CN113489052A - 一种关断设备的控制方法、装置及关断设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种关断设备的控制方法、装置及关断设备，在第一预设时间内持续接收到心跳信号，N个主开关管导通，对应的N个光伏组件输出直流电至母线，以使逆变器输出交流电并入电网；在第二预设时间内持续没有接收到心跳信号，N个主开关管断开，对应的N个旁路开关管导通，以使N个光伏组件不输出直流电至母线上，并控制释放电路将母线上的电压释放至地端，从而使母线上的电压快速减小，避免由于母线上长时间存在高压直流电导致人身危险及安全事故，提高了光伏系统的安全性及可靠性。

Description

一种关断设备的控制方法、装置及关断设备

技术领域

本发明涉及光伏发电系统安全保护领域，特别是涉及一种关断设备的控制方法、装置及关断设备。

背景技术

由于太阳能的可再生性和清洁性，光伏并网发电技术得以迅猛发展，通常的光伏系统中包括多个串联的光伏组件组，并将串联后的光伏组件组通过直流母线接入逆变器，以使逆变器将多个光伏组件组输出的直流高压电转换为交流高压电以并入电网。其中，每个光伏组件组包括N个光伏组件，N为正整数，且N个光伏组件之间相互串联。

现有技术中，为了保证光伏系统供电的安全性，通常逆变器会设置有防电弧保护，具体地，在检测到电弧时控制逆变器停止工作，但是在逆变器停止工作之后，多个光伏组件组的输出端连接的直流母线上依旧会输出直流高压电，可能会导致人身危险或者火灾事故。

为解决上述技术问题，现有技术中在每个光伏组件组的输出端设置了关断设备，各关断设备串联连接以实现各光伏组件组的串联连接，在出现电弧时，控制各关断设备断开，以避免直流母线上输出直流高压电，避免导致人身危险和火灾事故。但是由于直流母线上存在母线电容，在关断设备断开之后，直流母线上可能会依然存在直流高压电，仍然可能会造成人身危险或火灾事故。

综上，提供一种关断设备的控制方法，以可靠地实现减小直流母线上的直流高压电是现有技术中急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种关断设备的控制方法、装置及关断设备，在第二预设时间内持续不发送没有接收到心跳信号，N个主开关管断开，对应的N 个旁路开关管导通，以使N个光伏组件不输出直流电至母线上，并控制释放电路将母线上的电压释放至地端，从而使母线上的电压快速减小，避免由于母线上长时间存在高压直流电导致人身危险及安全事故，提高了光伏系统的安全性及可靠性。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种关断设备的控制方法，应用于关断设备中的处理器，所述关断设备包括与N个光伏组件一一对应的N个主开关管及释放电路；

第一主开关管的第一端为所述关断设备的输出正端，第i主开关管的第二端与第i光伏组件的输出正端连接，第i+1主开关的第一端与所述第i光伏组件的输出负端连接，第N光伏组件的输出负端为所述关断设备的输出负端，所述释放电路的控制端与所述处理器的第一输出端连接，所述释放电路的输入端与母线连接，所述释放电路的输出端接地，N≥i≥1，且N和i均为整数；

所述控制方法包括：

判断是否在第一预设时间内持续接收到心跳信号；

若在所述第一预设时间内持续接收到所述心跳信号，则控制N个所述主开关管导通，并判断是否在第二预设时间内持续没有接收到所述心跳信号；

若在所述第二预设时间内持续没有接收到所述心跳信号，则控制N个所述主开关管断开，及控制所述释放电路开启，以释放所述母线上的电压。

优选地，控制N个所述主开关管关断之后，还包括：

获取所述母线上的母线电压；

判断所述母线电压是否大于预设电压；

若否，则进入控制所述释放电路开启，以释放所述母线上的电压的步骤。

优选地，所述释放电路包括开关电路，所述开关电路的第一端与所述母线连接，所述开关电路的第二端接地，所述开关电路的控制端为所述释放电路的控制端；

控制所述释放电路开启，以释放所述母线上的电压，包括：

控制所述开关电路的第一端与第二端之间导通，以释放所述母线上的电压。

优选地，所述处理器的电源正端与所述第一光伏组件的输出正端连接，所述处理器的电源负端与所述第i光伏组件的输出负端连接；

所述关断设备还包括与N个所述光伏组件一一对应的N个旁路开关管，所述旁路开关管的第一端与和自身对应的所述主开关管的第二端连接，所述旁路开关管的第二端与和自身对应的所述光伏组件的输出负端连接；

所述旁路开关管为晶体场效应管MOS管，所述MOS管包括体二极管；

控制N个主开关管导通之后，还包括：

判断所述处理器的供电电压是否小于欠压保护电压；

若所述供电电压小于所述欠压保护电压，则控制N个所述主开关管断开，并判断所述旁路开关管上的旁路电流是否在第三预设时间内持续大于预设电流；

若所述旁路电流在所述第三预设时间内持续大于所述预设电流，则控制N 个所述旁路开关管闭合。

优选地，控制N个所述旁路开关管闭合之后，还包括：

判断N个所述旁路开关管闭合的时间是否达到第四预设时间；

若是，则控制N个所述旁路开关管断开，并进入控制N个所述主开关管导通的步骤。

优选地，判断所述处理器的供电电压是否小于欠压保护电压之后，还包括：

若供电电压不小于自身的欠压保护电压，则获取N个所述光伏组件的工作信息；

基于所述工作信息判断N个所述光伏组件是否存在工作异常的光伏组件；

若存在工作异常的光伏组件，则控制与工作异常的所述光伏组件对应的所述主开关管断开及对应的所述旁路开关管导通。

优选地，所述关断设备还包括第一可控开关，所述第一可控开关的控制端与所述处理器的第二输出端连接，所述第一可控开关的第一端与所述处理器的电源输出端连接，所述第一可控开关的第二端与所述关断设备中的低压设备连接；

