CN106160170A - 具有自放电、h桥逆变和防雷功能的太阳能空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有自放电、H桥逆变和防雷功能的太阳能空调系统，包括太阳能电池、太阳能控制器、蓄电池和变频空调器，太阳能控制器包括充电电路、控制电路、防雷电路和放电电路，变频空调器包括逆变电路和压缩机，逆变电路包括第五十一至第五十二IGBT管、第五十三至第五十四MOS管、第五十一至第五十四二极管、第五十一至第五十二电阻；防雷电路包括第六十一熔断器、第六十一至第六十二电阻、第一至第二压敏电阻、第六十一二极管和第六十二发光二极管。本发明可以有效防雷、提高系统安全性能、能大大缩短放电时间、节约系统能耗、不论负载是在轻载工作下还是在满载工作下都有较高的效率、成本较低、能实现良好的防雷效果。

Description

具有自放电、H桥逆变和防雷功能的太阳能空调系统

技术领域

本发明涉及太阳能空调领域，特别涉及一种具有自放电、H桥逆变和防雷功能的太阳能空调系统。

背景技术

太阳能空调系统由太阳能电池、控制器、蓄电池和变频空调器等部分组成。现有的太阳能空调系统存在如下缺陷：控制器防雷保护措施不力，影响系统安全性能；蓄电池的多个单体蓄电池之间的容量和自放电不可避免的存在不一致的情形，影响蓄电池寿命。

传统的放电电路为直接在储能或滤波电容的两端并联一个放电电阻，当电路断开电源时，电容通过放电电阻消耗残留的电荷。由于放电电阻直接并联在电容上，当电路接通电源处于工作状态时，放电电阻一直处于放电状态，消耗电源能量且造成电路发热，特别是高压系统中电源电压较高，放电电阻的阻值较大，其放电时长可从几分钟至十几分钟，这样就可能造成安全隐患，例如检测维修时无法确定该设备是否完全放电，因此实际应用中要求电路余电的放电时间尽可能短。适当减小放电电阻的阻值可以缩短断电时余电放电时间，但消耗功率将增大。因此电阻值越小其消耗功率越大，电阻值越大其放电时间长。

在通常的H桥逆变电路的设计应用中，四个桥臂采用相同的功率开关管(采用IGBT管或MOS管)，不论是采用IGBT管组成的H桥逆变电路，或是采用MOS管组成的H桥逆变电路，在实际应用中都存在一些问题。存在的问题如下：1、采用IGBT管时，由于IGBT管导通压降的非线性特性使得IGBT管的导通压降并不会随着导通电流的增加而显著增加，在满负荷工作时，逆变转换效率较高；反之，由于IGBT管导通压降的非线性特性使得IGBT管的导通压降并不会随着导通电流的减小而显著减小，在轻负荷时，逆变转换效率相对较低。另一方面是由于IGBT管的开关频率低，因此由IGBT管组成的H桥逆变电路的频率特性不理想。2、采用MOS管时，频率特性提高了，但由于MOS管的导通压降是线性的，使得MOS管的导通压降会随着导通电流的增加而显著增加，在满负荷工作时，逆变转换效率较低；反之，MOS管的导通压降也会随着导通电流的减小而显著减小，在轻负荷时，逆变转换效率相对较高。3、逆变效率会随前级直流源功率变化而变化。采用IGBT管组成的H桥逆变电路，逆变效率会随前级直流源功率的增大而增大；采用MOS管组成的H桥逆变电路，逆变效率会随前级直流源功率的增大而减小。在光伏发电逆变器或风能发电逆变器中，此电路的缺点显现的更突出。

现有的太阳能空调系统所采用的防雷电路的结构较为复杂，成本较高，同时也不方便进行维护，另外，其防雷效果也不太理想。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种可以有效防雷、提高系统安全性能、能大大缩短放电时间、节约系统能耗、不论负载是在轻载工作下还是在满载工作下都有较高的效率、成本较低、能实现良好的防雷效果的具有自放电、H桥逆变和防雷功能的太阳能空调系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种具有自放电、H桥逆变和防雷功能的太阳能空调系统，包括太阳能电池、太阳能控制器、蓄电池和变频空调器，所述太阳能控制器包括充电电路、控制电路、防雷电路和放电电路，所述变频空调器包括逆变电路和压缩机，所述太阳能电池与所述充电电路连接，所述充电电路通过所述控制电路与所述放电电路连接，所述充电电路和放电电路还均与所述蓄电池连接，所述控制电路通过所述防雷电路与所述蓄电池连接，所述放电电路还通过所述逆变电路与所述压缩机连接；

