CN204809979U - 自动切换供电电源的辅助电源装置及其光伏并网逆变器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电源技术领域，公开了一种自动切换供电电源的辅助电源装置及其光伏并网逆变器。所述辅助电源装置包括：具有一个初级绕组和多个次级绕组的变压器；与变压器的第一次级绕组连接的主功率输出回路；与变压器的第二次级绕组连接的输出整流回路；与主功率输出回路连接的辅助电源；与主功率输出回路并联的母线电源；与变压器的第三次级绕组连接的驱动电源回路，与主功率输出回路连接的主开关，以及与主开关连接的开关控制电路，主开关与驱动电源回路连接。本实用新型可实现自动切换供电电源，即当辅助电源从母线取电时，可自动断开电网或电池供电，极大的降低设备的损耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及电源技术领域，更具体地说，特别涉及一种自动切换供电电源的辅助电源装置及其光伏并网逆变器。
背景技术
混合型光伏逆变器对辅助电源有多种输入的要求，而现有的并网逆变器辅助电源由PV(光伏太阳能发电)单独供电到需要由电网和PV两种输入供电的要求。当有PV时主辅助电源(mainSPS)从母线取电，当母线电压过低时从电网或电池取电；然而，在现有技术中，当辅助电源从母线取电时，电网或电池无法断开，这将增加了设备的损耗。为此，有必要设计一种新的辅助电源。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种自动切换供电电源的辅助电源装置及其光伏并网逆变器，当辅助电源从母线取电时，可自动断开电网或电池供电，极大的降低损耗。
为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种自动切换供电电源的辅助电源装置，包括：
具有一个初级绕组和多个次级绕组的变压器；
与变压器的第一次级绕组连接的主功率输出回路；
与变压器的第二次级绕组连接的输出整流回路；
与主功率输出回路连接的辅助电源；
与主功率输出回路并联的母线电源；
还包括与变压器的第三次级绕组连接的驱动电源回路，与主功率输出回路连接的主开关，以及与主开关连接的开关控制电路，所述主开关与驱动电源回路连接；
当所述主功率输出回路的电压小于与输出回路并联的母线电源电压时，所述开关控制电路控制主开关断开，所述辅助电源由与输出回路并联的母线电源供电，当所述主功率输出回路的电压大于与输出回路并联的母线电源电压时，所述开关控制电路控制主开关导通，所述辅助电源由主功率输出回路供电。
优选地，所述第一次级绕组的第一端与第三次级绕组的第二端连接，所述主开关为MOS管，所述MOS管连接在主功率输出回路的第一母线上，该MOS管的源极与第三次级绕组的二端连接，其漏极与辅助电源连接，其栅极与驱动电源回路连接。
优选地，所述开关控制电路包括与主功率输出回路的第二母线连接的比例电路，与比例电路连接的比较电路，以及与比较电路连接的驱动电路，所述驱动电路用于控制主开关的导通与关断。
优选地，所述比例电路包括二极管D8、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25和比较器U3A，所述二极管D8安装于主功率输出回路的第二母线上，且二极管D8的阴极与辅助电源连接；所述电阻R22的一端与二极管D8的阳极连接，另一端与比较器U3A的输入端负极连接；所述电阻R23的一端与二极管D8的阴极连接，另一端与比较器U3A的输入端正极连接；所述电阻R24的一端与比较器U3A的输入端正极连接，另一端与MOS管的栅极连接；所述电阻R25连接在比较器U3A的输入端负极与输出端之间；
所述母线电源的正极与二极管D5的阳极连接，二极管D5的阴极与二极管D8的阴极连接，母线电源的负极与主功率输出回路的第一母线连接。
优选地，所述比较电路包括电阻R29、电阻R35、电阻R38、电阻R39、电容C28和比较器U3B；所述电阻R29一端与比例电路的输出端连接，另一端与比较器U3B的输入端负极连接；所述电阻R38和电阻R39均与比较器U3B的输入端正极连接；所述电容C28与电阻R39并联；所述电阻R35连接于比较器U3B的输入端正极与输出端之间。
