CN116614014A - 一种带功率检测的户外储能逆变电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带功率检测的户外储能逆变电路，包括芯片U1、芯片U2、二极管D1、电感L1、二极管D2、二极管D3、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9及电阻R10。本发明的AC输出不仅可以适时关机，节能减排，符合碳中和设计，而且AC输出时对小功率设备兼容性好，不会发生断电现象，提升了用户的使用体验，具有电路简单、实用性强、成本低、可以有效地减少电路故障概率的优点。

Description

一种带功率检测的户外储能逆变电路

技术领域

本发明涉及储能电源技术领域，具体来说，涉及一种带功率检测的户外储能逆变电路。

背景技术

储能电源用于在停电或者户外没有电的情况下提供应急的电能。为了适应不同情况的应急供电场景，储能电源的输出一般包含有多种输出，如220V或者110V的直流电输出，12V与车载电源相同的直流电压输出和USB输出等。这些输出都依靠电池包内的蓄电池提供电能。

当前，随着欧洲能源危机的出现，使人们对家庭个人储能越来越重视了，尤其是户外储能电源，目前市面上的户外储能电源基本上AC输出都没有轻载关机功能，这种情况下如果是AC输出给小功率设备充电的话不会出现关机现象，但是一直开着也非常耗电，与节能减排理念不符；还有一种是有轻载关机功能，但是检测不准，经常是输出10W以内很容易出现轻载关机现象，这种情况对于小风扇，小台灯这类使用功率较小的设备来说就很容易出现误关机的现象了，即为兼容性不好，这会给客户带来很差的使用体验。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种带功率检测的户外储能逆变电路，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

为此，本发明采用的具体技术方案如下：

一种带功率检测的户外储能逆变电路，包括芯片U1、芯片U2、二极管D1、电感L1、二极管D2、二极管D3、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9及电阻R10；

其中，所述电阻R7的一端与所述电容C4的一端连接且接地，所述电阻R7的另一端分别与所述电容C4的另一端及所述电阻R6的一端连接，所述电阻R6的另一端与所述电阻R5的一端连接，所述电阻R5的另一端与所述电阻R4的一端连接，所述电阻R4的另一端与所述电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端与所述电阻R8的一端连接；

所述电阻R8的另一端与所述二极管D1的正极连接，所述二极管D1的负极分别与所述电容C6的一端及所述芯片U1的第五引脚连接，所述电容C6的另一端与所述二极管D3的正极连接且接地，所述二极管D3的负极分别与所述芯片U1的第四引脚、所述电感L1的一端、所述芯片U1的第三引脚、所述电阻R9的一端、所述电容C5的一端、所述电容C10的一端及所述电容C9的一端连接，所述电容C9的另一端与所述芯片U1的第一引脚连接；

所述芯片U1的第二引脚分别与所述电阻R9的另一端、所述电阻R10的一端及所述电容C5的另一端连接，所述电阻R10的另一端分别与所述二极管D2的负极及所述电容C10的另一端连接，所述二极管D2的正极分别与所述电感L1的另一端、所述电容C7的一端、所述电容C11的一端、所述电容C8的一端、电源正极VDD、所述电容C1的一端及所述芯片U2的第一引脚连接；

所述电容C7的另一端分别与所述电容C11的另一端及所述电容C8的另一端连接且接地，所述电容C1的另一端接地，所述芯片U2的第二引脚分别与所述电阻R1的一端及所述电容C2的一端连接，所述电容C2的另一端与所述电容C3的一端连接且接地，所述电容C3的另一端分别与所述电阻R2的一端及所述芯片U2的第三引脚连接，所述芯片U2的第五引脚接地。

进一步的，所述芯片U2的型号为MP174。所述电容C6和所述电容C7均为极性电容。

进一步的，所述芯片U2的第六引脚为光耦的发射端。当所述芯片U2的第六引脚拉低时，光耦开始工作，DC MCU通过光耦接收端的下拉来接收数据。所述芯片U2的第二引脚和第三引脚通过连接到检测电阻的两端来实现电流的检测。所述芯片U2的第四引脚用于电压的采样，且电压采样通过多重电阻分压的办法来增加单个电阻的功率密度，使电阻的额定功率变大。所述芯片U2通过光耦将整理好的电压和电流数据以UART的形式发送至DC MCU。