所述放电电路包括第四十一熔断器、第四十一开关、第四十一二极管、第四十一继电器、第四十一电阻、第四十二电阻、第四十三电阻、第四十四电阻、第四十五放电电阻、第四十一电容、第四十二电容、第四十三电解电容、第四十一三极管、第四十二三极管、第四十三MOS管、第四十四MOS管、第四十五MOS管、第四十六MOS管、第四十七MOS管和第四十八MOS管，所述第四十一熔断器的一端与所述蓄电池的正极连接，所述第四十一熔断器的另一端通过所述第四十一开关与所述第四十一二极管的阳极连接，所述蓄电池的正极还通过所述第四十一继电器的触点分别与所述第四十三电阻的一端、第四十五放电电阻的一端、第四十三电解电容的一端、第四十三MOS管的漏极、第四十五MOS管的漏极、第四十七MOS管的漏极连接，所述第四十一二极管的阴极通过所述第四十一电阻分别与所述第四十一电容的一端和第四十二电阻的一端连接，所述第四十二电阻的另一端接地，所述第四十一三极管的基极与所述第四十一电容的另一端连接，所述第四十一三极管的集电极分别与所述第四十二电容的一端和第四十三电阻的另一端连接，所述第四十一三极管的发射极通过所述第四十四电阻接地，所述第四十二三极管的基极与所述第四十二电容的另一端接地，所述第四十二三极管的集电极与所述第四十五放电电阻的另一端连接，所述第四十二三极管的发射极接地，所述第四十三电解电容的另一端接地，所述第四十三MOS管的源极与所述第四十四MOS管的漏极连接，所述第四十五MOS管的源极与所述第四十六MOS管的漏极连接，所述第四十七MOS管的源极与所述第四十八MOS管的漏极连接，所述第四十四MOS管的源极、第四十六MOS管的源极和第四十八MOS管的源极均接地，所述第四十一继电器受所述第四十一开关的控制；

所述逆变电路包括第五十一IGBT管、第五十二IGBT管、第五十三MOS管、第五十四MOS管、第五十一二极管、第五十二二极管、第五十三二极管、第五十四二极管、第五十一电阻、第五十二电阻、第一交流电、第二交流电和交流源，所述第五十一IGBT管的集电极通过所述第五十一电阻与所述直流电源连接，所述第五十一二极管的阳极与所述第五十一IGBT管的发射极连接，所述第五十一二极管的阴极与所述直流电源连接，所述第五十二IGBT管的集电极通过所述第五十二电阻与所述直流电源连接，所述第五十二二极管的阳极与所述第五十二IGBT管的发射极连接，所述第五十二二极管的阴极与所述直流电源连接，所述第五十一IGBT管的发射极还分别与所述第一交流电的一端和第五十三MOS管的漏极连接，所述第五十三MOS管的源极接地，所述第五十三二极管的阳极接地，所述第五十三二极管的阴极与所述第五十三MOS管的漏极连接，所述第五十二IGBT管的发射极分别与所述第二交流电的一端和第五十四MOS管的漏极连接，所述第一交流电的另一端通过所述交流源与所述第二交流电的另一端连接，所述第五十四MOS管的源极接地，所述第五十四二极管的阳极接地，所述第五十四二极管的阴极与所述第五十四MOS管的漏极连接；

所述防雷电路包括第六十一熔断器、第六十一电阻、第六十二电阻、第一压敏电阻、第二压敏电阻、第六十一二极管、第六十二发光二极管和放电管，所述第六十一熔断器的一端与火线连接，所述第六十一熔断器的另一端与所述第六十一电阻的一端连接，所述第六十一电阻的另一端分别与所述第六十一二极管的阳极和第一压敏电阻的一端连接，所述第六十一二极管的阴极与所述第六十二发光二极管的阳极连接，所述第六十二发光二极管的阴极通过所述第六十二电阻与零线连接，所述第一压敏电阻的另一端分别与所述第二压敏电阻的一端和放电管的一端连接，所述第二压敏电阻的另一端与所述零线连接，所述放电管的另一端接地。

