CN218124359U - 反接自适应控制电路、供电系统及光伏空调 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种反接自适应控制电路、供电系统及光伏空调。其中，该电路包括：光伏DC/DC模块，其中包括第一光伏DC/DC单元和第二光伏DC/DC单元，第一光伏DC/DC单元在光伏电池正接时导通，第二光伏DC/DC单元在光伏电池反接时导通；切换模块，分别连接光伏电池、DC/AC控制器以及第一光伏DC/DC单元和第二光伏DC/DC单元，用于根据光伏电池的接线状态改变自身的导通状态，进而控制第一光伏DC/DC单元或第二光伏DC/DC单元导通。通过本实用新型，能够保证光伏电池无论正接还是反接，均能适应性地调整光伏电池与DC/AC控制器的连接关系，进而保证供电系统正常工作，无需人工参与。

Description

反接自适应控制电路、供电系统及光伏空调

技术领域

本实用新型涉及电子电力技术领域，具体而言，涉及一种反接自适应控制电路、供电系统及光伏空调。

背景技术

图1为一种现有的光伏空调的供电系统的结构图，如图1所示，光伏电池直连到光伏DC/DC，当光伏正、负反接时，光伏电池输出端的开关管和电感一直在消耗电能，而且此时光伏电池接近短路，光伏电池输出的电能会转为热能消耗掉，会加剧供电系统内部温升的问题，针对上述问题，提出另一种新的光伏空调的供电，图2为另一种现有的光伏空调的供电系统的结构图，如图2所示，在光伏电池一侧设置直流接触器实现光伏电池与光伏DC/DC连接控制，但是这种结构成本较高，并且只能在反接时断电，然后通过人工调整接线方式，解决反接问题，无法实现光伏电池反接情况下的自适应连接，自动化程度较低。

针对现有技术中光伏空调的供电系统无法实现光伏电池反接情况下的自适应连接的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型实施例中提供一种反接自适应控制电路、供电系统及光伏空调，以解决现有技术中光伏空调的供电系统无法实现光伏电池反接情况下的自适应连接的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种反接自适应控制电路，其中，该电路包括：

光伏DC/DC模块，其中包括第一光伏DC/DC单元和第二光伏DC/DC单元，所述第一光伏DC/DC单元在所述光伏电池正接时导通，所述第二光伏DC/DC单元在所述光伏电池反接时导通；

切换模块，分别连接所述光伏电池、所述DC/AC控制器以及所述第一光伏DC/DC单元和所述第二光伏DC/DC单元，用于根据所述光伏电池的接线状态改变自身的导通状态，进而控制第一光伏DC/DC单元或所述第二光伏DC/DC单元导通。

进一步地，所述切换模块包括：

第一开关，其第一端连接所述光伏电池的正极端子，其第二端连接所述第一光伏DC/DC单元的第一端，其第三端连接所述第二光伏DC/DC单元的第二端；

第二开关，其第一端连接所述光伏电池的负极端子，其第二端连接第三开关的第一端，其第三端连接所述第二光伏DC/DC单元的第一端；

所述第三开关，其第一端还连接所述DC/AC控制器的负极端子，第二端连接所述第一光伏DC/DC单元的第二端，其第三端连接所述第二光伏DC/DC单元的第二端；

所述第一光伏DC/DC单元的第三端和所述第二光伏DC/DC单元的第三端连接所述DC/AC控制器的正极端子。

进一步地，所述第一光伏DC/DC单元包括：

第一电感，其第一端连接所述第一开关的第二端，其第二端连接第一开关管的第一端；

所述第一开关管，其第二端连接所述第三开关的第二端；

二极管，其正极连接至所述第一电感的第二端和所述第一开关管的第一端之间，其负极连接所述DC/AC控制器的正极端子。

进一步地，所述第二光伏DC/DC单元包括：

第二电感，其第一端连接所述第二开关的第三端，其第二端连接分别连接第二开关管的第一端、所述第一电感的第二端、所述第一开关管的第一端；

所述第二开关管，其第二端分别连接所述第一开关的第三端和所述第三开关的第三端；

所述第二光伏DC/DC单元包括所述二极管。

进一步地，所述电路还包括：

采样模块，连接电流传感器，所述电流传感器设置在所述第一电感的第二端、所述第二电感的第二端、所述第一开关的第一端以及所述第二开关的连接处，用于采集光伏电池输出的电流并根据所述光伏电池输出的电流生成采样信号。

