TWI672575B

TWI672575B - 高頻雙向太陽能逆變儲能系統

Info

Publication number: TWI672575B
Application number: TW107143020A
Authority: TW
Inventors: 盧育成; 周波; 謝卓明
Original assignee: 旭隼科技股份有限公司
Priority date: 2018-11-30
Filing date: 2018-11-30
Publication date: 2019-09-21
Also published as: TW202022525A

Abstract

本發明公開一種高頻雙向太陽能逆變儲能系統，包括有一返馳式逆變充電器、一交錯式降壓型太陽能充電控制器、一微控制器A、一輸出控制器、一類比控制器暨微控制器B、複數逆變-變流器、一第一輔助電源供應器A以及一第二輔助電源供應器B。其中複數逆變-變流器的組成中包括有一第一逆變器、一第二變流器及一第三變流器。當高頻雙向太陽能逆變儲能系統的市電端、太陽能端及電池端中僅有其中一種電源可以使用，則本發明仍然能夠使整個高頻雙向太陽能逆變儲能系統持續正常供應電源給負載使用。

Description

高頻雙向太陽能逆變儲能系統

本發明涉及一種高頻雙向太陽能逆變儲能系統，特別是一種能夠在多電源整合的系統中，僅剩一種電源能使用之時，仍然能夠正常運作的高頻雙向太陽能逆變儲能系統。

現有的太陽能逆變儲能系統中，對於整合有市電、太陽能及電池的儲能系統，在電池的電量完全耗盡的時候，要將整個系統啟動或是需要連續供應給負載電源使用時，往往無法啟動整個電路系統的運作及其正常供應電力，常常造成負載端的電力供應被中斷，或是產生電力供應的損壞。又或者，當市電、太陽能及電池的整合儲能系統中，有一至二項電源的來源有問題發生，僅剩其中的一項電源可以供電的時候，也常會造成儲能系統的負載供電不穩定或無法啟動系統，有待且必要加以改善。

本發明公開一種高頻雙向太陽能逆變儲能系統，能夠針對現有儲能系統的缺失加以改善，且有效的運用於市電、太陽能以及電池的大電力整合系統中，極具有功效性，能夠達到提供高效率的運用各種不同的電力來源的變換器、逆變器或換流器之目的。特別是能在只剩下市電部分能使用的工作條件下，或只剩下太陽能的電能運作的工作條件，或者是整個系統中只剩下電池端能夠運作的情形下，則透過本發明之技術內容仍然能夠使整個高頻雙向太陽能逆變儲能系統仍然能夠正常的供應負載端所需要的電源及其運作。

本發明的高頻雙向太陽能逆變儲能系統，包括有：一返馳式逆變充電器，其輸入端耦接於一市電端；一交錯式降壓型太陽能充電控制器，其輸入端耦接於一太陽能端，該交錯式降壓型太陽能充電控制器的輸出端耦接於該返馳式逆變充電器的輸出端且耦接一電池端；一微控制器A，耦接於該交錯式降壓型太陽能充電控制器；一輸出控制器，其輸入端耦接於該交錯式降壓型太陽能充電控制器的輸出端，該輸出控制器的輸出端耦接一負載端；一類比控制器暨微控制器B，耦接於該輸出控制器；複數逆變-變流器，其輸入端分別耦接於該市電端、該太陽能端及該電池端，該複數逆變-變流器的輸出端分別耦接至一Vm；一第一輔助電源供應器A，其輸入端耦接於該Vm，輸出端耦接於該微控制器A；及一第二輔助電源供應器B，其輸入端耦接於該Vm，輸出端耦接於該類比控制器暨微控制器B。

