專利名稱：可避免光伏逆變器輔助電源反復(fù)啟停的電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種逆變器，尤其是一種可避免光伏逆變器輔助電源反復(fù)啟停的電路。
背景技術(shù)：
光伏逆變器的輔助電源常用的取電方式分為從電網(wǎng)取電、從電網(wǎng)和光伏逆變器直 流母線互頂取電、從光伏逆變器直流母線取電三種。其中，在通過前兩種取電方式取電時(shí)， 光伏逆變器在夜間會(huì)有待機(jī)損耗，并且需要整流橋和較大的輸入電容。而從光伏逆變器直 流母線取電時(shí)，在太陽升起、日落以及陰雨等弱光情況下，太陽能電池板的帶負(fù)載能力低無 法滿足輔助電源的正常工作，輔助電源會(huì)反復(fù)啟動(dòng)和關(guān)機(jī)。這是由太陽能電池板的輸出特 性決定的，在弱光時(shí)太陽能電池板的開路輸出電壓很高，但是帶載能力低，輔助電源啟動(dòng) 后，太陽能電池面板無法負(fù)擔(dān)整個(gè)輔助電源的損耗，造成輔助電源停止工作，此時(shí)太陽能電 池板相當(dāng)于開路，其開路電壓很高可以使整個(gè)輔助電源再次啟動(dòng)，如此反復(fù)造成輔助電源 在弱光時(shí)的反復(fù)啟停。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在弱光時(shí)，能夠避免光伏逆變器輔助電源反復(fù)啟停的 可避免光伏逆變器輔助電源反復(fù)啟停的電路。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案一種可避免光伏逆變器輔助電源 反復(fù)啟停的電路，該電路為卸荷負(fù)載投切電路，卸荷負(fù)載投切電路接在輸入母線電容和光 伏逆變器的輔助電源之間，太陽能電池板通過輸入母線電容向輔助電源供電。本發(fā)明通過在光伏逆變器的輔助電源上加載卸荷負(fù)載投切電路，在輔助電源關(guān) 機(jī)、沒有工作時(shí)，卸荷負(fù)載投切電路掛載在光伏逆變器的直流母線上，以抑制太陽能電池板 在弱光時(shí)過高的開路電壓，避免了過高的太陽能電池板的開路電壓引發(fā)輔助電源開機(jī)；反 之，當(dāng)太陽能電池板的輸出能力足夠使輔助電源啟動(dòng)時(shí)，卸荷負(fù)載投切電路被移除，整個(gè)輔 助電源系統(tǒng)正常工作。本發(fā)明通過對現(xiàn)有技術(shù)的簡單改進(jìn)，很好的解決了從光伏逆變器直 流母線取電的輔助電源在弱光時(shí)反復(fù)重啟的問題。本發(fā)明沒有夜間待機(jī)損耗，節(jié)省了電能， 無需整流橋和較大的輸入電容，節(jié)約了成本。


圖1為本發(fā)明以及外圍電路的電路框圖；圖2、3均為本發(fā)明以及輔助電源的電路圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，一種可避免光伏逆變器輔助電源反復(fù)啟停的電路，該電路為卸荷負(fù) 載投切電路6，卸荷負(fù)載投切電路6接在輸入母線電容2和光伏逆變器的輔助電源8之間，在光伏逆變器使用BOOST電路做前級，進(jìn)行MPPT調(diào)節(jié)的情況下，這里的輸入母線電容2為 BOOST電路的輸出電容。太陽能電池板1通過輸入母線電容2向輔助電源8供電。如圖1所示，所述的輔助電源8包括功率變換單元3，所述的輸入母線電容2分別與功率變換單元3的輸入端、卸荷負(fù)載投切電路6相連，功率變換單元3的輸出端與輸出濾 波單元4相連，輸出濾波單元4通過反饋電路7與開關(guān)控制單元5的信號輸入端相連，所述 的開關(guān)控制單元5的信號輸出端分別與功率變換單元3、卸荷負(fù)載投切電路6相連。輔助電 源8將高壓直流電變換成為低電壓直流電給輸出濾波單元4，開關(guān)控制單元5決定了振蕩頻 率和占空比，反饋電路7用來穩(wěn)定輸出電壓，卸荷負(fù)載投切電路6保證避免輔助電源8在弱 光、太陽能電池板帶載能力不足時(shí)出現(xiàn)反復(fù)啟動(dòng)的現(xiàn)象。如圖2所示，所述的卸荷負(fù)載投切電路6由開關(guān)管Q2、開關(guān)管Q3、電阻R1、二極管 Dl組成，其中，所述的開關(guān)管Q2、開關(guān)管Q3為MOS管、三極管和IGBT管三種中的任意一種， 所述的電阻Rl作為卸荷負(fù)載電阻，電阻Rl的一端接光伏逆變器的直流母線，電阻Rl的另 一端與開關(guān)管Q2的漏極相連，開關(guān)管Q2的柵極分別與開關(guān)管Q3的漏極、二極管Dl的正極 相連，開關(guān)管Q3的柵極與二極管D3的正極相連，開關(guān)管Q2、開關(guān)管Q3的源極分別接輔助電 源8的原邊地，起機(jī)電阻R2的一端接光伏逆變器的直流母線，起機(jī)電阻R2的另一端與二極 管Dl的正極相連，所述的開關(guān)控制單元5包括芯片UC384X，二極管Dl的負(fù)極與芯片UC384X 的第7引腳相連。