CN213151926U - 一种放电电路及光伏逆变器 - Google Patents

Abstract

本申请的实施例公开了一种放电电路及光伏逆变器，涉及放电技术领域，为便于在一定程度上可以延长光伏逆变器的使用寿命而发明。放电电路包括：放电电路单元、开关子单元电路和分压子单元电路；开关子单元电路的输入端用于与开关电源的输出端相连，开关子单元电路的第一输出端与分压子单元电路的第一输出端相连，开关子单元电路的第二输出端用于与直流母线的负极相连；分压子单元电路的第一输入端用于与直流母线的正极相连，分压子单元电路的第一输出端与放电单元电路的第一输入端相连，第二输出端用于与直流母线的负极相连；放电单元电路的第二输入端很第一输出端分别用于与直流母线的正、负极对应相连。本申请适用于对太阳能极板进行放电。

Description

一种放电电路及光伏逆变器

技术领域

本申请涉及放电技术领域，尤其涉及一种放电电路及光伏逆变器。

背景技术

为了解决能源资源日益减少的问题，太阳能光伏发电系统被广泛应用，该系统是利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能，太阳能光伏发电系统中的光伏逆变器可将太阳能极板上的可变直流电压转换为交流电，但是由于早晚的阳光较弱，导致太阳能极板输出功率很小，不足以支撑光伏逆变器内部的开关电源正常工作，但太阳能极板的电压较高时，开关电源仍会启动，而启动后，又使太阳能极板的电压降至开关电源板工作门限以下，这时，开关电源再次断电，当太阳能极板的电压再次升高，还会使开关电源再次启动，开关电源的反复重启，导致整个光伏逆变器反复重启，这样，缩短了光伏逆变器的使用寿命。

实用新型内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种放电电路及光伏逆变器，在一定程度上可以延长光伏逆变器的使用寿命。

本申请实施例提供一种放电电路，应用于光伏逆变器，包括：控制单元电路和放电单元电路，其中，所述控制单元电路，包括：开关子单元电路和分压子单元电路；所述开关子单元电路的输入端用于与开关电源的输出端相连，所述开关子单元电路的第一输出端与所述分压子单元电路的第一输出端相连，所述开关子单元电路的第二输出端用于与直流母线的负极相连；所述分压子单元电路的第一输入端用于与所述直流母线的正极相连，所述分压子单元电路的第一输出端与所述放电单元电路的第一输入端相连，所述分压子单元电路的第二输出端用于与所述直流母线的负极相连；所述放电单元电路的第二输入端用于与所述直流母线的正极相连，所述放电单元电路的第一输出端用于与所述直流母线的负极相连。

根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述放电单元电路，包括：继电器和放电电阻；所述放电电阻的一端用于与所述直流母线的正极相连，所述放电电阻的另一端与所述继电器的第一触点端子相连，所述继电器的第二触点端子用于与所述直流母线的负极相连，所述继电器的第一线圈端子与所述分压子单元电路的第一输出端相连，所述继电器的第二线圈端子用于与所述直流母线的负极相连。

根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述放电单元电路，还包括：限流电阻，所述限流电阻的第一端与所述继电器的第一线圈端子相连，所述限流电阻的第二端与所述分压子单元电路的第一输出端相连。

根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述放电单元电路，还包括：续流二极管，所述续流二极管的阴极与所述继电器的第一线圈端子相连，所述续流二极管的阳极用于与所述直流母线的负极相连。

根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述分压子单元电路，包括：第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的第一端用于与所述直流母线的正极相连，所述第一电阻的第二端和所述第二电阻的第一端分别与所述放电单元电路的第一输入端相连，所述第二电阻的第二端用于与所述直流母线的负极相连。

根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述开关子单元电路，包括：三级管，所述三极管的基极用于与所述开关电源的输出端相连，所述三极管的集电极与所述分压子单元电路的第一输出端相连，所述三极管的发射极用于与所述直流母线的负极相连。

根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述开关子单元电路，还包括：第三电阻和第四电阻，所述第三电阻的一端用于与所述开关电源的输出端相连，所述第三电阻的另一端分别与所述第四电阻的一端和所述三极管的基极相连，所述第四电阻的另一端用于与所述直流母线的负极相连。

本申请实施例还提供一种光伏逆变器，包括：开关电源和上述任一实施方式的放电电路；所述开关电源的输入端用于与直流母线相连，所述开关电源的输出端与所述放电电路中的开关子单元电路的输入端相连。

