CN210807105U - 光伏逆变器及电容放电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光伏逆变器及电容放电电路，在电容的放电回路上设置了控制开关，在控制开关导通时电容通过放电回路放电，通过切换开关控制控制开关的导通或关闭，而切换开关则由第一电源和第二电源进行控制，在系统有电时，第一电源给电压储能件充电，电压储能件上保持有电荷，若系统掉电，第一电源和第二电源断电，切换开关控制第一电容上电荷给控制开关供电，控制开关导通，使得电容进行放电，实现了在系统掉电的情况下，电容能够自动进行放电。

Description

光伏逆变器及电容放电电路

技术领域

本实用新型涉及太阳能光伏逆变器领域，具体涉及一种光伏逆变器及电容放电电路。

背景技术

含有电容的设备在断电或关闭后，电容中常常还会储存大量电荷，若电容的容值较大时，其存在的较高电压可能会对维修人员造成伤害或者影响再次开启设备，例如光伏逆变器中升压模块中的电容，在使用过程中太阳能电池和电感均会对电容进行充电，使得该大容值的电容上存在较高电压，若光伏逆变器的供电模块掉电后，电容上的存在的高压对操作存在危害，因此需要尽快将对电容进行放电。

发明内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供了一种对电容进行自动放电的电路。

根据第一方面，一种实施例中提供一种电容放电电路，用于对电容进行放电，包括第一电阻、控制开关、切换开关、第一电源和电压储能件；

所述控制开关包括第一极、第二极和控制极，所述电容的正极与第一电阻的输入端相连，第一电阻的输出端与控制开关的第一极相连，控制开关的第二极与地相连；

所述电压储能件的负极与地相连，电压储能件的正极与切换开关的第一端相连，切换开关的第二端在第一电源的正极与控制开关的控制极之间进行切换，用于在不需要对电容进行放电时将电压储能件的正极连接到第一电源的正极，在需要对电容进行放电时将控制开关的控制极连接到电压储能件的正极。

进一步地，还包括控制模块，所述控制模块与切换开关的控制端相连，用于控制切换开关在第一端和第二端之间进行切换。

进一步地，所述控制模块包括第二电源，所述第二电源的正极与切换开关的控制端相连，第二电源的负极与地相连。

进一步地，所述切换开关为单刀双掷继电器，其控制端包括线圈、设置在线圈一端的第一控制端和设置在线圈另一端的第二控制端，所述第一控制端与第二电源的的正极相连，第二控制端与地相连。

进一步地，所述电压储能件为第一电容。

进一步地，还包括第二电阻、第三电阻和第四电阻；

在需要对电容进行放电时，所述切换开关的第二端与第二电阻的输入端相连，所述第二电阻的输出端与控制开关的控制端相连；

在不需要对电容进行放电时，所述第一电源的正极与第四电阻的输入端相连，第四电阻的输出端与切换开关的第二端相连；

所述控制开关的控制端还与第三电阻的输入端相连，第三电阻的输出端与地相连。

根据第二方面，一种实施例中提供一种光伏逆变器，包括太阳能电池、升压模块、逆变模块、供电模块和电网，所述升压模块包括电容，所述升压模块的输入端与太阳能电池的正极相连，用于将太阳能电池输出的直流电压进行升压后储存在电容中；所述逆变模块的输入端与升压模块的输出端相连，用于将升压后的直流电压转换为交流电压；所述逆变模块的输出端与电网相连，用于向电网输出交流电流；所述供电模块用于对升压模块和逆变模块进行供电；其中，还包括电容放电电路，用于对升压模块中的电容进行放电。

进一步地，所述第一电源和第二电源通过供电模块进行供电。

进一步地，所述升压模块包括电感、第一开关、二极管和电容，所述太阳能电池的正极与电感的输入端相连，电感的输出端与二极管的输入端相连，二极管的输出端与电容的正极相连，电容的负极与地相连，电感的输出端还与第一开关的第一极相连，第一开关的第二极与地相连。

进一步地，所述逆变模块包括第二开关、第三开关、第四开关和第五开关，所述第二开关的第一极与电容的正极相连，第二开关的第二极与第三开关的第一极相连，第三开关的第二极与电容的负极相连，第四开关的第一极与电容的正极相连，第四开关的第二极与第五开关的第一极相连，第五开关的第二极与电容的负极相连；第二开关的第二极和第三开关的第一极之间引出节点A，第四开关的第二极与第五开关的第一极之间引出节点B，所述电网连接在节点A和节点B之间。