在本发明所述的具有自放电、H桥逆变和防雷功能的太阳能空调系统中，所述放电电路还包括第四十六电阻，所述第四十二三极管的发射极通过所述第四十六电阻接地。

在本发明所述的具有自放电、H桥逆变和防雷功能的太阳能空调系统中，所述放电电路还包括第四十七电阻，所述第四十三MOS管的源极通过所述第四十七电阻与所述第四十四MOS管的漏极连接。

在本发明所述的具有自放电、H桥逆变和防雷功能的太阳能空调系统中，所述放电电路还包括第四十八电阻，所述第四十五MOS管的源极通过所述第四十八电阻与所述第四十六MOS管的漏极连接。

在本发明所述的具有自放电、H桥逆变和防雷功能的太阳能空调系统中，所述放电电路还包括第四十九电阻，所述第四十七MOS管的源极通过所述第四十九电阻与所述第四十八MOS管的漏极连接。

在本发明所述的具有自放电、H桥逆变和防雷功能的太阳能空调系统中，所述第四十一三极管和第四十二三极管均为NPN型三极管。

在本发明所述的具有自放电、H桥逆变和防雷功能的太阳能空调系统中，所述第四十三MOS管、第四十四MOS管、第四十五MOS管、第四十六MOS管、第四十七MOS管和第四十八MOS管均为N沟道MOS管。

实施本发明的具有自放电、H桥逆变和防雷功能的太阳能空调系统，具有以下有益效果：由于设有防雷电路，这样就可以有效防雷，提高系统安全性能；放电电路中采用了第四十一开关和第四十一继电器实现了在系统工作时断开第四十五放电电阻，系统断电时将第四十五放电电阻与第四十三电解电容并联，因此第四十五放电电阻可以选用阻值较小的放电电阻，使得该放电电路在系统工作时不消耗电能，减少发热，节约系统能，同时可以使放电时间大大缩短，提高系统的安全性能；逆变电路相对于现有的H桥逆变电路，不论负载是在轻载工作还是在满载的工作情况下，都有较高的效率，具有明显的节能效果；防雷电路通过连接于零线和火线之间的两个支路来实现防雷，当无雷电进入时，两个支路均处于高阻状态，当有雷电进入时，雷电迅速通过第一压敏电阻和第二压敏电阻间的连接点导通放电管放电，将雷电导入到大地中，实现良好的防雷效果，保护用电设备；所以其可以有效防雷、提高系统安全性能、能大大缩短放电时间、节约系统能耗、不论负载是在轻载工作下还是在满载工作下都有较高的效率、成本较低、能实现良好的防雷效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具有自放电、H桥逆变和防雷功能的太阳能空调系统一个实施例中的结构示意图；

图2为所述实施例中放电电路的电路原理图；

图3为所述实施例中逆变电路的电路原理图；

图4为所述实施例中防雷电路的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明具有自放电、H桥逆变和防雷功能的太阳能空调系统实施例中，该具有自放电、H桥逆变和防雷功能的太阳能空调系统的结构示意图如图1所示。图1中，该具有自放电、H桥逆变和防雷功能的太阳能空调系统包括太阳能电池PV、太阳能控制器1、蓄电池BAT和变频空调器2，其中，太阳能控制器1包括充电电路11、控制电路12、防雷电路14和放电电路13，变频空调器2包括逆变电路21和压缩机22，太阳能电池PV与充电电路11连接，充电电路11通过控制电路12与放电电路13连接，充电电路11和放电电路13还均与蓄电池BAT连接，控制电路12通过防雷电路14与蓄电池BAT连接，放电电路13还通过逆变电路21与压缩机22连接。太阳能电池PV是将太阳的辐射转换为电能，或送往蓄电池BAT中存储起来，或推动变频空调器2工作。太阳能控制器1的作用是控制整个具有自放电、H桥逆变和防雷功能的太阳能空调系统的工作状态，并对蓄电池BAT起到过充电保护和过放电保护的作用。蓄电池BAT的作用是在有光照时将太阳能电池PV所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。变频空调器2作为交流负载，可以方便地调速。

