CN221886110U - 一种储能不间断电源装置 - Google Patents
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Abstract
本公开提供的一种储能不间断电源装置,最大功率点跟踪模块包括BOOST升压驱动电路,逆变整流模块包括PFC驱动电路,LLC谐振变换模块包括LLC驱动电路;BOOST升压驱动电路的输入端与光伏电池阵列连接,输出端通过高压母线连接至PFC驱动电路的一端,PFC驱动电路的另一端连接交流电网以及用户负载;LLC驱动电路的一端连接储能电池,另一端通过高压母线连接至PFC驱动电路与BOOST升压驱动电路之间;高压母线、储能电池、光伏电池阵列以及交流电网分别与不间断电源模块连接。可以以较小的体积实现电网、光伏以及电池供电模式的切换,同时,高压母线存在足够多的电容保持电压,有足够时间进行交直流切换。
Description
技术领域
本申请涉及电气巡检技术领域,尤其是涉及一种储能不间断电源装置。
背景技术
在光伏储能逆变器中,不间断电源(UPS,Uninterruptible Power Supply)是一种能够在电网停电或是电压异常时提供稳定电压供应的系统,主要进行电池侧和电网侧进行切换,主要是由逆变电路,变压电路,反击电路等组成,工作原理简单而且有效。可以确保逆变器正常运行,保障数据的安全性,确保在电网侧突然断电时,避免造成家用电气损坏的情况出现而进行电源的切换。目前不间断电源体积较大不利于安装户用储能系统,并且交流直流切换过程中容易出现短暂的供电中断情况。
实用新型内容
有鉴于此,本申请的目的在于提供一种储能不间断电源装置,可以以较小的体积实现交流电网、光伏阵列以及储能电池电源供电模式的切换,同时,在由于高压母线的存在具有足够多的电容保持电压一段时间,使控制系统有足够时间进行交直流切换。
第一方面,本申请实施例提供了一种储能不间断电源装置,包括最大功率点跟踪模块、逆变整流模块、LLC谐振变换模块以及不间断电源模块:
所述最大功率点跟踪模块包括BOOST升压驱动电路,所述逆变整流模块包括PFC驱动电路,所述LLC谐振变换模块包括LLC驱动电路;
所述BOOST升压驱动电路的输入端与光伏电池阵列连接,输出端通过高压母线连接至所述PFC驱动电路的一端,所述PFC驱动电路的另一端连接交流电网以及用户负载;
所述LLC驱动电路的一端连接储能电池,另一端通过高压母线连接至所述PFC驱动电路与所述BOOST升压驱动电路之间;
所述高压母线、所述储能电池、所述光伏电池阵列以及所述交流电网分别与所述不间断电源模块连接。
结合第一方面,本申请实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式,所述不间断电源模块包括光伏降压输入电路、电池降压输入电路、电网降压输入电路以及直流降压转换单元;
所述光伏降压输入电路,输入端分别连接所述光伏电池阵列以及所述储能电池,输出端连接所述直流降压转换单元;
所述电池降压输入电路,输入端连接所述储能电池,输出端连接所述直流降压转换单元;
所述电网降压输入电路,输入端连接所述交流电网,输出端连接所述直流降压转换单元;
所述直流降压转换单元分别连接至所述最大功率点跟踪模块、所述逆变整流模块以及所述LLC谐振变换模块。
结合第一方面,本申请实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式,所述不间断电源模块还包括微控制单元;
所述最大功率点跟踪模块、所述逆变整流模块以及所述LLC谐振变换模块中,均设置有对应的模数采样单元;
所述微控制单元由所述直流降压转换单元供电,所述微控制单元的输入端连接所述模数采样单元的输出端;
针对所述最大功率点跟踪模块,所述模数采样单元的输入端连接所述光伏电池阵列;针对所述逆变整流模块,所述模数采样单元的输入端连接所述交流电网;针对所述LLC谐振变换模块,所述模数采样单元的输入端连接所述储能电池。
结合第一方面,本申请实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式,所述电网降压输入电路包括第一继电器、第二继电器、第一晶体管、第二晶体管、共模滤波电感、全桥整流单元;
