CN203278227U - 一种高效防反汇流箱电路 - Google Patents

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张玉林
张俊
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Shanghai Chint Power Systems Co ltd
Zhejiang Zhengtai Power System Co ltd
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Abstract

本实用新型涉及一种高效防反汇流箱电路，包括至少两路电池板电路，每路电池板电路具有各自的输入端，每路电池板电路在汇流点汇流后通过同一输出端形成输出，其特征在于：每路电池板电路的输入端串接保险丝和/或高压防反二极管后再串接电流传感器，电流传感器串接汇流点，在保险丝或高压防反二极管的两端并联继电器，继电器的控制端连接开关管，开关管的控制端连接电流采样控制单元的输出端，电流采样控制单元的输入端连接电流传感器。本实用新型提出了一种简单可靠、低成本的汇流箱电路，不仅可以实现常规汇流箱的防反、电流侦测、汇流等功能，而且能减少90％以上的能量损耗，大幅度提高汇流箱效率，并改善汇流箱温度。

Description

一种高效防反汇流箱电路
技术领域
本实用新型涉及一种带防反装置的太阳能电池板汇流箱电路，属于太阳能发电技术领域。 
背景技术
近年来，随着工业的快速发展，环境问题及能源问题越来越突出。新能源作为无污染可重复利用的能源形式，得到了快速的发展。太阳能光伏发电作为新能源主力，得到越来越广泛的应用，并逐渐从小规模分散的民用设备和作为辅助能源的形式发展为作为一个单独的发电站并网发电，为电网提供电能。在太阳能发电站的建设中，汇流箱成为整个发电过程非常重要的一个设备，其运行的安全可靠性也关乎着整个太阳能发电站的安全运行和发电效率。 
传统汇流箱的电气原理是由多个光伏阵列的电流输入到汇流箱中，汇流后经过断路器输出，同时电路中加入熔丝、防反二极管、防雷器等元器件。目前，汇流箱主电路主要有以下几种： 
第一种、单路太阳能电池板组件通过熔丝汇在一起，这种结构简单可靠，但存在太阳能电池板承受反向电压的可能，导致太阳能电池板损坏和安全隐患； 
第二种、为解决第一种主电路中的问题，《一种带防反装置的汇流箱》在单路太阳能电池板组件电路中加入高压功率二极管，以避免太阳能电池板承受反向电压的可能； 
第三种、专利《太阳能光伏防雷汇流箱》为实现远程监控，在增加高压防反二极管的基础上，在每个支路中增加了电流传感器，防雷器，通讯和显示功能。 
虽然以上不同种类的汇流箱，尤其是带有通讯，显示，电流侦测及防反功能的汇流箱已经朝智能化方向发展，但却很少有汇流箱关注其本身产生的能量损耗问题。商用的太阳能电池板的光电转换效率只有8～18％，作为核心变换单元的逆变器的最大转换效率已经达到99％，但汇流箱作为整个光伏发电系统的非常关键的一个环节，其能量损耗却没有得到足够的关注。以一个16路，每路额定电流8A的智能汇流箱为例，功率二极管导通压降以1.3V记，则二极管导通损耗为8A*1.3V*16＝166W。因此汇流箱环节导致的能量损失需要引起重视。 
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是减少汇流箱的能量损耗，大幅度提高其效率，并改善汇流箱温度。 
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供了一种高效防反汇流箱电路，包括至少两路电池板电路，每路电池板电路具有各自的输入端，每路电池板电路在汇流点汇流后通过同一输出端形成输出，其特征在于：每路电池板电路包括保险丝和/或高压防反二极管、电流传感器、继电器、开关管及电流采样控制单元，输入端串接保险丝和/或高压防反二极管后再串接电流传感器，电流传感器串接汇流点，在保险丝或高压防反二极管的两端并联继电器，继电器的控制端连接开关管，开关管的控制端连接电流采样控制单元的输出端，电流采样控制单元的输入端连接电流传感器，由电流采样控制单元根据采样到的电流信号控制开关管实现继电器的断开和闭合的控制。 
本实用新型提出了一种简单可靠、低成本的汇流箱电路，不仅可以实现常规汇流箱的防反、电流侦测、汇流等功能，而且能减少90％以上的能量损耗，大幅度提高汇流箱效率，并改善汇流箱温度。 
附图说明
图1为本实用新型提供的一种高效防反汇流箱电路的示意图； 
图2为本实用新型提供的一种高效防反汇流箱电路正常状态开始时的示意图； 
图3为本实用新型提供的一种高效防反汇流箱电路处于正常状态节电模式的示意图； 
图4为本实用新型提供的一种高效防反汇流箱电路处于故障保护模式的示意图。 
具体实施方式
为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。 
如图1所示，本实用新型提供的一种高效防反汇流箱电路，包括至少两路电池板电路，每路电池板电路具有各自的输入端，每路电池板电路在汇流点汇流后通过同一输出端形成输出，每路电池板电路包括保险丝F1和/或高压防反二极管D1、电流传感器CT1、继电器RY1、开关管Q1及电流采样控制单元，输入端串接保险丝F1和/或高压防反二极管D1后再串接电流传感器CT1，电流传感器CT1 串接汇流点，在保险丝F1或高压防反二极管D1的两端并联继电器RY1，继电器RY1的控制端连接开关管Q1，开关管Q1的控制端连接电流采样控制单元的输出端，电流采样控制单元的输入端连接电流传感器CT1，由电流采样控制单元根据采样到的电流信号控制开关管Q1实现继电器RY1的断开和闭合的控制。 
使用时，将输入端连接太阳能电池板串联组件，当接线正确，首先电流Ipv1方向如图3所示，电流流经高压防反二极管D1，电流采样控制单元采集到电流Ipv1后进行分析和判断，控制继电器RY1闭合，此时，如图4所示，电流Ipv1流经继电器RY1。由于继电器RY1的接触电阻远远小于高压防反二极管D1的管压降带来的损耗，因此避免了常规汇流箱中高压防反二极管D1带来的导通损耗。 
如图4所示，当由于各种原因导致此电路电压低于其他路的电池板，导致电流Ipv1反向流动，电流采样控制单元检测到电流Ipv1反向，会通过开关管Q1控制继电器RY1断开，同高压防反二极管D1一起阻断反向电压流入太阳能电池板，实现对太阳能电池板的保护。 

Claims (1)

1.一种高效防反汇流箱电路，包括至少两路电池板电路，每路电池板电路具有各自的输入端，每路电池板电路在汇流点汇流后通过同一输出端形成输出，其特征在于：每路电池板电路包括保险丝(F1)和/或高压防反二极管(D1)、电流传感器(CT1)、继电器(RY1)、开关管(Q1)及电流采样控制单元，输入端串接保险丝(F1)和/或高压防反二极管(D1)后再串接电流传感器(CT1)，电流传感器(CT1)串接汇流点，在保险丝(F1)或高压防反二极管(D1)的两端并联继电器(RY1)，继电器(RY1)的控制端连接开关管(Q1)，开关管(Q1)的控制端连接电流采样控制单元的输出端，电流采样控制单元的输入端连接电流传感器(CT1)，由电流采样控制单元根据采样到的电流信号控制开关管(Q1)实现继电器(RY1)的断开和闭合的控制。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105529742A (zh) * 2016-02-18 2016-04-27 江西洪都航空工业集团有限责任公司 一种耐环境过载反向隔离型大功率电源并网的控制方法
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