控制N个所述主开关管断开之后，还包括：

控制所述第一可控开关的第一端与第二端之间导通，以使所述处理器通过所述第一可控开关为所述低压设备供电。

优选地，所述主开关管为MOS管，所述MOS管包括体二极管；

控制N个主开关管导通之后，还包括：

获取N个所述主开关管上的倒灌电流；

判断各所述倒灌电流大于预设倒灌电流；

若是，则控制所述倒灌电流大于所述预设倒灌电流的主开关管导通，以将所述倒灌电流通过所述主开关管倒灌至对应的光伏组件。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种关断设备的控制装置，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于在执行所述计算机程序时，实现上述所述的关断设备的控制方法的步骤。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种关断设备，包括上述所述的关断设备的控制装置、与N个光伏组件一一对应的N个主开关管及释放电路；

第一主开关管的第一端为所述关断设备的输出正端，第i主开关管的第二端与第i光伏组件的输出正端连接，第i+1主开关的第一端与所述第i光伏组件的输出负端连接，第N光伏组件的输出负端为所述关断设备的输出负端，所述释放电路的控制端与所述处理器的第一输出端连接，所述释放电路的输入端与母线连接，所述释放电路的输出端接地，N≥i≥1，且N和i均为整数；

所述释放电路用于在N个所述主开关管断开后，释放所述母线上的电压。

优选地，所述释放电路包括第二可控开关及第三可控开关，所述第二可控开关的控制端为所述释放电路的控制端，所述第二可控开关的第一端与电源模块连接，所述第二可控开关的第二端与所述第三可控开关的控制端连接，所述第三可控开关的第一端与所述母线连接，所述第三可控开关的第二端接地。

优选地，N为1，所述释放电路包括基准电压模块及第四可控开关，所述基准电压模块的输出端与所述第四可控开关的控制端连接，所述第四可控开关的第一端与所述母线连接，所述第四可控开关的第二端与所述处理器的地端连接。

本申请提供了一种关断设备的控制方法、装置及关断设备，在第一预设时间内持续接收到心跳信号，N个主开关管导通，对应的N个光伏组件输出直流电至母线，以使逆变器输出交流电并入电网；在第二预设时间内持续没有接收到心跳信号，N个主开关管断开，对应的N个旁路开关管导通，以使N个光伏组件不输出直流电至母线上，并控制释放电路将母线上的电压释放至地端，从而使母线上的电压快速减小，避免由于母线上长时间存在高压直流电导致人身危险及安全事故，提高了光伏系统的安全性及可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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发明的一些实施例，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他的附图。

图1为本发明提供的一种关断设备的控制方法的流程示意图；

图2为本发明提供的对应一个光伏组件的关断设备的具体实现电路图；

图3为本发明提供的对应一个光伏组件的关断设备的具体实现电路图；

图4为本发明提供的一种对应两个光伏组件的关断设备的控制时序图；

图5为本发明提供的一种释放电路的控制时序图；

图6为本发明提供的一种释放电路的电路示意图；

图7为本发明提供的另一种释放电路的电路示意图；

图8为本发明提供的另一种对应两个光伏组件的关断设备的控制时序图；

图9为本发明提供的第一可控开关的控制时序图；

图10为本发明提供的对于倒灌电流的控制时序图；

图11为本发明提供的一种关断设备的控制装置的结构框图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种关断设备的控制方法、装置及关断设备，在第二预设时间内持续不发送没有接收到心跳信号，N个主开关管断开，对应的N 个旁路开关管导通，以使N个光伏组件不输出直流电至母线上，并控制释放电路将母线上的电压释放至地端，从而使母线上的电压快速减小，避免由于母线上长时间存在高压直流电导致人身危险及安全事故，提高了光伏系统的安全性及可靠性。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。

请参照图1，图1为本发明提供的一种关断设备的控制方法的流程示意图，该控制方法应用于关断设备中的处理器，关断设备包括与N个光伏组件一一对应的N个主开关管及释放电路；

第一主开关管的第一端为关断设备的输出正端，第i主开关管的第二端与第i光伏组件的输出正端连接，第i+1主开关的第一端与第i光伏组件的输出负端连接，第N光伏组件的输出负端为关断设备的输出负端，释放电路的控制端与处理器的第一输出端连接，释放电路的输入端与母线连接，释放电路的输出端接地，N≥i≥1，且N和i均为整数；

