:在并网工作模式中，首先通过外部直流电源电流采集电路10-1和外部直流电源电压采集电路10-2分别对外部直流电源11的电流和电压进行检测，并将检测结果输入主控芯片MCU 9内，当外部直流电源11为太阳能光伏电池板时，主控芯片MCU 9要对输入的外部直流电源11的电流和电压进行功率计算来实现最大功率点跟踪，从而实现太阳能光伏电池板的最大能量输出。
[0034]阶段3:通过隔离升压电路I对外部直流电源11进行隔离升压变换，隔离升压电路I采用推挽式，通过PWM控制器5控制隔离升压电路I的功率开关器件的通断，由主控芯片MCU 9提供与外电网12频率相同的正弦平方波信号，作为PffM控制器5中的电流给定值，来对隔离升压电路I的输出电流进行钳位。
[0035]阶段4:由于主控芯片MCU 9对PffM控制器5提供的电流给定值的钳位作用，隔离升压电路I输出与外电网12同频同相的正弦半波。
[0036]阶段5:通过信号采集模块10中的外电网电压采集电路10-4检测外电网的相位，并输入主控芯片MCU 9，根据外电网的相位控制生成脉宽调制信号，经过逆变桥驱动电路7，以工频频率控制全桥逆变电路3中功率开关器件的通断，全桥逆变电路3的输出侧连接有电感，由于电感的缘故，需要把MCU生成的脉宽调制信号超前约20us才能得到与外电网同频同相的正弦波，并将电能并入外电网。
[0037]阶段6:微型隔离式并离网逆变器通过外电网电流采集电路10-3和外电网电压采集电路10-4分别对外电网的电流和电压进行检测，如果外电网状态异常，主控芯片MCU 9封锁控制全桥逆变电路的两倍工频频率的脉宽调制信号和PWM控制器的给定电流，使整个电路停机。
[0038]阶段7:由主控芯片MCU 9控制固态继电器RLl吸合，使支撑电容Cl和C2连入隔离升压电路I输出侧。支撑电容是保证在负载发生变化产生直流母线电压波动时，短暂输出大电流来维持输出稳定；同时主控芯片MCU控制固态继电器RLl断开，使逆变器与外电网分呙。
[0039]阶段8:微型隔离式并离网逆变器进入离网工作模式，整个切换时间小于20ms，在离网工作状态下，微型逆变器作为独立电源为用电器提供电能。
[0040]阶段9:转为离网工作状态后，主控芯片MCU为PffM控制器提供固定值作为给定电流，使隔离升压电路I的输出为稳定的直流400V电压。
[0041]阶段10:主控芯片MCU 9生成SPffM波，经过逆变桥驱动电路7控制全桥逆变电路3中功率开关器件的通断，把隔离升压电路I输出的直流400V高压电逆变为正弦交流电，逆变器作为独立的供电系统为用电器提供电能。
[0042]本发明在并网模式中主控芯片MCU 9对全桥逆变电路3的开关信号是工频的，离网时主控芯片MCU 9对全桥逆变电路3的开关信号是SPffM信号；本发明在并离网切换过程中需要进行停机操作，即使主控芯片MCU 9控制隔离升压电路I停止工作并封锁全桥逆变电路3的开关信号，停机后使主控芯片MCU 9控制相应的固态继电器完成有断点的安全切换，最终完成并离网之间的切换。本发明采用有断点的切换方式，使逆变器工作更安全更稳定，同时减少了并离网切换时对全桥逆变电路的功率器件的电流的冲击。工频是指开关信号的频率为50HZ。
[0043]本发明中所述光伏电池可以为直流电源、超级电容、蓄电池等各类直流供电与储能系统；功率开关器件是指包括MOSFET、IGBT、GT0、晶闸管等各类半导体器件。
[0044]本发明中的主控芯片MCU9的型号可以为PIC18F45K80，PffM控制器5的型号可以为 TL494。
[0045]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明基础上做出的等同或类似变化或者替换都落在本发明权利要求保护范围之内。
【主权项】
