CN202602532U - 用于光伏并网逆变器的辅助电源装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于光伏并网逆变器的辅助电源装置，包括：连接在太阳能电池正、负极之间的浪涌滤波电路；与浪涌滤波电路的输出端连接，用于输出不同的直流电压的DC/DC变换单元；连接在浪涌滤波电路的输出端，与所述DC/DC变换电路连接的带有启动电路的核心控制单元。本实用新型所用核心控制单元为LD7575芯片，太阳能电池输入范围很宽时，所需启动电流极低，辅助电源的启动功耗极小。此外，辅助电源根据负载电流采用不同频率的PWM调制方式，有效的降低系统在空载、轻载时运行的功率。辅助电源能更有效的利用太阳能，提高了光伏并网系统的整机运行效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能光伏发电电源的控制，具体地说是指一种用于光伏并网逆变器的辅助电源装置。
背景技术
由于太阳能电池的特性，薄膜太阳能电池与单晶、多晶电池输出电压差异比较大，这要求太阳能逆变器输入电压范围要广，逆变器辅助电源为控制电路、驱动及保护电路供电，因此它是太阳能逆变器的重要组成部分。为了使光伏逆变器可靠的工作，辅助电源必须工作在较宽的电压输入范围内，而控制电路、驱动及保护电路又需多种不同等级的供电电压，所以也需要辅助电源有不同电压等级的输出功能。在实际的应用中，辅助电源通常采用反激式开关电源，通过设计合适的反激变压器，辅助电源可以输出+24V、+15V、-15V等不同等级的供电电压，但往往会遇到在输入电压过高或过低时，辅助电源不能启动，或虽然能启动但达不到宽输入电压范围内辅助电源可以正常工作的要求。与此同时，辅助电源在启动时，普遍存在需要相当高的启动电流；启动后，在无负载模式下待机功耗也高，这将直接导致辅助电源效率低，使并网逆变器效率变低，不能有效的利用太阳能资源。
发明内容
本实用新型目的就在于克服上述现有技术的不足而提供一种用于光伏并网逆变器的辅助电源装置，该辅助电源装置为光伏并网逆变器控制电路、驱动及保护电路供电，所需启动电流低，且根据不同的负载功率输出不同的负载电流，达到省电效果。
实现本实用新型目的采用的技术方案是：一种用于光伏并网逆变器的辅助电源装置，包括：连接在太阳能电池正、负极之间的浪涌滤波电路，它还包括：
DC/DC变换单元，连接在所述浪涌滤波电路的输出端，用于输出不同的直流电压；
带有启动电路的核心控制单元，连接在所述浪涌滤波电路的输出端，与所述DC/DC变换单元连接，并通过PWM占空比控制该DC/DC变换单元的输出电压。
在上述技术方案中，所述DC/DC变换单元包括：
具有多路输出的隔离变压器，其初级绕组输入同名端与所述浪涌滤波电路的输出端连接；
MOSFET管，其漏极与所述隔离变压器的初级绕组输入同名端连接。
在上述技术方案中，所述带有启动电路的核心控制单元为LD7575芯片。
进一步地，所述LD7575芯片的HV引脚与所述滤波电路的输出端连接；VCC引脚与所述隔离变压器的初级绕组输入同名端连接；OUT引脚与所述MOSFET管的栅极连接；CS引脚与所述MOSFET管的漏极连接。
进一步地，所述LD7575芯片的HV引脚与所述浪涌滤波电路的输出端之间连接有第二限流保护电阻；所述隔离变压器的初级绕组输入同名端与所述LD7575芯片的VCC引脚之间依次电连接有第一限流保护电阻和防反流二极管。
在上述技术方案中，所述太阳能电池辅助装置，还包括：
用于滤波的极性电容，其正极连接在所述防反流二极管和VCC引脚之间，负极接地。
在上述技术方案中，所述太阳能电池辅助装置，还包括：
RCD钳位电路，其连接在所述滤波电路的输出端与所述MOSFET管的漏极之间。
在上述技术方案中，所述太阳能电池辅助装置，还包括：
采样电阻，其连接在DC/DC变换单元的输出端；
光耦合器，其输入端与所述采样电阻连接，输出端与所述LD7575芯片的COMP引脚连接。
进一步地，还包括用于滤波的无极性电容，其连接在光耦合器的输出端与所述LD7575芯片的COMP引脚之间。