进一步地，所述采样模块包括：

运算放大器，其同相输入端连接所述电流传感器，其反相输入端输入参考电压，其输出端连接自身的反相输入端，还连接控制模块。

进一步地，所述电路还包括：

控制模块，用于根据所述电流采样模块生成的采样信号输出控制信号，进而控制所述切换模块的导通状态，以及第一开关管和第二开关管的通断。

进一步地，所述电路还包括：

辅助电源，其输入端连接电网，其输出端分别连接所述采样模块和所述控制模块，用于为所述采样模块和所述控制模块供电。

本实用新型还提供一种供电系统，包括光伏电池和DC/AC控制器，还包括上述反接自适应控制电路。

本实用新型还提供一种光伏空调，包括上述供电系统。

应用本实用新型的技术方案，在现有的光伏空调的供电系统的电路结构中增设了第一光伏DC/DC单元和第二光伏DC/DC单元，第一光伏DC/DC单元在光伏电池正接时导通，第二光伏DC/DC单元在光伏电池反接时导通，通过切换模块根据光伏电池的接线状态改变自身的导通状态，进而控制第一光伏DC/DC单元或第二光伏DC/DC单元导通，能够保证光伏电池无论正接还是反接，均能适应性地调整光伏电池与DC/AC控制器的连接关系，进而保证供电系统正常工作，无需人工参与。

附图说明

图1为一种现有的光伏空调的供电系统的结构图；

图2为另一种现有的光伏空调的供电系统的结构图；

图3为根据本实用新型实施例的反接自适应控制电路的结构图；

图4为根据本实用新型实施例的采样模块的结构图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

应当理解，尽管在本实用新型实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述开关，但这些开关不应限于这些术语。这些术语仅用来将不同开关区分开。例如，在不脱离本实用新型实施例范围的情况下，第一开关也可以被称为第二开关，类似地，第二开关也可以被称为第一开关。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。

还需要说明的是，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商品或者装置不仅包括那些要素，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商品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者装置中还存在另外的相同要素。

下面结合附图详细说明本实用新型的可选实施例。

实施例1

本实施例提供一种反接自适应控制电路，图3为根据本实用新型实施例的反接自适应控制电路的结构图，如图3所示，该反接自适应控制电路设置在光伏电池10和DC/AC控制器20之间，所述电路包括：

光伏DC/DC模块，其中包括第一光伏DC/DC单元和第二光伏DC/DC单元，所述第一光伏DC/DC单元在所述光伏电池10正接时导通，所述第二光伏DC/DC单元在所述光伏电池10反接时导通；

切换模块，分别连接所述光伏电池10、所述DC/AC控制器20以及所述第一光伏DC/DC单元和所述第二光伏DC/DC单元，用于根据所述光伏电池10的接线状态改变自身的导通状态，进而控制第一光伏DC/DC单元或所述第二光伏DC/DC单元导通。

本实施例的反接自适应控制电路，在现有的光伏空调的供电系统的电路结构中增设了第一光伏DC/DC单元和第二光伏DC/DC单元，第一光伏DC/DC单元在所述光伏电池10正接时导通，第二光伏DC/DC单元在光伏电池10反接时导通，通过切换模块根据所述光伏电池10的接线状态改变自身的导通状态，进而控制第一光伏DC/DC单元或所述第二光伏DC/DC单元导通，能够保证光伏电池无论正接还是反接，均能适应性地调整光伏电池与DC/AC控制器的连接关系，进而保证供电系统正常工作，无需人工参与。

在实际应用中，DC/DC单元包括一个电感、一个开关管和一个二极管组成第一BOOST升压电路(即第一光伏DC/DC单元)，实现升压功能，其中，电感和二极管串联后(电感连接二极管的正极)，接入光伏电池的正极端子和DC/AC控制器的正极端子之间，开关管的漏极连接至电感和二极管之间，源极连接至光伏电池的负极端子和DC/AC控制器的负极端子之间，在光伏电池反接的情况下，光伏电池的正极端子实际为负极端子，负极端子实际为正极端子，因此，需要改变光伏电池的正负极端子与上述电感、开关管、二极管的连接关系，考虑到一旦结构确定，连接关系无法轻易改变，可以再设置一组电感、一个开关管和一个二极管，由于二极管不直接连接光伏电池的正、负极端子，因此，光伏电池的正极端子这个元件可以重复利用，只需要再设置一个电感和开关管，与重复利用的二极管组成第二BOOST升压电路(即第二光伏DC/DC单元)，在光伏电池反接的情况下断开第一BOOST升压电路，接通第二BOOST升压电路，即可实现反接情况下的自适应控制，为了实现分别控制第一BOOST升压电路和第二BOOST升压电路的导通，所述切换模块包括：第一开关K1，其第一端连接光伏电池10的正极端子，其第二端连接第一光伏DC/DC单元的第一端，其第三端连接第二光伏DC/DC单元的第二端；第二开关K2，其第一端连接光伏电池10的负极端子，其第二端连接第三开关K3的第一端，其第三端连接所述第二光伏DC/DC单元的第一端；第三开关K3，其第一端还连接DC/AC控制器20的负极端子Vbus-，第二端连接第一光伏DC/DC单元的第二端，其第三端连接第二光伏DC/DC单元的第二端；第一光伏DC/DC单元的第三端和第二光伏DC/DC单元的第三端连接DC/AC控制器20的正极端子Vbus+。