太阳能控制器1通过其防雷电路14可以有效防雷，增强系统的防雷能力，提高系统的安全性能，蓄电池BAT在不损失太阳能转换能量的前提下，提高了蓄电池组3的充电效率及太阳能电源的实际使用效率，蓄电池BAT进行充电的同时又可以保证蓄电池BAT的活性，避免了蓄电池BAT发生沉积，从而较大程度的延长了蓄电池BAT的寿命。

图2为本实施例中放电电路的电路原理图。图2中，放电电路13包括第四十一熔断器F41、第四十一开关S41、第四十一二极管D41、第四十一继电器J41、第四十一电阻R41、第四十二电阻R42、第四十三电阻R43、第四十四电阻R44、第四十五放电电阻R45、第四十一电容C41、第四十二电容C42、第四十三电解电容C43、第四十一三极管Q41、第四十二三极管Q42、第四十三MOS管Q43、第四十四MOS管Q44、第四十五MOS管Q45、第四十六MOS管Q46、第四十七MOS管Q47和第四十八MOS管Q48，其中，第四十一电容C41和第四十二电容C42均为耦合电容，第四十一电容C41用于防止前端对第四十一三极管的干扰，第四十二电容C42用于防止第四十一三极管Q41和第四十二三极管Q42之间的干扰。第四十四电阻R44为限流电阻，用于过流保护。第四十五放电电阻R45相对于其他电阻，将比其他电阻的阻值小很多。

本实施例中，第四十一三极管Q41和第四十二三极管Q42均为NPN型三极管。第四十三MOS管Q43、第四十四MOS管Q44、第四十五MOS管Q45、第四十六MOS管Q46、第四十七MOS管Q47和第四十八MOS管Q48均为N沟道MOS管。当然，在本实施例的一些情况下，第四十一三极管Q41和第四十二三极管Q42也可以均为PNP型三极管，第四十三MOS管Q43、第四十四MOS管Q44、第四十五MOS管Q45、第四十六MOS管Q46、第四十七MOS管Q47和第四十八MOS管Q48也可以均为P沟道MOS管，但这时放电电路的结构要相应发生变化。

本实施例中，第四十一熔断器F41的一端与蓄电池的正极BAT+连接，第四十一熔断器F41的另一端通过第四十一开关S41与第四十一二极管D41的阳极连接，蓄电池的正极BAT+还通过第四十一继电器J41的触点分别与第四十三电阻R43的一端、第四十五放电电阻R45的一端、第四十三电解电容C43的一端、第四十三MOS管Q43的漏极、第四十五MOS管Q45的漏极、第四十七MOS管Q47的漏极连接，第四十一二极管D41的阴极通过第四十一电阻R41分别与第四十一电容C41的一端和第四十二电阻R42的一端连接，第四十二电阻R42的另一端接地，第四十一三极管Q41的基极与第四十一电容C41的另一端连接，第四十一三极管Q41的集电极分别与第四十二电容C42的一端和第四十三电阻R43的另一端连接，第四十一三极管Q41的发射极通过第四十四电阻R44接地，第四十二三极管Q42的基极与第四十二电容C42的另一端接地，第四十二三极管Q42的集电极与第四十五放电电阻R45的另一端连接，第四十二三极管Q42的发射极接地，第四十三电解电容C43的另一端接地，第四十三MOS管Q43的源极与第四十四MOS管Q44的漏极连接，第四十五MOS管Q45的源极与第四十六MOS管Q46的漏极连接，第四十七MOS管Q47的源极与第四十八MOS管Q48的漏极连接，第四十四MOS管Q44的源极、第四十六MOS管Q46的源极和第四十八MOS管Q48的源极均接地，第四十一继电器J41受第四十一开关S41的控制，也就是说，当第四十一开关S41没有闭合时，第四十一继电器J41也不会闭合，只有在第四十一开关S41闭合后第四十一继电器J41才可能受控闭合。

本实施例中，当闭合第四十一开关S41时，控制电路12上电，控制电路12检测系统的基本参数，若无故障，则控制第四十一继电器J41吸合，也就是第四十一继电器J41受控闭合，蓄电池BAT提供的电源经过第四十一电阻R41和第四十二电阻R42分压，使得第四十一三极管Q41打开，因此第四十二三极管Q42截止，第四十五放电电阻R45与第四十三电解电容C43断开，因此在该放电电路13工作的情况下，第四十五放电电阻R45不消耗电能。当第四十一开关S41断开，第四十一继电器J41受控断开，则蓄电池BAT提供的电源切断，第四十一三极管Q41截止，第四十三电解电容C43上的余电经过第四十三电阻R43将第四十二三极管Q42打开，此时第四十五放电电阻R45与第四十三电解电容C43并联，通过第四十五放电电阻R45和第四十三电解电容C43实现自动放电。

