(yáng)WM信號(hào)發(fā)生器的輸出端與所述逆變電路的輸入端連接，所述逆變電路的輸出端分別連接所述采樣器的輸入端和所述過(guò)零比較器的輸入端，所述采樣器的輸出端和所述過(guò)零比較器的輸出端分別連接所述PWM信號(hào)發(fā)生器的相應(yīng)輸入端。所述采樣器用于采樣所述逆變電路輸出的交流電壓和交流電流并將該采樣的交流電壓值和交流電流值輸出給所述PWM信號(hào)發(fā)生器。 所述過(guò)零比較器用于對(duì)所述逆變電路輸出的交流電壓信號(hào)進(jìn)行過(guò)零檢測(cè)，得到與所述輸出的交流電壓信號(hào)同頻同相的方波信號(hào)并將其輸出給所述PWM信號(hào)發(fā)生器。所述逆變電路輸出的交流電的波形為正弦波，當(dāng)波形為正弦波的電壓信號(hào)輸入到過(guò)零比較器時(shí)，當(dāng)輸入的正弦波波形為大于零的上半部分時(shí)，該過(guò)零比較器的輸出均為高電平，這里例如為3.3V，當(dāng)輸入的正弦波波形為小于零的下半部分時(shí)，該過(guò)零比較器的輸出均為低電平，這里例如為0V。此時(shí)，該過(guò)零比較器的輸出信號(hào)為與所述輸出的交流電壓信號(hào)同頻同相的方波信號(hào)。所述PWM信號(hào)發(fā)生器用于輸出脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號(hào)給所述逆變電路。所述PWM信號(hào)發(fā)生器根據(jù)所接收的所述采樣的交流電壓值和交流電流值以及所接收的所述方波信號(hào)，輸出經(jīng)調(diào)節(jié)的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)給所述逆變電路。具體而言，所述PWM信號(hào)發(fā)生器接收來(lái)自所述采樣器的交流電壓值和交流電流值(均為模擬信號(hào))并將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，將該電壓值和電流值分別與負(fù)載的額定電壓值和額定電流值進(jìn)行比較。當(dāng)采樣的電壓值和電流值之一或此二者大于等于相對(duì)應(yīng)的額定值的15%時(shí)，所述PWM信號(hào)發(fā)生器輸出占空比減小的P麗信號(hào)給所述逆變電路，以使得所述逆變電路輸出的交流電壓和/或交流電流減小，以致等于或者基本等于負(fù)載的額定電壓值和/或額定電流值；當(dāng)采樣的電壓值和電流值之一或此二者小于相對(duì)應(yīng)的額定值的15%時(shí)，則所述PWM信號(hào)發(fā)生器輸出占空比增大的PWM信號(hào)給所述逆變電路，以使得所述逆變電路輸出的交流電壓和/或交流電流增大，以致等于或者基本等于負(fù)載的額定電壓值和/或額定電流值。在這里，所述負(fù)載是照明燈。所述PWM信號(hào)發(fā)生器還通過(guò)接收來(lái)自所述過(guò)零比較器輸出的方波信號(hào)來(lái)識(shí)別所述逆變電路輸出的交流電的頻率。例如，所述PWM信號(hào)發(fā)生器可以通過(guò)檢測(cè)接收的方波信號(hào)的兩個(gè)相鄰上升沿信號(hào)，然后結(jié)合在其內(nèi)部的計(jì)數(shù)器來(lái)識(shí)別該方波信號(hào)的頻率。例如，在這兩個(gè)相鄰上升沿的時(shí)刻分別讀出計(jì)數(shù)器的數(shù)值，其差值為方波信號(hào)的周期。由于所述過(guò)零比較器輸出的方波信號(hào)與所述逆變電路輸出的交流電壓信號(hào)同頻同相，所以所識(shí)別的該方波信號(hào)的周期即為也為所述逆變電路輸出的交流電的周期，這也就得到了所述逆變電路輸出的交流電的頻率。當(dāng)檢測(cè)到的所述逆變電路輸出的交流電的頻率不是額定頻率，則所述PWM信號(hào)發(fā)生器調(diào)整輸出PWM信號(hào)的頻率，從而改變所述逆變電路輸出的交流電的頻率，使其最終鎖定為額定頻率。