CN204316320U - 一种用于光伏逆变器的继电器降压保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于光伏逆变器的继电器降压保护电路；用于光伏逆变器的继电器降压保护电路，包括有隔离光耦U3、第一控制信号端和第二控制信号端、与门器U1、三极管Q1、达林顿开关管U2、继电器K1、电容C1、二极管D1以及电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10，通过合理电路设计使得降低了继电器的工作电压，可降低逆变器损坏风险，提升能量装换效率，同时延长使用寿命，从而提高逆变器安全性能及可靠性，降低起火风险和人身安全风险。

Description

一种用于光伏逆变器的继电器降压保护电路

技术领域

本实用新型涉及一种用于光伏逆变器的继电器降压保护电路。

背景技术

目前，随着经济社会的快速发展,传统能源消耗日益增大,能源短缺现象 日益凸显,并且传统能源所造成的环境问题也早已显现。相比传统能源,新能源具有诸多优点,因此得到了前所未有的关注,而光伏发电技术作为新能源的利用方式之一也在快速发展。光伏逆变器作为光伏发电系统核心器件，已被广泛使用。光伏逆变器的稳定性和可靠性成为人们最关注的焦点。作为光伏逆变器的安全隔离器件，继电器的运行状态和损耗直接影响着逆变器的性能。现有的技术中存在以下不足：1、当前光伏逆变器正常运作时，继电器处于高电压状态，增加能量损耗，降低逆变器转换效率，同时继电器工作温度偏高。高温增加继电器老化速度，不仅会极大地减低继电器寿命，还会增大起火风险和触电风险。2、继电器与CPU之间没有电气隔离，如果继电器损坏，有可能直接把高电压相连至CPU，会造成控制电路损坏、人身危险、起火风险。3、继电器控制方式没有冗余设计。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服以上所述的缺点，提供用于光伏逆变器的继电器降压保护电路。

为实现上述目的，本实用新型的具体方案如下：用于光伏逆变器的继电器降压保护电路，包括有隔离光耦U3、用于发出控制信号的第一控制信号端和第二控制信号端、与门器U1、三极管Q1、达林顿开关管U2、继电器K1；所述第一控制信号端和第二控制信号端发出控制信号经与门器U1选通后经三极管Q1控制隔离光耦U3，经隔离光耦U3导通控制达林顿管U2来控制继电器K1运行。

其中，还包括有电容C1、二极管D1以及电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10；

所述与门器U1，其电源端接VCC电源端，其接地端接地，其输出端通过电阻R5与三极管Q1的基极连接，其第一输入端通过电阻R4与第一控制信号端连接，其第二输入端通过电阻R3与第二控制信号端连接，其第一输入端与第二输入端分别通过电阻R1和电阻R2接地；

所述隔离光耦U3，其内部发光二极管的正极通过电阻R7接电源端VCC，其内部的发光二极管的负极与三极管Q1的集电极相连，其内部的光敏电阻的一端通过电阻R8与电源端VCC相连，其内部的光敏电阻的另一端连接于达林顿开关管U2的输入端；

达林顿开关管U2的输出连接于继电器K1控制部分的一端，继电器K1的控制部分的另一端通过电阻R10连接电源VCC端；

所述二极管D1，其正极与继电器K1控制部分的一端连接，其负极与继电器K1控制部分的另一端连接；

所述继电器K1动作部分连接逆变器与电桥之间。

本实用新型的有益效果为：用于光伏逆变器的继电器降压保护电路，包括有隔离光耦U3、第一控制信号端和第一控制信号端、与门器U1、三极管Q1、达林顿开关管U2、继电器K1、电容C1、二极管D1以及电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10，通过合理电路设计使得降低了继电器的工作电压，可降低逆变器损坏提升能量装换效率，同时延长使用寿命从而提高逆变器安全性能及可靠性，降低起火风险和人身安全风险。

附图说明

图1是本实用新型的原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的说明，并不是把本实用新型的实施范围局限于此。

如图1所示，本实施例所述的一种用于光伏逆变器的继电器降压保护电路，包括有隔离光耦U3、用于发出控制信号的第一控制信号端和第二控制信号端、与门器U1、三极管Q1、达林顿开关管U2、继电器K1；所述第一控制信号端和第二控制信号端发出控制信号经与门器U1选通后经三极管Q1控制隔离光耦U3，经隔离光耦U3导通控制达林顿管U2来控制继电器K1运行。

进一步的，还包括有电容C1、二极管D1以及电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10；所述与门器U1，其电源端接VCC电源端，其接地端接地，其输出端通过电阻R5与三极管Q1的基极连接，其第一输入端通过电阻R4与第一控制信号端连接，其第二输入端通过电阻R3与第二控制信号端连接，其第一输入端与第二输入端分别通过电阻R1和电阻R2接地；所述隔离光耦U3，其内部发光二极管的正极通过电阻R7接电源端VCC，其内部的发光二极管的负极与三极管Q1的集电极相连，其内部的光敏电阻的一端通过电阻R8与电源端VCC相连，其内部的光敏电阻的另一端连接于达林顿开关管U2的输入端；达林顿开关管U2的输出连接于继电器K1控制部分的一端，继电器K1的控制部分的另一端通过电阻R10连接电源VCC端；所述二极管D1，其正极与继电器K1控制部分的一端连接，其负极与继电器K1控制部分的另一端连接；所述继电器K1动作部分连接逆变器与电桥之间。

