[实用新型]光伏发电及储能的双向电源转换器

说明书

本实用新型涉及涉及电气控制领域，具体地说，涉及一种光伏发电及储能的双向电源转换器。光伏发电及储能的双向电源转换器包括光伏板、同步降压/升压级、储能电池模块、微控制器、栅极驱动器、运算放大器、线性稳压器、双向电源指示开关和直流负载。光伏板的输出端连接着同步升压/降压级的输入端；同步升压/降压级连接着储能电池模块；同步升压/降压级输出端连接着直流负载；储能电池模块的输出端连接着运算放大器的输入端；运算放大器的输出端连接着微控制器的输入端；微控制器的输出端连接着栅极驱动器的输入端；栅极驱动器的输出端连接着同步升压/降压级；微控制器的输出端连接着双向电源指示开关的输入端；双向电源指示开关的输出端连接着光伏板的输入端；双向电源指示开关的输出端连接着直流负载；线性稳压器的输出端连接着微控制器的输入端。

技术领域

本实用新型涉及电气控制领域，具体地说，涉及一种基于光伏发电及储能的双向电源转换器。

背景技术

目前，随着传统能源如煤炭、石油的不断消耗，不仅能源危机问题日益严重，不可再生能源的使用还严重影响了生态环境。所以，新能源的发展引起了人们的高度重视，其可循环再生和环保的优点得到认可。太阳能作为新能源的一种，是最简单快捷的方式，主流的太阳能发电方式是光伏发电，但存在着易受环境影响、发电不稳定、效率低的缺点，有可能导致发电系统无法正常工作。

太阳能的应用(如独立太阳能路灯)需要太阳能电池板为铅酸蓄电池充电系统和电池驱动路灯系统这两个模块。在传统的方案中，需要两个功率级解决如上问题，系统冗杂且操作难度大。因此，提高光能转换效率和简化光伏发电储能系统是现在技术急需解决的问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种基于光伏发电和储能的双向电源转换器，该转换器是两个系统的集成，可用作同步降压转换器或同步升压转换器，在直流电源和能量存储系统之间实现双向功率流，来解决目前技术上存在的上述问题。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种基于光伏发电及储能的双向电源转换器包含光伏板、同步降压/升压级、储能电池模块、微控制器(MCU)、栅极驱动器、运算放大器、线性稳压器、双向电源指示开关和直流负载，所述的光伏板的输出端连接着同步升压/降压级的输入端；所述的同步升压/降压级连接着储能电池模块；所述的同步升压/降压级输出端连接着直流负载；所述的储能电池模块的输出端连接着运算放大器的输入端；所述的运算放大器的输出端连接着微控制器的输入端；所述的微控制器的输出端连接着栅极驱动器的输入端；所述的栅极驱动器的输出端连接着同步升压/降压级；所述的微控制器的输出端连接着双向电源指示开关的输入端；所述的双向电源指示开关的输出端连接着光伏板的输入端；所述的双向电源指示开关的输出端连接着直流负载；所述的线性稳压器的输出端连接着微控制器的输入端。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型光伏发电及储能的双向电源转换器所述同步降压/升压级采用CSD88539ND MOSFET，具有极低的栅极电荷和导通电阻，可最大限度地降低开关级损耗。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型光伏发电及储能的双向电源转换器所述储能电池模块采用工作电压平稳、使用温度及使用电流范围宽、能充放电数百个循环、贮存性能好(尤其适于干式荷电贮存)、造价较低的铅酸蓄电池。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型光伏发电及储能的双向电源转换器所述微控制器(MCU)采用MSP430F5132单片机，具有功能强大的16位精简指令集计算 (RISC)处理器，能够实现最大功率点跟踪器(MPPT)和四级电池充电算法，易于根据最终系统要求进行调制。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型光伏发电及储能的双向电源转换器所述栅极驱动器采用LM5109A，一款高压半桥栅极驱动器，具有1A峰值栅极电流，能够在高达90V的轨电压下工作，非常适合半桥和同步降压应用。