太阳能无电池离网型换流器系统及其控制方法

摘要

本发明揭露一种太阳能无电池离网型换流器系统及其控制方法，该太阳能无电池离网型换流器系统包含换流器及控制器。该换流器用以将太阳能板提供的直流电压转换成交流电压，该换流器具有输入端、输出端及控制端，其中该输入端用以耦接该太阳能板，以接收该直流电压，以及该输出端用以耦接负载，以输出该交流电压；该控制器耦接该控制端，于启动时逐步增加该交流电压，以使该直流电压逐渐下降。当该直流电压小于直流电压预定值时，该控制器停止增加该交流电压，本发明可降低该太阳能无电池离网型换流器系统的成本，确保该太阳能无电池离网型换流器系统不会忽然关机，以及提高该太阳能无电池离网型换流器系统的稳定度。

权利要求

1.一种太阳能无电池离网型换流器系统，其特征在于，包含：换流器，用以将太阳能板提供的直流电压转换成交流电压，该换流器具有输入端、输出端及控制端，其中该输入端用以耦接该太阳能板，以接收该直流电压，以及该输出端用以耦接负载，以输出该交流电压；及控制器，耦接该控制端，于启动时逐步增加该交流电压，以使该直流电压逐渐下降，当该直流电压小于直流电压预定值时，该控制器停止增加该交流电压。

2.如权利要求1所述的太阳能无电池离网型换流器系统，其特征在于，该直流电压预定值为该太阳能板的开路电压的0.75倍-0.8倍。

3.如权利要求1所述的太阳能无电池离网型换流器系统，其特征在于，当该直流电压小于特定值时，该控制器关闭该换流器。

4.一种太阳能无电池离网型换流器系统的控制方法，其特征在于，该太阳能无电池离网型换流器系统包含换流器及控制器，该换流器具有输入端、输出端及控制端，该输入端用以耦接太阳能板，以接收直流电压，该输出端用以耦接负载，以输出交流电压，且该控制器用以改变该交流电压，该控制方法包含：判断该交流电压是否小于交流电压目标值；

当该交流电压小于该交流电压目标值时，判断该直流电压是否小于直流电压预定值；

及

根据判断结果，执行相对应动作。

5.如权利要求4所述的控制方法，其特征在于，根据该判断结果，执行该相对应动作包含：当该直流电压大于该直流电压预定值时，增加该交流电压；及判断该交流电压是否小于该交流电压目标值。

6.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，根据该判断结果，执行该相对应动作包含：当该直流电压小于该直流电压预定值时，停止增加该交流电压。

7.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于，该控制方法另包含：该控制器使该换流器输出前一次或前两次的该交流电压的交流电压值。

8.如权利要求4所述的控制方法，其特征在于，该直流电压预定值为该太阳能板的开路电压的0.75倍-0.8倍。

9.如权利要求4所述的控制方法，其特征在于，该控制方法另包含：当该直流电压小于特定值时，该控制器关闭该换流器。

10.如权利要求9所述的控制方法，其特征在于，该控制方法另包含：经过预定时间后，该控制器再次启动该换流器。

11.如权利要求4所述的控制方法，其特征在于，该交流电压的增加幅度为0.3V-0.8V/次。

说明书

太阳能无电池离网型换流器系统及其控制方法

技术领域

[0001] 本发明有关于一种太阳能无电池离网型换流器系统及其控制方法，尤指一种利用控制器控制换流器操作的太阳能无电池离网型换流器系统及其控制方法。

背景技术

[0002] 请参照图1，图1为现有技术中太阳能换流器系统100的示意图。如图1所示，换流器104耦接太阳能板102与电池106，其中电池106用以储能。当太阳能板102产生的能量无法满足负载108所需的耗能时，控制器110可控制电池106释放储能，以满足负载108所需的耗能并维持换流器104继续运作，也就是换流器104不被关机。

[0003] 由于降低成本的缘故，太阳能换流器系统可能被要求不包含电池。因此，对于太阳能换流器系统的设计者言，如何设计一个无电池且能够稳定工作的太阳能换流器系统将是一个重要的课题。

[0004] 关于太阳能换流器的一些电路架构及基本原理可参考美国专利公开号20110089886、美国专利公开号20100264869及美国专利专利号7986539等专利文献。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种太阳能无电池离网型换流器系统及其控制方法，能降低太阳能无电池离网型换流器系统的成本，以及提高太阳能无电池离网型换流器系统的稳定度。