20‧‧‧返馳式逆變充電器

21‧‧‧類比控制器

22‧‧‧交錯式降壓型太陽能充電控制器

23‧‧‧輸出控制器

24‧‧‧微控制器A

25‧‧‧推挽式轉換器

26‧‧‧類比控制器暨微控制器B

27‧‧‧全橋式整流器

30‧‧‧複數逆變-變流器

31‧‧‧第一逆變器

32‧‧‧第二變流器

33‧‧‧第三變流器

34‧‧‧二極體

35‧‧‧第一輔助電源供應器A

36‧‧‧第二輔助電源供應器B

38‧‧‧輔助電源供應器

40‧‧‧通訊模組

41‧‧‧顯示器模組

42‧‧‧功能鍵模組

50‧‧‧最大功率追蹤太陽能充電控制器

PWM1~PWM7‧‧‧訊號

V-I1~V-I5‧‧‧訊號

ON-OFF1~ON-OFF4‧‧‧訊號

TX-RX‧‧‧訊號

Vcca、Vccb‧‧‧電源訊號

Vm、Vb‧‧‧接點

圖1為本發明第一實施例之電路方塊連接示意圖；圖2為本發明第一實施例中之一運作狀態示意圖；圖3為本發明第一實施例中之另一運作狀態示意圖；圖4為本發明第一實施例中之又一運作狀態示意圖；圖5為本發明第二實施例之電路方塊連接示意圖；圖6為本發明第二實施例中之一運作狀態示意圖；圖7為本發明第二實施例中之另一運作狀態示意圖；圖8為本發明第二實施例中之又一運作狀態示意圖。

在下文中將參閱隨附圖式，藉以更充分地描述各種例示性實施例，並在隨附圖式中展示一些例示性實施例。然而，本發明之概念可能以許多不同形式來加以體現，且不應解釋為僅限於本文中所闡述之例示性實施例。確切而言，提供此等例示性實施例使得本發明將為詳盡且完整，且將向熟習此項技術者充分傳達本發明概念的範疇。在諸圖式中，可為了清楚而誇示電路方塊與電路元件、各種訊號與各個裝置之相對應的連接關係，其中對於類似英文標號或數字，始終指示類似元件。

應理解，雖然在本文中可能使用術語開關元件係包括有逆變器、變流器或轉換器等，乃是指一種Convertor或Inventor的表達術語，但並不限定是採用逆變器、變流器、換流器或轉換器的不同名詞，即此等元件不應受此等電子電路實際產品術語之限制。以及本文所出現之第一、第二、第三…等，此等術語乃用以清楚地區分一元件與另一元件，並非具有一定的元件的先後順序關係，即有可能會有第一元件、第三元件而無第二元件之實施態樣，乃非一定具有連續之序號作為元件符號之標示關係。

如本文中所使用術語之輸入(或輸出)及輸出(或輸入)、輸入端(或輸出端)及輸出端(或輸入端)等，此等術語乃用以清楚地區分一個元件的一傳輸點與該元件的另一傳輸點，或為區分一元件與另一元件之間的對應連接關係，或是一個端點與另一個端點之間係為不同或是相對位置上的區別，其並非用以限制該文字序號所呈現之順序關係或是絕對位置關係，且非必然有數字上連續的一定關係。又，可能使用了術語「及/或」包括相關聯之列出項目中之任一者及一或多者之所有組合。再者，本文可能使用術語「複數個」或是「至少兩個」來描述具有多個元件，但此等複數個元件或至少兩個元件，乃不僅限於實施有二個、三個或四個及四個以上的元件數目表示所實施的技術。

本發明公開一種高頻雙向太陽能逆變儲能系統，係運用於市電、太陽能以及電池等具有三種不同電力來源的逆變儲能系統之電路中，特別能夠運用在整個系統中只剩下市電部分能夠運作的工作條件下，或整個系統中只剩下太陽能的電能夠運作的工作條件，或者是整個系統中只剩下電池能夠運作的工作條件之情形下，則透過本發明之技術內容仍然能夠使整個高頻雙向太陽能逆變儲能系統仍然能夠正常的運作。亦即，本發明提供一種具有提升不同電源供應端的使用效率，且持續的針對負載提供穩定有效的電力電源之作用，減少整體系統電路無法運作之情形發生或是無謂的消耗電能，亦即本發明實施例實際上具備有負載工作效率高且供電穩定之技術優勢。

參閱圖1所示，本發明的高頻雙向太陽能逆變儲能系統中包括有一返馳式逆變充電器20、一交錯式降壓型太陽能充電控制器22、一微控制器A 24、一輸出控制器23、一類比控制器暨微控制器B 26、複數逆變-變流器30、一第一輔助電源供應器A 35以及一第二輔助電源供應器B 36。其中返馳式逆變充電器20本身的輸入端耦接於一市電端；交錯式降壓型太陽能充電控制器22的輸入端耦接於一太陽能端，交錯式降壓型太陽能充電控制器22的輸出端則耦接於返馳式逆變充電器20的輸出端，即為Vb接點，該Vb接點並耦接有一電池端。是以，本發明所述的高頻雙向太陽能逆變儲能系統乃是運用於市電、太陽能(光伏能)以及可充電之電池等相互整合的大系統之中。

