專利名稱：太陽能光電池電源變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種將直流變?yōu)榻涣鞯碾娫醋儞Q器，特別是一種將太陽能光電池作為直流電源的可控硅靜態(tài)電源變換器。
市售的交、直流逆變器多用作供電地區(qū)停電時小型應(yīng)急的電源，當(dāng)作為直流變?yōu)榻涣鞯淖儞Q器使用時，輸入直流電壓不可調(diào)。CN8520379U中提供的一種不中斷供電的可控硅可逆變換裝置，功率較大，仍以蓄電池作為直流供電電源。這類逆變裝置只能在直流電壓恒定的場合使用。
本實用新型的目的是提供一種改進的可控硅靜態(tài)變換器，將太陽能光電池產(chǎn)生的直流電為交流電。
為實現(xiàn)本實用新型的任務(wù)，采用以下技術(shù)措施在常規(guī)的可控硅逆變裝置的電路中1、采用若干個電容C1－C3，取代原電路中用單一電容作為可控硅SCR1，SCR2的換向電容C′，電容C1－C3的一端經(jīng)多刀單連接單動開關(guān)K7與可控硅SCR1連接，兩個可控硅SCR1，SCR2又分別經(jīng)兩個選擇開關(guān)K3，K4與輸出變壓器線圈的一組若干個對稱抽頭連接；2、上述輸出變壓器的具有對稱抽頭組的線圈中還設(shè)有另一組對稱抽頭，分別經(jīng)選擇開關(guān)K5，K6與二極管D1，D2連接；3、上述輸出變壓器線圈與開關(guān)K3－K6連接的兩組對稱抽頭的每一個單元具有與可控硅換向電容個數(shù)相同的抽頭數(shù)；4、上述開關(guān)K3－K6為4層4刀多擲全連動分接式開關(guān)；5、采用一個帶抽頭的電感元件L，取代原有的不帶抽頭的電感元件L′，電感元件L的抽頭數(shù)與上述換向電容數(shù)相同，這些抽頭經(jīng)單刀多擲單動開關(guān)K8與線路連接。
由于本實用新型的設(shè)計是將太陽能光電池作為電源變換器的直流電源，而太陽能光電池板的輸出電壓受光照的強弱影響變化，常規(guī)逆變器在這種條件下不能正常工作，甚至根本不能工作，因為變換器不但要保證輸出交流電壓的相對穩(wěn)定，還要考慮可控硅觸發(fā)導(dǎo)通及關(guān)斷的正常工作。換向電容C及電感元件L的數(shù)值與可控硅的關(guān)斷時間toff及工作參數(shù)Im，Emax，Emin有關(guān)，即C正比于Im·toff／Emin及L正比于Emax·toff／Im(Im為換向電路中電流最大值，Emax、Emin分別為直流電源的最大值、最小值)。本實用新型可使若干個電容并連，以適應(yīng)Emin的減少；或改變電感元件L的抽頭位置，以適應(yīng)Emax的變化，顯然輸出變壓器的兩組抽頭不但可在輸入電壓變化條件下保證輸出交流電壓的相對恒定，還能維持換向電容經(jīng)二極管放電換向回路的正常工作。
太陽能光電池板價格雖輕高，但是由太陽能光電池與本實用新型組成的供電電源，使用壽命長而幾乎不用維修，用它們驅(qū)動電機取代柴油機動力系統(tǒng)可省下日益緊缺的燃油、潤滑油以及折舊費、維修費和操作維護費用，并且無空氣污染，具有顯著經(jīng)濟效益和社會效益，特別是在光照充足的北方地區(qū)，效益更明顯。
下面以附圖和實施例對本實用新型作進一步說明

圖1是本實用新型主電路圖。
圖2是典型的常規(guī)可控硅逆變器主電路圖。
圖3是換向電路工作原理圖。
圖2來自CN8520379U的附圖，該電路使用一個關(guān)斷電容C′和不帶抽頭的電感元件L′，輸出變壓器B′的輸入端也不帶多個抽頭。圖1所示的線路是對圖2的一種改進。圖中電容C1－C3一端經(jīng)三刀單連接單動開關(guān)K7與可控硅SCR1的陽極連接，另一端并接與SCR2陽極連接。改變開關(guān)K7的位置，可使電容C1單獨地與SCR1，SCR2連接，或者使電容C1與C2，C1與C2、C3并聯(lián)后與兩可控硅連接，從而使可控硅SCR1、SCR2在工作電壓E變化時，確保關(guān)斷時間toff。電感元件L具有若干抽頭，這些抽頭經(jīng)單刀多擲開關(guān)K8與線路連接，改變電感元件L的電抗，以適應(yīng)E的變化。輸出變壓器B設(shè)有兩組對稱抽頭，這是本實用新型與常規(guī)電路又一個不同之處，為保證變壓器B輸出電壓的相對恒定，在輸入電壓變化時經(jīng)開關(guān)K3、K4改變抽頭位置，同時二極管D1、D2經(jīng)開關(guān)K5、K6與另一組對稱抽頭連接，K3－K6是四層四刀多擲全連動開關(guān)，使K3－K4抽頭與K5－K6抽頭聯(lián)動調(diào)節(jié)。這種連接能使可控硅經(jīng)電感元件L、二極管D1或D2以及變壓器B構(gòu)成的放電回路的特性，即控制放電速率得到保證。