控制方法包括：

S11：判断是否在第一预设时间内持续接收到心跳信号；

S12：若在第一预设时间内持续接收到心跳信号，则控制N个主开关管导通，并判断是否在第二预设时间内持续没有接收到心跳信号；

S13：若在第二预设时间内持续没有接收到心跳信号，则控制N个主开关管断开，及控制释放电路开启，以释放母线上的电压。

考虑到在直流母线上存在母线电容时，即使控制各关断设备断开，以避免直流母线上输出直流高压电之后，由于母线电容可以储存能量，从而在关断设备断开之后，直流母线上可能会依然存在直流高压电，仍然可能会造成人身危险或火灾事故。

为解决上述技术问题，本申请的设计思路为：在控制各关断设备断开之后，控制直流母线上的电压快速下降，以加快直流母线上的电压下降的速度，进而避免母线上的电压持续处于带有高电压，减小造成人身危险或者火灾事故的可能性。

基于此，本申请在关断设备中设置了一端与母线连接，一端与地端连接的释放电路，在各关断设备断开之后，通过控制释放电路导通以将母线上的电压释放至地端。具体地，控制释放电路导通一定是在光伏组件向母线上输出直流电之后断开关断设备的时候，因此，本申请中的控制方法为：在系统控制器第一预设时间内持续发送心跳信号，N个主开关管导通，对应的N个光伏组件输出直流电至母线，以使逆变器输出交流电并入电网；系统控制器在第二预设时间内持续不发送心跳信号，N个主开关管断开，对应的N个旁路开关管导通，以使N个光伏组件不输出直流电至母线上，并控制释放电路将母线上储存的电压释放，以快速将母线上的电压释放至地端，从而使母线上的电压快速减小，避免导致人身危险及安全事故。

其中，本申请中的控制方法中的设置有第一预设时间和第二预设时间均为了保证接收到的心跳信号的稳定性，心跳信号可以但不限于为系统控制器发送，系统控制器可以是基于用户指令等方式向处理器发送心跳信号，以使光伏系统开始正常工作，此时因为可能会存在由于干扰或者其他因素，导致系统控制器在短时间内误发或者没有发送心跳信号，若此时直接控制N个主开关管或者N 个旁路开关管动作，可能会导致误动作，或者导致开关管频繁动作，可能会导致关断设备的损坏。因此，本申请中设置了第一预设时间和第二预设时间，以保证处理器是稳定接收到的心跳信号，或者稳定没有接收到心跳信号，以保证系统工作的可靠性。

请参照图2、图3及图4，图2为本发明提供的对应一个光伏组件的关断设备的具体实现电路图，图3为本发明提供的对应一个光伏组件的关断设备的具体实现电路图，图4为本发明提供的对应两个光伏组件的关断设备的控制时序图。

为方便描述，接下来的实施例均以关断设备对应两个光伏组件进行说明。

作为一种优选的实施例，上述关断设备还包括二极管D1、第一电容C1 及第二电容C2；

其中，二极管D1的阳极与第一光伏组件的输出正端连接，二极管D1的阴极分别与第一电容C1的第一端及处理器的电源正端连接，第一电容C1的第二端分别与第一光伏组件的输出负端及第二电容C2的第一端连接，第二电容C2的第一端分别与处理器的电源输出端及关断设备中的用电设备的电源端连接；

处理器还用于将自身的电源正端的电压进行转换以为关断设备中的用电设备供电。

具体地，光伏组件输出的电压通过二极管D1给第一电容C1充电，第一电容C1的电压为处理器的供电电压。同样的，处理器的电源输出端的电源为第二电容C2供电，第二电容C2的第一端的电压可以为其他的用电设备供电。

此外，在光伏组件不输出电压时，由于电容本身具有储能的能力，即使光伏组件不输出电压，第一电容C1在一段时间内也是可以为处理器供电，以使处理器不断电，同样的，第二电容C2也可以保证其供电的用电设备在一段时间内可以正常工作。

一般情况下，处理器用于将自身的供电电压作降压处理以为低压设备供电，因此，对应的第一电容C1为容量较大且对应的封装体积和成本均比较大的电容，例如第一电容C1的第一段的电压为百十伏的电压，第二电容C2的容量及对应的封装体积和成本均比较大相对较小，例如第二电容C2的第一端的电压为20伏左右。此时，由于在光伏组件不输出电压时，第二电容C2的电源主要来源于第一电容C1，也即是第一电容C1中储存的电容不仅为处理器供电，还为与处理器的电源输出端连接的用电设备供电。此时，我们可以相适应的使第二电容C2的容量稍大(例如使第二电容C2的第一端的电压增大为25伏)，第一电容C1的容量稍小(例如使第一电容C1的第一端的电压减小为80V)，这样第二电容C2储存的能量较多，从第一电容C1处取的能量较少，第一电容C1的容量设置的可以小一点，对应的可以大大减小第一电容C1与第二电容C2的封装体积及成本。

