[发明专利]空调用混合供电系统及混合供电方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及空调领域，尤其是指一种太阳能空调、变频空调所应用的供电系统及混合供电方法。

【背景技术】

在现今以环保为大前提的新世纪，如何将太阳能、风能等可再生能源加以利用，将其转化为电能或者热能，是目前空调领域比较热门的研究之一，其中太阳能空调的研究主要是在大型建筑的中央空调和集中供热方面，涉及家用空调的比较少，一般的家用空调使用单一的市电供电系统，或者部分使用太阳能供电系统，未能充分利用太阳能资源，因此如何使太阳能空调真正的家庭化，小型化，稳定提供家用空调供电，并且价格适当，是目前太阳能空调产业化中迫切需要解决的问题。

因此，提供一种可最大限度利用太阳能电池，为家用空调稳定供电的空调用供电系统及供电方法实为必要。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种可最大限度利用太阳能电池，为家用空调稳定供电的市电与太阳能混合供电系统及混合供电方法。通过控制母线电压来充分利用太阳能电池，提高空调的能效，使得太阳能空调家庭化、小型化。

为实现本发明目的，提供以下技术方案：

本发明一种空调用混合供电系统，采用太阳能电池和市电混合供电的方案。为了最大限度的利用太阳能电池，采用的控制方式为：当空调器的功率大于太阳能电池的输出最大功率时，太阳能电池和市电同时给空调器供电，此时太阳能电池以最大功率运行；当空调器功率小于太阳能电池输出最大功率时，此时太阳能电池给空调器供电。

本发明空调用混合供电系统，其包括AC交流电源、整流桥、Boost2升压电路、太阳能电池阵列、Boost1升压电路、电容、逆变器及压缩机，AC交流电源经整流桥后变为直流电，然后经Boost2升压电路接入直流母线侧，该Boost2升压电路中第二开关管的PWM2信号由功率因数校正控制系统提供；太阳能电池输出经Boost1升压电路接入直流母线侧，该Boost1升压电路中接入第一开关管的PWM1信号由太阳能电池输出功率控制系统产生，最后直流母线侧经逆变器输出至空调器压缩机。该太阳能电池输出功率控制系统包括比例积分控制器、最大功率控制器、给定产生器，太阳能电池母线侧给定电压v_dc1^*、直流母线侧反馈电压v_dc经比例积分控制器PI输出给定电流i_u^*；太阳能电池输出电压v和太阳能输出电流i经最大功率控制器输出给定电流i_p^*；给定产生器根据空调功率与太阳能电池最大功率比较后输出给定电流i^*；给定电流i^*与太阳能电池输出电流i经比例积分控制器PI输出第一开关管的占空比duty1，占空比duty1经过PWM产生器输出PWM1信号给第一开关管。

该功率因数校正控制系统包括电压调节器、离散积分器、等效检测电阻，该功率因数校正母线侧给定电压v_dc2^*与反馈电压v_dc经电压调节器输出调制电压u_m，调制电压u_m经离散积分产生u₂，反馈电流i_dc与等效检测电阻R_s乘积产生的u₁，u₁与u₂做比较输出第二开关管的占空比duty2，占空比duty2经过PWM产生器输出PWM2信号给第二开关管。

该Boost1升压电路和Boost2升压电路分别包括串联的电感和二极管，在电感和二极管分别接入第一开关管和第二开关管，所述第一开关管和第二开关管采用IGBT或者MOSFET。

本发明还提供一种采用所述的混合供电系统的空调用混合供电方法。由于市电经整流和有源功率因数校正后的母线电压远高于太阳能电池输出电压，因此需要采用Boost电路将太阳能电池输出电压抬高。系统通过双Boost电路对直流母线电压进行控制来实现，其中Boost1控制太阳能电池输出电压，Boost2控制市电经整流桥的输出电压(可参见发明专利“单周期功率因数校正方法”，申请号为200810219009.6)。当空调器功率大于太阳能电池输出最大功率时，通过最大功率控制实时调节Boost1输出电压，实现太阳能电池的和市电同时供电；当空调器功率小于太阳能电池输出最大功率时，控制Boost1输出电压大于Boost2输出电压，由于二极管2的单向导电性，使得太阳能电池单独给空调器供电。

所述空调用混合供电方法包括如下步骤：