优选地，所述驱动电路包括光耦U2、电阻R15、电阻R18、电阻R30、电容C20和三极管Q1；所述光耦U2的输入端阴极与比较电路的输出端连接，其输入端阳极与电阻R30连接，其输出端集电极与三极管Q1的集电极连接，其输出端发射极通过电阻R18与三极管Q1的基极连接；所述三极管Q1的发射极与MOS管的源极连接，其集电极还与驱动电源回路连接；所述电阻R15连接在三极管Q1的发射极与基极之间，所述电容C20与电阻R15并联。
优选地，所述驱动电源回路包括二极管D3、二极管D4、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电容C15、电容C16和电容C17；所述二极管D3的阳极、二极管D4的阳极均与第三次级绕组的第一端连接，二极管D3的阴极、二极管D4的阴极均通过电阻R10后与MOS管的栅极连接，所述电容C15、电容C16和电阻R11的一端均连接在二极管D3的阴极与电阻R10之间，电容C15、电容C16和电阻R11的另一端均与第三次级绕组的第二端连接；所述电容C17、电阻R12的一端均与MOS管的栅极连接，电容C17、电阻R12的另一端均与MOS管的源极连接。
本实用新型还提供一种光伏并网逆变器，包括本体，所述本体内包括任意上述的自动切换供电电源的辅助电源装置。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型可实现辅助电源装置自动切换供电电源，即当辅助电源从母线取电时，可自动断开电网或电池供电，极大的降低设备的损耗。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，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是本实用新型所述自动切换供电电源的辅助电源装置的电路图。
附图标记说明：1、比例电路，2、比较电路，3、驱动电路，4、辅助电源，5、主功率输出回路，6、输出整流回路，7、驱动电源回路。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参阅图1所示，本实用新型提供一种自动切换供电电源的辅助电源装置，包括：
具有一个初级绕组和多个次级绕组的变压器T1；
与变压器T1的第一次级绕组连接的主功率输出回路5，其主要为辅助电源4供电，即PV供电；
与变压器T1的第二次级绕组连接的输出整流回路6，其主要为设备的其他部分供电(如逆变器)；
与主功率输出回路5连接的辅助电源4；
与主功率输出回路5的并联的母线电源，其主要也是为辅助电源4供电，即电网供电或电池供电。
本实用新型还包括与变压器T1的第三次级绕组连接的驱动电源回路7，与主功率输出回路5连接的主开关Q2，以及与主开关Q2连接的开关控制电路，主开关Q2与驱动电源回路7连接，由驱动电源回路7为主开关Q2供电。
通过上述方案的实施，当主功率输出回路5的电压小于与输出回路5并联的母线电源电压时，开关控制电路控制主开关Q2断开，辅助电源4由与输出回路5并联的母线电源供电；当主功率输出回路5的电压大于第三次级绕组的输出电压时，开关控制电路控制主开关Q2导通，辅助电源4由主功率输出回路供电；进而实现自动切换供电电源的目的。
在本实用新型中，所述的第一次级绕组的第一端与第三次级绕组的第二端连接，主开关Q2为MOS管，MOS管连接在主功率输出回路5的第一母线上，该MOS管的源极与第三次级绕组的二端连接，其漏极与辅助电源4连接，其栅极与驱动电源回路7连接。
在本实用新型中，所述开关控制电路包括与主功率输出回路5的第二母线连接的比例电路1，与比例电路1连接的比较电路2，以及与比较电路2连接的驱动电路3，驱动电路3用于控制主开关Q2的导通与关断。
具体的，所述比例电路1包括二极管D8、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25和比较器U3A，二极管D8安装于主功率输出回路5的第二母线上，且二极管D8的阴极与辅助电源4连接；电阻R22的一端与二极管D8的阳极连接，另一端与比较器U3A的输入端负极连接；电阻R23的一端与二极管D8的阴极连接，另一端与比较器U3A的输入端正极连接；电阻R24的一端与比较器U3A的输入端正极连接，另一端与MOS管的栅极连接；电阻R25连接在比较器U3A的输入端负极与输出端之间；母线电源的正极与二极管D5的阳极连接，二极管D5的阴极与二极管D8的阴极连接，母线电源的负极与主功率输出回路5的第一母线连接。
