CN204559109U - 一种模块化逆变器电池防反接电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种模块化逆变器电池防反接电路，包括第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一保险丝、第二保险丝、继电器、第一电阻、第二电阻、第一二极管、第二二极管和辅助电源高频变压器。本实用新型采用双刀双掷继电器常闭触点取代二极管给输入电容充电，采用辅助电源的输出电压作为输入继电器的驱动信号，具有防电池反接功能，而且电路结构简单，损耗较小。

Description

一种模块化逆变器电池防反接电路

技术领域

本实用新型涉及一种反接电路，尤其涉及一种结构简单且损耗较小的模块化逆变器电池防反接电路。

背景技术

目前，随着不可再生能源的使用日益减少，国家开始大力鼓励投资开发新能源。新能源大多数为直流且不能直接逆变为交流电220AC，需要将各种直流源做一次DC-DC变换，要么升压，要么降压。DC-DC变换在中大功率等级上依然采用半桥或者全桥的拓扑。全桥或者半桥拓扑使用的器件一般为MOSFET或者IGBT，由于这两种器件本身在DS极或者CE极之间存在着反并联二极管。如果在实际工程中，由于工作人员的疏忽接反输入正负极，会导致逆变器DC-DC部分直通短路烧毁，见图1所示。

此问题业界普遍做的保护电路方案有以下两种：

1、输入侧增加反顶二极管或者MOSFET进行控制，如图1。此方案会因为二极管的压降而降低逆变器的整机效率，特别是是在输入电流很大的时候，且可靠性不是很高。

2、通过模块的辅助电源给逆变器控制板供电并通过控制板检测到输入电压正常后，发驱动信号驱动输入电磁继电器吸合。

以上两种方案存在一些主要缺点：

1)第一种方案的缺点：正常输入电压时，半导体器件导通后有导通压降或者导通电阻，在低压升压DCDC变换拓扑中，输入电流很大，会损耗一定的功率。总的来说此方案电路简单，但损耗较大。

2)第二种方案的缺点：相较于第一种方案，解决了正常导通损耗的问题， 但是带来新的问题是电路过于复杂，可靠性降低。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种结构简单且损耗较小的模块化逆变器电池防反接电路。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种模块化逆变器电池防反接电路，包括第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一保险丝、第二保险丝、继电器、第一电阻、第二电阻、第一二极管、第二二极管和辅助电源高频变压器，所述继电器的第一管脚同时与所述第二电容的第一端、所述第四电容的第一端和所述辅助电源高频变压器的第十管脚连接并接地，所述继电器的第八管脚同时与所述第二电容的第二端、所述第四电容的第二端和所述第二二极管的负极连接并接辅助电源，所述继电器的第五管脚同时与所述继电器的第四管脚、所述第一保险丝的第一端和所述第一电阻的第一端连接，所述继电器的第七管脚同时与所述继电器的第二管脚、所述第一电阻的第二端、所述继电器的第三管脚、所述继电器的第六管脚、所述第一电容的第一端、所述第一场效应管的第二管脚和所述第四场效应管的第二管脚连接，所述第一保险丝的第二端同时与所述第三电容的第一端和所述第二保险丝的第一端连接并作为电池正极输入端，所述第一场效应管的第三管脚与所述第二场效应管的第二管脚连接，所述第四场效应管的第三管脚与所述第三场效应管的第二管脚连接，所述第三场效应管的第三管脚同时与所述第二场效应管的第三管脚、所述第一电容的第二端、所述第三电容的第二端和所述第二电阻的第一端连接并作为电池负极输入端，所述第二保险丝的第二端与所述第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极与所述辅助电源高频变压器的 第一管脚连接，所述辅助电源高频变压器的第五管脚与所述第五场效应管的第二管脚连接，所述辅助电源高频变压器的第十三管脚与所述第二二极管的正极连接，所述第五场效应管的第三管脚与所述第二电阻的第二端连接。

