CN103312161A - 一种并网光伏逆变器Boost电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种并网光伏逆变器Boost电路，在Boost电路的正输入端和正输出端之间连接一个直流接触器，当主控制器判断PV输入电压大于预设电压值时，并且PV输入功率大于预设功率值时，就不需要Boost电路对PV输入电压进行升压了，PV输入电压可以直接进入逆变器进行逆变并网。此时，主控制器通过控制直流接触器吸合，从而使Boost电路退出工作。由于直流接触器导通时的功耗比现有技术中Boost电路的旁路二极管的功耗要小很多，这样可以提高逆变器的转换效率。并且直流接触器闭合也不会产生太多的热量，不需要考虑散热的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种并网光伏逆变器Boost电路。
背景技术
随着光伏产业的发展，作为光伏核心设备的逆变器成为优先研发的对象。
而逆变器的转换效率成为逆变器研究的关键参数。
Boost电路是逆变器电路的一部分，用于将输入逆变器的直流电压进行升压后，由逆变器逆变为交流电压反馈给电网。
但是，当光伏PV组件的输入电压达到预定值时，并不需要Boost电路对PV输入电压进行升压，便可以直接输入逆变器进行逆变。
此时，Boost电路中的四个开关管停止工作，即断开，电流从旁路二极管流过。
但是，旁路二极管的损耗比较大，这样将影响逆变器的转换效率。另一方面，旁路二极管还存在发热问题，需要考虑散热问题。因此，现有技术中利用旁路二极管导通来使Boost电路退出工作，会降低逆变器的转换效率，并且还要对旁路二极管产生的热量进行散热。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种并网光伏逆变器Boost电路，能够在不需要Boost电路时，使Boost电路退出工作，并且不降低逆变器的转换效率，也不存在散热的问题。
本发明实施例提供一种并网光伏逆变器的Boost电路，包括：Boost电路、PV输入电压检测模块、PV电流检测模块、直流接触器和主控制器；
所述直流接触器的一端连接Boost电路的正输入端，所述直流接触器的另一端连接Boost电路的正输出端；
所述PV输入电压检测模块，用于检测PV组件的输入电压，将检测的所述输入电压发送给所述主控制器；
所述PV电流检测模块，用于检测PV组件的输入电流，将检测的所述输入电流发送给所述主控制器；
所述主控制器，用于由所述输入电压和输入电流获得PV组件的输入功率；并用于判断所述输入电压大于预设电压值，并且所述输入功率大于预设功率值时，所述主控制器输出吸合信号，以控制所述直流接触器吸合，同时所述主控制器控制Boost电路中的开关管断开。
优选地，还包括吸合信号驱动电路；
所述吸合信号驱动电路包括：第一稳压芯片、第二稳压芯片和比较器；
所述第一稳压芯片的输入端连接所述主控制器的吸合信号输出端；
所述第一稳压芯片的输出端输出+12V电压信号；
所述比较器的正相输入端连接所述主控制器的吸合信号输出端，所述比较器的反相输入端连接基准电压信号；
所述比较器的输出端连接所述第二稳压芯片的输入端，所述第二稳压芯片的输出端输出-12V电压信号；
所述+12V电压信号和所述-12V电压信号为所述接触器提供吸合电压。
优选地，所述PV输入电压检测模块包括：采样电阻；
所述采样电阻的一端连接所诉PV组件的输入端，所述采样电阻的另一端接地；
所述采样电阻上的电压作为所述输入电压输送到所述主控制器。
优选地，所述PV电流检测模块包括：电流互感器；
所述电流互感器用于测量所述Boost电路输入端的电流，将测量的输入电流发送给所述主控制器。
优选地，所述Boost电路包括高频电感、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一电容和总线电容；
所述第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管依次串联连接；所述第一开关管的一端连接所述Boost电路的正输出端，所述第四开关管的一端连接所述Boost电路的负输出端；