所述共模滤波电感的输入端分别连接所述交流电网的火线以及零线;
所述交流电网的火线上串联所述第一继电器的开关端,所述交流电网的零线上串联所述第二继电器的开关端;
所述第一继电器的控制线圈端,一端连接所述第一晶体管的漏极,另一端作为输出端连接所述直流降压转换单元;
所述第二继电器的控制线圈端,一端连接所述第二晶体管的漏极,另一端作为输出端连接所述直流降压转换单元;
所述第一晶体管的栅极连接所述微控制单元的火线信号控制端口,所述第二晶体管的栅极连接所述微控制单元的零线信号控制端口;
所述第一晶体管与所述第二晶体管的源极均接地;
所述共模滤波电感的输出端与所述逆变整流模块之间并联有所述全桥整流单元。
结合第一方面,本申请实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式,所述电池降压输入电路包括第三晶体管以及第四晶体管;
所述第三晶体管的源极连接所述LLC谐振变换模块对应的所述LLC谐振变换模块对应的所述模数采样单元;
所述第三晶体管的漏极连接所述储能电池,栅极通过分压电阻与所述第四晶体管的漏极连接;
所述第四晶体管的源极接地,栅极与所述微控制单元的电池供电控制端口连接;
所述第三晶体管的栅极与所述第四晶体管的漏极之间的连接节点作为输出端连接所述直流降压转换单元。
结合第一方面,本申请实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式,所述直流降压转换单元包括第一电压转换电路;
所述第一电压转换电路的输入端连接所述光伏降压输入电路、所述电池降压输入电路以及所述电网降压输入电路;
所述第一电压转换电路将所述光伏降压输入电路或所述电池降压输入电路或所述电网降压输入电路输出的预设第一电压值降压,并由输出端输出预设第二电压值。
结合第一方面,本申请实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式,所述直流降压转换单元还包括至少一个第二电压转换电路;
所述第二电压转换电路的输入端连接所述第一电压转换电路的输出端;
所述第二电压转换电路将所述第一电压转换电路输出的预设第二电压值降压,并由输出端输出预设第三电压值;
所述第二电压转换电路的输出端连接所述微控制单元,为所述微控制单元供电。
结合第一方面,本申请实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式,所述直流降压转换单元还包括第三电压转换电路;
所述第三电压转换电路的输入端连接所述光伏降压输入电路、所述电池降压输入电路以及所述电网降压输入电路;
所述第三电压转换电路将所述光伏降压输入电路或所述电池降压输入电路或所述电网降压输入电路输出的预设第一电压值降压,并由输出端输出预设第四电压值;
所述第三电压转换电路的输出端分别连接所述BOOST升压驱动电路、所述PFC驱动电路以及所述LLC驱动电路,为所述BOOST升压驱动电路、所述PFC驱动电路以及所述LLC驱动电路供电。
结合第一方面,本申请实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式,所述不间断电源模块还包括母线降压输入电路;
所述电池降压输入电路,输入端连接所述高压母线,输出端连接所述直流降压转换单元。
结合第一方面,本申请实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式,若所述第二电压转换电路为多个,则多个所述第二电压转换电路串联连接。
本申请实施例提供的一种储能不间断电源装置,包括最大功率点跟踪模块、逆变整流模块、LLC谐振变换模块以及不间断电源模块:所述最大功率点跟踪模块包括BOOST升压驱动电路,所述逆变整流模块包括PFC驱动电路,所述LLC谐振变换模块包括LLC驱动电路;所述BOOST升压驱动电路的输入端与光伏电池阵列连接,输出端通过高压母线连接至所述PFC驱动电路的一端,所述PFC驱动电路的另一端连接交流电网以及用户负载;所述LLC驱动电路的一端连接储能电池,另一端通过高压母线连接至所述PFC驱动电路与所述BOOST升压驱动电路之间;所述高压母线、所述储能电池、所述光伏电池阵列以及所述交流电网分别与所述不间断电源模块连接。可以以较小的体积实现交流电网、光伏阵列以及储能电池电源供电模式的切换,同时,在由于高压母线的存在具有足够多的电容保持电压一段时间,使控制系统有足够时间进行交直流切换。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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相关的附图。
