CN217427757U - 一种逆变器及其电源供电电路 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种逆变器及其电源供电电路，其电源供电电路包括第一开关电源，和，储能装置及其充放电电路；第一开关电源的输出端与充放电电路的一端相连，连接点作为电源供电电路的输出端；充放电电路的另一端连接储能装置。其中，储能装置可以通过充放电电路接收第一开关电源的能量，进行储能，也可以通过充放电电路向电源供电电路的输出端释放能量；因此，当电源供电电路的输出端所连接的电力负载需要的能量较大时，相比于现有技术中只通过单一供电路径为电力负载供电，本申请可以由储能装置和第一开关电源，同时向电源供电电路的输出端提供能量，进而满足电力负载的能量需求，维持电源供电电路正常运行。

Description

一种逆变器及其电源供电电路

技术领域

本申请涉及逆变器技术领域，特别涉及一种逆变器及其电源供电电路。

背景技术

电网中的电力负载，如断路器，在运行过程中需要电源供电电路向其提供相应的能量，维持正常运行。现有技术中，为逆变器中的断路器进行电源供电的电路如图1所示，其第一开关电源输出220V的电压，此电压由第一开关电源内部的稳压二极管稳定后经过限流电阻给电容池充电，再输入至电力负载断路器，为断路器中的储能电机储能，以及为线圈的吸合提供能量。其中限流电阻可以控制所在线路电流的大小，以防电流过大烧坏所串联的元器件，同时也可以起到分压的作用。

但是，当电力负载断路器的内部电机需要储能时，电力负载需要的功率较大，电容池的能量不足以维持，且由于其他负载的功率需求以及电阻分压的作用，导致第一开关电源的220V电压输出跌落，因此无法满足断路器储能的需求；同时限流电阻上的损耗较大、发热严重。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供一种逆变器及其电源供电电路，以满足电源供电电路中电力负载所需要的能量，并维持正常运行。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

本申请第一方面提供一种逆变器的电源供电电路，包括：第一开关电源，和，储能装置及其充放电电路；其中：

所述第一开关电源的输出端与所述充放电电路的一端相连，连接点作为所述电源供电电路的输出端；

所述充放电电路的另一端连接所述储能装置。

可选的，还包括：第二开关电源；

所述第二开关电源的输入端，与所述第一开关电源的输出端和所述充放电电路的连接点相连；

所述第二开关电源的输出端，作为所述电源供电电路的另一输出端。

可选的，所述第一开关电源的输出端设置有电压采样反馈模块，以使所述第一开关电源的输出端电压稳定于预设值。

可选的，所述充放电电路包括：限流电阻。

可选的，所述充放电电路还包括：与所述限流电阻并联连接的二极管；

所述二极管的导通方向为所述储能装置的放电方向。

可选的，所述第一开关电源为隔离型或非隔离型拓扑，所述第二开关电源为隔离型或非隔离型拓扑。

可选的，所述非隔离型拓扑为：Buck、Boost、Buck-Boost、Sepic中的任意一种；

所述隔离型拓扑为：Flyback、Forward、Push-Pull、Half-Bridge中的任意一种。

可选的，所述储能装置为电容池。

本申请第二方面提供一种逆变器，包括：主电路，控制系统，及，如上述第一方面任一段落所述的逆变器的电源供电电路；

所述主电路受控于所述控制系统；

所述电源供电电路用于为所述主电路中的器件和/或所述控制系统供电。

可选的，所述电源供电电路中包括第二开关电源时，所述第二开关电源的输出端连接所述控制系统的供电端；

所述第一开关电源的输出端和所述充放电电路的连接点，连接所述主电路中断路器的供电端。

本申请提供的逆变器的电源供电电路，包括第一开关电源，和，储能装置及其充放电电路；第一开关电源的输出端与充放电电路的一端相连，连接点作为电源供电电路的输出端，可以连接电力负载断路器；且充放电电路的另一端连接储能装置，如电容池。其中，储能装置可以通过充放电电路接收第一开关电源的能量，进行储能，也可以通过充放电电路向电源供电电路的输出端释放能量；因此，当电源供电电路的输出端所连接的电力负载需要的能量较大时，相比于现有技术中只通过单一供电路径为电力负载供电，本申请可以由储能装置和第一开关电源，同时向电源供电电路的输出端提供能量，进而满足负载的能量需求；同时减小了储能装置流经充放电电路的放电电流，降低了相应的损耗及发热，能够维持电路正常运行。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为现有技术方案提供的逆变器的电源供电电路的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的逆变器的电源供电电路的结构示意图；