进一步地，所述继电器的型号为OZ-SH-112L1。

进一步地，所述第一场效应管、所述第二场效应管、所述第三场效应管和所述第四场效应管的型号均为SPW47N60CFD，所述第五场效应管的型号为STP8NK80Z。

进一步地，所述辅助电源高频变压器的型号为HG-AUX-T5。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型采用双刀双掷继电器常闭触点取代二极管给输入电容充电，采用辅助电源的输出电压作为输入继电器的驱动信号，具有防电池反接功能，而且电路结构简单，损耗较小。

附图说明

图1是现有技术的电路原理图；

图2是本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图2所示，本实用新型包括第一场效应管Q1、第二场效应管Q2、第三场效应管Q3、第四场效应管Q4、第五场效应管Q5、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第一保险丝F1、第二保险丝F2、继电器RLY1、第一电阻R1、第二电阻R2、第一二极管D1、第二二极管D2和辅助电源高频变压器T1，继电器RLY1的第一管脚同时与第二电容C2的第一端、第四电容C4的第一端和辅助电源高频变压器T1的第十管脚连接并接地，继电器RLY1的第八管 脚同时与第二电容C2的第二端、第四电容C4的第二端和第二二极管D2的负极连接并接辅助电源，继电器RLY1的第五管脚同时与继电器RLY1的第四管脚、第一保险丝F1的第一端和第一电阻R1的第一端连接，继电器RLY1的第七管脚同时与继电器RLY1的第二管脚、第一电阻R1的第二端、继电器RLY1的第三管脚、继电器RLY1的第六管脚、第一电容C1的第一端、第一场效应管Q1的第二管脚和第四场效应管Q4的第二管脚连接，第一保险丝F1的第二端同时与第三电容C3的第一端和第二保险丝F2的第一端连接并作为电池正极输入端BAT+，第一场效应管Q1的第三管脚与第二场效应管Q2的第二管脚连接，第四场效应管Q4的第三管脚与第三场效应管Q3的第二管脚连接，第三场效应管Q3的第三管脚同时与第二场效应管Q2的第三管脚、第一电容C1的第二端、第三电容C3的第二端和第二电阻R2的第一端连接并作为电池负极输入端BAT-，第二保险丝F2的第二端与第一二极管D1的正极连接，第一二极管D1的负极与辅助电源高频变压器T1的第一管脚连接，辅助电源高频变压器T1的第五管脚与第五场效应管Q5的第二管脚连接，辅助电源高频变压器T1的第十三管脚与第二二极管D2的正极连接，第五场效应管Q5的第三管脚与第二电阻R2的第二端连接。

本实用新型所述模块化逆变器电池防反接电路，各个元器件型号如下：

第一场效应管Q1、第二场效应管Q2、第三场效应管Q3、第四场效应管Q4、第五场效应管Q5、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第一保险丝F1、第二保险丝F2、继电器RLY1、第一电阻R1、第二电阻R2、第一二极管D1、第二二极管D2和辅助电源高频变压器T1；

继电器RLY1的型号为OZ-SH-112L1；

第一场效应管Q1、第二场效应管Q2、第三场效应管Q3和第四场效应管Q4的型号均为SPW47N60CFD，第五场效应管Q5的型号为STP8NK80Z；

辅助电源高频变压器T1的型号为HG-AUX-T5；

第一电容C1为输入滤波电容，型号为GRM2195C1H103JA01D，它为多层瓷片电容；

第二电容C2为金膜电容，型号为FPA22W225KR；

第三电容C3为金属薄膜电容，型号为C222J224K40C000；

第四电容C4为电解电容，型号为UPW1C222MHD；

第一保险丝F1和第二保险丝F2型号均为36912000000；

第一电阻R1为软启动电阻，型号为MRS25000C2372FCT00；

第二电阻型号为MOSX1CT52AR51；

第一二极管D1型号为1N4007RLG；

第二二极管D2型号为HER503-F。

本实用新型所述模块化逆变器电池防反接电路，主要将背景技术中第二种方案的驱动信号由控制板检测输入正常后发出，改为逆变模块辅助电源正常后其中一路辅助电源VCC输出电压，由辅助电源VCC输出的电压驱动输入继电器RLY1闭合，且输入软起正好和辅助电源的软起时间一致。电池负极输入端BAT-和电池负极输入端BAT+之间接入电池，当电池接反后，逆变器辅助电源不能够工作，输入继电器RLY1一直不会吸合，从而达到防治电池电压输入接反的功能。