图1为本实用新型实施例提供的一种储能不间断电源装置的结构示意图;
图2为本实用新型实施例提供的一种光伏降压输入电路的结构示意图;
图3为本实用新型实施例提供的一种电池降压输入电路的结构示意图;
图4为本实用新型实施例提供的一种电网降压输入电路的结构示意图;
图5为本实用新型实施例提供的一种第一电压转换电路的结构示意图;
图6为本实用新型实施例提供的一种第二电压转换电路的结构示意图;
图7为本实用新型实施例提供的一种第三电压转换电路的结构示意图;
图8为本实用新型实施例提供的一种母线降压输入电路的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围,而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;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。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
考虑到在现有的在光伏储能逆变器中,不间断电源是一种能够在电网停电或是电压异常时提供稳定电压供应的系统,主要进行电池侧和电网侧进行切换,主要是由逆变电路,变压电路,反击电路等组成,工作原理简单而且有效。可以确保逆变器正常运行,保障数据的安全性,确保在电网侧突然断电时,避免造成家用电气损坏的情况出现而进行电源的切换。目前不间断电源体积较大不利于安装户用储能系统,并且交流直流切换过程中容易出现短暂的供电中断情况。
本申请实施例提供了一种储能不间断电源装置,包括最大功率点跟踪模块、逆变整流模块、LLC谐振变换模块以及不间断电源模块:所述最大功率点跟踪模块包括BOOST升压驱动电路,所述逆变整流模块包括PFC驱动电路,所述LLC谐振变换模块包括LLC驱动电路;所述BOOST升压驱动电路的输入端与光伏电池阵列连接,输出端通过高压母线连接至所述PFC驱动电路的一端,所述PFC驱动电路的另一端连接交流电网以及用户负载;所述LLC驱动电路的一端连接储能电池,另一端通过高压母线连接至所述PFC驱动电路与所述BOOST升压驱动电路之间;所述高压母线、所述储能电池、所述光伏电池阵列以及所述交流电网分别与所述不间断电源模块连接。可以以较小的体积实现交流电网、光伏阵列以及储能电池电源供电模式的切换,同时,在由于高压母线的存在具有足够多的电容保持电压一段时间,使控制系统有足够时间进行交直流切换。
请参阅图1,图1为本实施例提供的一种储能不间断电源装置100的结构示意图。
如图1中所示,本实施例提供的一种储能不间断电源装置100包括:最大功率点跟踪模块110、逆变整流模块120、LLC谐振变换模块130以及不间断电源模块140。
这里,最大功率点跟踪模块110包括BOOST升压驱动电路111,逆变整流模块120包括PFC驱动电路121,LLC谐振变换模块130包括LLC驱动电路131,不间断电源模块140包括光伏降压输入电路141、电池降压输入电路142、电网降压输入电路143、直流降压转换单元144、微控制单元145;最大功率点跟踪模块110、逆变整流模块120以及LLC谐振变换模块130中,均设置有对应的模数采样单元150。
其中,BOOST升压驱动电路111的输入端与光伏电池阵列连接,输出端通过高压母线连接至PFC驱动电路121的一端,PFC驱动电路121的另一端连接交流电网以及用户负载;LLC驱动电路131的一端连接储能电池,另一端通过高压母线连接至PFC驱动电路121与BOOST升压驱动电路111之间;高压母线、储能电池、光伏电池阵列以及交流电网分别与不间断电源模块140连接。