[0006] 本发明的一实施例提供一种太阳能无电池离网型换流器系统，包含：

[0007] 换流器，用以将太阳能板提供的直流电压转换成交流电压，该换流器具有输入端、输出端及控制端，其中该输入端用以耦接该太阳能板，以接收该直流电压，以及该输出端用以耦接负载，以输出该交流电压；及

[0008] 控制器，耦接该控制端，于启动时逐步增加该交流电压，以使该直流电压逐渐下降，当该直流电压小于直流电压预定值时，该控制器停止增加该交流电压。

[0009] 优选的，该直流电压预定值为该太阳能板的开路电压的0.75倍-0.8倍。

[0010] 优选的，当该直流电压小于预定值时，该控制器关闭该换流器。

[0011] 本发明还提供一种太阳能无电池离网型换流器系统的控制方法，利用如上所述的太阳能无电池离网型换流器系统，该太阳能无电池离网型换流器系统包含换流器及控制器，该换流器具有输入端、输出端及控制端，该输入端用以耦接太阳能板，以接收直流电压，该输出端用以耦接负载，以输出交流电压，且该控制器用以改变该交流电压，该控制方法包含：

[0012] 判断该交流电压是否小于交流电压目标值；

[0013] 当该交流电压小于该交流电压目标值时，判断该直流电压是否小于直流电压预定值；及

[0014] 根据判断结果，执行相对应动作。

[0015] 优选的，根据该判断结果，执行该相对应动作包含：

[0016] 当该直流电压大于该直流电压预定值时，增加该交流电压；及

[0017] 判断该交流电压是否小于该交流电压目标值。

[0018] 优选的，根据该判断结果，执行该相对应动作包含：

[0019] 停止增加该交流电压。

[0020] 优选的，该控制方法另包含：

[0021] 该控制器使该换流器输出前一次或前两次的该交流电压的交流电压值。

[0022] 优选的，该直流电压预定值为该太阳能板的开路电压的0.75倍-0.8倍。

[0023] 优选的，该控制方法另包含：

[0024] 当该直流电压小于特定值时，该控制器关闭该换流器。

[0025] 优选的，该控制方法另包含：

[0026] 经过预定时间后，该控制器再次启动该换流器。

[0027] 优选的，该交流电压的增加幅度为0.3V-0.8V/次。

[0028] 本发明提供一种太阳能无电池离网型换流器系统及其控制方法。该太阳能无电池离网型换流器系统及该控制方法利用控制器控制换流器供应给负载的交流电压，以使该换流器的输入端的直流电压逐步朝向直流电压预定值。因此，本发明可降低该太阳能无电池离网型换流器系统的成本，确保该太阳能无电池离网型换流器系统不会忽然关机，以及提高该太阳能无电池离网型换流器系统的稳定度。

[0029] 本发明的其他详细特征、及细节可由以下实施方式的说明以及权利要求书得知。

附图说明

[0030] 图1为现有技术中一种太阳能换流器系统的示意图；

[0031] 图2为本发明的一实施例说明一种太阳能无电池离网型换流器系统的示意图；

[0032] 图3为说明太阳能无电池离网型换流器系统输出的直流电压与直流电流的关系示意图；

[0033] 图4为本发明的另一实施例说明一种太阳能无电池离网型换流器系统的控制方法的流程图。

具体实施方式

[0034] 请参照图2和图3，图2为本发明的一实施例说明一种太阳能无电池离网型换流器系统200的示意图，图3为说明太阳能无电池离网型换流器系统200输出的直流电压VDC与直流电流IDC的关系示意图。如图2和图3所示，太阳能无电池离网型换流器系统200包含换流器202及控制器204。换流器202用以将太阳能板206提供的直流电压VDC转换成交流电压VAC，换流器202具有输入端、输出端及控制端，其中换流器202的输入端用以耦接太阳能板206，以接收直流电压VDC，以及换流器202的输出端用以耦接负载208，以输出交流电压VAC；控制器204耦接换流器202的控制端，于太阳能无电池离网型换流器系统200启动时逐步增加交流电压VAC，以使直流电压VDC从太阳能板206的开路电压VOPEN(例如50V)逐渐下降，当直流电压VDC小于直流电压预定值VL(例如40V)时，控制器204停止增加交流电压VAC。最大功率输出点(MPP)所对应的电压值一般为为太阳能板206的开路电压VOPEN的0.75倍。直流电压预定值VL设定在0.75-0.8倍的开路电压VOPEN，也就是直流电压预定值VL略大于最大功率输出点(MPP)所对应的电压值(VMPP)。

