專利名稱：市電并網(wǎng)型電源供應(yīng)系統(tǒng)的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種市電并網(wǎng)型電源供應(yīng)系統(tǒng)，尤指一種市電并網(wǎng)型電源供應(yīng)系統(tǒng)的控制方法。
背景技術(shù)：
在地球能源即將枯竭的議題于近年來一直有環(huán)保團體不斷的宣導，故尋找替代能源已成為各國重要的一項目標，其中，利用太陽的光能轉(zhuǎn)換成電能后并供給各電器產(chǎn)品使用是目前相當常見的一種技術(shù)。目前現(xiàn)有技術(shù)有采取市電并網(wǎng)型電源供應(yīng)系統(tǒng)，已著手對風力發(fā)電機、太陽能發(fā)電等再生能源進行整合，再將這些再生能源轉(zhuǎn)換后與市電并網(wǎng)，以減少市電使用量，關(guān)于前述市電并網(wǎng)型電源供應(yīng)系統(tǒng)請參閱圖4,其包含有一第一電源供應(yīng)模塊80及一第二電源供應(yīng)模塊90,其中第一、第二電源供應(yīng)模塊80、90分別通過一太陽能板81、91吸收光能并轉(zhuǎn)換為電能，且經(jīng)由直流對直流轉(zhuǎn)換器82、92及整流器83、93轉(zhuǎn)換為直流電后對儲能電容C11、C22充電，直至儲能電容C11、C22的充電電壓Vbusl或Vbus2大于后面所接的市電電壓，始將該繼電器70閉合(導通)，而使整流器83、93輸出的直流電能分別經(jīng)由直流對交流轉(zhuǎn)換器84、94轉(zhuǎn)換為交流電源后輸出至輸出電容Cl、C2進而與市電并網(wǎng)，如此一來即可將太陽能、風力等產(chǎn)生的再生能量轉(zhuǎn)換為電能后，經(jīng)由第一、第二電源供應(yīng)模塊80、90所提供的電源與市電并網(wǎng)，由此減少市電的使用量，進而節(jié)約電源。前述現(xiàn)有技術(shù)中，當太陽能板81、91其中一組未提供能源給電源供應(yīng)模塊80、90時，因此當發(fā)生儲能電容C11、C12的電壓Vbusl、Vbus2小于該市電電壓峰值且閉合繼電器70時，該市電電壓會經(jīng)由該直流對交流轉(zhuǎn)換器84、94內(nèi)的金氧半場效晶體管的本體二極管對該儲能電容CU、C12充電，而于回充時會產(chǎn)生一突波電流，并流經(jīng)該金氧半場效晶體管的本體二極管并產(chǎn)生大量的功率(P = IV)，造成該金氧半場效晶體管發(fā)熱甚至損毀，故為了避免市電電壓對該儲能電容CU、C12充電，通常于各電源供應(yīng)模塊的輸出端連接一繼電器85、95(如圖5所示)，以確實隔絕各電源供應(yīng)模塊與市電電壓，進而避免直流對交流轉(zhuǎn)換器損毀。又前述通過各電源供應(yīng)模塊輸出端連接一繼電器雖可確實隔離與市電并網(wǎng)，進而避免各電源供應(yīng)模塊內(nèi)的直流對交流轉(zhuǎn)換器損毀，然該繼電器所耗費的體積較大且成本較高，如遇具有多組電源供應(yīng)模塊的電源供應(yīng)系統(tǒng)時，會因該繼電器使整體所耗費的體積過大及成本過高，鑒于現(xiàn)今科技追求微形化的目標，實有檢討的必要，及謀求可行的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于前述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明主要目的在提供一種可減少繼電器的市電并網(wǎng)型電源供應(yīng)系統(tǒng)的控制方法，由此使整體的體積得以縮減及降低成本。為達成上述目的所采取的技術(shù)手段是令前述市電并網(wǎng)型電源供應(yīng)系統(tǒng)的控制方法，主要是由多個電源供應(yīng)模塊的輸出端共同與一繼電器連接，并通過繼電器和市電電網(wǎng)連接，且以一控制器分別控制各電源供應(yīng)模塊及繼電器以構(gòu)成一市電并網(wǎng)型電源供應(yīng)系統(tǒng)，其中，各電源供應(yīng)模塊包含有:一再生能源轉(zhuǎn)換裝置、一輸入電容、一直流對直流轉(zhuǎn)換單元、一直流對交流轉(zhuǎn)換器及一輸出電路；其中該直流對直流轉(zhuǎn)換單元和直流對交流轉(zhuǎn)換器之間并聯(lián)地設(shè)有一儲能電容，該直流對交流轉(zhuǎn)換器包括一個以上的金氧半場效晶體管，且連接在輸出電路和儲能電容之間；當系統(tǒng)啟動后是由控制器執(zhí)行以下步驟:a.