具体的,光伏降压输入电路141的输入端分别连接光伏电池阵列以及储能电池,输出端连接直流降压转换单元144;电池降压输入电路142的输入端连接储能电池,输出端连接直流降压转换单元144;电网降压输入电路143的输入端连接交流电网,输出端连接直流降压转换单元144;直流降压转换单元144分别连接至最大功率点跟踪模块110、逆变整流模块120以及LLC谐振变换模块130。
进一步的,微控制单元145由直流降压转换单元144供电,微控制单元145的输入端连接模数采样单元150的输出端;针对最大功率点跟踪模块110,模数采样单元150的输入端连接光伏电池阵列;针对逆变整流模块120,模数采样单元150的输入端连接交流电网;针对LLC谐振变换模块130,模数采样单元150的输入端连接储能电池。
在具体实施中,当储能不间断电源装置100的光伏输入旋转开关闭合时,储能不间断电源装置100接通光伏电池阵列,光伏电池阵列将太阳能转化成电能输入到储能不间断电源装置100,此时最大功率点跟踪模块110对应的模数采样单元150实时采集光伏电池阵列的输出电压,并将该输出电压通过对应接口发送至微控制单元145。
这里,当微控制单元145检测到光伏电池阵列的输出电压高于50V以上的时候,由光伏降压输入电路141将光伏电池阵列的输出电压由50V降压到24V,不间断电源模块140开始工作,由直流降压转换单元144分别输出15V,12V,5V,3.3V和1.2V电压,供电微控制单元145工作。
其中,BOOST升压驱动电路111将光伏电池阵列的输出电压升压到高压母线对应的母线电压360V,母线电压360V经过LLC驱动电路131针对储能电池进行电压为48V的电池充电。当储能电池电压充满的时候,母线电压360V经过PFC驱动电路121,输入到交流电网并网或是交流负载家庭供电。
进一步的,当微控制单元145检测到光伏电池阵列的输出电压不足50V的时候,微控制单元145控制储能不间断电源装置100切换AC交流220V供电,由PFC驱动电路121将220V交流转成直流电并通过电网降压输入电路143降压到24V电压,供电微控制单元145工作,使储能不间断电源装置100正常工作。
进一步的,当微控制单元145检测到逆变整流模块120的模数采样单元150采集的交流电网AC交流电突然断电的时候,储能不间断电源装置100切换至储能电池48V供电,并由电池降压输入电路142将48V电池电压降压到24V,经过直流降压转换单元144供给微控制单元145工作,使储能不间断电源装置100正常工作。
需要说明的是,在模数采样单元150中,连接光伏电池阵列或储能电池或交流电网的输入端,与连接微控制单元145的输出端之间设置有分压电阻。
作为一种可能的实施方式,在图1的基础上,参见图2所示,为本实施例提供的一种光伏降压输入电路141的结构示意图。当储能不间断电源装置100的光伏输入旋转开关闭合时,光伏降压输入电路141输入电压范围在40V-90V可以工作输出24V电压,当输入电压在40V-50V之间,微控制单元145开始工作。
这里,光伏降压输入电路141的输入电压分为两路,一路为光伏电池阵列的50V,另一路为储能电池的48V,光伏降压输入电路141与光伏电池阵列、储能电池之间通过二极管进行隔离,并由光伏降压输入电路141中的降压控制芯片实现24V的降压输出。
作为另一种可能的实施方式,参见图3所示,为本实施例提供的一种电池降压输入电路142的结构示意图。
在图1的基础上,如图3中所示,本实施例提供的一种电池降压输入电路142包括:第三晶体管1421以及第四晶体管1422。
这里,第三晶体管1421的源极连接LLC谐振变换模块130对应的模数采样单元150;第三晶体管1421的漏极连接储能电池,栅极通过分压电阻与第四晶体管1422的漏极连接;第四晶体管1422的源极接地,栅极与微控制单元145的电池供电控制端口连接;第三晶体管1421的栅极与第四晶体管1422的漏极之间的连接节点作为输出端连接直流降压转换单元144。
在具体实施中,当光伏电池阵列的输出电压低于50V以下,并且AC交流电停电的情况下,为了保证用电设备正常工作不受影响,进行48V储能电池测的切换,使储能电池直流48V电压转换为交流220V的电压输出供给家用电器和并网。