图3为现有技术方案提供的逆变器的电源供电电路的一种具体结构示意图；

图4为本申请实施例提供的逆变器的电源供电电路一种具体结构示意图；

图5为本申请实施例提供的逆变器的电源供电电路另一种具体结构示意图；

图6为本申请实施例提供的逆变器的电源供电电路又一种具体结构示意图；

图7为本申请实施例提供的逆变器的一种具体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本申请提供一种逆变器的电源供电电路，以满足电源供电电路中电力负载所需要的能量，并维持正常运行。

如图2所示，该逆变器的电源供电电路，包括：第一开关电源10，和，储能装置20及其充放电电路30；其中：

第一开关电源10的输出端与充放电电路30的一端相连，连接点作为电源供电电路的输出端，为电力负载供电，比如可以与断路器901相连，为断路器901提供能量。

其中，第一开关电源10可以为隔离型拓扑结构，也可以为非隔离型拓扑结构；且非隔离型拓扑结构可以为：Buck、Boost、Buck-Boost、Sepic中的任意一种拓扑结构，隔离型拓扑结构可以为：Flyback、Forward、Push-Pull、Half-Bridge中的任意一种拓扑结构，但并不仅限于此，视具体应用环境而定即可，均在本申请的保护范围内。

充放电电路30的另一端连接储能装置20；其中储能装置20可以为与现有技术中相同的电容池，也可以为电池，但并不仅限于此，只要有储能作用即可，视具体应用环境而定，均在本申请的保护范围内。

具体的工作原理为：

第一开关电源10与充放电电路30相连，能够将第一开关电源10的能量输送至储能装置20进行储能，此外，储能装置20可以通过充放电电路30进行放电。当电源供电电路的输出端的一端连接断路器901时，若断路器901内部电机需要储能，即所需的功率较大，现有技术的电源供电电路只能通过单一供电路径为断路器901提供能量，电容池的能量不足以维持，且第一开关电源输出的220V电压也会降低，因此无法满足断路器储能的需求。而本申请提供的逆变器的电源供电电路，若断路器901需要的能量较大，为了满足断路器901所需要的功率，储能装置20可以通过充放电电路30进行放电，和第一开关电源10同时给断路器901提供能量，满足断路器901内部电机对能量的需求，进而为接入的大功率电力负载提供所需的能量，并且能够维持电源供电电路的正常运行。

本实施例提供的逆变器的电源供电电路，解决了电源供电电路的输出端接入大功率电力负载时，出现能量不足以供应的问题，且满足了线圈瞬时动作的需求；而且，由于本实施例是通过储能装置20和第一开关电源10的功率之和，来满足负载的需求，所以储能装置20通过充放电电路30进行放电的电流比现有技术中限流电阻上的电流得到了大幅度降低，进而，其损耗和发热相比于现有技术都得到了显著降低，能够保证电源供电电路的正常运行。

值得说明的是，由于逆变器的控制系统会具有故障录波的功能，为了实现故障录波，现有技术中，如图3所示，一般会从电容池输出能量至第二开关电源，再变换至22V电压进行输出。而且，其第一开关电源会同时输出24V和220V的电压，其中24V为带采样反馈的供电电压，用于为控制系统供电。第二开关电源输出的22V与第一开关电源输出的24V经过对顶后输出，进而当第一开关电源正常供电时，经过对顶后输出电压24V；而当逆变器发生故障导致第一开关电源掉电时，经过对顶后输出电压22V，继续为控制系统供电，满足控制系统中故障录波对能量的需求。但是，图3所示的该方案，第一开关电源输出的两路电压中，仅其24V电压输出为可控路，而其220V电压输出为不控路，当其负载较重时由于交叉调整率以及电阻分压的作用，容易导致220V输出跌落，不利于对于电力负载的供电稳定。

本实施例为了故障录波功能正常运行，在上一实施例的基础之上，该电源供电电路，如图4所示，还包括第二开关电源40，该第二开关电源40的输入端与第一开关电源10的输出端和充放电电路30的连接点相连；第二开关电源40的输出端，作为电源供电电路的另一输出端，用于提供控制供电，比如连接控制系统801。

