CN209419500U - 高压直流电源以及电势诱导衰减装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开一种高压直流电源以及电势诱导衰减装置，所述高压直流电源包括工频变压器、输入继电器、整流电路、第一输出继电器、第二输出继电器；工频变压器的初级绕组与电网连接，第一次级绕组与输入继电器的输入端连接，输入继电器的输出端与整流电路的输入端连接；整流电路的第一输出端通过第一输出继电器与光伏电池板连接，第二输出端通过第二输出继电器与地连接；输入继电器、第一输出继电器以及第二输出继电器的控制端接收逆变器监控板输出的驱动信号。本申请实施例通过工频变压器、输入继电器、整流电路以及输出继电器构建的高压直流电源；高压直流电源结构简单，没有电源管理芯片以及电压等级较高的功率管，成本较低，可靠性高。

Description

高压直流电源以及电势诱导衰减装置

技术领域

本申请实施例涉及光伏技术领域，尤其涉及一种高压直流电源以及电势诱导衰减装置。

背景技术

光伏电池板存在PID(Potential Induced Degradation，电势诱导衰减)效应，若光伏组件长期处于这样状态，会造成PV开路电压降低，最大输出电流减小，输出功率下降。

为了抑制PID效应，现有存在的方案主要分为主动式和被动式。主动式包括负极接地法、抬高中性点法等，被动式包括夜间修复法等。

PID修复装置通常包括高压直流电源，传统的高压直流源往往采用两级结构，即AC-DC-DC，其中AC-DC多可采用单相不控整流或三相不控整流，DC-DC 可采用如单管反激、双管反激、正激等拓扑结构。基于上述拓扑结构，传统的高压直流源需要通过控制电源管理芯片(例如UC2845，UC3845或者是 ICE3AR2280)的某一个引脚的电平，控制电源管理芯片是否正常发出PWM，进而控制功率管的导通与关断，从而控制高压直流电源的开启和关断。明显地，传统的高压直流电源结构复杂，控制硬件电路复杂，且需要电源管理芯片及电压等级较高的功率管，成本较高。

实用新型内容

有鉴于此，本申请实施例的目的在于提供一种高压直流电源以及电势诱导衰减装置，以解决现有高压直流电源结构复杂，控制硬件电路复杂，且需要电源管理芯片及电压等级较高的功率管，成本较高的问题。

本申请实施例解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

根据本申请实施例的一个方面，提供的一种高压直流电源，所述高压直流电源包括工频变压器、输入继电器、整流电路、第一输出继电器以及第二输出继电器；

所述工频变压器的初级绕组与电网连接，所述工频变压器的第一次级绕组与所述输入继电器的输入端连接；所述输入继电器的输出端与所述整流电路的输入端连接，所述整流电路的第一输出端通过所述第一输出继电器与光伏电池板连接，所述整流电路的第二输出端通过所述第二输出继电器与地连接；

所述输入继电器的控制端、所述第一输出继电器的控制端以及所述第二输出继电器的控制端用于接收光伏逆变器内部的逆变器监控板输出的驱动信号。

根据本申请实施例的另一个方面，提供的一种电势诱导衰减装置，所述电势诱导衰减装置包括集成在光伏逆变器内部的高压直流电源、以及驱动所述高压直流电源的逆变器监控板。

本申请实施例的高压直流电源以及电势诱导衰减装置，通过工频变压器、输入继电器、整流电路以及输出继电器构建的高压直流电源；高压直流电源结构简单，没有电源管理芯片以及电压等级较高的功率管，成本较低，可靠性高。

附图说明

图1为本申请第一实施例的高压直流电源结构示意图；

图2为本申请第一实施例的高压直流电源中保护电路结构示意图；

图3为本申请第二实施例的电势诱导衰减装置结构示意图。

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

第一实施例

如图1所示，本申请第一实施例提供一种高压直流电源，所述高压直流电源包括工频变压器T1、输入继电器K1、整流电路、第一输出继电器K2以及第二输出继电器K3。

所述工频变压器T1的初级绕组N1与电网连接，所述工频变压器T1的第一次级绕组N2与所述输入继电器K1的输入端连接；所述输入继电器K1的输出端与所述整流电路的输入端连接，所述整流电路的第一输出端通过所述第一输出继电器K2与光伏电池板(例如图中的PV-所示)连接，所述整流电路的第二输出端通过所述第二输出继电器K3与地(例如图中的PE所示)连接。

需要说明的是，光伏电池板可以为P型或者N型光伏组件。本领域技术人员可根据实际需要选择整流电路与光伏组件的连接方式，具体地在此不作限定。

所述输入继电器K1的控制端、所述第一输出继电器K2的控制端以及所述第二输出继电器K3的控制端用于接收光伏逆变器内部的逆变器监控板输出的驱动信号。

在本实施例中，所述整流电路为整流二极管D1-D4构成的第一不控整流电路。很容易想象得到的，第一不控整流电路的输出端还可并联一滤波电容C1，滤波电容C1用于对第一不控整流电路输出的直流电进行滤波。