所述高频电感的一端连接Boost电路的正输入端，所述高频电感的另一端连接所述第二开关管和第三开关管的公共端；
所述总线电容的两端分别连接所述Boost电路的正输出端和负输出端；
所述第一电容并联在串联的第二开关管和第三开关管的两端。
优选地，还包括低频电感和滤波电容；
所述低频电感的一端连接所述Boost电路的正输入端；
所述低频电感的另一端连接所述PV输入电压的正端；
所述滤波电容的一端连接所述Boost电路的正输入端；
所述滤波电容的另一端连接所述Boost电路的负输出端。
优选地，还包括共模磁环；
所述共模磁环连接在所述PV组件和所述低频电感之间。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明以上实施例提供的并网光伏逆变器Boost电路，在Boost电路的正输入端和正输出端之间连接一个直流接触器，当主控制器判断PV输入电压大于预设电压值时，并且PV输入功率大于预设功率值时，就不需要Boost电路对PV输入电压进行升压了，PV输入电压可以直接进入逆变器进行逆变并网。此时，主控制器通过控制直流接触器吸合，从而使Boost电路退出工作。由于直流接触器导通时的功耗比现有技术中Boost电路的旁路二极管的功耗要小很多，这样可以提高逆变器的转换效率。并且直流接触器闭合也不会产生太多的热量，不需要考虑散热的问题。
附图说明
图1是现有技术中典型的Boost电路原理图；
图2是本发明本发明提供的并网光伏逆变器Boost电路图；
图3是本发明提供的并网光伏逆变器Boost电路图；
图4是本发明提供的吸合信号的驱动电路图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解和实施本发明提供的技术方案，下面结合附图介绍一下Boost电路的工作原理。
参见图1，该图为现有技术中典型的Boost电路原理图。
Boost电路是一种开关直流升压电路，它可以使电路的输出电压比输入电压高。
下面结合附图介绍Boost电路的工作原理。
在充电过程中，开关S闭合，此时，输入电压流过电感L，二极管D防止电容C对地放电。由于输入是直流电，所以电感上的电流以一定的比率线性增加，这个比率给电感L大小有关。随着电感电流的增加，电感L中储存了能量。
放电过程中，当开关S断开时，由于电感L的电流保持特性，流经电感L的电流不会马上变为零，而是缓慢的由充电完毕时的值变为零。而原来的电路已经断开，因此电感L只能通过新电路放电，即电感L开始给电容C进行充电，电容C两端的电压开始升高，此时电容C两端的电压已经高于输入电压了，因此完成了升压过程。
本发明的发明点实质上是在Boost电路的正输入端和正输出端之间连接了一个直流接触器。即相当于在图1中的A点和B点之间连接了一个直流接触器。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
参见图2，该图为本发明提供的并网光伏逆变器Boost电路示意图。
本实施例提供的并网光伏逆变器的Boost电路，包括：Boost电路201、PV输入电压检测模块202、PV电流检测模块203、直流接触器K1和主控制器204；
所述直流接触器K1的一端连接Boost电路201的正输入端，所述直流接触器K1的另一端连接Boost电路201的正输出端；
所述PV输入电压检测模块202，用于检测PV组件的输入电压，将检测的所述输入电压发送给所述主控制器202；
所述PV电流检测模块203，用于检测PV组件的输入电流，将检测的所述输入电流发送给所述主控制器202；
所述主控制器202，用于由所述输入电压和输入电流获得PV组件的输入功率；并用于判断所述输入电压大于预设电压值，并且所述输入功率大于预设功率值时，所述主控制器202输出吸合信号，以控制所述直流接触器K1吸合；同时所述主控制器202控制Boost电路中的开关管断开。
需要说的是，主控制器202输出吸合信号具体可以为使直流接触器K1对应的线圈得电，从而使直流接触器K1的触点吸合。此时，直流接触器K1使Boost电路从逆变器系统中退出工作。