圖1的微控制器A 24耦接於交錯式降壓型太陽能充電控制器22，其連接關係為，由微控制器A 24輸出一PWM2訊號傳送至，交錯式降壓型太陽能充電控制器22，而由交錯式降壓型太陽能充電控制器22傳送一V-I2訊號至該微控制器A 24。其中所述的PWM2訊號於實務上是一個脈衝寬度調變訊號(Pulse Width Modulation)，且為高頻的調變訊號，用以驅動該交錯式降壓型太陽能充電控制器22的電路拓樸架構執行運作，而所述的V-I2主要是有關於該交錯式降壓型太陽能充電控制器22的電壓電流偵測訊號，將此電壓電流訊號傳送給微控制器A 24以便於進行所需要的驅動訊號的調整。

所述輸出控制器23本身的輸入端耦接於交錯式降壓型太陽能充電控制器22的輸出端，亦即連接於該Vb接點，而輸出控制器23的輸出端耦接一負載端，該負載端主要為一交流電形式的負載端。所述的類比控制器暨微控制器B 26則是耦接於輸出控制器23，以傳輸控制操作所需要的訊號。所述複數逆變-變流器30的輸入端分別耦接於該市電端、該太陽能端及該電池端，複數逆變-變流器30的輸出端分別耦接至一Vm，該Vm為一個接點，是一個電路接點。所述第一輔助電源供應器A 35的輸入端耦接於該Vm，第一輔助電源供應器A 35的輸出端耦接於該微控制器A 24；所述第二輔助電源供應器B 36的輸入端耦接於該Vm，第二輔助電源供應器B 36的輸出端耦接於類比控制器暨微控制器B 26。

在一實施例中，本發明所述複數逆變-變流器30的組成中包括有一第一逆變器31、一第二變流器32及一第三變流器33。其中第一逆變器31的輸入端耦接於該市電端，第一逆變器31的輸出端耦接於該Vm；第二變流器32的輸入端耦接於該太陽能端，第二變流器32的輸出端耦接於該Vm；此外，第三變流器33的輸入端耦接於該電池端，第三變流器的輸出端耦接於該Vm。在實際電路運用上，所述第一逆變器31、第二變流器32及第三變流器33的各自輸出端與該Vm之間，是分別各自再連接有一二極體34，如圖1所示。此外，在實際的電路拓樸結構上，第一逆變器31為一交流/直流型返馳式變流器(AC/DC Fly-back Invertor)，用以將市電端的交流電壓加以轉換，並升壓到一直流電壓凖位。第二變流器32為一直流/直流升壓型返馳式變流器(DC/DC Fly-back Convertor)，用以將太陽能端的電壓升壓到一直流凖位。第三變流器33為一直流/直流升壓型返馳式變流器(DC/DC Fly-back Convertor)，用以將電池端的電壓升壓到一直流凖位。

圖1中的輸出控制器23於實際電路運用時包括有一推挽式轉換器(Push-pull Convertor)25及一全橋式整流器(Full Bridge Invertor)27，推挽式轉換器25的輸入端耦接於交錯式降壓型太陽能充電控制器22的輸出端，亦即是耦接於Vb接點，亦為推挽式轉換器23的輸入端同時耦接於返馳式逆變充電器20的輸出端以及耦接於該電池端。全橋式整流器27的輸入端耦接於推挽式轉換器的輸出端，全橋式整流器27的輸出端耦接於該負載端。

其中推挽式轉換器25為一直流/直流轉換器的電路架構，在另一實施例中，也可以是一個全橋式的轉換器電路結構。推挽式轉換器25並且於類比控制器暨微控制器B 26的訊號相耦接，主要是由類比控制器暨微控制器B 26傳送PWM3、PWM4及ON-OFF1的訊號至推挽式轉換器25，PWM3及PWM4訊號是脈衝寬度調變訊號(Pulse Width Modulation)，且為高頻的調變訊號，用以驅動該推挽式轉換器25的電路拓樸架構執行運作；ON-OFF1訊號則是表示由類比控制器暨微控制器B 26能夠控制該推挽式轉換器25執行啟動或關閉的工作模式。以及由推挽式轉換器25傳輸一V-I3訊號至類比控制器暨微控制器B 26，所述的V-I3主要是有關於該推挽式轉換器25的電壓電流偵測訊號，將此電壓電流訊號傳送給類比控制器暨微控制器B 26以便於進行所需要的驅動訊號的調整。