本实用新型所用带启动电路的核心控制单元为LD7575芯片，LD7575芯片即可提供极低的工作电流，极大地减小了装置的启动电流，有效的节省了太阳能，且无需其它的外围器件，增加了系统的稳定、可靠性。
此外，太阳能电池输入范围很宽时，本装置能正常的启动，且所需启动电流极低，辅助电源的启动功耗极小，辅助电源根据负载电流采用不同频率的PWM调制方式，有效的降低系统在空载、轻载时运行的功率。辅助电源能更有效的利用太阳能，提高了光伏并网系统的整机运行效率。
附图说明
图1是本实用新型用于光伏并网逆变器的辅助电源装置的电路框图；
图2是图1所示用于光伏并网逆变器的辅助电源装置的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施对本实用新型作进一步的说明。
如图1所示，用于光伏并网逆变器的辅助电源装置，包括：浪涌滤波电路，DC/DC变换单元，带有启动电路的核心控制单元，太阳能光伏电池输出的电能由输入端口输入到辅助电源装置，即经过浪涌滤波电路，浪涌滤波电路的输出分别与带有启动电路的核心控制单元和DC/DC变换单元连接，带有启动电路的核心控制单元与DC/DC变换单元连接，核心控制单元控制DC/DC变换电路的工作，即通过PWM占空比控制该DC/DC变换单元的输出电压。太阳能光伏电池开始上电工作后，经过浪涌滤波电路滤波后的电输入到核心控制单元，核心控制电路控制自带的启动电路工作，当核心控制电路判断启动电路完成后，关闭启动电路，切换到DC/DC变换单元的工作模式，核心控制单元根据负载工作功率的变化，输出稳定的直流电压，根据不同功率的负载输出不同大小的负载电流，从而达到DC/DC省电的功能。
图2是本实用新型用于光伏并网逆变器的辅助电源装置的电路原理图。在本实施例中，带有启动电路的核心控制单元为LD7575芯片。光伏电池经过浪涌滤波电路输出后，经过限流保护电阻R9与LD7575芯片的HV引脚连接，由HV引脚输入后启动电路在LD7575内部完成，LD7575芯片的VCC实现由0到15V的启动，VCC引脚的输入电流小于100uA，HV端引脚输入电流约为1mA。启动电路完成后，DC/DC变换单元由LD7575芯片的VCC输入引脚供电开始工作，VCC正常工作电压为+15V，HV输入引脚切断，VCC由隔离变压器T1的同名输出端供电，它经过限流电阻R6和防反流的二极管D2输入到VCC引脚，其中二极管D2采用PS102R，VCC引脚的输入端采用电容C2滤波。
本实施例中DC/DC变换单元包括：具有多路输出的隔离变压器T1和MOSFET管Q1。LD7575芯片的OUT引脚经过限流保护电路R7驱动MOSFET管Q1，实现PWM占空比的调制，从而控制输出电压。MOSFET管Q1的D端(漏极)经过电阻R4A、电阻R4B、电容C4、二极管D4的组成的RCD箝位电路，二极管D4输入到隔离变压器T1的同名输入端口，二极管D4的负极接隔离变压器T1的非同名输入端口。当MOSFET管Q1关断时，变压器漏感能量转移到电容C4上，MOSFET管Q1漏源电压被箝位。RCD缓冲电路还可以吸收隔离变压器T1原边漏感产生的尖峰，减小MOSFET管Q1的应力，同时减少EMI。隔离变压器T1的异名输出端口经过电阻R51A、电阻R51B、二极管CR51、电容C51、电容C52后、经过可饱和磁芯电感L51，电阻R56B与电容C54滤波后输出稳定的+15V(-15V，+5V，+12V)，CR51为续流二极管，电阻R51A、电阻R51B、电容C51串联后与续流二极管CR51并联，接入RC接收电路后，可以有效的抑制二极管的反向浪涌电压。可饱和磁芯L51线圈在通过正常电流时磁芯饱和，电感量取为10mH，电感量很小，不会影响电路正常工作；一旦电流要反向流过时，可饱和磁芯电感L51将产生很大的反电势，阻止反向电流的上升，它与二极管CR51串联能有效抑制反向浪涌电流。