本申请提供的一种放电电路及光伏逆变器，通过开关子单元电路的输入端用于与开关电源的输出端相连，开关子单元电路的第一输出端与分压子单元电路的第一输出端相连，开关子单元电路的第二输出端用于与直流母线的负极相连，分压子单元电路的第一输入端用于与直流母线的正极相连，分压子单元电路的第一输出端与放电单元电路的第一输入端相连，分压子单元电路的第二输出端用于与直流母线的负极相连，放电单元电路的第二输入端用于与直流母线的正极相连，放电单元电路的第一输出端用于与直流母线的负极相连，在直流母线之间的电压较小时，开关电源无输出电压，使得开关子单元电路断开，此时，分压子单元电路为放电单元电路提供工作电压，使放电单元电路工作，由于放电单元电路与直流母线的正、负极相连，那么，放电单元电路工作时，对直流母线进行放电，使直流母线间的电压降低，直流母线间的电压不会出现虚高的现象，进而，光伏逆变器中的开关电源不会反复重启、关断，因此，通过本实施例的放电电路的使用，在一定程度上可以延长光伏逆变器的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请一实施例提供的放电电路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

图1为本申请一实施例提供的放电电路的结构示意图，如图1所示，本实施例的放电电路，应用于光伏逆变器，可以包括：控制单元电路1和放电单元电路2，其中，控制单元电路1，包括：开关子单元电路10和分压子单元电路 12；开关子单元电路10的输入端用于与开关电源的输出端相连，开关子单元电路10的第一输出端与分压子单元电路12的第一输出端相连，开关子单元电路 10的第二输出端用于与直流母线的负极相连；分压子单元电路12的第一输入端用于与直流母线的正极相连，分压子单元电路12的第一输出端与放电单元电路2的第一输入端相连，分压子单元电路12的第二输出端用于与直流母线的负极相连；放电单元电路2的第二输入端用于与直流母线的正极相连，放电单元电路2的第一输出端用于与直流母线的负极相连。

光伏逆变器，用于太阳能光伏发电系统中，可以将光伏太阳能板产生的可变直流电压转换为交流电，可以配合一般交流供电的设备使用。光伏逆变器中包括开关电源，开关电源与直流母线相连，将直流母线上的电压转换为直流电源，以供光伏逆变器中其它元器件或电路模块使用。

光伏阵列输出的电压储存在太阳能极板中，太阳能极板包括正极板和负极板，正极板连接的引线可称为直流母线的正极，负极板连接的引线可称为直流母线的负极。

由于放电单元电路的2第二输入端用于与直流母线的正极相连，放电单元电路2的第一输出端用于与直流母线的负极相连，当放电单元电路2工作时，可对直流母线进行放电，使直流母线间的电压降低；当放电单元电路2不工作时，放电单元电路2不对直流母线放电，即直流母线间的电压不降低。

控制单元电路1对放电单元电路进行控制，具体地，控制放电单元电路工作，以对直流母线进行放电，或者控制放电单元电路不工作，即可不对直流母线放电。

控制单元电路1中的开关子单元电路10的第一输出端与分压子单元电路12 的第一输出端相连，开关子单元电路10的第二输出端用于与直流母线的负极相连，这样，开关子单元电路10的第一输出端与第二输出端与分压子单元电路12 的第一输出端与第二输出端并联，开关子单元电路10的输入端用于与开关电源的输出端相连，当开关电源的输出端有电压，使开关子单元电路10导通时，分压子单元电路12的第一输出端与第二输出端之间的电压为零，此时，放电单元电路1不对直流母线放电；当开关电源的输出端无电压，开关子单元电路10断开时，分压子单元电路12的第一输出端与第二输出端之间的电压为直流母线间的总电压的部分电压值，该电压值使放电单元电路1工作，而放电单元电路2 的第二输入端用于与直流母线的正极相连，放电单元电路2的第一输出端用于与直流母线的负极相连，放电单元电路1工作，可对直流母线进行放电。

分压子单元电路12的第一输入端用于与直流母线的正极相连，分压子单元电路12的第二输出端用于与直流母线的负极相连，使用时，分压子单元电路12 的第一输入端与第二输出端的电压为直流母线间的电压，这样，分压子单元电路12的第一输出端与第二输出端的电压可为放电单元电路1提供电压，以使放电电路单元1对直流母线进行放电。