並且在本發明的實施例中，所述推挽式轉換器25的電路結構包括有一轉換變壓器(圖中未標號)，該轉換變壓器的二次側直接電性連接多個開關元件(圖中未顯示)及一電容(圖中未顯示)，以形成該推挽式轉換器25二次側的電路元件連接狀態。亦即，本發明推挽式轉換器25中的轉換變壓器的二次側，並無任何電感元件之連接，本發明直接採用該轉換變壓器本身的漏電感與該電容(圖中未顯示)之連結關係，形成諧振效應，藉以達成零電流(或小電流)的電流切換效果，以減少開關元件之切換損失。

另外，全橋式整流器27則為一直流/交流逆變器的電路拓樸架構，全橋式整流器27也是與類比控制器暨微控制器B 26的訊號相耦接，主要是由類比控制器暨微控制器B 26傳送PWM5、PWM6及ON-OFF2的訊號至全橋式整流器27。同樣地，PWM5及PWM6訊號是脈衝寬度調變訊號(Pulse Width Modulation)，且為高頻的調變訊號，用以驅動該全橋式整流器27的電路拓樸架構執行運作；ON-OFF2訊號則是表示由類比控制器暨微控制器B 26能夠控制該全橋式整流器27執行啟動或關閉的工作模式。以及由全橋式整流器27傳輸一V-I4的訊號至類比控制器暨微控制器B 26，所述的V-I4主要是有關於該全橋式整流器27的電壓電流偵測訊號，將此電壓電流訊號傳送給類比控制器暨微控制器B 26以便於進行所需要的驅動訊號的調整。

在圖1中，所述返馳式逆變充電器20另外耦接有一類比控制器(Analog Controller)21，所述類比控制器21傳送一PWM1訊號至返馳式逆變充電器20中，該PWM1訊號同樣是脈衝寬度調變訊號(Pulse Width Modulation)，且為高頻的調變訊號，主要是用以驅動該返馳式逆變充電器20執行電路工作。返馳式逆變充電器20則傳送一V-I1訊號至類比控制器21，以作為電壓-電流偵測回饋的訊號；所述的V-I1訊號主要是有關於該返馳式逆變充電器20的電壓電流偵測訊號，將此電壓電流訊號傳送給類比控制器21以便於進行所需要的驅動訊號及其調整。

本發明的一實施例中，所述的類比控制器暨微控制器B另外耦接有一通訊模組(Communication Module)40及一顯示器模組(Display Module)41，而該顯示器模組41則另再耦接一功能鍵模組(Function Key Module)42等。通訊模組40耦接於類比控制器暨微控制器B 26，用以傳送及接收一TX-RX訊號，該TX-RX訊號主要是作為無線通訊傳輸之發送訊號或者是接收訊號，使得本發明的高頻雙向太陽能逆變儲能系統能夠讓使用者或操作者，以無線通訊傳輸的方式，執行系統的操作與控制。顯示器模組41耦接於類比控制器暨微控制器B 26，由顯示器模組41輸出一ON-OFF4訊號至類比控制器暨微控制器B 26並接收類比控制器暨微控制器B 26所輸出的一ON-OFF3訊號；所述ON-OFF3訊號是由類比控制器暨微控制器B 26控制顯示器模組41的啟動或關閉工作；ON-OFF4訊號則是由顯示器模組41控制類比控制器暨微控制器B 26的啟動或關閉工作。其中，顯示器模組41控制類比控制器暨微控制器B 26的動作，是由功能鍵模組42所耦接於顯示器模組41而加以控制該類比控制器暨微控制器B 26的動作，並且功能鍵模組42能夠由使用者或是操作者所控制與操作。

本發明的進一步動作說明，請參閱圖2、3及4所示，圖2是當僅有電池端能夠供應給負載端所需要的電源，而該市電端及太陽能端皆無法供應電源時；此時，由該電池端所耦接的第三變流器33被啟動，並且再由第三變流器33建立起第一輔助電源供應器A 35及該第二輔助電源供應器B 36的電源供應來源，分別輸出電源訊號Vcca及電源訊號Vccb。所述電源訊號Vcca啟動微控制器A 24工作，所述電源訊號Vccb則是啟動類比控制器暨微控制器B 26工作。如此使本發明的交錯式降壓型太陽能充電控制器22及所述輸出控制器23皆能夠正常工作，以輸出該負載端所需要的電力電源。其中，第三變流器33為所述的直流/直流升壓型返馳式變流器(DC/DC Fly-back Convertor)，是用以將電池端的電壓升壓到一直流凖位，於實際電路運作時，該Vm端的電壓值約為DC 150V。