下面以圖3說明。
圖3為SCR2觸發(fā)后換向電路狀態(tài)，此時SCR1已被C上的反向電壓經(jīng)SCR2關(guān)斷。關(guān)斷后，電容C經(jīng)SCR2和L反充電，使電感元件L下＋上－，二極管D2導(dǎo)通，電流經(jīng)變壓器B部分線圈GH形成回路，產(chǎn)生感應(yīng)電勢，直至F點電壓低于G點，二極管D2關(guān)斷，然后電容C經(jīng)線圈H′H充電。從上分析可知換向電容C、電感L的數(shù)值以及換向回路線圈GH必須適應(yīng)工作電壓E，換向電流I(即Emax、Emin及Im)的變化，以保證可控硅的可靠關(guān)斷及換向電容的正常工作，圖1線路中的改進正適應(yīng)這一需要。
本實施例中變壓器B采用自耦式線圈，與常規(guī)初、次級互感線圈方式相比，變壓器效率較高，使用相同的材料可獲得更高輸出功率。
圖1中還設(shè)有普通蓄電池E2，經(jīng)開關(guān)K2，與光電池E1連接，必要時利用光電池E1對蓄電池E2充電；無光照時將蓄電池E2作為電源，供變換器工作，可滿足小功率家用電器的需要。
可控硅觸發(fā)器可采用常規(guī)的半導(dǎo)體或集成塊構(gòu)成的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路。發(fā)光二極管D經(jīng)電阻R與光電池E1連接，作為光電池E1工作指示，交、直流電壓表提供變換器的工作參數(shù)，作為開關(guān)K3－K8的調(diào)節(jié)選擇依據(jù)。
權(quán)利要求1.一種可控硅靜態(tài)變換器，由直流電源，可控硅觸發(fā)器，可控硅開關(guān)電路和輸出變壓器組成，其特征在于a、主直流電源是太陽能光電池E1；b、可控硅開關(guān)電路中的換向電容由若干個電容C1-C3經(jīng)多刀單連接單動開關(guān)K7與可控硅連接；c、輸出變壓器B的輸入線圈上設(shè)有兩組多抽頭的對稱抽頭對，每個單元的抽頭數(shù)與上述電容個數(shù)相同，一組抽頭對經(jīng)開關(guān)K3、K4分別與兩個可控硅連接，另一組經(jīng)開關(guān)K5、K6分別與二極管D1、D2連接，K3-K6是四層四刀多擲全連動開關(guān)；d、可控硅開關(guān)電路中的電感元件L設(shè)有若干個抽頭，抽頭數(shù)與上述電容個數(shù)相同，經(jīng)選擇開關(guān)K8與線路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控硅靜態(tài)變換器，其特征是所述的輸出變壓器是自耦式變壓器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控硅靜態(tài)變換器，其特征是所述的直流電源還包括一個蓄電池E2，經(jīng)開關(guān)K2與光電池E1和逆變器電路連接。
專利摘要本實用新型涉及一種逆變裝置，特別是一種將太陽能光電池作為直流電源的可控硅逆變裝置。該裝置的逆變電路采用一組電容經(jīng)開關(guān)與可控硅連接，還采用一個帶抽頭的電感元件，使電路的電容、電感可調(diào)；輸出變壓器的輸入部分為兩組多抽頭的對稱抽頭對，使直流電壓變化時保證逆變器正常工作。本實用新型可將太陽能轉(zhuǎn)化為交流供電電源，取代農(nóng)村廣泛使用的小型柴油動力系統(tǒng)，并可作為照明或家用電器電源。
文檔編號H02M7/505GK2049435SQ8920928
公開日1989年12月13日 申請日期1989年6月29日 優(yōu)先權(quán)日1989年6月29日
發(fā)明者劉國生 申請人:劉國生