依据上述实施例的光伏逆变器及电容放电电路，在电容的放电回路上设置了控制开关，在控制开关导通时电容通过放电回路放电，通过切换开关控制控制开关的导通或关闭，而切换开关则由第一电源和第二电源进行控制，在系统有电时，第一电源给电压储能件充电，电压储能件上保持有电荷，若系统掉电，第一电源和第二电源断电，切换开关控制第一电容上电荷给控制开关供电，控制开关导通，使得电容进行放电，实现了在系统掉电的情况下，电容能够自动进行放电。

附图说明

图1为一种电容放电电路的示意图；

图2为一种实施例的具有电容放电电路的光伏逆变器的电路示意图；

图3为一种实施例的单刀双掷继电器的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

现有的电容放电常常是通过控制器控制电容进行放电，然而掉电后控制器也会断电，其无法控制电容的放电。

在本实施例中，请参考图1，图1为一种电容放电电路的示意图,在不需要对电容进行放电时，通过第一电源控制切换开关的第二端与第二电源连接，使得第二电源对电压储能件进行充电，在需要对电容进行放电时，第一电源断电，切换开关的第二端与控制开关的控制极相连，使得电压储能件与控制开关的控制极相连，控制开关导通则电容的正极通过第一电阻R1进行放电。

由于光伏逆变器的升压模块中的电容容值较大，在光伏逆变器掉电后电容上存在较大电压，故本实施例以光伏逆变器为例对其中的电容放电电路的具体实施方式进行阐述。

实施例：

请参考图2，图2为一种实施例的具有电容放电电路的光伏逆变器，包括：太阳能电池1、升压模块2、逆变模块3、供电模块和电网4。

所述升压模块2包括电容C，所述升压模块2的输入端与太阳能电池1的正极相连，用于将太阳能电池1输出的直流电压进行升压后储存在电容C中；

其中升压模块2包括电感L、第一开关S1、二极管D和电容C，所述太阳能电池1的正极与电感L的输入端相连，电感L的输出端与二极管D的输入端相连，二极管D的输出端与电容C的正极相连，电容C的负极与地相连，电感L的输出端还与第一开关S1的第一极相连，第一开关S1的第二极与地相连。第一开关S1还包括控制极，其控制极与外部控制器连接，通过外部控制器控制第一开关S1的导通和关断，当第一开关S1导通时，太阳能电池1向电感L充电，电感L储存电能，当第一开关S1关断时，电感L和太阳能电池1共同向电容C充电，电容C上储存有大量电荷，其电压高于太阳能电池1的输出电压，故对太阳能电池1输出的直流电压进行了升压，升压后的直流电压储存在电容C中。

所述逆变模块3的输入端与升压模块2的输出端相连，用于将升压后的直流电压转换为交流电压；逆变模块3的输出端与电网4相连，用于向电网4输出交流电流；升压模块2升压后的直流电压储存在电容C中，电容C作为直流电压源向逆变模块3输出直流电压，逆变模块3通过逆变将直流电压转换为交流电压。

其中逆变模块3包括第二开关S2、第三开关S3、第四开关S4和第五开关S5，所述第二开关S2的第一极与电容C的正极相连，第二开关S2的第二极与第三开关S3的第一极相连，第三开关S3的第二极与电容C的负极相连，第四开关S4的第一极与电容C的正极相连，第四开关S4的第二极与第五开关S5的第一极相连，第五开关S5的第二极与电容C的负极相连；第二开关S2的第二极和第三开关S3的第一极之间引出节点A，第四开关S4的第二极与第五开关S5的第一极之间引出节点B，所述电网4连接在节点A和节点B之间。第二开关S2、第三开关S3、第四开关S4和第五开关S5均包括有控制极，其控制极与外部控制器连接，通过外部控制器控制对应控制极从而分别控制第二开关S2、第三开关S3、第四开关S4和第五开关S5的导通和关断。当第二开关S2和第五开关S5导通，第三开关S3和第四开关S4关断时，电流从节点A流入电网4，并从节点B流出电网4；当第二开关S2和第五开关S5关断，第三开关S3和第四开关S4导通时，电流从节点B流入电网4，并从节点A流出电网4；上述过程实现了电网上电流的反向，若通过外部控制器按照一定频率控制第二开关S2和第五开关S5导通/关断，第三开关S3和第四开关S4导通/关断，则电网上的电压为同频率的交流电压，实现了直流电压转换为交流电压。