具体的，所述比较电路2包括电阻R29、电阻R35、电阻R38、电阻R39、电容C28和比较器U3B；电阻R29一端与比例电路1的输出端连接，另一端与比较器U3B的输入端负极连接；电阻R38和电阻R39均与比较器U3B的输入端正极连接；电容C28与电阻R39并联；电阻R35连接于比较器U3B的输入端正极与输出端之间。
具体的，所述驱动电路3包括光耦U2、电阻R15、电阻R18、电阻R30、电容C20和三极管Q1；光耦U2的输入端阴极与比较电路2的输出端连接，其输入端阳极与电阻R30连接，其输出端集电极与三极管Q1的集电极连接，其输出端发射极通过电阻R18与三极管Q1的基极连接；三极管Q1的发射极与MOS管的源极连接，其集电极还与驱动电源回路7连接；电阻R15连接在三极管Q1的发射极与基极之间，电容C20与电阻R15并联。
开关控制电路的设计原理为，在使用时，当母线电压V1高于电网或电池辅助电源输出电压V2时，二极管D8会承受反向电压，通过更改参考电压和比例电路1的比例K来决定二极管D8承受多大的反向电压，进而实现控制MOS管Q2的开关。
具体的，本实用新型中开关控制电路的工作原理为，
本实用新型的主功率输出回路5(电路前级flyback主绕组)输出电压V1。V2等于母线电压和V1两者之间的较大值减去对应的二极管压降。当V2大于V1时，V3＝K*(V2-V1)。V4为MOS-VCC与MOS-GND通过电阻R30、电阻R35、电阻R38、电阻R39分压值，当V3大于V4时比较器U3B翻转控制光耦U2导通，三极管Q1导通将MOS管Q2栅极拉低，使MOS管Q2关断，令此时Vset(动作电压)＝V2-V1。Vset值可根据具体需求通过更改比例电路比例1的K值或者比较电路2设定值V4来更改。若母线电压降低，低于Vreserve(恢复电压)时比较器U3B翻转，光耦U2和三极管Q1截止，MOS管Q2导通，进而主输出绕组输出为辅助电源4(MAINSPS)供电。
在本实用新型中，所述驱动电源回路7包括二极管D3、二极管D4、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电容C15、电容C16和电容C17；二极管D3的阳极、二极管D4的阳极均与第三次级绕组的第一端连接，二极管D3的阴极、二极管D4的阴极均通过电阻R10后与MOS管的栅极连接，电容C15、电容C16和电阻R11的一端均连接在二极管D3的阴极与电阻R10之间，电容C15、电容C16和电阻R11的另一端均与第三次级绕组的第二端连接；电容C17、电阻R12的一端均与MOS管的栅极连接，电容C17、电阻R12的另一端均与MOS管的源极连接。通过该电路的设置，可以为MOS管提供一个工作电源。
本实用新型还提供一种光伏并网逆变器，包括本体，所述本体内包括上述的自动切换供电电源的辅助电源装置。通过该方案的设计，光伏并网逆变器可实现自动切换供电电源，极大的降低了设备的损耗。
虽然结合附图描述了本实用新型的实施方式，但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改，只要不超过本实用新型的权利要求所描述的保护范围，都应当在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种自动切换供电电源的辅助电源装置，包括：
具有一个初级绕组和多个次级绕组的变压器(T1)；
与变压器(T1)的第一次级绕组连接的主功率输出回路(5)；
与变压器(T1)的第二次级绕组连接的输出整流回路(6)；
与主功率输出回路(5)连接的辅助电源(4)；
与主功率输出回路(5)并联的母线电源；
其特征在于：
还包括与变压器(T1)的第三次级绕组连接的驱动电源回路(7)，与主功率输出回路(5)连接的主开关(Q2)，以及与主开关(Q2)连接的开关控制电路，所述主开关(Q2)与驱动电源回路(7)连接；
当所述主功率输出回路(5)的电压小于并联母线电源电压时，所述开关控制电路控制主开关(Q2)断开，所述辅助电源(4)由母线电源供电，当所述主功率输出回路(5)的电压大于并联母线电源电压时，所述开关控制电路控制主开关(Q2)导通，所述辅助电源(4)由主功率输出回路供电。
2.根据权利要求1所述的自动切换供电电源的辅助电源装置，其特征在于：所述第一次级绕组的第一端与第三次级绕组的第二端连接，所述主开关(Q2)为MOS管，所述MOS管连接在主功率输出回路(5)的第一母线上，该MOS管的源极与第三次级绕组的二端连接，其漏极与辅助电源(4)连接，其栅极与驱动电源回路(7)连接。