本实施例的放电电路的使用过程：在直流母线上的电压很小时，此时开关电源不足以启动，而分压子单元电路得第一输入端从直流母线的正极获取电压，这样，分压子单元电路的第一输出端与第二输出端之间的电压为直流母线间的总电压的部分电压，分压子单元电路的第一输出端与第二输出端之间的电压可使放电单元电路工作，而放电单元电路的第二输入端用于与所述直流母线的正极相连，所述放电单元电路的第一输出端用于与所述直流母线的负极相连，这样，放电单元电路可对正、负直流母线间的电压进行放电，直流母线间的电压降低，使直流母线的电压不会出现虚高的情况；随着光照强度的增加，直流母线上的电压逐渐升高，当升高到足以使开关电源正常工作的电压，开关电源的输出端输出电压，由于开关子单元电路的输入端用于与开关电源的输出端相连，那么，开关子单元电路的输入端具有电压，该电压使开关子单元电路导通，而开关子单元电路的第一输出端和开关子单元电路的第二输出端与分压子单元电路的第一输出端和第二输出端并联，那么分压子单元电路的第一输出端和第二输出端之间被短路，从而，使放电单元电路不工作，即不对直流母线进行放电，由于此时直流母线间的电压足以使开关电源正常工作，那么整个光伏逆变器也可正常工作。

可以理解的是，即使放电子单元电路对直流母线进行放电，但是随着光照强度的增加，直流母线上的电压也会逐渐升高，即放电子单元电路对直流母线进行放电的量，小于光照增强时太阳能极板产生的电压。

本实施例，通过开关子单元电路的输入端用于与开关电源的输出端相连，开关子单元电路的第一输出端与分压子单元电路的第一输出端相连，开关子单元电路的第二输出端用于与直流母线的负极相连，分压子单元电路的第一输入端用于与直流母线的正极相连，分压子单元电路的第一输出端与放电单元电路的第一输入端相连，分压子单元电路的第二输出端用于与直流母线的负极相连，放电单元电路的第二输入端用于与直流母线的正极相连，放电单元电路的第一输出端用于与直流母线的负极相连，在直流母线之间的电压较小时，开关电源无输出电压，使得开关子单元电路断开，此时，分压子单元电路为放电单元电路提供工作电压，使放电单元电路工作，由于放电单元电路与直流母线的正、负极相连，那么，放电单元电路工作时，对直流母线进行放电，使直流母线间的电压降低，直流母线间的电压不会出现虚高的现象，进而，光伏逆变器中的开关电源不会反复重启、关断，因此，通过本实施例的放电电路的使用，在一定程度上可以延长光伏逆变器的使用寿命。

参见图1，本申请又一实施例提供的放电电路，本实施例与上述实施例基本相同，不同之处在于，本实施例的放电单元电路2，包括：继电器RY1和放电电阻R3；

放电电阻R3的一端用于与直流母线的正极相连，放电电阻R3的另一端与继电器RY1的第一触点端子相连，继电器RY1的第二触点端子用于与直流母线的负极相连，继电器RY1的第一线圈端子与分压子单元电路12的第一输出端相连，继电器RY1的第二线圈端子用于与直流母线的负极相连。

继电器RY1是一种电控制器件，是当输入量的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。

放电电阻R3的阻值大小可根据对放电快慢的要求而定；可通过一个或几个电阻的串并联实现既定阻值。

分压子单元电路12的第一输出端和第二输出端与继电器RY1的线圈相连，当分压子单元电路12的第一输出端和第二输出端间的电压不为0，且大小足以使继电器RY1的线圈有电流流过，那么继电器内部触点吸合，此时，放电电阻R3接入直流母线的正负极之间，形成回路，放电电阻R3对直流母线进行放电；当开关子单元电路10闭合时，分压子单元电路12的第一输出端和第二输出端间的电压为0，继电器RY1的线圈内无电流，使继电器内部触点断开，此时，放电电阻R3与直流母线的正、负极之间断路，即不对直流母线进行放电。

为了限制流过继电器RY1线圈的电流大小，避免流过继电器线圈电流过大，损坏继电器线圈，在一个例子中，放电单元电路，还包括：限流电阻R6，限流电阻R6的第一端与继电器RY1的第一线圈端子相连，限流电阻R6的第二端与分压子单元电路12的第一输出端相连。