由于放电电路13采用了第四十一开关S41和第四十一继电器J41实现了在系统工作时断开第四十五放电电阻R45，系统断电时将第四十五放电电阻R45与第四十三电解电容C43并联，因此第四十五放电电阻R45可以选用阻值较小的放电电阻，使得该放电电路13在系统工作时不消耗电能，减少发热，节约系统能，同时由于使用阻值较小的放电电阻，可以使放电时间大大缩短，提高系统的安全性能。

本实施例中，该放电电路13还包括第四十六电阻R46，第四十二三极管Q42的发射极通过第四十六电阻R46接地。第四十六电阻R46为限流电阻，用于进行过流保护。

本实施例中，该放电电路13还包括第四十七电阻R47，第四十三MOS管Q43的源极通过第四十七电阻R47与第四十四MOS管Q44的漏极连接。该放电电路13还包括第四十八电阻R48，第四十五MOS管Q45的源极通过第四十八电阻R48与第四十六MOS管Q46的漏极连接。该放电电路13还包括第四十九电阻R49，第四十七MOS管Q47的源极通过第四十九电阻R49与第四十八MOS管Q48的漏极连接。第四十七电阻R47、第四十八电阻R48和第四十九电阻R49均为限流电阻，用于进行过流保护。

图3是本实施例中逆变电路的电路原理图。图3中，该逆变电路21包括第五十一IGBT管Q51、第五十二IGBT管Q52、第五十三MOS管Q53、第五十四MOS管Q54、第五十一二极管D51、第五十二二极管D52、第五十三二极管D53、第五十四二极管D54、第五十一电阻R51、第五十二电阻R52、第一交流电AC1、第二交流电AC2和交流源。其中，第五十一IGBT管和第五十二IGBT管Q52为上半桥的功率开关元件，第五十三MOS管Q53和第五十四MOS管Q54为下半桥的功率开关元件。第五十一电阻R51和第五十二电阻R52均为限流电阻，用于进行过流保护，提高系统的安全性能。

本实施例中，第五十一IGBT管Q51的集电极通过第五十一电阻R51与直流电源VDD连接，第五十一二极管D51的阳极与第五十一IGBT管Q51的发射极连接，第五十一二极管D51的阴极与直流电源VDD连接，第五十一二极管D51是第五十一IGBT管Q51的保护二极管。第五十二IGBT管Q52的集电极通过第五十二电阻R52与直流电源VDD连接，第五十二二极管D52的阳极与第五十二IGBT管Q52的发射极连接，第五十二二极管D52的阴极与直流电源VDD连接，第五十二二极管D52是第五十二IGBT管Q52的保护二极管。

本实施例中，第五十一IGBT管Q51的发射极还分别与第一交流电AC1的一端和第五十三MOS管Q53的漏极连接，第五十三MOS管Q53的源极接地，第五十三二极管D53的阳极接地，第五十三二极管D53的阴极与第五十三MOS管Q53的漏极连接，第五十三二极管D53是第五十三MOS管Q53的保护二极管。第五十二IGBT管Q52的发射极分别与第二交流电AC2的一端和第五十四MOS管Q54的漏极连接，第一交流电AC1的另一端通过交流源与第二交流电AC2的另一端连接，第五十四MOS管Q54的源极接地，第五十四二极管D54的阳极接地，第五十四二极管D54的阴极与第五十四MOS管Q54的漏极连接。第五十四二极管D54是第五十四MOS管Q54的保护二极管。

当控制电路12的PWM控制信号控制第五十一IGBT管Q51导通、第五十二IGBT管Q52关断，同时控制电路12的SPWM控制信号控制第五十四MOS管Q54导通、第五十三MOS管Q53关断时，电流方向由直流电源VDD经第五十一IGBT管Q51、第一交流电AC1、交流源、第二交流电AC2、第五十四MOS管Q54到接地GND；当控制电路12的PWM控制信号控制第五十二IGBT管Q52导通、第五十一IGBT管Q51关断；同时SPWM控制信号控制第五十三MOS管Q53导通、第五十四MOS管Q54关断时，电流方向由直流电源VDD经第五十二IGBT管Q52、第二交流电AC2、交流源、第一交流电AC1、第五十三MOS管Q53到接地GND；在一个循环周期内，交流源上流过的电流是交流。逆变出的交流电的幅值由SPWM控制信号的频率和占空比决定。