判斷各電源供應(yīng)模塊的再生能源轉(zhuǎn)換裝置是否有輸出電源；b.啟動再生能源轉(zhuǎn)換裝置有輸出電源的電源供應(yīng)模塊，使其直流對直流轉(zhuǎn)換單元對該電源供應(yīng)模塊的儲能電容充電；該儲能電容的電壓并通過直流對交流轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為交流形式且送到輸出電路；c.判斷各個電源供應(yīng)模塊的儲能電容電壓是否大于一設(shè)定的市電峰值電壓，如未大于市電峰值電壓，則重復此步驟；d.當所有電源供應(yīng)模塊的儲能電容電壓均大于設(shè)定的市電峰值電壓，始啟動繼電器；利用上述控制方法，當其中一個電源供應(yīng)模塊的再生能源轉(zhuǎn)換裝置不工作時，其儲能電容因而無法提升至市電峰值電壓以上時，而已工作的電源供應(yīng)模塊除了對其儲能電容充電外，也將儲能電容的電壓經(jīng)過直流對交流轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為交流形式再送到輸出電路，由于各個電源供應(yīng)模塊的輸出電路相互并聯(lián)，所以送到輸出電路的交流電源將同時送到未工作的電源供應(yīng)模塊的輸出電路，再由未工作的電源供應(yīng)模塊的輸出電路經(jīng)過直流對交流轉(zhuǎn)換器的金氧半場效晶體管的本體二極管整流為直流電源后對未工作的電源供應(yīng)模塊的儲能電容充電，當所有電源供應(yīng)模塊的儲能電容電壓都高于市電峰值電壓，再啟動繼電器和市電并網(wǎng)；利用上述控制方法，即無須在每一電源供應(yīng)模塊的輸出端分設(shè)繼電器作為隔離，從而可以減少繼電器的數(shù)量。


圖1為本發(fā)明的詳細電路圖；圖2為本發(fā)明的控制器的流程圖；圖3為本發(fā)明的儲能電容充電示意圖；圖4為現(xiàn)有技術(shù)的詳細電路圖；圖5為另一現(xiàn)有技術(shù)的詳細電路圖。
具體實施例方式關(guān)于本發(fā)明的一較佳實施例，請參閱圖1，該市電并網(wǎng)型電源供應(yīng)系統(tǒng)的控制方法，主要包含有二個以上的電源供應(yīng)模塊10、20且同時由一控制器30控制，另各電源供應(yīng)模塊10、20的輸出端并聯(lián)地連接一繼電器40，供通過繼電器40和市電并網(wǎng)，在本實施例中，該控制器30具有多個輸入端及多個輸出端，另該繼電器40具有一輸入端及一輸出端,且繼電器內(nèi)具有一成對的開關(guān)，又該電源供應(yīng)系統(tǒng)主要是有一第一電源供應(yīng)模塊10及一第二電源供應(yīng)模塊20，且自輸入端至輸出端則主要分別連接一再生能源轉(zhuǎn)換裝置11、21、一直流對直流轉(zhuǎn)換單元12、22、一直流對交流轉(zhuǎn)換器13、23及一輸出電路14、24，在本實施例中，該直流對直流轉(zhuǎn)換單元12、22自輸入端至輸出端依序設(shè)有:一轉(zhuǎn)換器121、221、一變壓器122、222、及一整流器123、223，且輸入端與轉(zhuǎn)換器121、221之間并聯(lián)地設(shè)有一輸入電容Csl、Cs2，其中:前述各再生能源轉(zhuǎn)換裝置11、21具有一輸入端及一輸出端，是將輸入端的各種能量轉(zhuǎn)換為一直流電源，再將此直流電源由輸出端輸出至下一級的直流對直流轉(zhuǎn)換單元12、22，其中，該再生能源轉(zhuǎn)換裝置11、21可為風力發(fā)電機、太陽能電池、電池等，于本實施例中是使用太陽能電池；前述各直流對直流轉(zhuǎn)換單元12、22具有一輸入端及一輸出端，該輸入端是連接前述再生能源轉(zhuǎn)換裝置11、21的輸出端，主要是將前述再生能源轉(zhuǎn)換裝置11、21輸出的直流電源經(jīng)由直流對直流轉(zhuǎn)換單元12、22轉(zhuǎn)換成一穩(wěn)定的直流工作電壓，使能輸出至下級，其中:該輸入電容Csl、Cs2主要目的是通過再生能源轉(zhuǎn)換裝置11、21所輸出的直流電源產(chǎn)生一輸入電壓V1、V2，以輸出至后級的轉(zhuǎn)換器121、221，其中各輸入電壓V1、V2分別受控制器30所偵測；該轉(zhuǎn)換器121、221具有一輸入端及一輸出端,且輸入端是與前述輸入電容Csl、Cs2并聯(lián)且與直