此外，在上述实施例的基础上：本申请中的处理器可以是一个处理器，也可以包括两个分离的处理器，例如在处理器包括第一处理器U1及第二处理器 U2时，在关断设备对应的光伏组件数目为2时，如图3及图4所示，其中， Vin2+为第一光伏组件输出的电压，VIN为处理器的供电电压，具体为第一处理器U1的供电电压，也即是第一电容C1的第一端的电容，V2为处理器输出的供电电压，具体为第二处理器U2的供电电压，也即是第二电容C2的第一端的电压，IN_EN为内部逻辑信号，Transmitter_ON为心跳信号，Trans_SET 为第二处理器U2在接收到心跳信号后向第一处理器U1发送的开启信号，此时，对应的，第一处理器U1具体用于在接收到开启信号后控制2个主开关管导通，在未接收到开启信号后，控制2个主开关管关断，并控制2个旁路开关管导通，及控制释放电路开启。

作为一种优选地实施例，控制N个主开关管导通，包括：

控制N个主开关管错峰导通。

其中，图4中的g1和g3分别为主开关管M1和M3的控制信号，其中， M1和M3在控制信号为高电平时导通。从图4可以看出，在系统控制器在T3 (第一预设时间)内持续发送心跳信号时，第二处理器U2向第一处理器U1 发送高电平信号，以使第一处理器U1控制M3先导通，并在T4(错峰时间) 后，控制M1导通。也可以是先控制M1导通，然后在T4之后控制M3导通，本申请在此不做特别的限定。在系统控制器在T2(第二预设时间)内持续不发送心跳信号时，第二处理器U2向第一处理器U1发送低电平信号，以使第一处理器U1控制M1和M3关断。

综上，本申请在N个主开关管断开，以使N个光伏组件不输出直流电至母线上，通过控制释放电路将母线上储存的电压释放，以快速将母线上的电压释放至地端，从而使母线上的电压快速减小，避免导致人身危险及安全事故。

在上述实施例的基础上：

作为一种优选的实施例，控制N个主开关管关断之后，还包括：

获取母线上的母线电压；

判断母线电压是否大于预设电压；

若否，则进入控制释放电路开启，以释放母线上的电压的步骤。

考虑到母线上可能会设置直流电容或者母线电容，在控制多个关断设备断开之后，也即是对应的N个主开关管关断之后，虽然光伏组件不会继续输出直流电至母线上，但若母线上设置有母线电容，母线电容中存储至高压直流电，若直接将母线电容中存储的高压直流电通过释放电路释放，可能会导致输入至释放电路的电压过大，从而使释放电路发热严重，进而可能会使释放电路损坏。

为解决上述技术问题，本申请中控制N个主开关管关断之后，还判断母线上的电压是否大于预设电压，若母线电压大于预设电压，则认为将此母线电压通过释放电路释放时可能会导致释放电路损坏，此时，先让母线自行消耗或者与母线连接的后端的逆变器消耗一部分母线电压；在检测到母线电压不大于预设电压时，判定此时的母线电压对释放电路的安全性不造成威胁，此时，将释放电路开启，以将母线电压快速释放至地端，以尽快降低母线上的电压。

具体地，请参照图5，图5为本发明提供的一种释放电路的控制时序图，其中，Vout为母线电压，Vth0为预设电压，在关断设备断开，也即是2个主开关管断开之后，母线上的电压一般大于预设电压，此时先任其自行消耗，在其小于Vth0的时，控制释放电路导通，由图中可以得出，本申请控制释放电路的逻辑为先导通的主开关管(M3)对应的控制信号(g3)和母线电压的信号反馈(Vt)决定的。

综上，通过本实施例中的方式，在保证使用释放电路尽快将母线上的电压释放的同时，进一步保证释放电路的安全性，保证释放电路不被损坏。

作为一种优选的实施例，释放电路包括开关电路，开关电路的第一端与母线连接，开关电路的第二端接地，开关电路的控制端为释放电路的控制端；

控制释放电路开启，以释放母线上的电压，包括：

控制开关电路的第一端与第二端之间导通，以释放母线上的电压。

具体地，本实施例旨在提供一种释放电路的具体实现方式，其中，释放电路可以但不限于为开关电路，通过控制开关电路的导通和关断，控制释放电路的开启或关闭，具体地，在开关电路的第一端与第二端之间导通时，释放电路为开启状态，母线通过开关电路与地端连接，从而将母线上的电压释放至地端，以尽快降低母线上的电压，避免母线上出现直流高压电。在开关电路的第一端与第二端之间截止时，释放电路为关闭状态。

当然，释放电路的具体实现方式可以但不限于为开关电路，也可以是其他快速降低母线上电压的电路，本申请在此不做特别的限定。

请参照图6，图6为本发明提供的一种释放电路的电路示意图。

作为一种优选的实施例，释放电路包括第二可控开关Q2及第三可控开关 Q3，第二可控开关Q2的控制端为释放电路的控制端，第二可控开关Q2的第一端与电源模块连接，第二可控开关Q2的第二端与第三可控开关Q3的控制端连接，第三可控开关Q3的第一端与母线连接，第三可控开关Q3的第二端接地。

本实施例旨在提供一种释放电路的具体实现方式，其中，在控制释放电路开启时，输出的控制信号使第三可控开关Q3的第一端与第二端之间导通。

具体地，在第二可控开关Q2可以但不限于为PNP(positive-negative- positive，正极-负极-正极)三极管，第三可控开关Q3可以但不限于为NPN (negative-positive-negative，负极-正极-负极)三极管。