所述供电模块用于对升压模块和逆变模块进行供电，该供电模块是为控制升压模块和逆变模块中开关进行导通或关断的外部控制器进行供电。

当供电模块因为故障掉电后，升压模块中的电容C中存储有大量电荷，因此，本实施例还包括电容放电电路，用于对升压模块中的电容进行放电。

其中包括：第一电阻R1、控制开关SW、切换开关RY、第一电源VCC1和电压储能件C1；

所述控制开关SW包括第一极、第二极和控制极，所述电容C的正极与第一电阻R1的输入端相连，第一电阻R1的输出端与控制开关SW的第一极相连，控制开关SW的第二极与地相连；电压储能件C1的负极与地相连，电压储能件C1的正极与切换开关RY的第一端相连，切换开关RY的第二端在第一电源VCC1的正极与控制开关SW的控制极之间进行切换，用于当供电模块工作，不需要对电容C进行放电时，将电压储能件C1的正极连接到第一电源VCC1的正极，此时第一电源VCC1向电压储能件C1进行充电，电压储能件C1上保持有电荷；当供电模块不工作，需要对电容C进行放电时将控制开关SW的控制极连接到电压储能件C1的正极，此时电压储能件C1上的电荷给控制开关SW的控制极供电，控制开关SW导通，则电容C通过第一电阻R1向地进行放电。

本实施例还包括控制模块，控制模块与切换开关RY的控制端相连，用于控制切换开关在第一端和第二端之间进行切换。该控制模块可以为所述外部控制器，然而当外部控制器掉电后，控制模块也无法控制切换开关RY的切换，因此，本实施例中的控制模块包括第二电源VCC2，所述第二电源的VCC2正极与切换开关RY的控制端相连，第二电源VCC2的负极与地相连。切换开关为单刀双掷继电器，如图3所示，其控制端包括线圈、设置在线圈一端的第一控制端14和设置在线圈另一端的第二控制端15，所述第一控制端与第二电源的的正极相连，第二控制端与地相连。该单刀双掷继电器还包括11端、12端和13端，其中11端为输出触点，13端为常闭触点，12端为常开触点，在初始状态下，即线圈上没有电压加载时，其默认将图3中的11端和13端相连，当向线圈加载一定电压(如5V电压)，该单刀双掷继电器进行切换，使得图3中的11端和12端相连。因此在光伏逆变器正常工作时第二电源VCC2向线圈加载一定电压，使得切换开关RY的第二端连接在第一电源VCC1上，使得第一电源VCC1向电压储能件C1进行充电，在整个光伏逆变器系统掉电后，第二电源VCC2断电，切换开关RY的线圈失电，切换开关RY的第二端进行切换使得电压储能件C1与控制开关SW的控制极相连，控制控制开关SW导通，电容C进行放电。

电压储能件C1可以为储能电池、电容等现有储能器件，本实施例选用第一电容作为电压储能件C1，该第一电容为低压电容，其电容容值的大小取决了所储能电压的大小。

本实施例还包括第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4；在需要对电容C进行放电时，所述切换开关RY的第二端与第二电阻R2的输入端相连，所述第二电阻R2的输出端与控制开关RY的控制端相连，其防止电容C中电压过高时，流入控制开关SW的电流过大，导致切换开关RY或控制开关SW造成损坏，故设置第二电阻R2进行限流；在不需要对电容C进行放电时，由于电压储能件C1(第一电容)对瞬间电压呈导通性，而第一电源VCC1中内部电阻很低，若将电压储能件C1(第一电容)和第一电源VCC1直接连接时，容易导致第一电源VCC2烧毁，同时电压储能件C1(第一电容)也极为可能损坏，故需串联第四电阻R4，限制最大电流，因此第一电源VCC1的正极与第四电阻R4的输入端相连，第四电阻R4的输出端与切换开关RY的第二端相连；所述控制开关SW的控制端还与第三电阻R3的输入端相连，第三电阻的输出端与地相连，该第三电阻R3为控制开关SW提供偏置电压。