可以理解的是，继电器线圈通电时会产生磁场使继电器吸合，而在断电的瞬间由于这个磁场的作用，线圈两端会产生很高的反向电压(称为反电动势)，这个反向电压可能高于数倍的供电电压，很有可能造成控制电路的器件工作不正常甚至击穿损坏，例如烧坏三极管Q1。

为了在继电器RY1线圈断电时避免出现上述问题，继续参看图1所示，作为一可选实施例，放电单元电路2，还包括：续流二极管D1，所述续流二极管 D1的阴极与继电器RY1线圈的第一线圈端子相连，所述续流二极管的阳极用于与所述直流母线的负极相连，即在继电器RY1的线圈两端反并联有续流二极管 D1，就会使断电瞬间线圈两端产生的反向电压有一个泄放回路，这样可以避免损坏电路中的电子器件。

参见图1，本申请再一实施例提供的放电电路，本实施例与上述实施例基本相同，不同之处在于，本实施例的分压子单元电路12，包括：第一电阻R1和第二电阻R2，第一电阻R1的第一端用于与直流母线的正极相连，第一电阻R1的第二端和第二电阻R2的第一端分别与放电单元电路2的第一输入端相连，第二电阻R2的第二端用于与直流母线的负极相连。

第一电阻R1和第二电阻R2两端的电压为直流母线间的电压，第二电阻R2 可为放电单元电路2提供工作电压，以使放电单元电路2对直流母线之间的电压进行放电。

参见图1，本申请再一实施例提供的放电电路，本实施例与上述实施例基本相同，不同之处在于，本实施例的开关子单元电路10，包括：三级管Q1，三极管Q1的基极用于与开关电源的输出端相连，三极管Q1的集电极与分压子单元电路12的第一输出端相连，三极管Q1的发射极用于与直流母线的负极相连。

三极管Q1，全称为半导体三极管，也称双极型晶体管、晶体三极管，是一种控制电流的半导体器件。其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号，也用作无触点开关。三极管可有NPN和PNP两种结构形式，在一个例子中，三极管Q1可为NPN型三极管。

当开关电源没有输出电压时，三极管Q1处于截止状态，分压子单元电路12 从直流母线间采集电压，为放电单元电路提供电压，以使放电单元电路对直流母线放电；当开关电源有输出电压时，使三极管Q1处于导通状态，分压子单元电路地第一输出端和第二输出端被三极管Q1短路，这样，分压子单元电路不能为放电单元电路提供工作电压，使得放电单元电路与太阳能正负极板无法构成回路，即此时放电电路单元不对直流母线放电。

为了减小输入三极管Q1的电压，以对三极管Q1进行保护，开关子单元电路10，还包括：第三电阻R4和第四电阻R5，第三电阻R4的一端用于与开关电源的输出端相连，第三电阻R4的另一端分别与第四电阻R5的一端和三极管Q1的基极相连，第四电阻R5的另一端用于与直流母线的负极相连。

本申请还提供一种光伏逆变器，包括：开关电源和前述实施例中的放电电路；开关电源的输入端用于与直流母线相连，开关电源的输出端与所述放电电路中的开关子单元电路的输入端相连。

本实施例，通过将开关电源的输出端与放电电路中的开关子单元电路的输入端相连，可在直流母线上的电压较小时，由放电电路对直流母线进行放电，使直流母线上不会出现虚高的电压，避免了光伏逆变器的反复启动、关断的现象，从而，延长光伏逆变器的使用寿命。

下面以一具体实施例，对本申请中的放电电路的方案进行详细说明。

参见图1，本实施例中的放电电路包括：放电电阻R3、继电器RY1、分压电阻R1和R2、三极管Q1、分压电阻R4和R5；其中，放电电阻R3的一端与直流母线的正极相连，另一端与继电器RY1的第一触点相连，继电器RY1的第二触点用于与直流母线的负极相连；继电器RY1的第一线圈端子通过限流电阻R6 连接于分压电阻R1和R2之间，续流二极管D1与继电器RY1的线圈反并联；分压电阻R1的一端用于与直流母线的正极相连，分压电阻R2的一端用于与直流母线的负极相连；三极管Q1的基极连接于分压电阻R4和R5之间，分压电阻R4 的一端用于与开关电源的输出端相连，分压电阻R5的一端用于直流母线的负极相连，三极管Q1的源极连接与分压电阻R1和R2之间，三极管Q1的发射极用于与直流母线的负极相连，图中BUS+为直流母线的正极，BUS-为直流母线的负极。