作为一种优选的实施例，所述释放电路还包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻及稳压管；

所述第一电阻的第一端与所述第四电阻的第一端连接并作为所述开关电路的控制端，所述第一电阻的第二端与所述第二可控开关Q2的控制端连接，所述第四电阻的第二端与所述第二可控开关Q2的第一端连接，所述第二电阻的第一端与所述第二可控开关Q2的第二端连接，所述第二电阻的第二端分别与所述稳压管的第一端、所述第三电阻的第一端及所述第五电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端分别与所述稳压管的第二端、所述第六电阻的第一端及地端连接，所述第五电阻的第二端与所述第三可控开关Q3的控制端连接，所述第六电阻的第二端与所述第三可控开关Q3的第二端连接。

其中，稳压管用于保证第三可控开关Q3的控制端可以有稳定的控制电压。同时通过第六电阻的阻值抬升了第三可控开关Q3的基极电压，从而达到稳定的恒流源控制；同时解决了温度对第三可控开关Q3放大倍数和Ube影响释放电流的问题。

请参照图7，图7为本发明提供的另一种释放电路的电路示意图。

作为一种优选的实施例，N为1，释放电路包括基准电压模块及第四可控开关Q4，基准电压模块的输出端与第四可控开关Q4的控制端连接，第四可控开关Q4的第一端与母线连接，第四可控开关Q4的第二端与处理器的地端连接。

其中，第四可控开关Q4管可以但不限于为NPN三极管。基准电压模块可以但不限于包括第八电阻及第九电阻，其中第八电阻的第一端接地，第八电阻的第二端与第九电阻的第一端连接，并作为基准电压模块的输出端，第九电阻的第二端与电源模块的输出端连接。电源模块的输出端可以但不限于为第二电容的第一端。

N为1时，释放电路还包括第七电阻和第十电阻，其中第七电阻的第一端与基准电压模块的输出端连接，第七电阻第二端与第四可控开关Q4的控制端连接，第十电阻设置于第四可控开关Q4的跌入单与处理器的地端之间。其中，第十电阻的作用与第六电阻在对应的电路中起的作用相同。

综上，本实施例中的开关电路在导通时可以快速的将母线与地端连接，以尽快降低母线上的电压，可以实现上述释放电路的功能，且实现方式简单可靠。

作为一种优选的实施例，处理器的电源正端与第一光伏组件的输出正端连接，处理器的电源负端与第i光伏组件的输出负端连接；

关断设备还包括与N个光伏组件一一对应的N个旁路开关管，旁路开关管的第一端与和自身对应的主开关管的第二端连接，旁路开关管的第二端与和自身对应的光伏组件的输出负端连接；

旁路开关管为MOS(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金氧半场效晶体管)管，MOS管包括体二极管；

控制N个主开关管导通之后，还包括：

判断处理器的供电电压是否小于欠压保护电压；

若供电电压小于欠压保护电压，则控制N个主开关管断开，并判断旁路开关管上的旁路电流是否在第三预设时间内持续大于预设电流；

若旁路电流在第三预设时间内持续大于预设电流，则控制N个旁路开关管闭合。

考虑到多个光伏组件组之间通过关断设备串联之后输出直流电，然后逆变器将直流电转换为交流电并入电网，若其中某个关断设备出现故障，则导致所有的光伏组件无法输出直流电至直流电缆上，此时导致整个光伏系统无法将交流电并入电网。

具体地，处理器的供电电压为对应的光伏组件组中的几个光伏组件输出的直流电，在控制N个主开关管开通后，此时，几个光伏组件输出的直流电不仅为关断设备中的处理器供电，还会通过对应的主开关管将直流电输出至母线上。此时，N个主开关管的导通可能会使处理器的供电电压降低，可能会达到处理器的欠压保护电压，造成处理器工作不正常，则可能会导致控制关断设备工作不可靠。

为解决上述技术问题，本申请还设置了N个与光伏组件一一对应的旁路开关管，若其中某个关断设备的处理器电压不正常时，控制与关断设备对应的 N个旁路开关管导通，并控制N个主开关管关闭，以使N个旁路开关管将其短路，其他可以正常使用的关断设备对应的光伏组件组可以通过N个旁路开关管将直流电输出至母线上，进而保证光伏系统的正常工作。具体地，本实施例中的控制方式为：在控制N个主开关管到导通之后，通过判断处理器的供电电压及旁路电流的情况，判定是否开通旁路开关管。具体地，在处理器的供电电压小于自身的欠压保护电压时，控制对应的N个开关管断开，且旁路开关管的电流在第三预设时间内持续大于预设电流时，控制对应的N个旁路开关管闭合，以使N个旁路开关管将N个光伏组件组成的光伏组件组从多个串联的光伏组件组中分离出来，以使其他的光伏组件组可以正常输出直流电至直流电缆上，以保证光伏系统的正常运行。

需要说明的是，本实施例中的判断方式为判断旁路电流在第三预设时间内持续大于预设电流的目的是为了进一步保证关断设备工作的可靠性，避免出现误判断进而导致的误动作。此外，本实施例中的旁路开关管可以但不限于为 MOS管，在MOS管没有导通时，旁路电流可以通过MOS管内的体二极管流过，但是旁路电流过大时，可能会导致体二极管发热严重，进而可能会损坏 MOS管，因此在旁路电流较大时，控制旁路开关管导通。

