CN109245750A - 浮地开关管的驱动电路、功率优化器及光伏系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种浮地开关管的驱动电路、功率优化器及光伏系统，开关管的控制端用于与驱动电源连接，所述驱动电路包括：稳压模块，设置在所述开关管的控制端和浮地端之间，用于将所述控制端和所述浮地端之间的电压稳定在开关管的驱动电压由于开关管的一端为浮地端，此时开关管控制端与浮地端并不是正常的驱动电压，在控制端和浮地端两端并联了稳压模块，会把控制端和所述浮地端之间的电压稳定在开关管的驱动电压，可以保证了开关管的控制单和浮地端电压为驱动电源提供的驱动电压，实现了浮地状态下开关管的驱动。同时由于只采用一路驱动电源驱动多个开关管，无需隔离型变压器，可以使得具有多个开关管的电路实现小型化设计。
Description
技术领域
本发明涉及家电技术领域，具体涉及到一种浮地开关管的驱动电路、功率优化器及光伏系统。
背景技术
一些具有多个开关管的电路，经常会遇到某一个或某几个开关管需要浮地的情况，例如，光伏发电设备中的功率优化器，由于需要设计小型化，舍弃了用于驱动实现智能关断(异常情况关断)的开关器件的驱动电源的隔离型的变压器，并只有一路驱动电源，在存在多个开关管的情况下，某一路开关管驱动浮地，导致该路开关管驱动不起来，影响功率优化器的智能关断功能。
因此，如何驱动浮地的开关管成为亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，根据第一方面，本发明实例提供了一种浮地开关管的驱动电路，开关管的控制端用于与驱动电源连接，所述驱动电路包括：稳压模块，设置在所述开关管的控制端和浮地端之间，用于将所述控制端和所述浮地端之间的电压稳定在开关管的驱动电压。
可选地，所述稳压模块包括：稳压二极管，其正极与所述浮地端连接，负极与所述控制端连接。
可选地，所述稳压模块还包括：泄流电阻，与所述稳压二极管并联。
可选地，驱动电路，还包括：驱动模块，设置在所述驱动电源和所述开关管的控制端之间，用于控制所示驱动电源的通断。
可选地，所述驱动模块包括：驱动光耦，驱动端用于接入开关信号，输出端与所述开关管的控制端连接，驱动电源输入端分别与驱动电源和地连接。
可选地，所述驱动模块还包括：去偶电容，设置在所述驱动电源输入端与地之间。
可选地，所述驱动模块还包括：限流电阻，设置在所述输出端和所述开关管的控制端之间。
根据第二方面，本发明实施例提供了一种功率优化器，用于提升光伏发电设备的性能，所述功率优化器包括：功率优化电路，用于对光伏发电设备所发的直流电转换为负载可用电源；浮地开关管，用于对光伏发电设备的输出开通或关断；以及，上述第一方面任意一项所述的浮地开关管的驱动电路。
根据第三发明，本发明实施例提供了一种光伏系统，其特征在于，包括：光伏发电设备，负载，以及，如第二方面所述的功率优化器，设置在所述负载和所述光伏发电设备之间。
可选地，所述负载包括：光伏家用电器。
本发明实施例提供的浮地开关管的驱动电路、功率优化器及光伏系统，由于开关管的一端为浮地端，此时开关管控制端与浮地端并不是正常的驱动电压，在控制端和浮地端两端并联了稳压模块，会把控制端和所述浮地端之间的电压稳定在开关管的驱动电压，可以保证了开关管的控制单和浮地端电压为驱动电源提供的驱动电压，实现了浮地状态下开关管的驱动。同时由于只采用一路驱动电源驱动多个开关管，无需隔离型变压器，可以使得具有多个开关管的电路实现小型化设计。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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他的附图。
图1示出了本实施例的浮地开关管的驱动电路的模块化示意图；
图2示出了本实施例的浮地开关管的驱动电路原理示意图；
图3示出了本实施例的光伏系统示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种浮地开关管的驱动电路，该驱动电路可以适用于所有浮地开关管30的驱动，如图1所示，开关管30的控制端31用于与驱动电源10连接，该驱动电路可以包括：稳压模块40，设置在所述开关管30的控制端31和浮地端32之间，用于将所述控制端31和所述浮地端32之间的电压稳定在开关管30的驱动电压。驱动电源10接开关管30的控制端31。由于开关管30的一端为浮地端32，此时开关管30控制端31与浮地端32并不是正常的驱动电压，在控制端31和浮地端32两端并联了稳压模块40，会把控制端31和所述浮地端32之间的电压稳定在开关管30的驱动电压，可以保证了开关管30的控制单和浮地端32电压为驱动电源10提供的驱动电压，实现了浮地状态下开关管30的驱动。同时由于只采用一路驱动电源10驱动多个开关管30，无需隔离型变压器，可以使得具有多个开关管30的电路实现小型化设计。
在本实施例中，所称开关管30可以为MOS管、三极管、可控硅、IGBT等开关管30。稳压模块40可以采用稳压二极管D1，瞬态抑制二极管(Transient Voltage Suppressor，TVS管)，，其正极与所述浮地端32连接，负极与所述控制端31连接。所选稳压电压可以大于等于开关管30的驱动电压。在本实施例中，为保证开关管30能够迅速导通，在开关管30的控制端31和浮地端32之间设置有泄流电阻R1，该泄流电阻R1与稳压二极管D1并联。
