快速切換負載裝置及光伏儲能裝置的製作方法

2023-05-29 15:14:02

本實用新型涉及光伏產業，尤其涉及一種按照需求設置切換時間間隔進行負載自動切換的快速切換負載裝置及光伏儲能裝置。

背景技術：

目前，能源危機的日漸加重以及化石對環境的汙染，促使著新能源技術的快速進步。光伏發電因具有儲量大，無汙染等優勢得以被越來越廣泛的應用與推廣。光伏儲能系統集逆變，升壓，儲能為一體，便於安裝與使用，具有很好的商業前景。

光伏儲能系統主要用於將光伏組件發的直流電轉換為可用的交流電，可供離網端負載使用，也可以將所發的多餘電能部分存儲到蓄電池中，在用電高峰的時候輸送至電網緩解用電壓力，產生經濟效益。

光伏儲能系統一般包括顯示模塊、通信控制模塊、電池管理系統、光伏逆變器和蓄電池。顯示模塊主要用來顯示整個儲能系統的運行狀態，通信控制模塊主要用於統籌系統中各個功能模塊的運作，電池管理系統主要用於蓄電池的管理。光伏逆變器具有併網與離網輸出功能，既能將所發的電能併網輸出，也能給離網負載供電。

離網端使用時，負載會出現頻繁切換的狀況。例如在家用環境下，就要求光伏逆變器抗負載衝擊能力強，保證光伏逆變器能夠穩定可靠工作在電流頻繁切換的應用環境中。通常進行抗負載衝擊試驗的做法：在系統工作在滿載的情況下，直接切斷輸出開關，然後立即恢復輸出，往復進行切斷再恢復的操作。

在光伏儲能系統可靠性測試與失效分析中，經常會需要進行負載頻繁切換測試以驗證系統抗負載衝擊的能力，常規的方式是手動反覆閉合與斷開負載開關，因測試時間通常較長，佔用人力，且無法準確控制切換間隔。

有鑑於此，有必要設計一種改進的快速切換負載裝置及光伏儲能裝置以解決上述問題。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於提供一種能夠按照需求設置切換時間間隔進行負載自動切換的快速切換負載裝置及光伏儲能裝置。

為實現上述目的，本實用新型提供了一種快速切換負載裝置，包括單片機、與所述單片機電性連接的顯示器以及為所述顯示器與所述單片機供電的工作電源，所述快速切換負載裝置還設有與所述單片機電性連接的信號轉換模塊以及與所述信號轉換模塊電性連接的交流固態繼電器，所述信號轉換模塊傳輸的驅動信號控制所述交流固態繼電器的導通和關斷狀態。

作為本實用新型進一步的改進，所述信號轉換模塊是由若干個電晶體和電阻元件組成的電路系統。

作為本實用新型進一步的改進，所述信號轉換模塊還包括12V開關電源，所述12V開關電源的輸出由所述信號轉換模塊控制。

作為本實用新型進一步的改進，所述驅動信號為所述12V開關電源經所述信號轉換模塊放大後的控制信號。

作為本實用新型進一步的改進，所述單片機型號為STC12C5A60S2，所述單片機與所述顯示器及所述信號轉換模塊之間進行通信、發送及接收指令的操作。

作為本實用新型進一步的改進，所述單片機輸出高低電平切換的控制信號至所述信號轉換模塊。

作為本實用新型進一步的改進，通過所述顯示器設置參數控制所述單片機輸出控制信號高低電平切換的時間間隔。

作為本實用新型進一步的改進，所述顯示器使用的是1602顯示屏，顯示所述單片機運行狀態的反饋信息。

作為本實用新型進一步的改進，所述工作電源為5V開關電源。

本實用新型還提供了一種光伏儲能裝置，包括顯示模塊、通信控制模塊、電池管理系統、光伏逆變器以及蓄電池，所述光伏逆變器具有併網輸出端與離網輸出端，所述光伏儲能裝置還包括直接串接於所述離網輸出端與外接負載之間的上述技術方案中任一技術方案所述的快速切換負載裝置。

相較於現有技術，本實用新型快速切換負載裝置及光伏儲能裝置通過在裝置中增加設置了信號轉換模塊以及與信號轉換模塊信號連接的交流固態繼電器，實現了根據需求設置切換時間間隔進行負載自動切換的快速切換負載的目的，滿足了自動測試的要求，操作方便，節省人力成本，且切換時間間隔控制準確。

附圖說明

圖1為本實用新型快速切換負載裝置的簡易電路示意圖。

圖2為本實用新型光伏儲能裝置的簡易架構示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案、和優點更加清楚，下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型進行詳細描述。