在N为2时，请参照图8，图8为本发明提供的另一种对应两个光伏组件的关断设备的控制时序图。其中，图8中的Bypass_C为旁路电流，Ith_1为预设电流，IN3为内部逻辑信号，g1、g2、g3和g4分别为M1、M2、M3和 M4的控制信号，其中，M1、M2、M3和M4在控制信号为高电平时导通。从图8可以看出，在旁路电流大于预设电流Td3(第三预设时间)时，IN3为高电平，若对应的主开关管为关断的状态，则对应的旁路开关管导通，具体地， g4的电平状态是由IN3和g3的逻辑确定的，g2的电平状态是由IN3和g1的电平逻辑确定的。

综上，在关断设备上电异常，也即关断设备的供电电压小于自身的欠压保护电压时，控制N个旁路开关管导通，以将与关断设备连接的N个光伏组件从与逆变器连接的多个串联的光伏组件组中分离出去，以使其他的关断设备对应的光伏组件组可以正常输出直流电压至逆变器，从而使逆变器可以正常输出交流电以并入电网，提高了光伏系统的可靠性。

作为一种优选的实施例，控制N个旁路开关管闭合之后，还包括：

判断N个旁路开关管闭合的时间是否达到第四预设时间；

若是，则控制N个旁路开关管断开，并进入控制N个主开关管导通的步骤。

在控制旁路开关管导通之后，为了使处理器的供电电压回升，以达到可以使处理器正常工作的电压。且为了能够了解处理器的供电电压是否恢复至正常工作的供电电压，本实施例的方式为：在进入旁路模式(N个旁路开关管导通， N个主开关管关断时)第四预设时间后，退出旁路模式，进而控制主开关管导通，旁路开关管关断，若此时，处理器供电电压正常，则整个关断设备进入正常工作模式，否则重新进入旁路模式。也即，本实施例通过间歇式的方式判定是否控制关断设备退出旁路模式。

作为一种优选的实施例，在控制N个主开关管错峰导通的基础上；

控制N个旁路开关管断开，包括：

控制N个旁路开关管断开的顺序与N个主开关管错峰导通的顺序相同。

具体地，为了避免直通损坏，若N个主开关管同时导通，在母线上的电压及各主开关管上的电流会忽然增大，此时，可能会由于电压突变或电流突变，造成对光伏系统的损害。

为解决上述技术问题，本申请在控制N个主开关管导通时，控制N个主开关管错峰导通，以使电压或电流逐渐增大，避免对光伏系统造成损害，其中对于N个主开关管错峰导通的时间本申请在此不做特别的限定。对应的控制N 个旁路开关管错峰断开。

具体地，N为2时，也即，一个关断设备对应两个光伏组件、两个主开关管及两个旁路开关管时，若本申请中的主开关管及旁路开关管为NMOS管时，如图3及图4及图8所示，从图8可以看出，在旁路电流大于预设电流Td3(第三预设时间)时，IN3为高电平，若对应的主开关管为关断的状态，则对应的旁路开关管导通，具体地，g4的电平状态是由IN3和g3的逻辑确定的，g2 的电平状态是由IN3和g1的电平逻辑确定的。此外由图8可以看出，M3比 M1早导通T4(错峰时间)，对应的旁路开关管M4比M2早关断T4时间。

此外，为了维持处理器的供电电压VIN，同时使得g1的控制持续T8时间，T8时间的延时是考虑M1在开通时VIN电压下降，下降到处理器的欠压保护电压的时候，控制g1为低电平关断M1，使得输入电压Vin 2+上升，重新开始开启过程，进行旁路开关管的开通。

在采用间歇式启动的方式时，旁路开关管中错峰关断时，关断的旁路开关管关断的时间相对比下一次导通的对应的主开关管的时间提前Td2小时，也可以是其他的时间，本申请在此不做特别的限定。

综上，本实施例的方式可以检测处理器是否恢复正常工作，并在其正常工作时，控制关断设备对应的光伏组件组正常输出直流电，在其仍旧异常时，控制其进入旁路模式。

作为一种优选的实施例，判断处理器的供电电压是否小于欠压保护电压之后，还包括：

若供电电压不小于自身的欠压保护电压，则获取N个光伏组件的工作信息；

基于工作信息判断N个光伏组件是否存在工作异常的光伏组件；

若存在工作异常的光伏组件，则控制与工作异常的光伏组件对应的主开关管断开及对应的旁路开关管导通。

考虑到关断设备对应的光伏组件中可能会存在遮挡等短板问题时可能会导致该组件输出的电压及电流异常，进而影响整个光伏系统的工作。

为解决上述技术问题，本申请中在光伏组件通过对应的主开关管输出直流电至母线上时，还获取各光伏组件的工作信息，并根据其判断对应的光伏组件是否异常，若异常，则控制对应的旁路开关管导通，以将异常的光伏组件及主开关管短路，进而从关断设备对应的光伏组件组中分离出来，以使光伏组件组中的其他光伏组件可以通过导通的旁路开关管正常输出直流电。

具体的，获取光伏组件的工作信息可以但不限于包括获取光伏组件的输出电压和/或工作电流，在其输出电压在预设的电压范围内和/或输出电流在预设的电流范围内时，表示对应的光伏组件工作正常，在其不再对应的范围内时，表示对应的光伏组件工作异常。