第二开关电源40可以为隔离型拓扑结构，也可以为非隔离型拓扑结构，且非隔离型拓扑结构可以为：Buck、Boost、Buck-Boost、Sepic中的任意一种拓扑结构，隔离型拓扑结构可以为：Flyback、Forward、Push-Pull、Half-Bridge中的任意一种拓扑结构，但并不仅限于此，视具体应用环境而定即可，均在本申请的保护范围内。

该逆变器的电源供电电路中，第一开关电源10的输出电压为V1，比如220V；第二开关电源40输出电压为V2，比如24V；且第二开关电源40不仅能够接收第一开关电源10提供的能量，还能够接收储能装置20通过充放电电路30放电时提供的能量；也即，该逆变器的电源供电电路中对于第二开关电源40设置了两个供电来源：第一开关电源10和储能装置20。当第二开关电源40所需要的能量较大时，第一开关电源10和储能装置20可以同时为第二开关电源40提供能量。而且，当第一开关电源10掉电时，还可以通过储能装置20放电为第二开关电源40提供能量；进而实现对于控制系统801的冗余供电，确保故障录波功能的实现。

实际应用中，该第一开关电源10可以取电于逆变器主电路的直流侧或交流侧，当逆变器发生故障导致第一开关电源10断电时，储能装置20放电后通过第二开关电源40为控制系统801等需要控制供电的设备提供能量，避免单一掉电时这些设备会失去供电来源，进而提高了系统控制供电的可靠性，确保控制系统801能够自动地、准确地记录故障前、后过程电气量的变化情况。

本实施例中，在220V电压所带的负载较重时，能够由第一开关电源10和储能装置20同时为断路器901供电，满足电机储能时的需求，以及满足线圈瞬时动作的需求，避免了现有技术中220V输出跌落的情况发生。而且，该电源供电电路在满足故障录播的需求时，虽然同样采用的是两个开关电源，但其供电架构更为简单；另外，由于其第一开关电源10仅输出一路电压V1，因此可以直接对其进行采样反馈控制，确保该输出电压的稳定。

还值得说明的是，如图3所示的现有技术中，由于其第一开关电源输出的220V电压为不控路，因此一般会在第一开关电源内部设置一个稳压二极管来稳定这一220V的输出电压，再经过限流电阻为电容池供电。而电源供电电路在不带电力负载设备的情况下运转，会导致该稳压二极管的热量升高，缩短稳压二极管的使用寿命，增加电源供电电路的成本。而且，当其24V电压输出支路的功率较大时，该220V电压的输出会降低进而不满足后级负载的电压要求。

而本实施例中，由于第一开关电源10仅输出一路电压V1，因此可以在第一开关电源10的输出端设置一个电压采样反馈模块，以使第一开关电源10的输出端电压能够稳定于预设值。

正常情况下，该逆变器的电源供电电路中，通过第一开关电源10输出端设置的电压采样反馈模块，可以采样第一开关电源10输出的电压V1，并用于进行反馈控制，以使第一开关电源10的输出端电压V1稳定于预设值，比如220V，使其带轻重负载均可将电压稳定在220V；具体的，当电源供电电路的输出端连接电力负载断路器901时，不论断路器901的功率为大功率或小功率，均可以使电源供电电路中第一开关电源10的输出端电压V1稳定在220V；而且，无需设置现有技术中的稳压二极管，避免了电源供电电路中空载发热的问题，节约了电源供电电路的成本。

而且，当第二开关电源40输出的V2路功率较大时，也可以由储能装置20和第一开关电源10同时给第二开关电源40提供能量，避免了对于第一开关电源10输出的V1电压产生影响，使其能够满足后级负载的电压要求。

在上述实施例的基础之上，本实施例提供了该逆变器的电源供电电路的一种具体实现形式，如图5所示(以在图4的基础上为例进行展示)，其中，该充放电电路30包括：限流电阻R。

具体的，该限流电阻R能够限制电源供电电路中所在支路中电流的大小，以防电流过大烧坏所串联的元器件，且第一开关电源10给储能装置20充电，经过限流电阻R限制所在支路的电流大小，还有利于第一开关电源10的热应力和电应力。而且，当储能装置20和第一开关电源10同时供电时，流经限流电阻R的电流比现有技术中得到了大幅度降低，进而，其损耗和发热都得到了显著降低。