本发明的有益效果为：

1)本发明提供了一种储能电源具有兼容给小功率器件供电而不会出现断电的实用电路，有效地解决了现有技术中AC输出容易出现轻载关机或者一直不关机的问题，从而可以有效地提升消费者的使用体验。

2)本发明的AC输出不仅可以适时关机，节能减排，符合碳中和设计，而且AC输出时对小功率设备兼容性好，不会发生断电现象，提升了用户的使用体验，具有电路简单、实用性强、成本低、可以有效地减少电路故障概率的优点。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的一种带功率检测的户外储能逆变电路的电路图；

图2是根据本发明实施例的一种带功率检测的户外储能逆变电路的原理框图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图，这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

根据本发明的实施例，提供了一种带功率检测的户外储能逆变电路。

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明，如图1所示，根据本发明实施例的带功率检测的户外储能逆变电路，包括芯片U1、芯片U2、二极管D1、电感L1、二极管D2、二极管D3、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9及电阻R10；

其中，所述电阻R7的一端与所述电容C4的一端连接且接地，所述电阻R7的另一端分别与所述电容C4的另一端及所述电阻R6的一端连接，所述电阻R6的另一端与所述电阻R5的一端连接，所述电阻R5的另一端与所述电阻R4的一端连接，所述电阻R4的另一端与所述电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端与所述电阻R8的一端连接；

所述电阻R8的另一端与所述二极管D1的正极连接，所述二极管D1的负极分别与所述电容C6的一端及所述芯片U1的第五引脚连接，所述电容C6的另一端与所述二极管D3的正极连接且接地，所述二极管D3的负极分别与所述芯片U1的第四引脚、所述电感L1的一端、所述芯片U1的第三引脚、所述电阻R9的一端、所述电容C5的一端、所述电容C10的一端及所述电容C9的一端连接，所述电容C9的另一端与所述芯片U1的第一引脚连接；

所述芯片U1的第二引脚分别与所述电阻R9的另一端、所述电阻R10的一端及所述电容C5的另一端连接，所述电阻R10的另一端分别与所述二极管D2的负极及所述电容C10的另一端连接，所述二极管D2的正极分别与所述电感L1的另一端、所述电容C7的一端、所述电容C11的一端、所述电容C8的一端、电源正极VDD、所述电容C1的一端及所述芯片U2的第一引脚连接；

所述电容C7的另一端分别与所述电容C11的另一端及所述电容C8的另一端连接且接地，所述电容C1的另一端接地，所述芯片U2的第二引脚分别与所述电阻R1的一端及所述电容C2的一端连接，所述电容C2的另一端与所述电容C3的一端连接且接地，所述电容C3的另一端分别与所述电阻R2的一端及所述芯片U2的第三引脚连接，所述芯片U2的第五引脚接地。

其中，所述芯片U2(功率计IC)的工作电压通过输出恒定电压的IC MP174来提供，同时其工作电压与芯片U2的第6引脚作为光耦的发射端，当芯片U2的第6引脚拉低时，光耦开始工作，DC MCU通过光耦接收端的下拉来接收数据，所以当芯片U2的第6引脚为低电平时，DC MCU在光耦接收端检测到的也是低电平，在数据上是同步的。芯片U2的第2引脚和第3引脚通过连接到检测电阻R10的两端来实现电流的检测，通过第4引脚实现电压的采样，电压采样通过多重电阻分压的办法，以增加单个电阻的功率密度，使电阻的额定功率变大。通过芯片U2的数据处理，将整理好的电压和电流数据以UART的形式通过光耦发送到DC MCU，DC MCU再通过软件编写轻载关机的功率值即可实现。