综上，通过上述实现方式可以将工作异常的光伏组件从该关断设备对应的光伏组件组中分离出来，以使光伏组件组中的其他光伏组件可以正常输出电压至直流母线，以保证光伏系统的正常工作。

作为一种优选的实施例，关断设备还包括第一可控开关Q1，第一可控开关Q1的控制端与处理器的第二输出端连接，第一可控开关Q1的第一端与处理器的电源输出端连接，第一可控开关Q1的第二端与关断设备中的低压设备连接；

控制N个主开关管断开之后，还包括：

控制第一可控开关Q1的第一端与第二端之间导通，以使处理器通过第一可控开关Q1为低压设备供电。

考虑到关断设备在关断模式下，还可能有用电设备需要供电，例如需要检测的用电设备。此时控制处理器对自身的供电电压进行转换以输出电压为其他的用电设备供电，保证系统的正常运行。

具体地，请参照图3和9，图9为本发明提供的第一可控开关的控制时序图，其中，Voff_g是第一可控开关Q1的控制信号，具体地，此时对应的第一可控开关Q1为高电平控制导通的开关，(例如NMOS等)，也即Voff_g高电平时第一可控开关Q1导通，Vout输出电压Voff，Voff_g低电平时第一可控开关Q1断开。图9中显示了Voff_g的逻辑是由Voff、Vt、IN3和Trans_set逻辑组合实现，在主开关管关断和需要输出Voff的时候Voff_g才是高电平，进而可以减小关断设备的功耗和避免损坏。

作为一种优选的实施例，主开关管为MOS管，MOS管包括体二极管；

控制N个主开关管导通之后，还包括：

获取N个主开关管上的倒灌电流；

判断各倒灌电流大于预设倒灌电流；

若是，则控制倒灌电流大于预设倒灌电流的主开关管导通，以将倒灌电流通过主开关管倒灌至对应的光伏组件。

考虑到整个供电系统中可能和存在光伏组件组之间并联的情况，这样多个关断设备的输出端并联，若存在光伏系统失配(如并联的光伏组件组输出的电压不相同时)，存在输出电压高的光伏组件组可能会输出电流倒灌至输出电压低的光伏组件组。在主开关管为MOS管时，若主开关管关断，则倒灌电流会通过MOS管上的体二极管给电压低的光伏组件充电，会产生功耗和发热，若倒灌电流较大时，对应的MOS管容易损坏。

为解决上述技术问题，本申请在倒灌电流较大，也即倒灌电流大于预设倒灌电流时，控制主开关管MOS管导通，以使倒灌电流通过MOS管输入至光伏组件，进而可以能降低MOS管功耗，提倒灌电流能力。

具体地，请参照图10，图10为本发明提供的对于倒灌电流的控制时序图。图10中为用Ith3和Ith4来控制倒灌电流逻辑控制的单稳态设计，倒灌电流增加到高于Ith3的时候，g1和g3变成高电平开通主开关管。倒灌电流下降到低于Ith4的时候，g1和g3变成低电平断开主开关管。

综上，通过上述实现方式可以能降低MOS管功耗，避免MOS管因发热严重或损耗过大损坏。

此外，需要说明的是，本申请中的所有的逻辑控制不仅可以使用软件算法实现，也可以通过与或门等硬件的形式实现，本申请在此不做特别的限定。

请参照图11，图11为本发明提供的一种关断设备的控制装置的结构框图，该装置包括：

存储器111，用于存储计算机程序；

处理器112，用于在执行计算机程序时，实现上述的关断设备的控制方法的步骤。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种关断设备的控制装置，对于本申请提供的关断设备的控制装置的介绍请参照上述实施例，本申请在此不再赘述。

一种关断设备，包括上述的关断设备的控制装置、与N个光伏组件一一对应的N个主开关管及释放电路；

第一主开关管的第一端为关断设备的输出正端，第i主开关管的第二端与第i光伏组件的输出正端连接，第i+1主开关的第一端与第i光伏组件的输出负端连接，第N光伏组件的输出负端为关断设备的输出负端，释放电路的控制端与处理器的第一输出端连接，释放电路的输入端与母线连接，释放电路的输出端接地，N≥i≥1，且N和i均为整数；

释放电路用于在N个主开关管断开后，释放母线上的电压。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种关断设备，对于本申请提供的关断设备的介绍请参照上述实施例，本申请在此不再赘述。

需要说明的是，在本说明书中，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。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (12)

1.一种关断设备的控制方法，其特征在于，应用于关断设备中的处理器，所述关断设备包括与N个光伏组件一一对应的N个主开关管及释放电路；

第一主开关管的第一端为所述关断设备的输出正端，第i主开关管的第二端与第i光伏组件的输出正端连接，第i+1主开关的第一端与所述第i光伏组件的输出负端连接，第N光伏组件的输出负端为所述关断设备的输出负端，所述释放电路的控制端与所述处理器的第一输出端连接，所述释放电路的输入端与母线连接，所述释放电路的输出端接地，N≥i≥1，且N和i均为整数；