圖3中的供電狀態，是當僅有太陽能端能夠供應電源而市電端及電池端皆無法供應電源時，則第二變流器32被啟動，並且再由第二變流器32建立起第一輔助電源供應器A 35及第二輔助電源供應器B 36的電源供應來源，之後分別輸出電源訊號Vcca及電源訊號Vccb。其中電源訊號Vcca用以啟動該微控制器A 24工作，所述電源訊號Vccb則啟動類比控制器暨微控制器B 26工作，使得交錯式降壓型太陽能充電控制器22及輸出控制器23能夠正常工作，進而輸出該負載端所需要的電力電源。實際運用上第二變流器32為一直流/直流升壓型返馳式變流器(DC/DC Fly-back Convertor)，用以將太陽能端的電壓升壓到一直流凖位，於實際電路上，該Vm端的電壓值可以升壓的範圍約為DC 150V~400V的電壓值。

圖4所示，是當僅有市電端能夠供應電源而電池端及太陽能端皆無法供應電源時的系統狀態，此時，耦接於市電端的第一逆變器31被啟動，再由第一逆變器31直接建立起第一輔助電源供應器A 35及第二輔助電源供應器B 36的電源供應來源，之後分別輸出電源訊號Vcca及電源訊號Vccb。所述電源訊號Vcca啟動微控制器A 24工作，而電源訊號Vccb則是啟動類比控制器暨微控制器B 26執行工作，使得交錯式降壓型太陽能充電控制器22及輸出控制器23能夠正常工作，並輸出該負載端所需要的電源。於實際電路運用時，第一逆變器31為一交流/直流型返馳式變流器(AC/DC Fly-back invertor)，用以將市電端的交流電壓加以轉換為直流電壓的形式，並升壓到一直流電壓凖位；實務上該Vm端的電壓值可以將市電的交流電壓轉換為一直流電壓值約為DC 150V左右。

如上述，本發明的高頻雙向太陽能逆變儲能系統夠在沒有電池使用的情形下，僅有市電或是僅有太陽能(光伏能)的電源時仍然可以正常的輸出負載端所需要的電源。

本發明的第二實施電路方塊示意圖，參閱圖5所示，包括有：一市電端、一太陽能端、一電池端、一負載端、一最大功率追蹤太陽能充電控制器50、一輸出控制器23、一類比控制器暨微控制器B 26、一複數逆變-變流器30以及一輔助電源供應器38。其中市電端是與負載端相耦接；最大功率追蹤太陽能充電控制器50的輸入端耦接於太陽能端。如同前一實施例，輸出控制器23中包括有一推挽式轉換器25及一全橋式整流器27；所述推挽式轉換器25的輸入端耦接於該電池端，推挽式轉換器25的輸出端耦接於最大功率追蹤太陽能充電控制器50的輸出端；全橋式整流器27的輸入端耦接於推挽式轉換器25的輸出端，全橋式整流器27的輸出端耦接該負載端。

所述類比控制器暨微控制器B 26同時耦接於推挽式轉換器25及全橋式整流器27，其中介於類比控制器暨微控制器B 26與推挽式轉換器25及全橋式整流器27之間所傳輸的PWM3、PWM4、ON-OFF1、V-I3以及PWM5、PWM6、ON-OFF2、V-I4等訊號，乃與前一實施例相同，請參閱先前所述。所述類比控制器暨微控制器B 26與最大功率追蹤太陽能充電控制器50相耦接，傳輸一PWM7訊號以驅動最大功率追蹤太陽能充電控制器50執行控制與運作，同時類比控制器暨微控制器B 26接收該最大功率追蹤太陽能充電控制器50所輸出的一V-I5訊號的電壓電流偵測訊號，藉以調整控制該PWM7訊號執行所需要的驅動電壓及電流。

圖5中，如同第一實施例所述，所述複數逆變-變流器30中包括有所述第一逆變器31、第二變流器32及第三變流器33。同樣地，第一逆變器31的輸入端耦接於該市電端，第一逆變器31的輸出端耦接於該Vm；第二變流器32的輸入端耦接於該太陽能端，第二變流器32的輸出端耦接於該Vm；第三變流器33的輸入端耦接於該電池端，第三變流器的輸出端耦接於該Vm。同前一實施例所述，在實際電路運用上，第一逆變器31、第二變流器32及第三變流器33的各自輸出端與該Vm之間，是分別各自再連接有一二極體34，如圖1所示。