流對直流轉(zhuǎn)換單元12、22輸入端連接，該轉(zhuǎn)換器121、221主要目的是將前述輸入電壓V1、V2轉(zhuǎn)換至一高頻交流工作電壓后，再通過輸出端輸出至下一級的變壓器122、222的一次側(cè)；該變壓器122、222的一次側(cè)與前述轉(zhuǎn)換器121、221輸出端連接，并通過二次側(cè)一端輸出至后級的整流器123、223，該變壓器122、222主要目的是將前述轉(zhuǎn)換器121、221輸出的高頻交流工作電壓轉(zhuǎn)換至另一高頻交流工作電壓；該整流器123、223具有一輸入端及一輸出端，該輸入端是連接至前述變壓器122、222的二次側(cè)一端，主要是將前述變壓器122、222于二次側(cè)輸出的高頻交流電壓轉(zhuǎn)換成一穩(wěn)定的直流工作電壓，于本實施例中，該整流器123、223是一橋式整流器；前述直流對直流轉(zhuǎn)換單元12、22可使用于多組隔離型或非隔離型架構(gòu)，且無限定該轉(zhuǎn)換器121、221及整流器123、223架構(gòu)型態(tài)，如全橋、半橋，于本實施例中，該直流對直流轉(zhuǎn)換單元12、22是使用多組隔離型架構(gòu)，且具有四個金氧半場效晶體管，其柵極是分別連接至控制器的輸出端并受其控制；前述各直流對交流轉(zhuǎn)換器13、23具有一輸入端及一輸出端，該輸入端是連接至前述整流器123、223的輸出端，主要是將前述直流電轉(zhuǎn)為交流電并輸出至下一級，其中，該直流對交流轉(zhuǎn)換器13、23可使用于多組隔離型或非隔離型架構(gòu)，且并無限定直流對交流轉(zhuǎn)換器架構(gòu)型態(tài)，如全橋、半橋等，于本實施例中，該直流對交流轉(zhuǎn)換器13、23是使用多組隔離型架構(gòu)，且具有四個金氧半場效晶體管，其柵極是分別連接至控制器的輸出端并受其控制；前述各輸出電路14、24具有一輸入端及一輸出端，自輸入端至輸出端之間分別串聯(lián)一輸出電感L1、L2及并聯(lián)一輸出電容C1、C2，又輸入端是連接前述直流對交流轉(zhuǎn)換器13、23的輸出端,輸出端則是分別與第一、第二電源供應(yīng)模塊10、20的輸出端連接,使該輸出電容Cl、C2是共同連接繼電器30的輸入端而形成互相并聯(lián)，其中，該輸出電感L1、L2及輸出電容C1、C2的組合可形成一濾波器，使該輸出電路14、24可輸出一特定頻帶的電壓，另此輸出電路14、24主要目的是將前一級的直流對交流轉(zhuǎn)換器13、23所輸出的交流電能于該輸出電容Cl、C2上產(chǎn)生一輸出電壓；上述有關(guān)直流對直流轉(zhuǎn)換單元12、22及直流對交流轉(zhuǎn)換器13、23之間分別并聯(lián)一儲能電容Cll及C22 ；上述有關(guān)控制器30是具有多個輸入端及多個輸出端，其輸入端分別連接各輸入電容Csl、Cs2及各儲能電容C11、C22以分別讀取該電壓值，輸出端分別連接至直流對直流轉(zhuǎn)換單元12,22的各金氧半場效晶體管Ql1、Q12、Q13、Q14、Q21、Q22、Q23、Q24的柵極，及直流對交流轉(zhuǎn)換器13、23的各金氧半場效晶體管叭5、016、017、018、025、026、027、028的柵極以分別控制各金氧半場效晶體管的導通與否，另有一成對的輸出端是連接至繼電器40以控制其開關(guān)閉合(導通)；其中，當電源供應(yīng)系統(tǒng)啟動后該控制器30執(zhí)行以下步驟(如圖2所示):a.判斷各電源供應(yīng)模塊10、20的再生能源轉(zhuǎn)換裝置11、21是否有輸出電源(301)；b.啟動再生能源轉(zhuǎn)換裝置11、21有輸出電源的電源供應(yīng)模塊10、20，使其直流對直流轉(zhuǎn)換單元12對該電源供應(yīng)模塊10、20的儲能電容C11、C22充電；該儲能電容C11、C22的電壓并通過直流對交流轉(zhuǎn)換器13、23轉(zhuǎn)換為交流形式且送到輸出電路(302)；c.判斷各個電源供應(yīng)模塊10、20的儲能電容C11、C22電壓是否大于一設(shè)定的市電峰值電壓，如不是所有電源供應(yīng)模塊10、20的儲能電容CU、C22電壓均大于市電峰值電壓，則重復此步驟(303)；d.