本实施例中DC/DC变换单元的省电功能由核心控制芯片的COMP和CS引脚共同来实现。MOSFET管Q1的S引脚(源极)与电阻RS1、电阻RS2连接后，输入到LD7575芯片的CS引脚，达到采样经过MOSFET管Q1中电流的目的，这也间接反应出负载电流的变化。电阻RS1和电阻RS2并联，电阻RS1的另一端接地。主输出电压+5V，经过电阻R52、电阻R53分压采样，经过IC5三端稳压器芯片后，输入到光耦合器IC2的输入脚，光耦合器IC2的一引脚接地，另外一引脚接串联起来的电容C55和R55，光耦合器IC2内部的D+输入脚由电阻R54采样得到，输出经过电容C5滤波后输入到LD7575芯片的COMP引脚，达到直流输出电压+5V稳定输出的功能，其中所用IC5采用TL431，光耦合器IC2采用EL817B。
本实施例所用隔离变压器T1选用软磁铁氧体JP3，EI33型铁芯。参数如下：LD7575工作频率65000Hz，最大占空比为0.47，有效磁芯截面积Ae为1.12cm2，磁感应强度Bm为2000，根据光伏电池的最大和最小输入电压，可以算出变压器原边匝数Np为60，副边主电压输出匝数为19，由此可以进一步确任线径的匝数及股数，从而可以定制相应的变压器。
本辅助电源装置的启动电路在LD7575内部完成，只需极低的启动电流，减少辅助电源的启动功耗。此外，辅助电源装置根据负载电流采用不同频率的PWM调制方式，有效的降低系统在空载、轻载时运行的功率，且能更有效的利用太阳能，提高了光伏并网系统的整机运行效率。
Claims (10)
1.一种用于光伏并网逆变器的辅助电源装置，包括：连接在太阳能电池正、负极之间的浪涌滤波电路，其特征在于，还包括：
DC/DC变换单元，连接在所述浪涌滤波电路的输出端，用于输出不同的直流电压；
带有启动电路的核心控制单元，连接在所述浪涌滤波电路的输出端，与所述DC/DC变换单元连接，并通过PWM占空比控制该DC/DC变换单元的输出电压。
2.根据权利要求1所述用于光伏并网逆变器的辅助电源装置，其特征在于，所述DC/DC变换单元包括：
具有多路输出的隔离变压器，其初级绕组输入同名端与所述浪涌滤波电路的输出端连接；
MOSFET管，其漏极与所述隔离变压器的初级绕组输入同名端连接。
3.根据权利要求2所述用于光伏并网逆变器的辅助电源装置，其特征在于：所述带启动电路的核心控制单元为LD7575芯片。
4.根据权利要求3所述用于光伏并网逆变器的辅助电源装置，其特征在于：所述LD7575芯片的HV引脚与所述滤波电路的输出端连接；VCC引脚与所述隔离变压器的初级绕组输入同名端连接；OUT引脚与所述MOSFET管的栅极连接；CS引脚与所述MOSFET管的漏极连接。
5.根据权利要求4所述用于光伏并网逆变器的辅助电源装置，其特征在于：所述LD7575芯片的HV引脚与所述浪涌滤波电路的输出端之间连接有第二限流保护电阻。
6.根据权利要求4所述用于光伏并网逆变器的辅助电源装置，其特征在于：所述隔离变压器的初级绕组输入同名端与所述LD7575芯片的VCC引脚之间依次电连接有第一限流保护电阻和防反流二极管。
7.根据权利要求6所述用于光伏并网逆变器的辅助电源装置，其特征在于，还包括：
用于滤波的极性电容，其正极连接在所述防反流二极管和VCC引脚之间，负极接地。
8.根据权利要求4所述用于光伏并网逆变器的辅助电源装置，其特征在于，还包括：
RCD钳位电路，其连接在所述滤波电路的输出端与所述MOSFET管的漏极之间。
9.根据权利要求4所述用于光伏并网逆变器的辅助电源装置，其特征在于，还包括：
采样电阻，其连接在DC/DC变换单元的输出端；
光耦合器，其输入端与所述采样电阻连接，输出端与所述LD7575芯片的COMP引脚连接。
10.根据权利要求9所述用于光伏并网逆变器的辅助电源装置，其特征在于，还包括：
用于滤波的无极性电容，其连接在光耦合器的输出端与所述LD7575芯片的COMP引脚之间。
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| CN107086788A (zh) * | 2017-04-26 | 2017-08-22 | 珠海格力电器股份有限公司 | 太阳能直流变换器、供电控制方法、空调供电系统 |
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