請參閱圖1所示，為本實用新型揭示的一種快速切換負載裝置100，所述快速切換負載裝置100包括單片機1、與所述單片機1電性連接的顯示器2、與所述單片機1電性連接的信號轉換模塊3、與所述信號轉換模塊3電性連接的交流固態繼電器4以及為所述單片機1與所述顯示器2供電的5V工作電源5。

所述單片機1型號為STC12C5A60S2，所述單片機1與所述顯示器2及所述信號轉換模塊3之間進行通信、發送及接收指令的操作。

所述顯示器2為1602顯示屏，通過在所述顯示屏2中輸入具體的設定值，即高低電平切換的時間間隔，將設定值寫入到所述單片機1中，控制所述單片機1輸出控制信號高低電平切換的時間間隔。同時，所述顯示屏2顯示所述單片機1運行狀態的反饋信息。

所述信號轉換模塊3是由若干個電晶體（未圖示）、若干個電阻元件（未圖示）以及12V工作電源6組成的電路系統。所述信號轉換模塊3接收所述單片機3的輸出控制信號，所述信號轉換模塊3根據所述單片機3輸出的高低電平切換的輸出控制信號控制所述12V工作電源的輸出，所述輸出信號經所述信號轉換模塊3放大後輸出驅動控制信號至所述交流固態繼電器4。

所述交流固態繼電器4一端與所述信號轉換模塊3信號連接，接收所述信號轉換模塊3傳輸的驅動控制信號，另一端與外部負載9電性連接。所述信號轉換模塊3傳輸的驅動控制信號控制所述交流固態繼電器4的導通和關斷狀態，從而實現受測設備（未圖示）在空載與帶載這兩個狀態之間的來回切換。所述交流固態繼電器4能夠進行高頻快速切換，且工作壽命很長，有利於延長設備的使用壽命。

在本實用新型實施方式中，當所述單片機1根據所述顯示屏3寫入的時間間隔參數輸出的控制信號為高電平時，所述信號轉換模塊3中的所述電晶體處於導通狀態，所述信號轉換模塊3電路系統處於導通狀態，所述12V工作電源經過所述信號轉換模塊3放大後輸出驅動控制信號至所述交流固態繼電器4，所述交流固態繼電器4呈導通狀態，所述負載9所在迴路處於閉合狀態，受測設備處於帶載狀態；相應的，當所述單片機3根據所述顯示屏3寫入的時間間隔參數輸出的控制信號輸出的控制信號為低電平時，所述信號轉換模塊3中的所述電晶體處於截止狀態，所述信號轉換模塊3電路系統處於關斷狀態，所述12V工作電源沒有信號輸出，即沒有驅動控制信號傳輸至所述交流固態繼電器4，所述交流固態繼電器4呈阻斷狀態，所述負載9所在迴路處於斷開狀態，受測設備處於空載狀態。從而實現了根據按照需求設置的切換時間間隔控制負載狀態的自動快速切換。

如圖2所示為使用本實用新型快速切換負載裝置100的光伏儲能裝置200。所述光伏儲能裝置200一般包括顯示模塊（未標號）、通信控制模塊（未標號）、電池管理系統（未標號）、光伏逆變器（未標號）以及蓄電池（未標號）。所述顯示模塊主要用來顯示整個儲能系統裝置的運行狀態信息，所述通信控制模塊主要用於統籌系統中各個功能模塊的運作，所述電池管理系統主要用於控制所述蓄電池的使用以及所述光伏逆變器充電、放電的管理。所述快速切換負載裝置100能夠直接串接到所述光伏儲能裝置200的離網輸出端8與離網負載9之間。所述快速負載裝置100根據按照需求設置切換的時間間隔自動控制所述負載的帶載和空載狀態，相比較於傳統的手動反覆閉合和斷開負載開關，省去了長時間測試佔用的測試人員的時間，同時保證了精確控制負載快速切換的時間。

綜上所述，本實用新型快速切換負載裝置100及光伏儲能裝置200通過在裝置中增加設置了信號轉換模塊3以及與所述信號轉換模塊信號3連接的交流固態繼電器4，實現了根據需求設置切換時間間隔進行負載自動切換的快速切換負載的目的，滿足了自動測試的要求，操作方便，節省人力成本，且切換時間間隔控制準確。

另外，以上實施例僅用於說明本實用新型而並非限制本實用新型所描述的技術方案，對本說明書的理解應該以所屬技術領域的技術人員為基礎，儘管本說明書參照上述的實施例對本實用新型已進行了詳細的說明，但是，本領域的普通技術人員應當理解，所屬技術領域的技術人員仍然可以對本實用新型進行修改或者等同替換，而一切不脫離本實用新型的精神和範圍的技術方案及其改進，均應涵蓋在本實用新型的權利要求範圍內。