本发明中上臂的第五十一IGBT管Q51和第五十二IGBT管Q52只工作在50Hz，而传统技术中，上下对臂管子工作在同一频率，本发明而同现有技术相比大大降低了管子的开关频率，因此减少了逆变器对电网的电磁干扰和污染。

在工作控制方式上，逆变电路21采用双频率(一路高频和一路低频)控制方式。上半桥的第五十一IGBT管Q51和第五十二IGBT管Q52只作为电流极性控制器件，由第一PWM控制信号控制逆变出的正弦交流电的极性，工作在工频50Hz；下半桥的第五十三MOS管Q53和第五十四MOS管Q54进行SPWM高频切换，由第二SPWM控制信号控制逆变电路输出的正弦交流电的幅值，其工作频率在20kHz～40KHz。

本实施例中，逆变电路21还包括第五十三电阻R53和第五十四电阻R54，第五十三电阻R53的一端与第五十一IGBT管Q51的发射极连接，第五十三电阻R53的另一端与第五十三MOS管Q53的漏极连接，第五十四电阻R54的一端与第五十二IGBT管Q52的发射极连接，第五十四电阻R54的另一端与第五十四MOS管Q54的漏极连接。第五十三电阻R53和第五十四电阻R54均为限流电阻，用于进行过流保护，进一步提升系统的安全性能。

本实施例中，该逆变电路21还包括第五十五电阻R55和第五十六电阻R56，第五十五电阻R55的一端与第五十三MOS管Q53的源极连接，第五十五电阻R55的另一端接地，第五十六电阻R56的一端与第五十四MOS管Q54的源极连接，第五十六电阻R56的另一端接地。第五十五电阻R55和第五十六电阻R56均为限流电阻，用于进行过流保护，更进一步提升系统的安全性能。

本实施例中，第五十一IGBT管Q51和第五十二IGBT管Q52均为N型IGBT管。第五十三MOS管Q53和第五十四MOS管Q54均为P沟道MOS管。当然，在本实施例的一些情况下，第五十一IGBT管Q51和第五十二IGBT管Q52也可以为P型IGBT管，第五十三MOS管Q53和第五十四MOS管Q54也可以为N沟道MOS管，但这时逆变电路21的电路结构也要相应发生变化。

图4是本实施例中防雷电路的电路原理图。图4中，该防雷电路14包括第六十一熔断器F61、第六十一电阻R61、第六十二电阻R62、第一压敏电阻YM1、第二压敏电阻YM2、第六十一二极管D61、第六十二发光二极管D62和放电管A1，其中，本实施例中，第六十一二极管D61、第六十二发光二极管D62和第六十二电阻串联形成第一支路，第一压敏电阻YM1和第二压敏电阻YM2串联形成第二支路。第六十一熔断器F61用于对该防雷电路14进行波保护，第六十一电阻R61和第六十二电阻R62均为限流电阻，第六十一电阻R61用于对整个防雷电路进行过流保护，第六十二电阻R62用于对第一支路进行过流保护，提高系统的安全性能。第六十一二极管D61为快速导通二极管。

本实施例中，第六十一熔断器F61的一端与火线L连接，第六十一熔断器F61的另一端与第六十一电阻R61的一端连接，第六十一电阻R61的另一端分别与第六十一二极管D61的阳极和第一压敏电阻YM1的一端连接，第六十一二极管D61的阴极与第六十二发光二极管D62的阳极连接，第六十二发光二极管D62的阴极通过第六十二电阻R62与零线N连接，第一压敏电阻YM1的另一端分别与第二压敏电阻YM2的一端和放电管A1的一端连接，第二压敏电阻YM2的另一端与零线N连接，放电管A1的另一端接地。