在可选的实施例中，如图1所示，该驱动电路还可以包括：驱动模块20，设置在动电源和所述开关管30的控制端31之间，用于控制所示驱动电源10的通断，光耦U1的输入端输入开关信号，控制驱动电源10的通断，在本实施例中，光耦U1，驱动端用于接入开关信号，输出端3与所述开关管30的控制端31连接，驱动电源输入端4分别与驱动电源10和地连接。在所述输出端3和所述开关管30的控制端31之间设置限流电阻R2，在驱动电源输入端4与第之间设置去偶电容C3。具体的光耦U1的结构可以参见图2，光耦U1的第一输入端通过三极管接入开关信号，第二输入端接地，输出端3通过限流电阻R2与开关管30的控制端31连接，驱动电源输入端4连接至驱动电源10和地，并且在地与驱动电源10之间设置至少一个去偶电容C3。
结合图1和图2对驱动电路的具体原理进行详细说明，在需要导通浮地的开关管30时，开关信号输入第一输入端，光耦U1中的发光二极管被点亮，输出端3和驱动电源输入端4导通，驱动电源10通过驱动光耦U1和限流电阻R2输入至开关管30的控制端31，此时由于浮地端32浮地，可能开关管30不能顺利导通，在开关管30和浮地端32之间并联稳压二极管D1和泄流电阻R1，稳压二极管D1将控制端31与浮地端32之间的电压稳定到开关管30的驱动电压，并且通过泄流电阻R1加快能量泄放，保证了开关管30控制端31与浮地端32的电压为驱动电源10提供的驱动电压，实现了浮地状态下开关管30的驱动。
下面以功率优化器为例对浮地开关管的驱动电路进行示例性的说明，如图3所示，功率优化器包括：功率优化电路200，用于对光伏发电设备100所发的直流电转换为负载300可用电源；浮地开关管，用于对光伏发电设备的输出开通或关断；以及，浮地开关管的驱动电路400。功率优化器设置在光伏发电设备100和负载300之间。因为要保证整个的功率优化器体积要小，所以在驱动电源的选择上舍弃了体积较大的隔离变压器，而且只设置了一路驱动电源。第二开关管Q2的驱动电源和第一开关管Q1的驱动电源是共地的，而实际的两个开关管并不共地，参考地不一样，导致在驱动第一开关管Q1的时候，第一开关管Q1的驱动电压能够实现驱动效果，但是第二开关管Q2并不能驱动。以第一开关管Q1的源极S为地，即驱动电源的参考地，此时第一开关管Q1栅极和漏极之间为正常的驱动电压，可以驱动。第二开关管Q2的栅极G与地间为正常的驱动电压，但是由于第二开关管Q2的源极S浮地，其栅极G与其源极S间为非正常驱动电压，光伏发电设备正常工作且第一开关管Q1正常导通时，第二开关管Q2的漏极D(即第一开关管Q1的源极S也即地)与其源极S间具有与光伏发电设备100的输出电压相同的电压，此时驱动电源的驱动电压不够驱动第二开关管Q2。因此，需要在第二开关管Q2上设置一个驱动电路400。
具体的，如图3所示，驱动光耦U1，驱动端用于接入开关信号，输出端3与所述开关管的控制端连接，驱动电源输入端4分别与驱动电源和地连接。并且，在第二开关管Q2栅极G和源极S即浮地端之间设置并联的稳压二极管D1和泄流电阻R1，在所述输出端3和所述开关管的控制端之间设置限流电阻R2，在驱动电源输入端4与第之间设置去偶电容C3。输出端3输出的驱动电压分为两路，一路连接至第二开关管Q2的栅极G，一路连接至稳压二极管D1和泄流电阻R1，然后接入光伏发电设备的负极。
采用上述实施例中浮地开关管的驱动电路对功率优化器中的浮地开关管进行驱动，浮地开关管可以正常驱动，在光伏板发生火灾等异常情况下，及时切断与功率优化器的连接。
本发明实施例提供了一种光伏发电系统，如图3所示，包括光伏发电设备100，负载300，以及，上述实施例描述的功率优化器，设置在所述负载300和所述光伏发电设备100之间。所述负载包括：光伏家用电器。具体的，可以包括光伏空调，光伏洗衣机，光伏电冰箱等家用电器。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (10)
1.一种浮地开关管的驱动电路，其特征在于，开关管的控制端用于与驱动电源连接，所述驱动电路包括：
稳压模块，设置在所述开关管的控制端和浮地端之间，用于将所述控制端和所述浮地端之间的电压稳定在开关管的驱动电压。
2.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述稳压模块包括：
稳压二极管，其正极与所述浮地端连接，负极与所述控制端连接。
3.如权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，所述稳压模块还包括：
泄流电阻，与所述稳压二极管并联。
4.如权利要求1-3任意一项所述的驱动电路，其特征在于，还包括：
驱动模块，设置在所述驱动电源和所述开关管的控制端之间，用于控制所示驱动电源的通断。
5.如权利要求4所述的驱动电路，其特征在于，所述驱动模块包括：
驱动光耦，其驱动端用于接入开关信号，输出端与所述开关管的控制端连接，驱动电源输入端分别与驱动电源和地连接。
6.如权利要求5所述的驱动电路，其特征在于，所述驱动模块还包括：
去偶电容，设置在所述驱动电源输入端与地之间。
7.如权利要求6所述的驱动电路，其特征在于，所述驱动模块还包括：
限流电阻，设置在所述输出端和所述开关管的控制端之间。
8.一种功率优化器，其特征在于，用于提升光伏发电设备的性能，所述功率优化器包括：
功率优化电路，用于对光伏发电设备所发的直流电转换为负载可用电源；
浮地开关管，用于对光伏发电设备的输出开通或关断；以及，
如权利要求1-7任意一项所述的浮地开关管的驱动电路。
9.一种光伏系统，其特征在于，包括：
光伏发电设备，负载，以及，如权利要求8所述的功率优化器，设置在所述负载和所述光伏发电设备之间。
10.如权利要求9所述的光伏系统，其特征在于，所述负载包括：光伏家用电器。
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