这里,当微控制单元145监测到光伏组件输入低于50V电压时,或是AC侧交流电停电时,母线电压360V有足够的多电容,能够保持母线电压360V一定时间,微控制单元145具有足够时间进行切换,微控制单元145通过电池供电控制端口发出控制信号MCU_48V_I/O,控制第四晶体管1422的开启和关闭。
具体的,当微控制单元145的电池供电控制端口发出高电平信号时,第四晶体管1422的MOS的状态导通,第三晶体管1421关闭;当微控制单元145的电池供电控制端口发出低电平信号时,第四晶体管1422的MOS的状态关闭,第三晶体管1421导通,实现由48V电池直流供电降压输出24V直流电,使储能不间断电源装置100正常工作。
其中,第三晶体管1421为大功率N-MOS管,第四晶体管1422为小功率N-MOS管。
作为另一种可能的实施方式,参见图4所示,为本实施例提供的一种电网降压输入电路143的结构示意图。
在图1的基础上,如图4中所示,本实施例提供的一种电网降压输入电路143包括:第一继电器1431、第二继电器1432、第一晶体管1433、第二晶体管1434、共模滤波电感1435以及全桥整流单元1436。
这里,共模滤波电感1435的输入端分别连接交流电网的火线以及零线;交流电网的火线上串联第一继电器1431的开关端,交流电网的零线上串联第二继电器1432的开关端;第一继电器1431的控制线圈端,一端连接第一晶体管1433的漏极,另一端作为输出端连接直流降压转换单元144;第二继电器1432的控制线圈端,一端连接第二晶体管1434的漏极,另一端作为输出端连接直流降压转换单元144;第一晶体管1433的栅极连接微控制单元145的火线信号控制端口,第二晶体管1434的栅极连接微控制单元145的零线信号控制端口;第一晶体管1433与第二晶体管1434的源极均接地;共模滤波电感1435的输出端与逆变整流模块120之间并联有全桥整流单元1436。
在具体实施中,当光伏电池阵列的输出电压低于50V以下时,微控制单元145监测到此电压时,母线电压360V有足够的多电容,能够保持母线电压360V一定时间,微控制单元145的火线信号控制端口输出L_AC_I/O和零线信号控制端口输出N_AC_I/O两个信号控制第一晶体管1433与第二晶体管1434的MOS低边控制,使交流电AC侧的第一继电器1431、第二继电器1432吸合,进行交流供电,并由全桥整流单元1436把AC交流电转化成DC直流电输出24V电压,使储能不间断电源装置100正常运行。
这里,交流电网的火线上还可以设置保险丝进行过流保护,火线与零线之间并联有安规器件进行安规保护。
可选的,共模滤波电感1435的输出端与逆变整流模块120之间还可以并联RC滤波器以及滤波电容进行滤波。
作为另一种可能的实施方式,直流降压转换单元144包括第一电压转换电路1441,参见图5所示,为本实施例提供的一种第一电压转换电路1441的结构示意图。
这里,第一电压转换电路1441的输入端连接光伏降压输入电路141、电池降压输入电路142以及电网降压输入电路143;第一电压转换电路将光伏降压输入电路141或电池降压输入电路142或电网降压输入电路143输出的预设第一电压值,通过降压控制芯片进行降压,并由输出端输出预设第二电压值。
优选的,预设第一电压值可以为24V直流电,预设第二电压值可以为12V直流电,可以根据实际需要进行选择,在此不做具体限制。
作为另一种可能的实施方式,直流降压转换单元144还包括至少一个第二电压转换电路,参见图6所示,为本实施例提供的一种第二电压转换电路1442的结构示意图。
这里,第二电压转换电路1442的输入端连接第一电压转换电路1441的输出端;第二电压转换电路1442将第一电压转换电路1441输出的预设第二电压值降压,并由输出端输出预设第三电压值;第二电压转换电路1442的输出端连接微控制单元145,为微控制单元145供电。
优选的,预设第三电压值可以为5V直流电,可以根据实际需要进行选择,在此不做具体限制。
需要说明的是,当第二电压转换电路1442为多个时,多个第二电压转换电路1442串联连接,并且在多个串联的第二电压转换电路1442中,从第二个第二电压转换电路1442开始,以前一个第二电压转换电路1442输出的预设第三电压值作为预设第二电压值进行降压输出。
优选的,第二电压转换电路1442可以设置为3个,对应分别将12V直流电的预设第二电压值降压为5V、3.3V以及1.2V。