第一控制信号端和第二控制信号端分别发出继电器信号Relay-1和Relay-2均为低电平时，与门器U1两输入端也均为低电平，与门器U1输出信号是低电平，三极管Q1的输入信号为低电平，三极管Q1关断，同时导致隔离光耦U3也关断，电阻R9端电压为零伏，达林顿开关管U2不能正常开启，与之相连的继电器K1电路断路，继电器K1处于断开状态。

第一控制信号端和第二控制信号端分别发出继电器信号Relay-1和Relay-2其中一个为高电平，一个为低电平时，与门器U1输出信号是低电平，三极管Q1的输入信号为低电平，Q1关断，同时导致隔离光耦U3也关断，电阻R9端电压为零伏，达林顿开关管U2不能正常开启，与之相连的继电器K1电路断路，继电器K1处于断开状态。逆变器在实际运行中，如果由某种原因，导致第一控制信号端和第二控制信号端中的一个或者两个不发信号，继电器K1都可以自动断开，隔离电网，确保逆变器安全。当继电器K1由吸合转换到断开状态时，继电器电磁线圈积蓄很多电能，将在继电器3-PIN上产生浪涌电压，浪涌电压经过续流二极管D1反馈到电压端，从而降低浪涌电压，确保继电器K1和达林顿开关管U2的安全。

第一控制信号端和第二控制信号端分别发出继电器信号Relay-1和Relay-2均为高电平，与门器U1两输入也均为高电平，与门器U1输出信号是高电平，三极管Q1的输入信号为高电平，三极管Q1导通，同时导致隔离光耦U3也导通，电阻R9端电压为R9*(VCC2-0.5)/(R8+R9)，达林顿开关管U2输入端为高电平，达林顿开关管U2正常开启，与之相连的继电器K1电路开通，此时继电器K1端电压和电容C1的端电压为VCC2，继电器吸合瞬间需要消耗较大电能，电阻R10在电路中限流，提供一部分继电器K1吸合时消耗电能，继电器K1吸合时其他消耗电能由电容C1电解电容提供。继电器K1吸合后，电容C1不再继续给继电器K1提供吸合所消耗电能，而是由R10限流电路提供，R10限流分压作用(R10端电压为U10)，继电器端电压为(VCC2-U10),此时继电器端电压由VCC2降低至(VCC2-U10)。继电器端电压降低，其自身损耗也减低，发热量跟随降低。

如果某种原因，导致继电器K1失效，并且将电网的高压危险电压引入达林顿管U2，并在隔离光耦U3的第3pin集聚。因隔离光耦U3具有高压隔离作用，电压的高压危险电压不能继续往前传导，确保控制板的安全。

本实用新型，在确保继电器正常启动的情况下，减低继电器工作电压，从而减低其工作温度，延长继电器的使用寿命。继电器与CPU之间增加电气隔离电路，阻断高电压连接到控制电路，防止电路损坏和降低起火危险和人身危险。采用双CPU控制继电器工作的时序，只有两个CPU同时发出吸合指令时，继电器才会正常工作运行，任何一个CPU异常，都会导致继电器自动断开，从而增加了逆变器可靠性。

以上所述仅是本实用新型的一个较佳实施例，故凡依本实用新型专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本实用新型专利申请的保护范围内。

Claims (2)

1.一种用于光伏逆变器的继电器降压保护电路，其特征在于：包括有隔离光耦U3、用于发出控制信号的第一控制信号端和第二控制信号端、与门器U1、三极管Q1、达林顿开关管U2、继电器K1；所述第一控制信号端和第二控制信号端发出控制信号经与门器U1选通后经三极管Q1控制隔离光耦U3，经隔离光耦U3导通控制达林顿管U2来控制继电器K1运行。

2.根据权利要求1所述的一种用于光伏逆变器的继电器降压保护电路，其特征在于：还包括有电容C1、二极管D1以及电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10；

所述与门器U1，其电源端接VCC电源端，其接地端接地，其输出端通过电阻R5与三极管Q1的基极连接，其第一输入端通过电阻R4与第一控制信号端连接，其第二输入端通过电阻R3与第二控制信号端连接，其第一输入端与第二输入端分别通过电阻R1和电阻R2接地；

所述隔离光耦U3，其内部发光二极管的正极通过电阻R7接电源端VCC，其内部的发光二极管的负极与三极管Q1的集电极相连，其内部的光敏电阻的一端通过电阻R8与电源端VCC相连，其内部的光敏电阻的另一端连接于达林顿开关管U2的输入端；

达林顿开关管U2的输出连接于继电器K1控制部分的一端，继电器K1的控制部分的另一端通过电阻R10连接电源VCC端；

所述二极管D1，其正极与继电器K1控制部分的一端连接，其负极与继电器K1控制部分的另一端连接；

所述继电器K1动作部分连接逆变器与电桥之间。