1.一种微型隔离式并离网逆变器，其特征在于该逆变器包括隔离升压电路、直流支撑电容切换电路、全桥逆变电路、并离网切换电路、PffM控制器、直流支撑电容切换驱动电路、逆变桥驱动电路、并离网切换驱动电路、主控芯片MCU和信号采集模块；所述信号采集模块的输出端均与主控芯片MCU相连，主控芯片MCU分别通过PffM控制器、直流支撑电容切换驱动电路、逆变桥驱动电路和并离网切换驱动电路与隔离升压电路、直流支撑电容切换电路、全桥逆变电路和并离网切换电路相连；隔离升压电路的输入端与外部直流电源的输出端连接，隔离升压电路的输出端依次连接直流支撑电容切换电路、全桥逆变电路和并离网切换电路的输入端，并离网切换电路的输出端与外电网连接；所述信号采集模块包括外部直流电源电压采集电路、外部直流电源电流采集电路、外电网电压采集电路和外电网电流采集电路，外部直流电源电流采集电路和外部直流电源电压采集电路分别与外部直流电源的输出端连接，外电网电压采集电路和外电网电流采集电路分别与外电网连接，信号采集模块所采集的所有信号均输入到主控芯片MCU内；所述直流支撑电容切换电路和并离网切换电路均采用固态继电器进行电路切换，主控芯片MCU内存有控制程序。2.根据权利要求1所述的微型隔离式并离网逆变器，其特征在于所述直流支撑电容切换电路的电路构成包括预充电电阻Rl、固态继电器RLl、支撑电容Cl和支撑电容C2，预充电电阻Rl —端与隔离升压电路输出端的高压直流电线DCH连接，预充电电阻Rl的另一端同时与支撑电容Cl和支撑电容C2的正极连接，支撑电容Cl和支撑电容C2的负极均与隔离升压电路输出端的地线GND连接；固态继电器RLl的A3引脚接隔离升压电路输出端的高压直流电线DCH，固态继电器RLl的A4引脚同时与支撑电容Cl和支撑电容C2的正极连接，固态继电器RLl的Al引脚接控制信号Relay，固态继电器RLl的A2引脚接信号地SGND，控制信号Relay通过直流支撑电容切换驱动电路由主控芯片MCU提供； 所述并离网切换电路的电路构成包括端子Jl和J2、保险管Fl以及固态继电器RL2 ;端子Jl连接用电器，端子J2连接外电网，固态继电器RL2的B3引脚接全桥逆变电路的输出端AC1，固态继电器RL2的B4引脚与端子J2的Kl引脚连接，端子J2的K2引脚接全桥逆变电路的输出端AC2，固态继电器RL2的BI脚接控制信号Relayl，控制信号Relayl通过并离网切换驱动电路由主控芯片MCU提供，固态继电器RL2的B2引脚接信号地SGND ;保险管Fl的一端与全桥逆变电路的输出端ACl连接，另一端接到端子Jl的Hl引脚，端子Jl的H2弓I脚接全桥逆变电路的输出端AC2。3.根据权利要求1所述的微型隔离式并离网逆变器，其特征在于所述主控芯片MCU内的控制程序的具体流程是:开始一逆变器初始化一外电网是否正常？ 否一逆变器离网运行一外电网是否正常？否一返回上一步骤的外电网是否正常？；是—逆变器由离网切换到并网一逆变器并网运行； 是一逆变器并网运行一外电网是否正常？是一返回上一步骤的外电网是否正常？；否—逆变器由并网切换到离网一逆变器离网运行。4.根据权利要求1所述的微型隔离式并离网逆变器，其特征在于所述主控芯片MCU的型号为PIC18F45K80，PffM控制器的型号为TL494。
【专利摘要】本发明涉及一种微型隔离式并离网逆变器，其特征在于该逆变器包括隔离升压电路、直流支撑电容切换电路、全桥逆变电路、并离网切换电路、PWM控制器、直流支撑电容切换驱动电路、逆变桥驱动电路、并离网切换驱动电路、主控芯片MCU和信号采集模块；所述信号采集模块的输出端均与主控芯片MCU相连，主控芯片MCU分别通过PWM控制器、直流支撑电容切换驱动电路、逆变桥驱动电路和并离网切换驱动电路与隔离升压电路、直流支撑电容切换电路、全桥逆变电路和并离网切换电路相连；隔离升压电路的输入端与外部直流电源的输出端连接，隔离升压电路的输出端依次连接直流支撑电容切换电路、全桥逆变电路和并离网切换电路的输入端，并离网切换电路的输出端与外电网连接。
【IPC分类】H02J3/38, H02M7/48
【公开号】CN105098836
【申请号】CN201510549752
【发明人】李练兵, 刘海湾, 张佳, 岳大为, 李志军, 孙紫梅
【申请人】河北工业大学
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年9月1日