在一种实施方式中，所述高压直流电源还包括第一限流电阻R1和第二限流电阻R2；

所述第一限流电阻R1连接在所述整流电路的第一输出端和所述第一输出继电器K2之间；

所述第二限流电阻R2连接在所述整流电路的第二输出端和所述第二输出继电器K3之间。

在该实施方式中，第一限流电阻R1和第二限流电阻R2的作用在于，将光伏电池板与地之间的电流限制在人体安全电流范围之内。

作为示例地，如图1所示，当人体接触PV-时，相当于PV-对PE的阻抗很小，由于回路中有限流电阻R1和R2的存在(假设R1和R2都为50K)。通过人体的最大电流值为400*1.3*1.414/100K＝7.3mA，远低与标准的安全值30mA。正常情况下，PV-对PE的阻抗是MΩ的数量级，限流电阻所分得的电压值小， 95％以上的电压在PV-与PE之间，修复效果并无影响。

在一种实施方式中，所述高压直流电源还包括保护电路；

所述保护电路用于采样所述光伏电池板和地之间的电压；根据所述光伏电池板和地之间的电压生成故障信号。

在该实施方式中，所述保护电路包括依次连接的电压采样电路、比较器以及光耦隔离电路；

所述电压采样电路用于采样所述光伏电池板和地之间的电压；

所述比较器用于根据所述光伏电池板和地之间的电压生成故障信号；

所述光耦隔离电路用于对所述比较器生成的故障信号进行光耦隔离处理，输出光耦隔离处理后的信号。

作为示例地，请参考图2所示，所述电压采样电路包括运算放大器Z1及其周边的电阻R3-R7。具体地，电阻R3连接在PV-与运算放大器Z1的同相输入端之间，电阻R4连接在PE与运算放大器Z1的反相输入端之间，电阻R5连接在地与运算放大器Z1的同相输入端之间，运算放大器Z1的电源端与电源VCC 连接，运算放大器Z1的地端与地连接，电阻R6连接在运算放大器Z1的输出端与运算放大器Z1的反相输入端之间，运算放大器Z1的输出端与电阻R7的一端连接。

比较器包括第一比较器B1和第二比较器B2，第一比较器B1的同相输入端和第二比较器B2的反相输入端与电阻R7的另一端连接，第一比较器B1的反相输入端与阈值1连接，第二比较器B2的同相输入端与阈值2连接。第一比较器B1和第二比较器B2的电源端与电源VCC连接，第一比较器B1和第二比较器B2的地端与地连接。

光耦隔离电路包括光电耦合器、电阻R8、电阻R9。电阻R8连接在电源 VCC与光电耦合器的发光器之间，电阻R9连接在电源VCC与光电耦合器的受光器之间。

请再参考图1所示，在本实施例中，所述高压直流电源还包括供电电路；

所述供电电路用于对电网电压进行整流稳压处理，得到稳定的直流电。

具体地，所述供电电路包括整流二极管构成的第二不控整流电路以及线性稳压芯片T2；

所述第二不控整流电路的输入端与所述工频变压器T1的第二次级绕组N3 连接，所述第二不控整流电路的输出端与所述线性稳压芯片连接。

在本实施例中，所述第二不控整流电路由整流二极管D5-D8构成。很容易想象得到的，第二不控整流电路的输出端还可并联一滤波电容C2，滤波电容C2 用于对第二不控整流电路输出的直流电进行滤波。

在另一种实施方式中，所述供电电路可以为光伏逆变器内部的辅助电源电路。

在该实施方式中，若高压直流电源采用光伏逆变器内部的辅助电源电路，则高压直流电源可以去掉图1中的供电电路，进一步的降低成本。

本申请实施例的高压直流电源，通过工频变压器、输入继电器、整流电路以及输出继电器构建的高压直流电源；高压直流电源结构简单，没有电源管理芯片以及电压等级较高的功率管，成本较低，可靠性高。

第二实施例

如图3所示，本申请第二实施例提供一种电势诱导衰减装置，所述电势诱导衰减装置包括集成在光伏逆变器内部的高压直流电源、以及驱动所述高压直流电源的逆变器监控板。

高压直流电源可参考第一实施例，在此不作赘述。

以下结合图1-图3对电势诱导衰减装置的工作过程进行说明：

如图1所示，供电电路为输入继电器K1、第一输出继电器K2、第二输出继电器K3、运算放大器Z1、第一比较器B1和第二比较器B2等提供+12V的直流电。第二次级绕组N3输出仍然是交流电，同样采用不控整流电路，得到直流电，但因为电网(兼容400V和500V电网)具有一定的波动性(340Vac-650Vac)，所以得到的直流电是不稳定的，范围在13V-28V之间，可以采用LM317线性稳压芯片，13V-28V的直流电经过LM317线性稳压芯片或其他类似的线性稳压芯片，得到稳定的，纹波小的+12V直流电。