所述的功率變換單元3包括變壓器TXl和開關(guān)管Q1，所述的開關(guān)管Ql的 柵極通過電阻R4與芯片UC384X的輸出引腳相連，所述的輸出濾波單元4采用LC濾波電路， 變壓器TXl的原邊接在輸入母線電容2和芯片UC384X之間，變壓器TXl的副邊接LC濾波 電路。所述的反饋電路由電阻R8、電阻R9、電阻R10、電容C4、電容C5構(gòu)成，來穩(wěn)定輸出電 壓和芯片UC384X的供電電壓。如圖2所示，起機(jī)電阻R2的阻值決定了輔助電源8的最小啟動(dòng)電壓，當(dāng)逆變器的 母線電壓大于輔助電源8的最小啟動(dòng)電壓時(shí)，輔助電源8開始工作，設(shè)定輔助電源8的最小 啟動(dòng)電壓為200V，根據(jù)芯片UC384X的最小啟動(dòng)電流可以對電阻R2的阻值進(jìn)行選擇。電阻 Rl的阻值由開關(guān)控制單元5的最小啟動(dòng)電壓和整個(gè)輔助電源8的最大輸入功率決定。假定 整個(gè)輔助電源8的最大輸入功率為15W，電阻Rl在輔助電源8的最小啟動(dòng)電壓下消耗的功 率要和輔助電源8的最大輸入功率相匹配，在本發(fā)明中，假定電阻Rl在輔助電源8在最小 啟動(dòng)電壓下消耗的功率為20W，可以計(jì)算出電阻Rl的阻值為2K歐姆。開關(guān)管Ql承受的最 大電壓為太陽能電池板1的最大輸出電壓，在本發(fā)明中該最大輸出電壓為600V，考慮余量， 開關(guān)管Ql選用800V的開關(guān)管。如圖2所示，當(dāng)太陽能電池板1的輸出電壓比較低時(shí)，流過起機(jī)電阻R2的電流小 于芯片UC384X的最小啟動(dòng)電流，芯片UC384X的第7引腳上的電壓無法達(dá)到最小啟動(dòng)的閥 值電壓，輔助電源8不工作。在母線電壓逐漸增加時(shí)，芯片UC384X的最小啟動(dòng)電流逐漸增 大，芯片UC384X的7腳上的電壓逐漸升高，芯片UC384X的啟動(dòng)閥值電壓在15 17V之間 或在7. 8V 9V之間，而開關(guān)管Q2的開通閥值電壓一般在2. 5 5V，所以在芯片UC384X沒 有工作之前開關(guān)管Q2就已經(jīng)導(dǎo)通，電阻Rl已經(jīng)掛接在逆變器的直流母線上。如圖2所示，當(dāng)太陽能電池板1隨著日照增強(qiáng)、帶負(fù)載能力變強(qiáng)時(shí)，太陽能電池板1 的輸出電壓逐漸升高，電阻Rl上消耗的功率逐漸增強(qiáng)，同時(shí)流過電阻R2的啟動(dòng)電流逐漸增 大，當(dāng)流過電阻R2上的最小啟動(dòng)電流大于芯片UC384X的最小啟動(dòng)電流時(shí)，芯片UC384X啟動(dòng)，輔助電源8開始工作，這時(shí)變壓器TXl通過二極管D2和二極管D3對芯片UC384X進(jìn)行供電。芯片UC384X的供電電壓迅速建立，當(dāng)這個(gè)電壓高于開關(guān)管Q3的閥值電壓時(shí)，開關(guān)管 Q3導(dǎo)通，開關(guān)管Q2關(guān)斷，電阻Rl被切除，以避免在逆變器正常工作時(shí)帶來的附加損耗。二 極管Dl的作用是防止在開關(guān)管Q3導(dǎo)通時(shí)將芯片UC384X的的供電電壓拉低，二極管D3的 作用是阻止開關(guān)管Q3在輔助電源8沒有啟動(dòng)時(shí)開通。如圖2所示，當(dāng)太陽能電池板1因帶載能力不足而使輸出電壓下降，以致不足以維 持輔助電源8的工作時(shí)，輔助電源8關(guān)斷，變壓器TXl掉電，開關(guān)管Q3關(guān)斷，由于開關(guān)管Q2 的閥值電壓遠(yuǎn)低于芯片UC384X啟動(dòng)后的最小工作電壓，所以在輔助電源8停止工作后的一 段時(shí)間內(nèi)開關(guān)管Q2迅速導(dǎo)通，電阻Rl掛接在母線上。電阻Rl的阻值是由輔助電源8的最 大輸入功率決定的，當(dāng)輔助電源8關(guān)斷時(shí)迅速掛接到母線上的電阻R1，限制了太陽能電池 板1在空載時(shí)過高的開路電壓，從而避免了輔助電源8的誤啟動(dòng)。如圖3所示，當(dāng)所選擇的開關(guān)管Q3的可靠開通筏值電壓小于5V時(shí)，也可以采用芯 片UC384X的第8引腳作為開關(guān)管Q3的開關(guān)信號。在芯片UC384X正常工作時(shí)，其第8引腳 為5V的穩(wěn)定電壓。當(dāng)輔助電源8沒有工作時(shí)，芯片UC384X的第8引腳沒有電壓，開關(guān)管Q3 關(guān)斷。當(dāng)輔助電源8啟動(dòng)后，其第8引腳上的5V電壓使開關(guān)管Q3導(dǎo)通，從而開關(guān)管Q2關(guān) 斷，對加在母線上的卸荷負(fù)載-電阻Rl進(jìn)行切除。