作为另一种可能的实施方式,直流降压转换单元144还包括第三电压转换电路,参见图7所示,为本实施例提供的一种第三电压转换电路1443的结构示意图。
这里,第三电压转换电路1443的输入端连接光伏降压输入电路141、电池降压输入电路142以及电网降压输入电路143;第三电压转换电路1443将光伏降压输入电路141或电池降压输入电路142或电网降压输入电路143输出的预设第一电压值,通过降压控制芯片进行降压,并由输出端输出预设第四电压值;第三电压转换电路1443的输出端分别连接BOOST升压驱动电路111、PFC驱动电路121以及LLC驱动电路131,分别为BOOST升压驱动电路111、PFC驱动电路121以及LLC驱动电路131供电。
优选的,预设第四电压值可以为15V直流电,可以根据实际需要进行选择,在此不做具体限制。
在具体实施中,降压控制芯片内壁集成了MOS管,可以控制降压控制芯片内部的MOS开通和关闭使变压器初级线圈充电和放电,次级线圈感应到电压,并通过与变压器次级线圈的二极管进行整理输出预设第四电压。
作为另一种可能的实施方式,不间断电源模块140还包括母线降压输入电路,参见图8所示,为本实施例提供的一种母线降压输入电路146的结构示意图。
这里,母线降压输入电路146的输入端连接高压母线,输出端连接直流降压转换单元144。
在具体实施中,降压控制芯片、MOS开关和变压器组成了高压反击电路,根据变压器的匝数比的不同,输出18V电压、24V电压和5V电压。当18V电压没有正常输出时,通过输入端与降压控制芯片之间连接的分压电阻进行分压,使降压控制芯片能正常工作起来,输出PWM的频率和占空比,控制MOS开关的开启和关闭。
进一步的,变压器的初级线圈进行充放电,次级线圈输出18V电压为降压控制芯片供电,输出24V共给直流降压转换单元144供电,输出5V(VAUX)电共给隔离驱动芯片供电进行隔离。
进一步的,通过输出端与降压控制芯片之间连接的分压电阻分压输入到降压控制芯片进行过压监测反馈,如果是过压就会降低输出PWM的频率和占空比,当电压达到一定阈值关闭PWM输出;如果是欠压就会增大输出PWM的频率和占空比,当电低于一定阈值关闭PWM输出,进行电路的保护。
本申请实施例提供了一种储能不间断电源装置,包括最大功率点跟踪模块、逆变整流模块、LLC谐振变换模块以及不间断电源模块:所述最大功率点跟踪模块包括BOOST升压驱动电路,所述逆变整流模块包括PFC驱动电路,所述LLC谐振变换模块包括LLC驱动电路;所述BOOST升压驱动电路的输入端与光伏电池阵列连接,输出端通过高压母线连接至所述PFC驱动电路的一端,所述PFC驱动电路的另一端连接交流电网以及用户负载;所述LLC驱动电路的一端连接储能电池,另一端通过高压母线连接至所述PFC驱动电路与所述BOOST升压驱动电路之间;所述高压母线、所述储能电池、所述光伏电池阵列以及所述交流电网分别与所述不间断电源模块连接。可以以较小的体积实现交流电网、光伏阵列以及储能电池电源供电模式的切换,同时,在由于高压母线的存在具有足够多的电容保持电压一段时间,使控制系统有足够时间进行交直流切换。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种储能不间断电源装置,其特征在于,包括最大功率点跟踪模块、逆变整流模块、LLC谐振变换模块以及不间断电源模块:
所述最大功率点跟踪模块包括BOOST升压驱动电路,所述逆变整流模块包括PFC驱动电路,所述LLC谐振变换模块包括LLC驱动电路;
所述BOOST升压驱动电路的输入端与光伏电池阵列连接,输出端通过高压母线连接至所述PFC驱动电路的一端,所述PFC驱动电路的另一端连接交流电网以及用户负载;
所述LLC驱动电路的一端连接储能电池,另一端通过高压母线连接至所述PFC驱动电路与所述BOOST升压驱动电路之间;
所述高压母线、所述储能电池、所述光伏电池阵列以及所述交流电网分别与所述不间断电源模块连接。
2.根据权利要求1所述的储能不间断电源装置,其特征在于,所述不间断电源模块包括光伏降压输入电路、电池降压输入电路、电网降压输入电路以及直流降压转换单元;
所述光伏降压输入电路,输入端分别连接所述光伏电池阵列以及所述储能电池,输出端连接所述直流降压转换单元;