當所有電源供應(yīng)模塊10、20的儲能電容C11、C22電壓均大于設(shè)定的市電峰值電壓，始啟動繼電器(304)；利用上述所組成的電源供應(yīng)系統(tǒng)，一開始控制器30針對有輸入電壓V1、V2的第一、第二電源供應(yīng)模塊10、20驅(qū)動該直流對直流轉(zhuǎn)換單元12、22，使該輸入電壓V1、V2可經(jīng)由直流對直流轉(zhuǎn)換單元12、22、變壓器122、222及整流器123、223分別對該儲能電容C11、C22充電以產(chǎn)生儲能電壓Vbusl、Vbus2，又通過控制器30判斷該儲能電壓Vbusl、Vbus2是否大于市電峰值電壓，如大于市電峰值電壓，則啟動繼電器40與市電并網(wǎng)，并驅(qū)動直流對交流轉(zhuǎn)換器13、23將此儲能電壓Vbusl、Vbus2往后級的輸出電路14、24輸送，其中，若有其中一電源供應(yīng)模塊無法運作，于本實施例中，請參閱圖3，是假設(shè)第一電源供應(yīng)模塊10無法運作，則第二電源供應(yīng)模塊20的再生能源轉(zhuǎn)換裝置21取得能量并于輸入電容Cs2建立輸入電壓V2，此時控制器30因取得該輸入電壓V2而啟動該直流對直流轉(zhuǎn)換單元22，并且通過該變壓器222及整流器223對該儲能電容C22充電，直至該儲能電容C22的儲能電壓Vbus2大于市電峰值電壓后，該控制器始啟動該直流對交流轉(zhuǎn)換器23使該儲能電壓Vbus2可往后級的輸出電路24輸送,并于該輸出電容C2建立一輸出電壓Vo2,其中，因該控制器30偵測到該第一電源供應(yīng)模塊10儲能電容Cll的儲能電壓Vbusl小于市電峰值電壓，故該繼電器40并未閉合(導通)，與此同時，因該第二電源供應(yīng)模塊20的輸出電路24中的輸出電容C2與第一電源供應(yīng)模塊10的輸出電容Cl是相互并聯(lián),故該輸出電容C2的輸出電壓Vo2會于輸出電容Cl產(chǎn)生一對應(yīng)的輸出電壓VoI，又通過該直流對交流轉(zhuǎn)換器13內(nèi)的各金氧半場效晶體管Q15、Q16、Q17、Q18的本體二極管將輸出電壓Vol整流為直流電源而對該儲能電容Cl I充電，直至該儲能電容Cl I的儲能電壓Vbus I與儲能電容C22的儲能電壓Vbus2皆大于市電峰值電壓后，該控制器30始啟動繼電器40并與市電并網(wǎng)；利用上述控制方法，除可防止市電突波回充而造成直流對交流轉(zhuǎn)換器的損壞，也無須在每一電源供應(yīng)模塊的輸出端分設(shè)繼電器作為隔離，從而可以減少繼電器的數(shù)量，以達成微形化的目標，進而提升市場的競爭力。以上所述僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明做任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)，當可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種市電并網(wǎng)型電源供應(yīng)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，主要是由多個電源供應(yīng)模塊的輸出端共同與一繼電器連接，并通過繼電器和市電電網(wǎng)連接，且以一控制器分別控制各電源供應(yīng)模塊及繼電器以構(gòu)成一市電并網(wǎng)型電源供應(yīng)系統(tǒng)，其中，各電源供應(yīng)模塊包含有:一再生能源轉(zhuǎn)換裝置、一直流對直流轉(zhuǎn)換單元、一直流對交流轉(zhuǎn)換器及一輸出電路；其中該直流對直流轉(zhuǎn)換單元和直流對交流轉(zhuǎn)換器之間并聯(lián)地設(shè)有一儲能電容，再生能源轉(zhuǎn)換裝置和直流對直流轉(zhuǎn)換單元之間并聯(lián)地設(shè)有一輸入電容，該直流對交流轉(zhuǎn)換器包括一個以上的金氧半場效晶體管，且連接在輸出電路和儲能電容之間；當系統(tǒng)啟動后是由控制器執(zhí)行以下步驟: a.判斷各電源供應(yīng)模塊的再生能源轉(zhuǎn)換裝置是否有輸出電源； b.啟動再生能源轉(zhuǎn)換裝置有輸出電源的電源供應(yīng)模塊，使其直流對直流轉(zhuǎn)換單元對該電源供應(yīng)模塊的儲能電容充電；該儲能電容的電壓并通過直流對交流轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為交流形式且送到輸出電路； c.判斷各個電源供應(yīng)模塊的儲能電容電壓是否大于一設(shè)定的市電峰值電壓,如未大于市電峰值電壓，則重復此步驟； d.