在實際的電路拓樸結構上，第一逆變器31為一交流/直流型返馳式變流器(AC/DC Fly-back Invertor)，用以將市電端的交流電壓加以轉換，並升壓到一直流電壓凖位。第二變流器32為一直流/直流升壓型返馳式變流器(DC/DC Fly-back Convertor)，用以將太陽能端的電壓升壓到一直流凖位。第三變流器33為一直流/直流升壓型返馳式變流器(DC/DC Fly-back Convertor)，用以將電池端的電壓升壓到一直流凖位。

不同於前一實施例，在本發明第二實施例中僅設置一輔助電源供應器38，輔助電源供應器38的輸入端耦接於該Vm，輸出端耦接於該類比控制器暨微控制器B 26，用以輸出一Vccb電源訊號，藉以啟動該類比控制器暨微控制器B 26執行控制與運行的工作。

在圖5中所述的類比控制器暨微控制器B同樣耦接有通訊模組(Communication Module)40及顯示器模組(Display Module)41，而該顯示器模組41則再耦接於功能鍵模組(Function Key Module)42等。通訊模組40耦接於類比控制器暨微控制器B 26，用以傳送及接收一TX-RX訊號，該TX-RX訊號主要是作為無線通訊傳輸之發送訊號或者是接收訊號，使得本發明的高頻雙向太陽能逆變儲能系統能夠讓使用者或操作者，以無線通訊傳輸的方式，執行系統的操作與控制。顯示器模組41耦接於類比控制器暨微控制器B 26，由顯示器模組41輸出一ON-OFF4訊號至類比控制器暨微控制器B 26並接收類比控制器暨微控制器B 26所輸出的一ON-OFF3訊號；所述ON-OFF3訊號是由類比控制器暨微控制器B 26控制顯示器模組41的啟動或關閉工作；ON-OFF4訊號則是由顯示器模組41控制類比控制器暨微控制器B 26的啟動或關閉工作。同前一實施例，顯示器模組41控制類比控制器暨微控制器B 26的動作，是由功能鍵模組42所耦接於顯示器模組41而加以控制該類比控制器暨微控制器B 26的動作，並且功能鍵模組42能夠由使用者或是操作者所控制與操作。

本發明第二實施例的進一步動作說明，請參閱圖6、7及8所示，圖6是當僅有電池端能夠供應給負載端所需要的電源，而該市電端及太陽能端皆無法供應電源時；此時，由該電池端所耦接的第三變流器33被啟動，並且再由第三變流器33建立起輔助電源供應器38的電源供應來源，輸出電源訊號Vccb，所述電源訊號Vccb用來啟動類比控制器暨微控制器B 26工作。如此使本發明的最大功率追蹤太陽能充電控制器50及所述輸出控制器23皆能夠正常工作，以輸出該負載端所需要的電力電源。實務上，第三變流器33為所述的直流/直流升壓型返馳式變流器(DC/DC Fly-back Convertor)，用以將電池端的電壓升壓到一直流凖位，於實際電路運作時，該Vm端的電壓值約為DC 150V。

圖7中的供電狀態，是當僅有太陽能端能夠供應電源而市電端及電池端皆無法供應電源時，則第二變流器32被啟動，並且再由第二變流器32建立起輔助電源供應器38的電源供應來源，之後輸出電源訊號Vccb，所述電源訊號Vccb啟動類比控制器暨微控制器B 26工作，使得最大功率追蹤太陽能充電控制器50及輸出控制器23能夠正常工作，進而輸出該負載端所需要的電力電源。在實際電路運用上，第二變流器32為一直流/直流升壓型返馳式變流器(DC/DC Fly-back Convertor)，用以將太陽能端的電壓升壓到一直流凖位，於實際電路上，該Vm端的電壓值可以升壓的範圍約為DC 150V~400V的電壓值。

圖8所示，是當僅有市電端能夠供應電源而電池端及太陽能端皆無法供應電源時的系統狀態，此時，耦接於市電端的第一逆變器31被啟動，再由第一逆變器31直接建立起輔助電源供應器38的電源供應來源，之後輸出電源訊號Vccb。所述電源訊號Vccb則是啟動類比控制器暨微控制器B 26執行工作，使得最大功率追蹤型太陽能充電控制器50及輸出控制器23能夠正常工作，並輸出該負載端所需要的電源。實際電路上，第一逆變器31為一交流/直流型返馳式變流器(AC/DC Fly-back invertor)，用以將市電端的交流電壓加以轉換為直流電壓的形式，並升壓到一直流電壓凖位；實務上該Vm端的電壓值可以將市電的交流電壓轉換為一直流電壓值約為DC 150V左右。