但是图5所示的方案中，当储能装置20放电时，也需要经过限流电阻R，此时会发生能量的损耗。因此，在图5所示结构的基础之上，更为优选的，如图6所示，该充放电电路30还包括：与限流电阻R并联连接的二极管D，且二极管D的导通方向为储能装置20的放电方向。

具体的，该电源供电电路中的储能装置20放电时，充放电电路30中，由二极管D将限流电阻R旁路掉，进而通过二极管D输出电量，避免了电源供电电路中能量的损耗，且能瞬时提供较大的能量。

本申请另一实施例还提供了一种逆变器，如图7所示，包括：主电路101，控制系统801，及，如上述任一实施例所述的逆变器的电源供电电路201(如图2、图4、图5和图6所示)；该电源供电电路201的结构及工作原理参见上述实施例即可，不再一一赘述。

主电路101受控于控制系统801；实际应用中，该控制系统801与主电路101之间通过信号线相连，控制主电路101进行工作。

电源供电电路201用于为主电路101中的器件，比如断路器901供电，和/或，为控制系统801供电；实际应用中，可以单独为断路器901提供能量，也可以单独为控制系统801提供能量，也可以同时为断路器901和控制系统801提供能量。

且当电源供电电路201中包括第二开关电源40时，第二开关电源40的输出端连接控制系统801的供电端；第一开关电源10的输出端和充放电电路30的连接点，连接主电路101中断路器901的供电端。此时，断路器901和控制系统801均可以接收第一开关电源10和储能装置20的大功率同时供电，也可以在正常情况下接收第一开关电源10的单独供电，并在第一开关电源10掉电时接收储能装置20的单独供电。

另外，该主电路101的直流侧可以接收光伏组件或者储能电池提供的电能，此处不做具体限定；该第一开关电源10输入端接收的电能，可以来源于主电路101的直流侧或交流侧，也可以来源于外接电源；视其具体应用环境而定即可，均在本申请的保护范围内。

本说明书中的各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本实用新型的范围。

对所公开的实施例的上述说明，本说明书中各实施例中记载的特征可以相互替换或者组合，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种逆变器的电源供电电路，其特征在于，包括：第一开关电源，和，储能装置及其充放电电路；其中，

所述第一开关电源的输出端与所述充放电电路的一端相连，连接点作为所述电源供电电路的输出端；

所述充放电电路的另一端连接所述储能装置。

2.根据权利要求1所述的逆变器的电源供电电路，其特征在于，还包括：第二开关电源；

所述第二开关电源的输入端，与所述第一开关电源的输出端和所述充放电电路的连接点相连；

所述第二开关电源的输出端，作为所述电源供电电路的另一输出端。

3.根据权利要求1所述的逆变器的电源供电电路，其特征在于，所述第一开关电源的输出端设置有电压采样反馈模块，以使所述第一开关电源的输出端电压稳定于预设值。

4.根据权利要求1至3任一项所述的逆变器的电源供电电路，其特征在于，所述充放电电路包括：限流电阻。

5.根据权利要求4所述的逆变器的电源供电电路，其特征在于，所述充放电电路还包括：与所述限流电阻并联连接的二极管；

所述二极管的导通方向为所述储能装置的放电方向。

6.根据权利要求1至3任一项所述的逆变器的电源供电电路，其特征在于，所述第一开关电源为隔离型或非隔离型拓扑，第二开关电源为隔离型或非隔离型拓扑。

7.根据权利要求6所述的逆变器的电源供电电路，其特征在于，所述非隔离型拓扑为：Buck、Boost、Buck-Boost、Sepic中的任意一种；

所述隔离型拓扑为：Flyback、Forward、Push-Pull、Half-Bridge中的任意一种。

8.根据权利要求1至3任一项所述的逆变器的电源供电电路，其特征在于，所述储能装置为电容池。

9.一种逆变器，其特征在于，包括：主电路，控制系统，及，如权利要求1至8任一项所述的逆变器的电源供电电路；

所述主电路受控于所述控制系统；

所述电源供电电路用于为所述主电路中的器件和/或所述控制系统供电。

10.根据权利要求9所述的逆变器，其特征在于，所述电源供电电路中包括第二开关电源时，所述第二开关电源的输出端连接所述控制系统的供电端；

所述第一开关电源的输出端和所述充放电电路的连接点，连接所述主电路中断路器的供电端。

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