本实用新型所述模块化逆变器电池防反接电路，直流输入电路包含直流输入保险丝F1、软启动电阻R1和开关器件等组成；直流输入防反功能包含继电器RLY1、软启动电阻R1和辅助电源VCC三个部分；辅助电源VCC的输入接主回路的输入；辅助电源VCC具有防反功能，通过二极管的反相截止原理实现；辅助电源VCC的输出直接给继电器RLY1驱动供电，不需要额外的驱动电路；利用辅助电源VCC的软起时间，通过软启动电阻R1给第一电容C1(即直流输入电容) 充电，防止第一保险丝F1损坏。

本实用新型所述模块化逆变器电池防反接电路，主要的工作过程如下：

电池未接反：辅助电源VCC软起，输入电压通过继电器RLY1常闭点和软启动电阻R1给输入滤波电容C1充电，当辅助电源VCC的电压升到继电器RLY1闭合电压时，吸合继电器RLY1。

电池接反：电池电压接反，由于第一二极管D1反向截止，辅助电源VCC电压无，继电器RLY1一直不吸合。电池一直通过第一电阻R1和MOSFET或者IGBT的反并联二极管放电，放电电流为mA级别。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (4)

1.一种模块化逆变器电池防反接电路，其特征在于：包括第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一保险丝、第二保险丝、继电器、第一电阻、第二电阻、第一二极管、第二二极管和辅助电源高频变压器，所述继电器的第一管脚同时与所述第二电容的第一端、所述第四电容的第一端和所述辅助电源高频变压器的第十管脚连接并接地，所述继电器的第八管脚同时与所述第二电容的第二端、所述第四电容的第二端和所述第二二极管的负极连接并接辅助电源，所述继电器的第五管脚同时与所述继电器的第四管脚、所述第一保险丝的第一端和所述第一电阻的第一端连接，所述继电器的第七管脚同时与所述继电器的第二管脚、所述第一电阻的第二端、所述继电器的第三管脚、所述继电器的第六管脚、所述第一电容的第一端、所述第一场效应管的第二管脚和所述第四场效应管的第二管脚连接，所述第一保险丝的第二端同时与所述第三电容的第一端和所述第二保险丝的第一端连接并作为电池正极输入端，所述第一场效应管的第三管脚与所述第二场效应管的第二管脚连接，所述第四场效应管的第三管脚与所述第三场效应管的第二管脚连接，所述第三场效应管的第三管脚同时与所述第二场效应管的第三管脚、所述第一电容的第二端、所述第三电容的第二端和所述第二电阻的第一端连接并作为电池负极输入端，所述第二保险丝的第二端与所述第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极与所述辅助电源高频变压器的第一管脚连接，所述辅助电源高频变压器的第五管脚与所述第五场效应管的第二管脚连接，所述辅助电源高频变压器的第十三管脚与所述第二二极管的正极连接，所述第五场效应管的第三管脚与所述第二电阻的第二端连接。

2.根据权利要求1所述的模块化逆变器电池防反接电路，其特征在于：所述继电器的型号为OZ-SH-112L1。

3.根据权利要求1所述的模块化逆变器电池防反接电路，其特征在于：所述第一场效应管、所述第二场效应管、所述第三场效应管和所述第四场效应管的型号均为SPW47N60CFD，所述第五场效应管的型号为STP8NK80Z。

4.根据权利要求1所述的模块化逆变器电池防反接电路，其特征在于：所述辅助电源高频变压器的型号为HG-AUX-T5。