上述第一开关K1、第二开关K2以及第三开关K3均为继电器，第一开关K1的第一端为继电器的静触点0，第二端为继电器的常闭触点1，第三端为继电器的常开触点2，同理，第二开关K2的第一端为继电器的静触点0，第二端为继电器的常闭触点1，第三端为继电器的常开触点2，第三开关K3的第一端为继电器的静触点0，第二端为继电器的常闭触点1，第三端为继电器的常开触点2。

为了构成BOOST升压电路，第一光伏DC/DC单元包括：

第一电感L1，其第一端连接第一开关K1的第二端，其第二端连接第一开关管Q1的第一端；第一开关管Q1，其第二端连接第三开关K3的第二端；二极管D1，其正极连接至第一电感L1的第二端和第一开关管Q1的第一端之间，其负极连接DC/AC控制器20的正极端子Vbus+。

第二光伏DC/DC单元包括：第二电感L2，其第一端连接第二开关K2的第三端，其第二端连接分别连接第二开关管Q2的第一端、第一电感L1的第二端、所述第一开关管Q1的第一端；第二开关管Q2，其第二端分别连接第一开关K1的第三端和所述第三开关K3的第三端；第二光伏DC/DC单元包括二极管D1。也就是说，为了节约器件，第一光伏DC/DC单元，第二光伏DC/DC单元共用一个二极管。

如果光伏电池反接，其输出的电流会比正接情况下的电流小，为了采集光伏电池输出的电流，进而判断光伏电池是够反接，所述电路还包括：采样模块30，连接电流传感器U1，所述电流传感器U1设置在所述第一电感L1的第二端、所述第二电感L2的第二端、所述第一开关K1的第一端以及所述第二开关K2的连接处，用于采集光伏电池10输出的电流并根据光伏电池10输出的电流生成采样信号。

图4为根据本实用新型实施例的采样模块的结构图，如图4所示，所述采样模块30包括：运算放大器A，其同相输入端连接所述电流传感器U1，输入U1_Out，其反相输入端输入参考电压U1_Ref，其输出端连接自身的反相输入端，还连接控制模块，用于输出采样电压Vo。

上述电流传感器可以采用霍尔器件，举例来说，当光伏电池正接时，U1_Out输出2.5V，U1_Ref的值设置为2.5V，假设Vref设定为1.5V，则通过采样模块30输出的采样电压Vo＝1.5V，当光伏接线反接时，光伏电池输出的电流会减小，U1_Out的值会小于U1_Ref的值，导致采样电压Vo的值将会小于1.5V，因此，通过上述采样模块30输出的采样电压的值，即可判断光伏电池输出的电流是否小于正常值，进而判断光伏电池是否反接。

如图3所示，所述电路还包括：控制模块40，用于根据所述电流采样模块30生成的采样电压Vo输出控制信号，进而控制所述切换模块的导通状态。

为了实现为上述采样模块30和控制模块40供电，如图3所示，电路还包括：辅助电源50，其输入端连接电网，其输出端分别连接采样模块30和所述控制模块40，用于为采样模块30和控制模块40供电。

综上所述，本实施例的反接自适应控制电路，在现有结构的基础上增加器件第二开关管Q2、第二电感L2、第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3，本实施例中的光伏DC/DC模块由第一电感L1、第一开关管Q1、二极管D1、第二电感L2、第二开关管Q2组成，光伏电池与光伏空调之间还包括DC/AC控制器，DC/AC控制器还连接电网，上述反接自适应控制电路还包括：辅助电源50、控制模块40、采样模块30。其中，光伏DC/DC接在光伏电池组件和直流母线之间，双向DC/AC控制器接在直流母线和电网之间，辅助电源50给控制模块40、采样模块30供电，采样模块30可以采集光伏电池输出的电流，控制模块40可以输出控制信号S_Q1、S_Q2、S_K1、S_K2、S_K3，分别控制器第一开关管Q1、第二开关管Q2、第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3的开通和关断。

上述反接自适应控制电路的具体工作过程如下：

当光伏侧输入端子接线正接时，采样模块30可以采集光伏电池输出的电流信号，生成采样电压Vo后，传输至控制模块40，控制模块40根据采样电压Vo判断出光伏电池的正负端子正接，则发出控制信号S_Q1，使第一开关管Q1按照预设占空比间歇性通断，光伏电池接入正常工作，此时控制第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3断电，第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3断电的静触点0与常闭触点1接通，控制第一电感L1、第一开关Q1、二极管D1组成的第一光伏DC/DC单元到通并正常工作。