白天时，逆变器监控板通过输出端DO给输入继电器K1、第一输出继电器 K2、第二输出继电器K3的驱动信号为低电平，输入继电器K1、第一输出继电器K2、第二输出继电器K3的线圈不得电，触点断开，高压直流电源不工作。

当光伏逆变器正常关机后，延时2小时，逆变器监控板通过输出端DO给输入继电器K1、第一输出继电器K2、第二输出继电器K3的驱动信号为高电平，输入继电器K1、第一输出继电器K2、第二输出继电器K3的线圈得电，触点闭合，单相的交流电压通过不控整流得到了直流高压。该直流高压加在PV-与PE 之间，光伏电池板得到一定的修复。

当电路中的某一个元器件出现故障时，PV-对PE的电压会低于最低门限电压(200V)或高于最高门限电压(800V)。通过图2中的保护电路，高压直流电源会给逆变器监控板的普通IO口一个高电平信号(当电路处于正常情况时为低电平信号，后续类似)，逆变器监控板的输入端DI检测到高电平信号时，逆变器监控板给出驱动继电器的信号变为低电平，继电器会快速的断开，高压直流电源停止工作，从而保护PID修复装置和光伏逆变器。需要注意，不永许高压直流电源的工作的情况主要包括PID电源出现电压输出异常、PV对地绝缘阻抗出现异常、逆变器运行状态以及PV开口电压较高等。

本申请实施例的电势诱导衰减装置，通过工频变压器、输入继电器、整流电路以及输出继电器构建的高压直流电源；高压直流电源结构简单，没有电源管理芯片以及电压等级较高的功率管，成本较低，可靠性高。

以上参照附图说明了本申请的优选实施例，并非因此局限本申请的权利范围。本领域技术人员不脱离本申请的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本申请的权利范围之内。

Claims (10)

1.一种高压直流电源，其特征在于，所述高压直流电源包括工频变压器、输入继电器、整流电路、第一输出继电器以及第二输出继电器；

所述工频变压器的初级绕组与电网连接，所述工频变压器的第一次级绕组与所述输入继电器的输入端连接；所述输入继电器的输出端与所述整流电路的输入端连接，所述整流电路的第一输出端通过所述第一输出继电器与光伏电池板连接，所述整流电路的第二输出端通过所述第二输出继电器与地连接；

所述输入继电器的控制端、所述第一输出继电器的控制端以及所述第二输出继电器的控制端用于接收光伏逆变器内部的逆变器监控板输出的驱动信号。

2.根据权利要求1所述的高压直流电源，其特征在于，所述整流电路为整流二极管构成的第一不控整流电路。

3.根据权利要求1所述的高压直流电源，其特征在于，所述高压直流电源还包括第一限流电阻和第二限流电阻；

所述第一限流电阻连接在所述整流电路的第一输出端和所述第一输出继电器之间；

所述第二限流电阻连接在所述整流电路的第二输出端和所述第二输出继电器之间。

4.根据权利要求1所述的高压直流电源，其特征在于，所述高压直流电源还包括保护电路；

所述保护电路用于采样所述光伏电池板和地之间的电压；根据所述光伏电池板和地之间的电压生成故障信号。

5.根据权利要求4所述的高压直流电源，其特征在于，所述保护电路包括依次连接的电压采样电路以及比较器；

所述电压采样电路用于采样所述光伏电池板和地之间的电压；

所述比较器用于根据所述光伏电池板和地之间的电压生成故障信号。

6.根据权利要求5所述的高压直流电源，其特征在于，所述保护电路还包括与所述比较器连接的光耦隔离电路；

所述光耦隔离电路用于对所述比较器生成的故障信号进行光耦隔离处理，输出光耦隔离处理后的信号。

7.根据权利要求1所述的高压直流电源，其特征在于，所述高压直流电源还包括供电电路；

所述供电电路用于对电网电压进行整流稳压处理，得到稳定的直流电。

8.根据权利要求7所述的高压直流电源，其特征在于，所述供电电路包括整流二极管构成的第二不控整流电路以及线性稳压芯片；

所述第二不控整流电路的输入端与所述工频变压器的第二次级绕组连接，所述第二不控整流电路的输出端与所述线性稳压芯片连接。

9.根据权利要求7所述的高压直流电源，其特征在于，所述供电电路为光伏逆变器内部的辅助电源电路。

10.一种电势诱导衰减装置，其特征在于，所述电势诱导衰减装置包括集成在光伏逆变器内部的权利要求1-9任一所述的高压直流电源、以及驱动所述高压直流电源的逆变器监控板。