通过连接于零线N和火线L之间的两个支路来实现防雷，当无雷电进入时，两个支路均处于高阻状态，当有雷电进入，雷电迅速通过第一压敏电阻YM1和第二压敏电阻YM2间的连接点导通放电管A1放电，将雷电导入到大地中，实现良好的防雷效果，保护用电设备。在雷电产生时，第六十二发光二极管D62能够发光，对雷电进入具有指示作用。上述防雷电路14还包括接地端E，接地端E直接接地GND。该防雷电路14的电路结构简单、成本较低、能实现良好的防雷效果。

本实施例中，该防雷电路14还包括第六十三电阻R63，第六十三电阻R63的一端与第六十一电阻R61的另一端连接，第六十三电阻R63的另一端与第一压敏电阻YM1的一端连接。第六十三电阻R63为限流电阻，用于对第二支路进行过流保护，这样可进一步提高系统的安全性能。

本实施例中，该防雷电路14还包括第六十四电阻R64，第六十四电阻R64的一端与零线N连接，第六十四电阻R64的另一端分别与第六十二电阻R62的另一端和第二压敏电阻YM2的另一端连接。第六十四电阻R64为限流电阻，用户对整个防雷电路14进行过流保护，更进一步提高系统的安全性能。

总之，本发明由于设有防雷电路14，这样就可以有效防雷，提高系统安全性能；放电电路13中选用阻值较小的放电电阻，使得该放电电路13在系统工作时不消耗电能，减少发热，节约系统能耗，由于使用阻值较小的放电电阻，同时可以使放电时间大大缩短，提高了系统的安全性能。

逆变电路21的上半桥的五十一IGBT管Q51和第五十二IGBT管Q52只作为电流极性控制器件，其开关频率只有50Hz，充分利用了IGBT管的大电流低导通压降的特性，避开了IGBT管高频特性差的弱点，从而降低总损耗和逆变器的输出电磁干扰。由下半桥的第五十三MOS管Q53和第五十四MOS管Q54控制逆变电路21输出的正弦交流电的幅值，其开关频率工作在30KHz左右，充分利用了MOS管的高频特性和导通压降是线性的特性，以适应交流负载的变化及前级直流源功率的变化。同现有技术相比大大降低了管子的开关频率，因此减少了逆变器对电网的电磁干扰和污染。防雷电路14通过连接于零线N和火线L之间的两个支路来实现防雷，当无雷电进入时，两个支路均处于高阻状态，当有雷电进入，雷电迅速通过第一压敏电阻YM1和第二压敏电阻YM2之间的连接点导通放电管A1放电，将雷电导入到大地中，实现良好的防雷效果，保护用电设备。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种具有自放电、H桥逆变和防雷功能的太阳能空调系统，其特征在于，包括太阳能电池、太阳能控制器、蓄电池和变频空调器，所述太阳能控制器包括充电电路、控制电路、防雷电路和放电电路，所述变频空调器包括逆变电路和压缩机，所述太阳能电池与所述充电电路连接，所述充电电路通过所述控制电路与所述放电电路连接，所述充电电路和放电电路还均与所述蓄电池连接，所述控制电路通过所述防雷电路与所述蓄电池连接，所述放电电路还通过所述逆变电路与所述压缩机连接；

所述放电电路包括第四十一熔断器、第四十一开关、第四十一二极管、第四十一继电器、第四十一电阻、第四十二电阻、第四十三电阻、第四十四电阻、第四十五放电电阻、第四十一电容、第四十二电容、第四十三电解电容、第四十一三极管、第四十二三极管、第四十三MOS管、第四十四MOS管、第四十五MOS管、第四十六MOS管、第四十七MOS管和第四十八MOS管，所述第四十一熔断器的一端与所述蓄电池的正极连接，所述第四十一熔断器的另一端通过所述第四十一开关与所述第四十一二极管的阳极连接，所述蓄电池的正极还通过所述第四十一继电器的触点分别与所述第四十三电阻的一端、第四十五放电电阻的一端、第四十三电解电容的一端、第四十三MOS管的漏极、第四十五MOS管的漏极、第四十七MOS管的漏极连接，所述第四十一二极管的阴极通过所述第四十一电阻分别与所述第四十一电容的一端和第四十二电阻的一端连接，所述第四十二电阻的另一端接地，所述第四十一三极管的基极与所述第四十一电容的另一端连接，所述第四十一三极管的集电极分别与所述第四十二电容的一端和第四十三电阻的另一端连接，所述第四十一三极管的发射极通过所述第四十四电阻接地，所述第四十二三极管的基极与所述第四十二电容的另一端接地，所述第四十二三极管的集电极与所述第四十五放电电阻的另一端连接，所述第四十二三极管的发射极接地，所述第四十三电解电容的另一端接地，所述第四十三MOS管的源极与所述第四十四MOS管的漏极连接，所述第四十五MOS管的源极与所述第四十六MOS管的漏极连接，所述第四十七MOS管的源极与所述第四十八MOS管的漏极连接，所述第四十四MOS管的源极、第四十六MOS管的源极和第四十八MOS管的源极均接地，所述第四十一继电器受所述第四十一开关的控制；