3.根据权利要求2所述的自动切换供电电源的辅助电源装置，其特征在于：所述开关控制电路包括与主功率输出回路(5)的第二母线连接的比例电路(1)，与比例电路(1)连接的比较电路(2)，以及与比较电路(2)连接的驱动电路(3)，所述驱动电路(3)用于控制主开关(Q2)的导通与关断。
4.根据权利要求3所述的自动切换供电电源的辅助电源装置，其特征在于：所述比例电路(1)包括二极管D8、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25和比较器U3A，所述二极管D8安装于主功率输出回路(5)的第二母线上，且二极管D8的阴极与辅助电源(4)连接；所述电阻R22的一端与二极管D8的阳极连接，另一端与比较器U3A的输入端负极连接；所述电阻R23的一端与二极管D8的阴极连接，另一端与比较器U3A的输入端正极连接；所述电阻R24的一端与比较器U3A的输入端正极连接，另一端与MOS管的栅极连接；所述电阻R25连接在比较器U3A的输入端负极与输出端之间；
所述母线电源的正极与二极管D5的阳极连接，二极管D5的阴极与二极管D8的阴极连接，母线电源的负极与主功率输出回路(5)的第一母线连接。
5.根据权利要求3所述的自动切换供电电源的辅助电源装置，其特征在于：所述比较电路(2)包括电阻R29、电阻R35、电阻R38、电阻R39、电容C28和比较器U3B；所述电阻R29一端与比例电路(1)的输出端连接，另一端与比较器U3B的输入端负极连接；所述电阻R38和电阻R39均与比较器U3B的输入端正极连接；所述电容C28与电阻R39并联；所述电阻R35连接于比较器U3B的输入端正极与输出端之间。
6.根据权利要求3所述的自动切换供电电源的辅助电源装置，其特征在于：所述驱动电路(3)包括光耦U2、电阻R15、电阻R18、电阻R30、电容C20和三极管Q1；所述光耦U2的输入端阴极与比较电路(2)的输出端连接，其输入端阳极与电阻R30连接，其输出端集电极与三极管Q1的集电极连接，其输出端发射极通过电阻R18与三极管Q1的基极连接；所述三极管Q1的发射极与MOS管的源极连接，其集电极还与驱动电源回路(7)连接；所述电阻R15连接在三极管Q1的发射极与基极之间，所述电容C20与电阻R15并联。
7.根据权利要求3所述的自动切换供电电源的辅助电源装置，其特征在于：所述驱动电源回路(7)包括二极管D3、二极管D4、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电容C15、电容C16和电容C17；所述二极管D3的阳极、二极管D4的阳极均与第三次级绕组的第一端连接，二极管D3的阴极、二极管D4的阴极均通过电阻R10后与MOS管的栅极连接，所述电容C15、电容C16和电阻R11的一端均连接在二极管D3的阴极与电阻R10之间，电容C15、电容C16和电阻R11的另一端均与第三次级绕组的第二端连接；所述电容C17、电阻R12的一端均与MOS管的栅极连接，电容C17、电阻R12的另一端均与MOS管的源极连接。
8.一种光伏并网逆变器，包括本体，其特征在于：所述本体内包括权利要求1-7任意一项所述的自动切换供电电源的辅助电源装置。
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|---|---|---|---|
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Cited By (2)
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| CN110707805A (zh) * | 2019-10-18 | 2020-01-17 | 华荣科技股份有限公司 | 一种航行灯控制系统 |
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2015
- 2015-08-10 CN CN201520598852.5U patent/CN204809979U/zh active Active
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