所述电池降压输入电路,输入端连接所述储能电池,输出端连接所述直流降压转换单元;
所述电网降压输入电路,输入端连接所述交流电网,输出端连接所述直流降压转换单元;
所述直流降压转换单元分别连接至所述最大功率点跟踪模块、所述逆变整流模块以及所述LLC谐振变换模块。
3.根据权利要求2所述的储能不间断电源装置,其特征在于:
所述不间断电源模块还包括微控制单元;
所述最大功率点跟踪模块、所述逆变整流模块以及所述LLC谐振变换模块中,均设置有对应的模数采样单元;
所述微控制单元由所述直流降压转换单元供电,所述微控制单元的输入端连接所述模数采样单元的输出端;
针对所述最大功率点跟踪模块,所述模数采样单元的输入端连接所述光伏电池阵列;针对所述逆变整流模块,所述模数采样单元的输入端连接所述交流电网;针对所述LLC谐振变换模块,所述模数采样单元的输入端连接所述储能电池。
4.根据权利要求3所述的储能不间断电源装置,其特征在于,所述电网降压输入电路包括第一继电器、第二继电器、第一晶体管、第二晶体管、共模滤波电感以及全桥整流单元;
所述共模滤波电感的输入端分别连接所述交流电网的火线以及零线;
所述交流电网的火线上串联所述第一继电器的开关端,所述交流电网的零线上串联所述第二继电器的开关端;
所述第一继电器的控制线圈端,一端连接所述第一晶体管的漏极,另一端作为输出端连接所述直流降压转换单元;
所述第二继电器的控制线圈端,一端连接所述第二晶体管的漏极,另一端作为输出端连接所述直流降压转换单元;
所述第一晶体管的栅极连接所述微控制单元的火线信号控制端口,所述第二晶体管的栅极连接所述微控制单元的零线信号控制端口;
所述第一晶体管与所述第二晶体管的源极均接地;
所述共模滤波电感的输出端与所述逆变整流模块之间并联有所述全桥整流单元。
5.根据权利要求3所述的储能不间断电源装置,其特征在于,所述电池降压输入电路包括第三晶体管以及第四晶体管;
所述第三晶体管的源极连接所述LLC谐振变换模块对应的所述模数采样单元;
所述第三晶体管的漏极连接所述储能电池,栅极通过分压电阻与所述第四晶体管的漏极连接;
所述第四晶体管的源极接地,栅极与所述微控制单元的电池供电控制端口连接;
所述第三晶体管的栅极与所述第四晶体管的漏极之间的连接节点作为输出端连接所述直流降压转换单元。
6.根据权利要求3所述的储能不间断电源装置,其特征在于,所述直流降压转换单元包括第一电压转换电路;
所述第一电压转换电路的输入端连接所述光伏降压输入电路、所述电池降压输入电路以及所述电网降压输入电路;
所述第一电压转换电路将所述光伏降压输入电路或所述电池降压输入电路或所述电网降压输入电路输出的预设第一电压值降压,并由输出端输出预设第二电压值。
7.根据权利要求6所述的储能不间断电源装置,其特征在于,所述直流降压转换单元还包括至少一个第二电压转换电路;
所述第二电压转换电路的输入端连接所述第一电压转换电路的输出端;
所述第二电压转换电路将所述第一电压转换电路输出的预设第二电压值降压,并由输出端输出预设第三电压值;
所述第二电压转换电路的输出端连接所述微控制单元,为所述微控制单元供电。
8.根据权利要求6所述的储能不间断电源装置,其特征在于,所述直流降压转换单元还包括第三电压转换电路;
所述第三电压转换电路的输入端连接所述光伏降压输入电路、所述电池降压输入电路以及所述电网降压输入电路;
所述第三电压转换电路将所述光伏降压输入电路或所述电池降压输入电路或所述电网降压输入电路输出的预设第一电压值降压,并由输出端输出预设第四电压值;
所述第三电压转换电路的输出端分别连接所述BOOST升压驱动电路、所述PFC驱动电路以及所述LLC驱动电路,分别为所述BOOST升压驱动电路、所述PFC驱动电路以及所述LLC驱动电路供电。
9.根据权利要求8所述的储能不间断电源装置,其特征在于,所述不间断电源模块还包括母线降压输入电路;
所述母线降压输入电路,输入端连接所述高压母线,输出端连接所述直流降压转换单元。
10.根据权利要求7所述的储能不间断电源装置,其特征在于:
若所述第二电压转换电路为多个,则多个所述第二电压转换电路串联连接。
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