本实施例中的第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3、第四开关S4、第五开关S5和控制开关SW均为场效应晶体管，其中第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3、第四开关S4、第五开关S5均带有续流二极管，上述开关的第一极为源极或发射极，对应第二极为发射极或源极，控制极为栅极，当栅极上加载一定电压后，开关导通，源极和发射极之间电阻为0，当栅极上电压为0时，开关关断，源极和发射极之间电阻趋近于无限大。

以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种电容放电电路，用于对电容进行放电，其特征在于，包括第一电阻、控制开关、切换开关、第一电源和电压储能件；

所述控制开关包括第一极、第二极和控制极，所述电容的正极与第一电阻的输入端相连，第一电阻的输出端与控制开关的第一极相连，控制开关的第二极与地相连；

所述电压储能件的负极与地相连，电压储能件的正极与切换开关的第一端相连，切换开关的第二端在第一电源的正极与控制开关的控制极之间进行切换，用于在不需要对电容进行放电时将电压储能件的正极连接到第一电源的正极，在需要对电容进行放电时将控制开关的控制极连接到电压储能件的正极。

2.如权利要求1所述的电容放电电路，其特征在于，还包括控制模块，所述控制模块与切换开关的控制端相连，用于控制切换开关在第一端和第二端之间进行切换。

3.如权利要求2所述的电容放电电路，其特征在于，所述控制模块包括第二电源，所述第二电源的正极与切换开关的控制端相连，第二电源的负极与地相连。

4.如权利要求3所述的电容放电电路，其特征在于，所述切换开关为单刀双掷继电器，其控制端包括线圈、设置在线圈一端的第一控制端和设置在线圈另一端的第二控制端，所述第一控制端与第二电源的正极相连，第二控制端与地相连。

5.如权利要求1中所述的电容放电电路，其特征在于，所述电压储能件为第一电容。

6.如权利要求1中所述的电容放电电路，其特征在于，还包括第二电阻、第三电阻和第四电阻；

在需要对电容进行放电时，所述切换开关的第二端与第二电阻的输入端相连，所述第二电阻的输出端与控制开关的控制端相连；

在不需要对电容进行放电时，所述第一电源的正极与第四电阻的输入端相连，第四电阻的输出端与切换开关的第二端相连；

所述控制开关的控制端还与第三电阻的输入端相连，第三电阻的输出端与地相连。

7.一种光伏逆变器，包括太阳能电池、升压模块、逆变模块、供电模块和电网，所述升压模块包括电容，所述升压模块的输入端与太阳能电池的正极相连，用于将太阳能电池输出的直流电压进行升压后储存在电容中；所述逆变模块的输入端与升压模块的输出端相连，用于将升压后的直流电压转换为交流电压；所述逆变模块的输出端与电网相连，用于向电网输出交流电流；所述供电模块用于对升压模块和逆变模块进行供电；其特征在于，还包括如权利要求1至6任一项所述的电容放电电路，用于对升压模块中的电容进行放电。

8.如权利要求7所述的光伏逆变器，其特征在于，所述第一电源和第二电源通过供电模块进行供电。

9.如权利要求7所述的光伏逆变器，其特征在于，所述升压模块包括电感、第一开关、二极管和电容，所述太阳能电池的正极与电感的输入端相连，电感的输出端与二极管的输入端相连，二极管的输出端与电容的正极相连，电容的负极与地相连，电感的输出端还与第一开关的第一极相连，第一开关的第二极与地相连。

10.如权利要求9所述的光伏逆变器，其特征在于，所述逆变模块包括第二开关、第三开关、第四开关和第五开关，所述第二开关的第一极与电容的正极相连，第二开关的第二极与第三开关的第一极相连，第三开关的第二极与电容的负极相连，第四开关的第一极与电容的正极相连，第四开关的第二极与第五开关的第一极相连，第五开关的第二极与电容的负极相连；第二开关的第二极和第三开关的第一极之间引出节点A，第四开关的第二极与第五开关的第一极之间引出节点B，所述电网连接在节点A和节点B之间。

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