本发明以上实施例提供的并网光伏逆变器Boost电路，在Boost电路的正输入端和正输出端之间连接一个直流接触器，当主控制器判断PV输入电压大于预设电压值时，并且PV输入功率大于预设功率值时，就不需要Boost电路对PV输入电压进行升压了，PV输入电压可以直接进入逆变器进行逆变并网。此时，主控制器通过控制直流接触器吸合，从而使Boost电路退出工作。由于直流接触器导通时的功耗比现有技术中Boost电路的旁路二极管的功耗要小很多，这样可以提高逆变器的转换效率。并且直流接触器闭合也不会产生太多的热量，不需要考虑散热的问题。
参见图3，该图为本发明提供的并网光伏逆变器Boost电路图。
如图3所示，该图为本发明应用的一个具体电路图。其中Boost电路中包括四个开关管，分别是第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3和第四开关管Q4。
需要说明的是，在现有技术中，Q3和Q4作为Boost电路中的开关管来使用，类似于图1中的开关管。Boost电路退出工作时，Q1和Q2的反并联二极管（类似于图1中的二极管）导通，Q3和Q4断开不导通。
而本发明提供的Boost电路中，添加了直流接触器，当Boost电路退出工作时，Q3和Q4不导通，电流从直流接触器流过，不经过Q1和Q2，也不经过Q1和Q2的反并联二极管。
图3中圆圈内的K1是本发明添加的直流接触器。
Boost电路还包括高频电感L2、第一电容CFC，总线电容CBST；
所述第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3和第四开关管Q4依次串联连接；所述第一开关管Q1的一端连接所述Boost电路的正输出端DC+，所述第四开关管Q4的一端连接所述Boost电路的负输出端DC-；
所述高频电感L2的一端连接Boost电路的正输入端A点，所述高频电感L2的另一端连接所述第二开关管Q2和第三开关管Q3的公共端；
所述总线电容CBST的两端分别连接所述Boost电路的正输出端DC+和负输出端DC-；
所述第一电容CFC并联在串联的第二开关管Q2和第三开关管Q3的两端。
另外，所述PV输入电压检测模块包括：采样电阻R1；
所述采样电阻R1的一端连接所诉PV组件的输入端，此处连接的是负输入端DC-IN-，所述采样电阻R1的另一端接地；
所述采样电阻R1上的电压作为所述输入电压输送到所述主控制器。主控制器图3中未示出。
所述PV电流检测模块包括：电流互感器CT；
所述电流互感器CT用于测量所述Boost电路输入端的电流（此处CT是连接在低频电感L1的输入端），将测量的输入电流发送给所述主控制器。
本实施例提供的并网光伏逆变器的Boost电路，还包括低频电感L1和滤波电容CDCF；
所述低频电感L1的一端连接所述Boost电路的正输入端A；
所述低频电感L1的另一端连接所述PV输入电压的正端DC-IN+；
所述滤波电容CDCF的一端连接所述Boost电路的正输入端A点；
所述滤波电容CDCF的另一端连接所述Boost电路的负输出端DC-。
需要说明的是，本实施例提供的并网光伏逆变器的Boost电路，还包括共模磁环T；
所述共模磁环T连接在所述PV组件和所述低频电感L1之间。
可以理解的是，主控制器发出的吸合信号一般不能直接驱动直流接触器吸合，需要经过驱动电路以后，才能直接控制直流接触器吸合。下面结合附图介绍本发明提供的吸合信号的驱动电路。
参见图4，该图为本发明提供的吸合信号的驱动电路图。
本实施例提供的驱动电路包括两个稳压芯片；
所述吸合信号驱动电路包括：第一稳压芯片U59、第二稳压芯片U60和比较器AP；
所述第一稳压芯片U59的输入端IN连接所述主控制器的吸合信号输出端DC_CONT_EN；
所述第一稳压芯片U59的输出端OUT输出+12V电压信号（如图4中的12VP）；
所述比较器AP的正相输入端9连接所述主控制器的吸合信号输出端DC_CONT_EN，所述比较器AP的反相输入端8连接基准电压信号P3V3_DIV2A；
所述比较器AP的输出端14连接所述第二稳压芯片U60的输入端IN，所述第二稳压芯片U60的输出端DRAIN输出-12V电压信号（图4中的12VN）；
所述+12V电压信号和所述-12V电压信号为所述接触器提供吸合电压。
由于本发明实施例中的直流接触器需要的吸合电压是24V，因此，本发明利用+12V和-12V形成24V的驱动电压。
