CN102647086A - 一种dc-dc电源转换装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种DC-DC电源转换装置，包括两级变压处理电路，所述的两级变压处理电路均包括滤波与采样电路、高频开关变压器、PWM模块、反馈信号采集器、反馈信号处理与转换电路以及电源输出端，所述的滤波与采样电路、高频开关变压器、反馈信号采集器和PWM模块依次相连接，所述的高频开关变压器还连接电源输出端，所述的电源输出端通过反馈信号处理与转换电路再连接到PWM模块。通过上述方式，本发明提供的DC-DC电源转换装置，设置在汇流箱的内部，解决了太阳能发电厂/发电站中为汇流箱内部控制电路提供电源存在的布线布线困难、电源损耗大等问题。

Description

一种DC-DC电源转换装置

技术领域

本发明涉及工业电源技术领域，尤其涉及一种DC-DC电源转换装置，适用于包括太阳能汇流箱、各种工业控制机柜等需要提供多等级DC电源的场合，尤其适用于太阳能汇流箱内的控制电源供应。

背景技术

近年来，世界各地光伏发电产业迅速发展，我国也对相关行业加大了扶持力度，使得该行业的各种产品大批量的开发和应用，相应的技术也越发趋于成熟。为了实现大型太阳能发电厂的远程监控，带监控功能的汇流箱已经逐渐成为主流。

但汇流箱监控功能的实现带来了新的问题，汇流箱内部监控电路需要各种不同电源等级的直流电源。目前常用的方法是由外部输入220V交流电源，在汇流箱内进行AC-DC转换得到供监控电路使用的直流电源。但在用于大型光伏电站时，这种供电方案会显现出如下弊端：

1. 大型光伏电站占地面积大，为如此数量众多而且分布分散的汇流箱提供220V交流电源，增加布线成本；

2. 增加了大量的接线工作，同时也使得出现接线错误的几率增大；

3. 220V交流电源经过长距离的传输，受到干扰和压降的问题比较大，因此影响汇流箱内部电源供应的稳定性，进而影响到汇流箱内监控电路工作的可靠性；

4. 提供220V交流电源所增设的设备增加了日常运行维护的工作量。

另外，由于光伏发电的电源通常会在1000V甚至更高，常规的DC-DC电源转换产品不能耐受如此高的电源等级。

由于以上总总问题可见，传统的由外部电源为汇流箱内部监控电路提供工作电源的方案存在诸多弊端。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种DC-DC电源转换装置，解决了太阳能发电厂/发电站中为汇流箱内部控制电路提供电源存在的布线布线困难、电源损耗大等问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供了一种DC-DC电源转换装置，包括两级变压处理电路，所述的两级变压处理电路均包括滤波与采样电路、高频开关变压器、PWM模块、反馈信号采集器、反馈信号处理与转换电路以及电源输出端，所述的滤波与采样电路、高频开关变压器、反馈信号采集器和PWM模块依次相连接，所述的高频开关变压器还连接电源输出端，所述的电源输出端通过反馈信号处理与转换电路再连接到PWM模块。

在本发明一个较佳实施例中，所述的滤波与采样电路和高频开关变压器的直流耐压强度为1200V。

在本发明一个较佳实施例中，所述的两级变压处理电路采用两级处理技术，包括第一级处理电路和第二级处理电路，由第一级处理电路将输入高电源进行光耦隔离和预处理，输出24V直流电源，第二级处理电路接受第一级处理电路输出的24V直流电源，并将24V直流电源转换为多种等级的直流电源。

在本发明一个较佳实施例中，所述的第二级处理电路上还预留外部电源输入接口，接受外部输入的220V交流电源或24V直流电源。

在本发明一个较佳实施例中，所述的多种等级的直流电源包括0-5V、0-12V、0-15V、0-24V、±5V以及±15V。

本发明的有益效果是：本发明的DC-DC电源转换装置，设置在汇流箱的内部，可以将直接从汇流母线上取得10-1200V的直流电源进行处理，稳定的输出适合多种监控电路使用的多种等级的直流电源, 解决了太阳能发电厂/发电站中为汇流箱内部控制电路提供电源存在的布线布线困难、电源损耗大等问题。

附图说明

图1是本发明DC-DC电源转换装置一较佳实施例的工作原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参考图1，本发明提供了一种DC-DC电源转换装置，设置在汇流箱的内部，通过在汇流箱内部安装一块DC-DC电源转换装置，直接从汇流箱的汇流母线上取得电源，经过处理后输出监控电路所需要的多种等级的直流电源。该DC-DC电源转换装置包括两级变压处理电路，该两级变压处理电路均包括滤波与采样电路、高频开关变压器、PWM模块、反馈信号采集器、反馈信号处理与转换电路以及电源输出端。本发明中滤波与采样电路、高频开关变压器、反馈信号采集器和PWM模块依次相连接，高频开关变压器还连接电源输出端，该电源输出端通过反馈信号处理与转换电路再连接到PWM模块。