綜上所述，本發明提出一種高頻雙向太陽能逆變儲能系統，是能夠針對現有的電路缺失加以改善，且有效的運用於市電、太陽能以及電池的大電力系統中時，極具有功效性，能達到提供高效率的運用各種不同的電力來源的變換器、逆變器或換流器之目的；特別是能夠運用在整個系統中只剩下市電部分能夠運作的工作條件下，或整個系統中只剩下太陽能的電能夠運作的工作條件，或者是整個系統中只剩下電池能夠運作的工作條件之情形下，則透過本發明之技術內容仍然能夠使整個高頻雙向太陽能逆變儲能系統仍然能夠正常的運作；並且該推挽式轉換器中的轉換變壓器之二次側直接耦接多個開關元件及一電容，即該轉換變壓器的二次側，係無電感元件之連接。顯見，本發明專利案具備申請專利要件。

然，本發明說明內容所述，僅為較佳實施例之舉例說明，當不能以之限定本發明所保護之範圍，任何局部變動、修正或增加之技術，仍不脫離本發明所保護之範圍中。

Claims

一種高頻雙向太陽能逆變儲能系統，包括有：一返馳式逆變充電器，其輸入端耦接於一市電端；一交錯式降壓型太陽能充電控制器，其輸入端耦接於一太陽能端，該交錯式降壓型太陽能充電控制器的輸出端耦接於該返馳式逆變充電器的輸出端且耦接一電池端；一微控制器A，耦接於該交錯式降壓型太陽能充電控制器；一輸出控制器，其輸入端耦接於該交錯式降壓型太陽能充電控制器的輸出端，該輸出控制器的輸出端耦接一負載端；一類比控制器暨微控制器B，耦接於該輸出控制器；複數逆變-變流器，其輸入端分別耦接於該市電端、該太陽能端及該電池端，該複數逆變-變流器的輸出端分別耦接至一Vm；一第一輔助電源供應器A，其輸入端耦接於該Vm，輸出端耦接於該微控制器A；及一第二輔助電源供應器B，其輸入端耦接於該Vm，輸出端耦接於該類比控制器暨微控制器B；其中，所述的複數逆變-變流器，包括有：一第一逆變器，輸入端耦接於該市電端，該第一逆變器的輸出端耦接於該Vm；一第二變流器，輸入端耦接於該太陽能端，該第二變流器的輸出端耦接於該Vm；及一第三變流器，輸入端耦接於該電池端，該第三變流器的輸出端耦接於該Vm；其中，當僅有電池端能夠供應電源而市電端及太陽能端皆無法供電時，則該第三變流器被啟動，再由該第三變流器建立起該第一輔助電源供應器A及該第二輔助電源供應器B的電源供應，分別輸出電源訊號Vcca及電源訊號Vccb；該電源訊號Vcca 啟動該微控制器A工作，該電源訊號Vccb啟動該類比控制器暨微控制器B工作；使得該交錯式降壓型太陽能充電控制器及該輸出控制器正常工作，輸出該負載端所需要的電源。
如請求項1所述的高頻雙向太陽能逆變儲能系統，其中當僅有太陽能端能夠供應電源而市電端及電池端皆無法供電時，則該第二變流器被啟動，再由該第二變流器建立起該第一輔助電源供應器A及該第二輔助電源供應器B的電源供應，分別輸出電源訊號Vcca及電源訊號Vccb；該電源訊號Vcca啟動該微控制器A工作，該電源訊號Vccb啟動該類比控制器暨微控制器B工作；使得該交錯式降壓型太陽能充電控制器及該輸出控制器正常工作，輸出該負載端所需要的電源。
如請求項1所述的高頻雙向太陽能逆變儲能系統，其中當僅有市電端能夠供應電源而電池端及太陽能端皆無法供電時，則該第一逆變器被啟動，再由該第一逆變器建立起該第一輔助電源供應器A及該第二輔助電源供應器B的電源供應，分別輸出電源訊號Vcca及電源訊號Vccb；該電源訊號Vcca啟動該微控制器A工作，該電源訊號Vccb啟動該類比控制器暨微控制器B工作；使得該交錯式降壓型太陽能充電控制器及該輸出控制器正常工作，輸出該負載端所需要的電源；其中該第一逆變器為一交流/直流型返馳式變流器(AC/DC Fly-back invertor)，用以將市電端的交流電壓加以轉換，並升壓到一直流電壓準位。