当早上太阳能光伏极板输出的电压逐渐升高，此电压能够使光伏逆变器内部的开关电源启动，但不足以维持其正常运行，此时采用继电器吸合，使放电电阻通过直流母线与直流母线连接，可对直流母线放电，避免其产生虚高的现象。当直流母线电压足够高，且能够维持开关电源正常工作时，开关电源输出 5V电压，触发三极管Q1导通，进一步地，使继电器断开，从而结束放电。

当晚上光伏极板输出电压逐渐降低，导致开关电源断电，断电后三极管停止工作，使继电器再次导通，放电电阻再次对母线进行放电，母线电压会一直降低，使开关电源无法重新启动。

通过采集光伏极板输出的母线电压来对继电器进行自动控制，当极板电压达到一定值时，继电器自动吸合，使放电电阻对直流母线进行放电。同时，继电器还受到逆变器内部的开关电源的控制，当母线电压能够支撑起开关电源连续工作时，开关电源触发三极管动作，三极管导通后关闭继电器，使电阻停止放电，能够在早晚时段自动对光伏极板进行放电，避免光伏逆变器反复重启，可延长其使用寿命。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种放电电路，应用于光伏逆变器，其特征在于，包括：控制单元电路和放电单元电路，其中，所述控制单元电路，包括：开关子单元电路和分压子单元电路；

所述开关子单元电路的输入端用于与开关电源的输出端相连，所述开关子单元电路的第一输出端与所述分压子单元电路的第一输出端相连，所述开关子单元电路的第二输出端用于与直流母线的负极相连；

所述分压子单元电路的第一输入端用于与所述直流母线的正极相连，所述分压子单元电路的第一输出端与所述放电单元电路的第一输入端相连，所述分压子单元电路的第二输出端用于与所述直流母线的负极相连；

所述放电单元电路的第二输入端用于与所述直流母线的正极相连，所述放电单元电路的第一输出端用于与所述直流母线的负极相连。

2.根据权利要求1所述的放电电路，其特征在于，所述放电单元电路，包括：继电器和放电电阻；

所述放电电阻的一端用于与所述直流母线的正极相连，所述放电电阻的另一端与所述继电器的第一触点端子相连，所述继电器的第二触点端子用于与所述直流母线的负极相连，所述继电器的第一线圈端子与所述分压子单元电路的第一输出端相连，所述继电器的第二线圈端子用于与所述直流母线的负极相连。

3.根据权利要求2所述的放电电路，其特征在于，所述放电单元电路，还包括：限流电阻，所述限流电阻的第一端与所述继电器的第一线圈端子相连，所述限流电阻的第二端与所述分压子单元电路的第一输出端相连。

4.根据权利要求3所述的放电电路，其特征在于，所述放电单元电路，还包括：续流二极管，所述续流二极管的阴极与所述继电器的第一线圈端子相连，所述续流二极管的阳极用于与所述直流母线的负极相连。

5.根据权利要求1所述的放电电路，其特征在于，所述分压子单元电路，包括：第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的第一端用于与所述直流母线的正极相连，所述第一电阻的第二端和所述第二电阻的第一端分别与所述放电单元电路的第一输入端相连，所述第二电阻的第二端用于与所述直流母线的负极相连。

6.根据权利要求1所述的放电电路，其特征在于，所述开关子单元电路，包括：三极管，所述三极管的基极用于与所述开关电源的输出端相连，所述三极管的集电极与所述分压子单元电路的第一输出端相连，所述三极管的发射极用于与所述直流母线的负极相连。

7.根据权利要求6所述的放电电路，其特征在于，所述开关子单元电路，还包括：第三电阻和第四电阻，所述第三电阻的一端用于与所述开关电源的输出端相连，所述第三电阻的另一端分别与所述第四电阻的一端和所述三极管的基极相连，所述第四电阻的另一端用于与所述直流母线的负极相连。

8.一种光伏逆变器，其特征在于，包括：开关电源和前述权利要求1至7任一项所述的放电电路；所述开关电源的输入端用于与直流母线相连，所述开关电源的输出端与所述放电电路中的开关子单元电路的输入端相连。

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