需要说明的是，驱动电路也可以采用其他形式来提供驱动电压，只要可以为直流接触器提供吸合的电压即可，不具体限定于本发明实施例提供的这种驱动电路。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (7)
1.一种并网光伏逆变器的Boost电路，其特征在于，包括：Boost电路、PV输入电压检测模块、PV电流检测模块、直流接触器和主控制器；
所述直流接触器的一端连接Boost电路的正输入端，所述直流接触器的另一端连接Boost电路的正输出端；
所述PV输入电压检测模块，用于检测PV组件的输入电压，将检测的所述输入电压发送给所述主控制器；
所述PV电流检测模块，用于检测PV组件的输入电流，将检测的所述输入电流发送给所述主控制器；
所述主控制器，用于由所述输入电压和输入电流获得PV组件的输入功率；并用于判断所述输入电压大于预设电压值，并且所述输入功率大于预设功率值时，所述主控制器输出吸合信号，以控制所述直流接触器吸合，同时所述主控制器控制Boost电路中的开关管断开。
2.根据权利要求1所述的并网光伏逆变器的Boost电路，其特征在于，还包括吸合信号驱动电路；
所述吸合信号驱动电路包括：第一稳压芯片、第二稳压芯片和比较器；
所述第一稳压芯片的输入端连接所述主控制器的吸合信号输出端；
所述第一稳压芯片的输出端输出+12V电压信号；
所述比较器的正相输入端连接所述主控制器的吸合信号输出端，所述比较器的反相输入端连接基准电压信号；
所述比较器的输出端连接所述第二稳压芯片的输入端，所述第二稳压芯片的输出端输出-12V电压信号；
所述+12V电压信号和所述-12V电压信号为所述接触器提供吸合电压。
3.根据权利要求1所述的并网光伏逆变器的Boost电路，其特征在于，所述PV输入电压检测模块包括：采样电阻；
所述采样电阻的一端连接所诉PV组件的输入端，所述采样电阻的另一端接地；
所述采样电阻上的电压作为所述输入电压输送到所述主控制器。
4.根据权利要求1所述的并网光伏逆变器的Boost电路，其特征在于，所述PV电流检测模块包括：电流互感器；
所述电流互感器用于测量所述Boost电路输入端的电流，将测量的输入电流发送给所述主控制器。
5.根据权利要求1-4任一项所述的并网光伏逆变器的Boost电路，其特征在于，所述Boost电路包括高频电感、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一电容和总线电容；
所述第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管依次串联连接；所述第一开关管的一端连接所述Boost电路的正输出端，所述第四开关管的一端连接所述Boost电路的负输出端；
所述高频电感的一端连接Boost电路的正输入端，所述高频电感的另一端连接所述第二开关管和第三开关管的公共端；
所述总线电容的两端分别连接所述Boost电路的正输出端和负输出端；
所述第一电容并联在串联的第二开关管和第三开关管的两端。
6.根据权利要求5所述的并网光伏逆变器的Boost电路，其特征在于，还包括低频电感和滤波电容；
所述低频电感的一端连接所述Boost电路的正输入端；
所述低频电感的另一端连接所述PV输入电压的正端；
所述滤波电容的一端连接所述Boost电路的正输入端；
所述滤波电容的另一端连接所述Boost电路的负输出端。
7.根据权利要求6所述的并网光伏逆变器的Boost电路，其特征在于，还包括共模磁环；
所述共模磁环连接在所述PV组件和所述低频电感之间。
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Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: XIE JINGREN HONG XIAOCONG WANG XUANZHAO TO: XIE JINGREN HONG XIAOCONG WANGXUAN ZHAO |
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| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20130918 |