當所有電源供應(yīng)模塊的儲能電容電壓均大于設(shè)定的市電峰值電壓，始啟動繼電器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的市電并網(wǎng)型電源供應(yīng)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，該再生能源轉(zhuǎn)換裝置為風力發(fā)電機。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的市電并網(wǎng)型電源供應(yīng)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，該再生能源轉(zhuǎn)換裝置為太陽能電池。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的市電并網(wǎng)型電源供應(yīng)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，該再生能源轉(zhuǎn)換裝置為電池。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的市電并網(wǎng)型電源供應(yīng)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，該直流對直流轉(zhuǎn)換單元是多組隔離型。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的市電并網(wǎng)型電源供應(yīng)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，該直流對直流轉(zhuǎn)換單元是多組非隔離型架構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的市電并網(wǎng)型電源供應(yīng)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，該直流對直流轉(zhuǎn)換單元為全橋式架構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的市電并網(wǎng)型電源供應(yīng)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，該直流對直流轉(zhuǎn)換單元為半橋式架構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的市電并網(wǎng)型電源供應(yīng)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，該直流對直流轉(zhuǎn)換單元為升壓式架構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的市電并網(wǎng)型電源供應(yīng)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，該直流對直流轉(zhuǎn)換單元為降壓式架構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種市電并網(wǎng)型電源供應(yīng)系統(tǒng)的控制方法，主要是由多個電源供應(yīng)模塊的輸出端共同與一繼電器連接，并通過繼電器和市電電網(wǎng)連接，且以一控制器分別控制各電源供應(yīng)模塊及繼電器以構(gòu)成一市電并網(wǎng)型電源供應(yīng)系統(tǒng)；該控制器在系統(tǒng)啟動后執(zhí)行判斷各電源供應(yīng)模塊是否有電源輸入；啟動有輸入電源的電源供應(yīng)模塊，并對其儲能電容充電；判斷各個電源供應(yīng)模塊的儲能電容電壓是否大于一設(shè)定的市電峰值電壓；當所有電源供應(yīng)模塊的儲能電容電壓均大于設(shè)定的市電峰值電壓，始啟動繼電器；由此可無須在每一電源供應(yīng)模塊的輸出端分設(shè)繼電器作為隔離，從而可以減少繼電器的數(shù)量。
文檔編號H02J3/38GK103208811SQ20121000762
公開日2013年7月17日 申請日期2012年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月11日
發(fā)明者林育志, 黃崇育 申請人:碩天科技股份有限公司