如請求項1所述的高頻雙向太陽能逆變儲能系統，其中該輸出控制器包括有：一推挽式轉換器，其輸入端耦接於該交錯式降壓型太陽能充電控制器的輸出端，該推挽式轉換器的輸入端同時耦接於該返馳式逆變充電器的輸出端以及耦接該電池端；並且該推挽式轉換器中包括有一轉換變壓器，該轉換變壓器的二次側直接耦接多個開關元件及一電容，該轉換變壓器的二次側，係無電感元件之連接；及一全橋式整流器，其輸入端耦接於該推挽式轉換器的輸出端，該全橋式整流器的輸出端耦接於該負載端；其中該推挽式轉換器為一直流/直流轉換器的電路架構，該全橋式整流器則為一直流/交流逆變器的電路架構。
如請求項1所述的高頻雙向太陽能逆變儲能系統，其中該返馳式逆變充電器另耦接有一類比控制器，該類比控制器傳送一PWM1訊號至該返馳式逆變充電器，以驅動該返馳式逆變充電器工作，該返馳式逆變充電器則傳送一V-I1訊號至該類比控制器，作為電壓-電流偵測回饋的訊號。
如請求項1所述的高頻雙向太陽能逆變儲能系統，其中該類比控制器暨微控制器B另耦接有：一通訊模組，耦接於該類比控制器暨微控制器B，用以傳送及接收一TX-RX訊號；一顯示器模組，耦接於該類比控制器暨微控制器B，該顯示器模組輸出一ON-OFF4訊號至該類比控制器暨微控制器B並接收該類比控制器暨微控制器B所輸出的一ON-OFF3訊號；及一功能鍵模組，耦接於該顯示器模組，用以控制該顯示器模組。
一種高頻雙向太陽能逆變儲能系統，包括有：一市電端，是與一負載端相耦接；一最大功率追蹤太陽能充電控制器，其輸入端耦接於一太陽能端；一推挽式轉換器，其輸入端耦接於一電池端，該推挽式轉換器的輸出端耦接於該最大功率追蹤太陽能充電控制器的輸出端；一全橋式整流器，其輸入端耦接於該推挽式轉換器的輸出端，該全橋式整流器的輸出端耦接該負載端；一類比控制器暨微控制器B，耦接於該推挽式轉換器及該全橋式整流器，並且與該最大功率追蹤太陽能充電控制器相耦接，傳輸一PWM7訊號以驅動該最大功率追蹤太陽能充電控制器工作，及接收該最大功率追蹤太陽能充電控制器輸出的一V-I5的電壓電流偵測訊號；一第一逆變器，輸入端耦接於該市電端，輸出端耦接至一Vm；一第二變流器，輸入端耦接於該太陽能端，輸出端耦接至該Vm；一第三變流器，輸入端耦接於該電池端，輸出端耦接至該Vm；及一輔助電源供應器，其輸入端耦接於該Vm，輸出端耦接於該類比控制器暨微控制器B，用以輸出一Vccb電源訊號，以啟動該類比控制器暨微控制器B工作；其中，該類比控制器暨微控制器B接收該最大功率追蹤太陽能充電控制器所輸出的該V-I5訊號的電壓電流偵測訊號，藉以調整控制該PWM7訊號，以執行所需要的驅動電壓及電流。
如請求項7所述的高頻雙向太陽能逆變儲能系統，其中該類比控制器暨微控制器B另耦接有：一通訊模組，耦接於該類比控制器暨微控制器B，用以傳送及接收一TX-RX訊號；一顯示器模組，耦接於該類比控制器暨微控制器B，該顯示器模組輸出一ON-OFF4訊號至該類比控制器暨微控制器B並接收該類比控制器暨微控制器B所輸出的一ON-OFF3訊號；及一功能鍵模組，耦接於該顯示器模組，用以控制該顯示器模組；其中，該ON-OFF3訊號是該類比控制器暨微控制器B控制該顯示器模組的啟動或關閉工作；該ON-OFF4訊號則是由該顯示器模組控制該類比控制器暨微控制器B的啟動或關閉工作。