此处需要注意的是，在本发明的电路中有多个元器件都是可以替代的，如检测电阻可以在任意范围内选择阻值；又如谐振电路可以选择不同的参数组合。

为了方便理解本发明的上述技术方案，以下就本发明在实际过程中的工作原理或者操作方式进行详细说明。

如图2所示为本发明电路的整体框架原理图，电池供电给DC LDO，DC MCU开始上电，通过按键使MCU发出高电平信号，将供电电路模块通电，驱动模块开始发出驱动信号使全桥开关模块开始工作；通过变压器将电压升至合适的电压，变压器副线圈给AC LDO供电，AC MCU开始上电，接着谐振模块会将直流电转变为交流电，AC MCU再通过控制SPWM模块将交流电调节到标准正弦波，功率计通过检流电阻的压降计算出电流值，通过分压电阻计算出电压值，再通过光耦反馈到DC MCU上，DC MCU通过反馈值决定是否关闭输出，以此来达到AC输出轻载检测的目的。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过提供了一种储能电源具有兼容给小功率器件供电而不会出现断电的实用电路，有效地解决了现有技术中AC输出容易出现轻载关机或者一直不关机的问题，从而可以有效地提升消费者的使用体验。

此外，本发明的AC输出不仅可以适时关机，节能减排，符合碳中和设计，而且AC输出时对小功率设备兼容性好，不会发生断电现象，提升了用户的使用体验，具有电路简单、实用性强、成本低、可以有效地减少电路故障概率的优点。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

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 (8)

1.一种带功率检测的户外储能逆变电路，其特征在于，包括芯片U1、芯片U2、二极管D1、电感L1、二极管D2、二极管D3、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9及电阻R10；

其中，所述电阻R7的一端与所述电容C4的一端连接且接地，所述电阻R7的另一端分别与所述电容C4的另一端及所述电阻R6的一端连接，所述电阻R6的另一端与所述电阻R5的一端连接，所述电阻R5的另一端与所述电阻R4的一端连接，所述电阻R4的另一端与所述电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端与所述电阻R8的一端连接；

所述电阻R8的另一端与所述二极管D1的正极连接，所述二极管D1的负极分别与所述电容C6的一端及所述芯片U1的第五引脚连接，所述电容C6的另一端与所述二极管D3的正极连接且接地，所述二极管D3的负极分别与所述芯片U1的第四引脚、所述电感L1的一端、所述芯片U1的第三引脚、所述电阻R9的一端、所述电容C5的一端、所述电容C10的一端及所述电容C9的一端连接，所述电容C9的另一端与所述芯片U1的第一引脚连接；

所述芯片U1的第二引脚分别与所述电阻R9的另一端、所述电阻R10的一端及所述电容C5的另一端连接，所述电阻R10的另一端分别与所述二极管D2的负极及所述电容C10的另一端连接，所述二极管D2的正极分别与所述电感L1的另一端、所述电容C7的一端、所述电容C11的一端、所述电容C8的一端、电源正极VDD、所述电容C1的一端及所述芯片U2的第一引脚连接；

所述电容C7的另一端分别与所述电容C11的另一端及所述电容C8的另一端连接且接地，所述电容C1的另一端接地，所述芯片U2的第二引脚分别与所述电阻R1的一端及所述电容C2的一端连接，所述电容C2的另一端与所述电容C3的一端连接且接地，所述电容C3的另一端分别与所述电阻R2的一端及所述芯片U2的第三引脚连接，所述芯片U2的第五引脚接地。

2.根据权利要求1所述的一种带功率检测的户外储能逆变电路，其特征在于，所述芯片U2的型号为MP174。

3.根据权利要求1所述的一种带功率检测的户外储能逆变电路，其特征在于，所述电容C6和所述电容C7均为极性电容。

4.根据权利要求1所述的一种带功率检测的户外储能逆变电路，其特征在于，所述芯片U2的第六引脚为光耦的发射端。

5.根据权利要求4所述的一种带功率检测的户外储能逆变电路，其特征在于，当所述芯片U2的第六引脚拉低时，光耦开始工作，DC MCU通过光耦接收端的下拉来接收数据。

6.根据权利要求1所述的一种带功率检测的户外储能逆变电路，其特征在于，所述芯片U2的第二引脚和第三引脚通过连接到检测电阻的两端来实现电流的检测。

7.根据权利要求1所述的一种带功率检测的户外储能逆变电路，其特征在于，所述芯片U2的第四引脚用于电压的采样，且电压采样通过多重电阻分压的办法来增加单个电阻的功率密度，使电阻的额定功率变大。

8.根据权利要求1所述的一种带功率检测的户外储能逆变电路，其特征在于，所述芯片U2通过光耦将整理好的电压和电流数据以UART的形式发送至DC MCU。