本发明中两级变压处理电路采用两级处理技术，包括第一级处理电路和第二级处理电路，由第一级处理电路将输入高电源进行光耦隔离和预处理，输出24V直流电源，第二级处理电路接受第一级处理电路输出的24V直流电源，并将24V直流电源转换为多种等级的直流电源。其中，多种等级的直流电源包括0-5V、0-12V、0-15V、0-24V、±5V以及±15V。

同时，第二级处理电路上还预留外部电源输入接口，接受外部输入的220V交流电源或24V直流电源。外部电源输入时亦可通过外部电源转换得到0-5V、0-12V、0-15V、0-24V、±5V以及±15V等多种等级的直流电源。

本发明中的滤波与采样电路和高频开关变压器的直流耐压强度为1200V。

本发明提供的DC-DC电源转换装置，其工作过程如下：

A. 汇流母线上的电源输入到DC-DC电源转换装置中的第一级处理电路的高压输入端上，经过滤波与采样电路进行滤波以消除电磁干扰对输出电源的影响，同时将滤波后的输入电源进行采样和判断；

B. 滤波后的电源输入到高频开关变压器上，由PWM模块根据给定的参考电源和反馈信号采集器的反馈电源值输出控制信号给高频开关变压器，以控制高频开关变压器的次级输出，传递到电源输出端；

C. 电源输出端输出24V直流电源作为第一级处理电路的输出，同时由反馈信号处理与转换电路对此电源进行判断，反馈给PWM模块，对输出电源实现闭环调节；

D. 第一级处理电路的输出或者外部220V交流电源或24V直流电源加载到第二级处理电路的电源输入端上，通过精度高于第一级处理电路的第二级处理电路再进行变压处理，得到0-5V、0-12V、0-15V、0-24V、±5V以及±15V等多种等级的直流电源。

本发明提供的一种DC-DC电源转换装置与现有技术相比，具有以下优点：

1. 实现了汇流箱内部控制电路的自供电，省去了使用外部电网电源所产生的布线工程；

2. 保证了汇流箱内部控制电源的稳定性和可靠性；

3. 汇流箱自供电装置输出电源等级及电源类型可调，能满足各种不同的汇流箱的需求；

4. 有多种电源方式可选，根据实际使用的环境可以选择从汇流母线上取电，也可以选择由外部220VAC或DC24V电源供给；

5. 输入回路直流耐压强度达到1200V，适应性更强；

6. 由于使用的是太阳能电池板自身发出的电，更加清洁环保。

本发明揭示的一种DC-DC电源转换模块，设置在汇流箱的内部，可以将直接从汇流母线上取得10-1200V的直流电源进行处理，稳定的输出适合各种控制电路使用的各等级直流电源其耐压强度高能适应高达1200V的输入电源；同时留有220V交流电源或24V直流电源的输入接口，可适应多种电源输入形式，输出可有0-5V、0-12V、0-15V、0-24V、±5V以及±15V等多种等级的直流电源选择，适用范围广，解决了太阳能发电厂/发电站中为汇流箱内部控制电路提供电源存在的布线布线困难、电源损耗大等问题。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种DC-DC电源转换装置，其特征在于，包括两级变压处理电路，所述的两级变压处理电路均包括滤波与采样电路、高频开关变压器、PWM模块、反馈信号采集器、反馈信号处理与转换电路以及电源输出端，所述的滤波与采样电路、高频开关变压器、反馈信号采集器和PWM模块依次相连接，所述的高频开关变压器还连接电源输出端，所述的电源输出端通过反馈信号处理与转换电路再连接到PWM模块。

2.根据权利要求1所述的DC-DC电源转换装置，其特征在于，所述的滤波与采样电路和高频开关变压器的直流耐压强度为1200V。

3.根据权利要求1所述的DC-DC电源转换装置，其特征在于，所述的两级变压处理电路采用两级处理技术，包括第一级处理电路和第二级处理电路，由第一级处理电路将输入高电源进行光耦隔离和预处理，输出24V直流电源，第二级处理电路接受第一级处理电路输出的24V直流电源，并将24V直流电源转换为多种等级的直流电源。

4.根据权利要求3所述的DC-DC电源转换装置，其特征在于，所述的第二级处理电路上还预留外部电源输入接口，接受外部输入的220V交流电源或24V直流电源。

5.根据权利要求3所述的DC-DC电源转换装置，其特征在于，所述的多种等级的直流电源包括0-5V、0-12V、0-15V、0-24V、±5V以及±15V。

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