在這里額定頻率為50Hz。上述的逆變電路可以根據(jù)實(shí)際需求設(shè)計(jì)不同的電路結(jié)構(gòu)。圖2示意性示出了本實(shí)用新型的光伏照明逆變控制裝置中的逆變電路的一個(gè)實(shí)例。如圖2所示，本實(shí)用新型的逆變電路包括分別由兩對(duì)絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)組成的兩個(gè)單相逆變橋，和由電感器和電容器組成的濾波電路。具體而言，第一 IGBT1、第二IGBT2、第一二極管3和第二二極管4組成一個(gè)單相逆變橋，第一二極管3和第二二極管4為續(xù)流二極管；第三IGBT5、第四IGBT6、第三二極管7和第四二極管8組成另一個(gè)單相逆變橋，第三二極管7和第四二極管8為續(xù)流二極管；電感器9和電容器10組成所述濾波電路。所述PWM信號(hào)發(fā)生器輸出的P麗信號(hào)直接驅(qū)動(dòng)IGBT，使得由兩對(duì)IGBT組成的兩個(gè)單相逆變橋交替導(dǎo)通，相位差為180°，從而輸出同頻率的正弦波。而所述濾波電路濾除單相逆變橋輸出的電流中的諧波，提高了輸出的交流電的質(zhì)量。本實(shí)用新型的光伏照明逆變控制裝置能夠提高將直流電逆變?yōu)榻涣麟姷男?，大大減少電力消耗。
權(quán)利要求1.一種光伏照明逆變控制裝置，其特征在于，包括:電源、脈沖寬度調(diào)制信號(hào)發(fā)生器、采樣器、過(guò)零比較器和逆變電路，所述電源與所述脈沖寬度調(diào)制信號(hào)發(fā)生器連接以為其提供穩(wěn)定的工作電壓，該脈沖寬度調(diào)制信號(hào)發(fā)生器的輸出端與所述逆變電路的輸入端連接，所述逆變電路的輸出端分別連接所述采樣器的輸入端和所述過(guò)零比較器的輸入端，所述采樣器的輸出端和所述過(guò)零比較器的輸出端分別連接所述脈沖寬度調(diào)制信號(hào)發(fā)生器的相應(yīng)輸入端，其中所述采樣器用于采樣所述逆變電路輸出的交流電壓和交流電流并將該采樣的交流電壓值和交流電流值輸出給所述脈沖寬度調(diào)制信號(hào)發(fā)生器；所述過(guò)零比較器用于對(duì)所述逆變電路輸出的交流電壓信號(hào)進(jìn)行過(guò)零檢測(cè)，得到與所述輸出的交流電壓信號(hào)同頻同相的方波信號(hào)并將其輸出給所述脈沖寬度調(diào)制信號(hào)發(fā)生器；所述脈沖寬度調(diào)制信號(hào)發(fā)生器根據(jù)所接收的所述采樣的交流電壓值和交流電流值以及所接收的所述方波信號(hào)，輸出經(jīng)調(diào)節(jié)的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)給所述逆變電路。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種光伏照明逆變控制裝置，其特征在于，包括電源、脈沖寬度調(diào)制信號(hào)發(fā)生器、采樣器、過(guò)零比較器和逆變電路，所述電源與所述脈沖寬度調(diào)制信號(hào)發(fā)生器連接以為其提供穩(wěn)定的工作電壓，該脈沖寬度調(diào)制信號(hào)發(fā)生器的輸出端與所述逆變電路的輸入端連接，所述逆變電路的輸出端分別連接所述采樣器的輸入端和所述過(guò)零比較器的輸入端，所述采樣器的輸出端和所述過(guò)零比較器的輸出端分別連接所述脈沖寬度調(diào)制信號(hào)發(fā)生器的相應(yīng)輸入端。
文檔編號(hào)H02M7/537GK202949376SQ201220704779
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月18日
發(fā)明者仝步升, 王啟銀, 張宏偉 申請(qǐng)人:山西省電力公司大同供電分公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司