所述逆变电路包括第五十一IGBT管、第五十二IGBT管、第五十三MOS管、第五十四MOS管、第五十一二极管、第五十二二极管、第五十三二极管、第五十四二极管、第五十一电阻、第五十二电阻、第一交流电、第二交流电和交流源，所述第五十一IGBT管的集电极通过所述第五十一电阻与所述直流电源连接，所述第五十一二极管的阳极与所述第五十一IGBT管的发射极连接，所述第五十一二极管的阴极与所述直流电源连接，所述第五十二IGBT管的集电极通过所述第五十二电阻与所述直流电源连接，所述第五十二二极管的阳极与所述第五十二IGBT管的发射极连接，所述第五十二二极管的阴极与所述直流电源连接，所述第五十一IGBT管的发射极还分别与所述第一交流电的一端和第五十三MOS管的漏极连接，所述第五十三MOS管的源极接地，所述第五十三二极管的阳极接地，所述第五十三二极管的阴极与所述第五十三MOS管的漏极连接，所述第五十二IGBT管的发射极分别与所述第二交流电的一端和第五十四MOS管的漏极连接，所述第一交流电的另一端通过所述交流源与所述第二交流电的另一端连接，所述第五十四MOS管的源极接地，所述第五十四二极管的阳极接地，所述第五十四二极管的阴极与所述第五十四MOS管的漏极连接；

所述防雷电路包括第六十一熔断器、第六十一电阻、第六十二电阻、第一压敏电阻、第二压敏电阻、第六十一二极管、第六十二发光二极管和放电管，所述第六十一熔断器的一端与火线连接，所述第六十一熔断器的另一端与所述第六十一电阻的一端连接，所述第六十一电阻的另一端分别与所述第六十一二极管的阳极和第一压敏电阻的一端连接，所述第六十一二极管的阴极与所述第六十二发光二极管的阳极连接，所述第六十二发光二极管的阴极通过所述第六十二电阻与零线连接，所述第一压敏电阻的另一端分别与所述第二压敏电阻的一端和放电管的一端连接，所述第二压敏电阻的另一端与所述零线连接，所述放电管的另一端接地。

2.根据权利要求1所述的具有自放电、H桥逆变和防雷功能的太阳能空调系统，其特征在于，所述放电电路还包括第四十六电阻，所述第四十二三极管的发射极通过所述第四十六电阻接地。

3.根据权利要求2所述的具有自放电、H桥逆变和防雷功能的太阳能空调系统，其特征在于，所述放电电路还包括第四十七电阻，所述第四十三MOS管的源极通过所述第四十七电阻与所述第四十四MOS管的漏极连接。

4.根据权利要求3所述的具有自放电、H桥逆变和防雷功能的太阳能空调系统，其特征在于，所述放电电路还包括第四十八电阻，所述第四十五MOS管的源极通过所述第四十八电阻与所述第四十六MOS管的漏极连接。

5.根据权利要求4所述的具有自放电、H桥逆变和防雷功能的太阳能空调系统，其特征在于，所述放电电路还包括第四十九电阻，所述第四十七MOS管的源极通过所述第四十九电阻与所述第四十八MOS管的漏极连接。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的具有自放电、H桥逆变和防雷功能的太阳能空调系统，其特征在于，所述第四十一三极管和第四十二三极管均为NPN型三极管。

7.根据权利要求1至5任意一项所述的具有自放电、H桥逆变和防雷功能的太阳能空调系统，其特征在于，所述第四十三MOS管、第四十四MOS管、第四十五MOS管、第四十六MOS管、第四十七MOS管和第四十八MOS管均为N沟道MOS管。