所述控制方法包括：

判断是否在第一预设时间内持续接收到心跳信号；

若在所述第一预设时间内持续接收到所述心跳信号，则控制N个所述主开关管导通，并判断是否在第二预设时间内持续没有接收到所述心跳信号；

若在所述第二预设时间内持续没有接收到所述心跳信号，则控制N个所述主开关管断开，及控制所述释放电路开启，以释放所述母线上的电压。

2.如权利要求1所述的关断设备的控制方法，其特征在于，控制N个所述主开关管关断之后，还包括：

获取所述母线上的母线电压；

判断所述母线电压是否大于预设电压；

若否，则进入控制所述释放电路开启，以释放所述母线上的电压的步骤。

3.如权利要求1所述的关断设备的控制方法，其特征在于，所述释放电路包括开关电路，所述开关电路的第一端与所述母线连接，所述开关电路的第二端接地，所述开关电路的控制端为所述释放电路的控制端；

控制所述释放电路开启，以释放所述母线上的电压，包括：

控制所述开关电路的第一端与第二端之间导通，以释放所述母线上的电压。

4.如权利要求1所述的关断设备的控制方法，其特征在于，所述处理器的电源正端与所述第一光伏组件的输出正端连接，所述处理器的电源负端与所述第i光伏组件的输出负端连接；

所述关断设备还包括与N个所述光伏组件一一对应的N个旁路开关管，所述旁路开关管的第一端与和自身对应的所述主开关管的第二端连接，所述旁路开关管的第二端与和自身对应的所述光伏组件的输出负端连接；

所述旁路开关管为晶体场效应管MOS管，所述MOS管包括体二极管；

控制N个主开关管导通之后，还包括：

判断所述处理器的供电电压是否小于欠压保护电压；

若所述供电电压小于所述欠压保护电压，则控制N个所述主开关管断开，并判断所述旁路开关管上的旁路电流是否在第三预设时间内持续大于预设电流；

若所述旁路电流在所述第三预设时间内持续大于所述预设电流，则控制N个所述旁路开关管闭合。

5.如权利要求4所述的关断设备的控制方法，其特征在于，控制N个所述旁路开关管闭合之后，还包括：

判断N个所述旁路开关管闭合的时间是否达到第四预设时间；

若是，则控制N个所述旁路开关管断开，并进入控制N个所述主开关管导通的步骤。

6.如权利要求4所述的关断设备的控制方法，其特征在于，判断所述处理器的供电电压是否小于欠压保护电压之后，还包括：

若供电电压不小于自身的欠压保护电压，则获取N个所述光伏组件的工作信息；

基于所述工作信息判断N个所述光伏组件是否存在工作异常的光伏组件；

若存在工作异常的光伏组件，则控制与工作异常的所述光伏组件对应的所述主开关管断开及对应的所述旁路开关管导通。

7.如权利要求1-6任一项所述的关断设备的控制方法，其特征在于，所述关断设备还包括第一可控开关，所述第一可控开关的控制端与所述处理器的第二输出端连接，所述第一可控开关的第一端与所述处理器的电源输出端连接，所述第一可控开关的第二端与所述关断设备中的低压设备连接；

控制N个所述主开关管断开之后，还包括：

控制所述第一可控开关的第一端与第二端之间导通，以使所述处理器通过所述第一可控开关为所述低压设备供电。

8.如权利要求1-6任一项所述的关断设备的控制方法，其特征在于，所述主开关管为MOS管，所述MOS管包括体二极管；

控制N个主开关管导通之后，还包括：

获取N个所述主开关管上的倒灌电流；

判断各所述倒灌电流大于预设倒灌电流；

若是，则控制所述倒灌电流大于所述预设倒灌电流的主开关管导通，以将所述倒灌电流通过所述主开关管倒灌至对应的光伏组件。

9.一种关断设备的控制装置，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于在执行所述计算机程序时，实现如权利要求1-8任一项所述的关断设备的控制方法的步骤。

10.一种关断设备，其特征在于，包括如权利要求9所述的关断设备的控制装置、与N个光伏组件一一对应的N个主开关管及释放电路；

第一主开关管的第一端为所述关断设备的输出正端，第i主开关管的第二端与第i光伏组件的输出正端连接，第i+1主开关的第一端与所述第i光伏组件的输出负端连接，第N光伏组件的输出负端为所述关断设备的输出负端，所述释放电路的控制端与所述处理器的第一输出端连接，所述释放电路的输入端与母线连接，所述释放电路的输出端接地，N≥i≥1，且N和i均为整数；

所述释放电路用于在N个所述主开关管断开后，释放所述母线上的电压。

11.如权利要求10所述的关断设备，其特征在于，所述释放电路包括第二可控开关及第三可控开关，所述第二可控开关的控制端为所述释放电路的控制端，所述第二可控开关的第一端与电源模块连接，所述第二可控开关的第二端与所述第三可控开关的控制端连接，所述第三可控开关的第一端与所述母线连接，所述第三可控开关的第二端接地。

12.如权利要求10所述的关断设备，其特征在于，N为1，所述释放电路包括基准电压模块及第四可控开关，所述基准电压模块的输出端与所述第四可控开关的控制端连接，所述第四可控开关的第一端与所述母线连接，所述第四可控开关的第二端与所述处理器的地端连接。

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