当接光伏电池的正负端子反接时，采样模块30可以采集光伏电池输出的电流信号，生成采样电压Vo后，传输至控制模块40，控制模块40根据采样电压Vo判断出光伏电池的正负端子反接，则发出控制信号S_K1/S_K2/S_K3，控制第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3通电，第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3断电的静触点0与常开触点2接通，同时控制第二开关管Q2按照预设占空比间歇性通断，使第二电感L2、第二开关管Q2、二极管D1组成的第二光伏DC/DC单元导通并正常工作。

本实施例的方案实现了光伏电池接入时，无论正极、负极是否接反，均能保持系统正常工作，无需人工干预，也解决了光伏侧工程安装接线反接的问题，从而解决了因光伏反接导致系统温升加剧的问题。

实施例2

本实施例提供一种供电系统，包括光伏电池和DC/AC控制器，还包括上述实施例中的反接自适应控制电路，用于保证光伏电池无论正接还是反接，均能适应性地调整光伏电池与DC/AC控制器的连接关系，进而保证供电系统正常工作，无需人工参与。

实施例3

本实施例提供一种光伏空调，包括上述实施例的供电系统，用于保证光伏电池无论正接还是反接，均能适应性地调整光伏电池与DC/AC控制器的连接关系，进而保证供电系统正常工作，无需人工参与，从而保证整个光伏空调的正常运行。

以上所描述的电路实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，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。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种反接自适应控制电路，设置在光伏电池和DC/AC控制器之间，其特征在于，所述电路包括：

光伏DC/DC模块，其中包括第一光伏DC/DC单元和第二光伏DC/DC单元，所述第一光伏DC/DC单元在所述光伏电池正接时导通，所述第二光伏DC/DC单元在所述光伏电池反接时导通；

切换模块，分别连接所述光伏电池、所述DC/AC控制器以及所述第一光伏DC/DC单元和所述第二光伏DC/DC单元，用于根据所述光伏电池的接线状态改变自身的导通状态，进而控制第一光伏DC/DC单元或所述第二光伏DC/DC单元导通。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述切换模块包括：

第一开关，其第一端连接所述光伏电池的正极端子，其第二端连接所述第一光伏DC/DC单元的第一端，其第三端连接所述第二光伏DC/DC单元的第二端；

第二开关，其第一端连接所述光伏电池的负极端子，其第二端连接第三开关的第一端，其第三端连接所述第二光伏DC/DC单元的第一端；

所述第三开关，其第一端还连接所述DC/AC控制器的负极端子，第二端连接所述第一光伏DC/DC单元的第二端，其第三端连接所述第二光伏DC/DC单元的第二端；

所述第一光伏DC/DC单元的第三端和所述第二光伏DC/DC单元的第三端连接所述DC/AC控制器的正极端子。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述第一光伏DC/DC单元包括：

第一电感，其第一端连接所述第一开关的第二端，其第二端连接第一开关管的第一端；

所述第一开关管，其第二端连接所述第三开关的第二端；

二极管，其正极连接至所述第一电感的第二端和所述第一开关管的第一端之间，其负极连接所述DC/AC控制器的正极端子。

4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述第二光伏DC/DC单元包括：

第二电感，其第一端连接所述第二开关的第三端，其第二端连接分别连接第二开关管的第一端、所述第一电感的第二端、所述第一开关管的第一端；

所述第二开关管，其第二端分别连接所述第一开关的第三端和所述第三开关的第三端；

所述第二光伏DC/DC单元包括所述二极管。

5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：

采样模块，连接电流传感器，所述电流传感器设置在所述第一电感的第二端、所述第二电感的第二端、所述第一开关的第一端以及所述第二开关的连接处，用于采集光伏电池输出的电流并根据所述光伏电池输出的电流生成采样信号。

6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述采样模块包括：

运算放大器，其同相输入端连接所述电流传感器，其反相输入端输入参考电压，其输出端连接自身的反相输入端，还连接控制模块。

7.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：

控制模块，用于根据所述电流采样模块生成的采样信号输出控制信号，进而控制所述切换模块的导通状态，以及第一开关管和第二开关管的通断。

8.根据权利要求7所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：

辅助电源，其输入端连接电网，其输出端分别连接所述采样模块和所述控制模块，用于为所述采样模块和所述控制模块供电。

9.一种供电系统，包括光伏电池和DC/AC控制器，其特征在于，还包括权利要求1至8中任一项所述的反接自适应控制电路。

10.一种光伏空调，其特征在于，包括权利要求9所述的供电系统。

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