[0035] 如图2和图3所示，当太阳能无电池离网型换流器系统200启动时，控制器204由交流电压预定值(例如20V)开始逐步增加换流器202供应给负载208的交流电压VAC，且控制器204控制换流器202供应给负载208的交流电压VAC的增加量为0.3V/次。但本发明并不受限于控制器204由20V开始逐步增加换流器202供应给负载208的交流电压VAC，且亦不受限于控制器204控制换流器202供应给负载208的交流电压VAC的增加量为0.3V/次。如图3所示，因为控制器204控制换流器202的输出端的交流电压VAC逐步增加，所以换流器202的输入端的直流电压VDC会朝向直流电压值VL逐步下降。当直流电压VDC大于直流电压预定值VL时，控制器204会继续逐步增加换流器202供应给负载208的交流电压VAC；当直流电压VDC小于直流电压预定值VL时，控制器204停止增加换流器202供应给负载208的交流电压VAC，且控制器204控制换流器202输出前一次或前两次的交流电压值。例如，交流电压VAC的增加量设定为0.3V/次，直流电压预定值VL设定为40V，当交流电压VAC被提高至200.3V时，控制器204侦测到直流电压VDC小于直流电压预定值VL(40V)时，控制器204控制换流器202的输出端的交流电压VAC，使其回到前一次的交流电压值(200V)或前两次的交流电压值(199.7V)。利用上述控制方法，可限制换流器202的输出能量，不致于让换流器202的输出能量突然超过输入的能量而造成换流器202关机。

[0036] 另外，当太阳能板206所提供的能量于一段时间(例如3秒)无法满足负载所消耗的能量时，直流电压VDC会降至特定值(例如18V)，此时控制器204会关闭换流器202，并等待一段时间(例如一分钟)后再重新启动换流器202。

[0037] 请参照图4、图2和图3，图4为本发明的另一实施例说明一种太阳能无电池离网型换流器系统的控制方法的流程图。图4的方法利用图2的太阳能无电池离网型换流器系统200，详细步骤如下：

[0038] 步骤400：开始；

[0039] 步骤402：判断交流电压VAC是否小于交流电压目标值VT；如果是，执行步骤404；如果否，跳至步骤410；

[0040] 步骤404：判断直流电压VDC是否小于直流电压预定值VL；如果是，进行步骤408；如果否，执行步骤406；

[0041] 步骤406：增加交流电压VAC，跳回步骤402；

[0042] 步骤408：停止增加交流电压VAC，并使换流器202输出前一次或前两次交流电压VAC的交流电压值；

[0043] 步骤410：结束。

[0044] 在步骤402中，交流电压目标值VT，可根据负载208的规格事先设定在110V或220V。在步骤406中，控制器204由交流电压预定值(例如20V)开始增加，增加量可设定在0.3V～0.8V之间。如图3所示，当输出端的交流电压VAC逐步增加时，输入端的直流电压VDC会朝向直流电压预定值VL逐步下降。在步骤404中，当直流电压VDC小于直流电压预定值VL时，执行步骤408，此时控制器204停止增加交流电压VAC的电压值，并使换流器
202输出前一次或前两次交流电压VAC的交流电压值。举例说明，直流电压预定值VL设定为
40V，增加量为0.3V/次，当交流电压VAC被提高到200.3V时，假设直流电压VDC为39.5V，由于直流电压VDC(39.5V)小于直流电压预定值VL(40V)，执行步骤408，控制器204停止增加交流电压VAC，且让换流器202输出前一次交流电压VAC的交流电压值(200V)或前两次的的交流电压值(199.7V)。

[0045] 综上所述，本发明所提供的太阳能无电池离网型换流器系统及其控制方法利用控制器控制换流器供应给负载的交流电压，以使换流器的输入端的直流电压朝向直流电压预定值逐渐降低，直流电压预定值略大于最大功率输出点所对应的电压值。因此，本发明可降低太阳能无电池离网型换流器系统的成本，确保太阳能无电池离网型换流器系统在没有电池的状态下，不会忽然关机，以及提高太阳能无电池离网型换流器的稳定度。

[0046] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的专利保护范围。