權(quán)利要求
一種可避免光伏逆變器輔助電源反復(fù)啟停的電路，其特征在于該電路為卸荷負(fù)載投切電路(6)，卸荷負(fù)載投切電路(6)接在輸入母線電容(2)和光伏逆變器的輔助電源(8)之間，太陽能電池板(1)通過輸入母線電容(2)向輔助電源(8)供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可避免光伏逆變器輔助電源反復(fù)啟停的電路，其特征在于 所述的輔助電源(8)包括功率變換單元(3)，所述的輸入母線電容(2)分別與功率變換單 元⑶的輸入端、卸荷負(fù)載投切電路(6)相連，功率變換單元(3)的輸出端與輸出濾波單元 (4)相連，輸出濾波單元(4)通過反饋電路(7)與開關(guān)控制單元(5)的信號輸入端相連，所 述的開關(guān)控制單元(5)的信號輸出端分別與功率變換單元(3)、卸荷負(fù)載投切電路(6)相 連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可避免光伏逆變器輔助電源反復(fù)啟停的電路，其特征在 于所述的卸荷負(fù)載投切電路(6)由開關(guān)管Q2、開關(guān)管Q3、電阻Rl和二極管Dl組成，電阻 Rl的一端接光伏逆變器的直流母線，電阻Rl的另一端與開關(guān)管Q2的漏極相連，開關(guān)管Q2 的柵極分別與開關(guān)管Q3的漏極、二極管Dl的正極相連，開關(guān)管Q3的柵極與二極管D3的正 極相連，開關(guān)管Q2、開關(guān)管Q3的源極分別接輔助電源(8)的原邊地，起機(jī)電阻R2的一端接 光伏逆變器的直流母線，起機(jī)電阻R2的另一端與二極管Dl的正極相連，所述的開關(guān)控制單 元(5)包括芯片UC384X，二極管Dl的負(fù)極與芯片UC384X的第7引腳相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可避免光伏逆變器輔助電源反復(fù)啟停的電路，其特征在于 所述的功率變換單元(3)包括變壓器TXl和開關(guān)管Q1，所述的開關(guān)管Ql的柵極通過電阻 R4與芯片UC384X的輸出引腳相連，所述的輸出濾波單元(4)采用LC濾波電路，變壓器TXl 的原邊接在輸入母線電容(2)和芯片UC384X之間，變壓器TXl的副邊接LC濾波電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可避免光伏逆變器輔助電源反復(fù)啟停的電路，其特征在于 所述的電阻Rl的阻值由開關(guān)控制單元(5)的最小啟動(dòng)電壓和整個(gè)輔助電源⑶的最大輸 入功率決定。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可避免光伏逆變器輔助電源反復(fù)啟停的電路，其特征在于 所述的開關(guān)管Q2、開關(guān)管Q3為MOS管、三極管和IGBT管三種中的任意一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可避免光伏逆變器輔助電源反復(fù)啟停的電路，該電路為卸荷負(fù)載投切電路，卸荷負(fù)載投切電路接在輸入母線電容和光伏逆變器的輔助電源之間，太陽能電池板通過輸入母線電容向輔助電源供電。本發(fā)明通過在光伏逆變器的輔助電源上加載卸荷負(fù)載投切電路，在輔助電源關(guān)機(jī)、沒有工作時(shí)，卸荷負(fù)載投切電路掛載在光伏逆變器的直流母線上，以抑制太陽能電池板在弱光時(shí)過高的開路電壓，避免了過高的太陽能電池板的開路電壓引發(fā)輔助電源開機(jī)；反之，當(dāng)太陽能電池板的輸出能力足夠使輔助電源啟動(dòng)時(shí)，卸荷負(fù)載投切電路被移除，整個(gè)輔助電源系統(tǒng)正常工作。
文檔編號H02M1/36GK101807850SQ201010154709
公開日2010年8月18日 申請日期2010年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月23日
發(fā)明者姚丹, 曹仁賢, 梅曉東, 王鼎奕 申請人:合肥日源電氣信息技術(shù)有限公司;合肥陽光電源有限公司