CN220358824U - 变换器低电压穿越装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了变换器低电压穿越装置，涉及电能控制技术领域，包括电源模块，用于提供电能并由电能检测模块判断电压是否低于设定值；传输控制模块，用于电能传输、回流保护和残压传输；放电控制模块，用于定时并在定时结束后控制储能装置进行供电；升压处理模块，用于对输入电能进行升压处理；电压变换模块，用于对输入电能进行电压变换处理。本实用新型变换器低电压穿越装置由传输控制模块将电源模块输出的电能传输给电能变换模块，进行正常的供电工作，在电能检测模块检测电源模块输出的电能低于设定电压时，传输控制模块将残压传输给升压处理模块进行升压处理，并由传输控制模块进行回流保护处理，并在定时结束后控制储能装置进行供电。

Description

变换器低电压穿越装置

技术领域

本实用新型涉及电能控制技术领域，具体是变换器低电压穿越装置。

背景技术

低电压穿越装置，一种暂时支撑变换器的电源电压避免跳闸的装置，保证系统(发电设备或用电设备)在确定时间内承受一定限值的低电压而不退出运行，具体采用升压技术将残压进行升压调制，保证电压维持在变换器正常工作电压范围内，减少电网波动和避免跳闸，现有的变换器低电压穿越装置大多采用IGBT组成的逆变电路和整流电路对输入的残压进行DC-AC-AC-DC升压处理，较为麻烦，电路缺少电能能防护功能，安全性低，并且残压消耗完后如果仍无法恢复正常供电，变换器同样将停止工作，因此有待改进。

实用新型内容

本实用新型实施例提供变换器低电压穿越装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

依据本实用新型实施例中，提供变换器低电压穿越装置，该变换器低电压穿越装置包括：电源模块，电能检测模块，传输控制模块，电压变换模块，放电控制模块，升压处理模块；

所述电源模块，用于发电并提供交流电能，用于对交流电能进行整流处理并输出直流电能；

所述电能检测模块，与所述电源模块连接，用于对所述电源模块输出的电能进行电压检测和降压判断并在电压降到设定电压时输出第一控制信号；

所述传输控制模块，与所述电源模块、电压变换模块、升压处理模块和电能检测模块连接，用于通过传输控制电路将所述电源模块输出的电能传输给所述电压变换模块，用于通过所述第一控制信号控制传输控制电路停止电能的传输并进行回流保护，用于将所述电源模块输出的残压传输给所述升压处理模块；

所述放电控制模块，与所述电能检测模块连接，用于通过放电控制电路接收所述第一控制信号并在接收到第一控制信号的一段时间后控制储能装置进行放电工作；

所述升压处理模块，与所述电压变换模块和放电控制模块连接，用于对所述传输控制模块传输的残压和所述放电控制模块输出的电能进行升压处理并将升压后的电能传输给所述电压变换模块；

所述电压变换模块，用于对所述升压处理模块的电能和传输控制模块输出的电能进行DC-DC变换处理。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型变换器低电压穿越装置由传输控制模块将电源模块输出的电能传输给电能变换模块，进行正常的供电工作，当电能检测模块检测电源模块输出的电能低于设定电压时，将通过传输控制模块将电源模块输出的残压传输给升压处理模块进行升压处理，并由传输控制模块进行回流保护处理，以便安全为电压变换模块提供短暂的工作电能，避免电路出现跳闸的情况，并在欠压时长超过设定时间后，由放电控制模块进行放电，维持电路的工作电能，装置的控制电路结构简单易行。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例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为本实用新型实例提供的变换器低电压穿越装置的原理方框示意图。

图2为本实用新型实例提供的变换器低电压穿越装置的电路图。

图3为本实用新型实例提供的电能检测模块和传输控制模块的连接电路图。

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。

在一个实施例中，请参阅图1，变换器低电压穿越装置包括：电源模块1，电能检测模块2，传输控制模块3，电压变换模块4，放电控制模块5，升压处理模块6；

具体地，所述电源模块1，用于放电并提供交流电能，用于对交流电能进行整流处理并输出直流电能；

电能检测模块2，与所述电源模块1连接，用于对所述电源模块1输出的电能进行电压检测和降压判断并在电压降到设定电压时输出第一控制信号；

传输控制模块3，与所述电源模块1、电压变换模块4、升压处理模块6和电能检测模块2连接，用于通过传输控制电路将所述电源模块1输出的电能传输给所述电压变换模块4，用于通过所述第一控制信号控制传输控制电路停止电能的传输并进行回流保护，用于将所述电源模块1输出的残压传输给所述升压处理模块6；

放电控制模块5，与所述电能检测模块2连接，用于通过放电控制电路接收所述第一控制信号并在接收到第一控制信号的一段时间后控制储能装置进行放电工作；

升压处理模块6，与所述电压变换模块4和放电控制模块5连接，用于对所述传输控制模块3传输的残压和所述放电控制模块5输出的电能进行升压处理并将升压后的电能传输给所述电压变换模块4；

电压变换模块4，用于对所述升压处理模块6的电能和传输控制模块3输出的电能进行DC-DC变换处理。

在具体实施例中，上述电源模块1可采用电源处理电路，对发电产生的交流电能进行整流处理；上述电能检测模块2可采用电压检测电路和欠压检测电路，对电源模块1输出的电能进行电压检测，并判断检测的电压是否低于设定电压；上述传输控制模块3可采用继电开关电路和回流保护电路，由继电开关电路控制正常电能的传输和残压的传输，再由回流保护电路进行回流阻断防护处理；上述电压变换模块4可采用DC-DC变换器，在此不做赘述；上述放电控制模块5可采用定时控制电路和储能装置组成的放电控制电路，由定时控制电路进行定时并在定时结束后控制储能装置进行放电工作；上述升压处理模块6可采用升压处理电路，对输入的低电压进行升压和整流处理。

在另一个实施例中，请参阅图1、图2和图3，所述电源模块1包括交流发电装置和第一整流器J1；所述传输控制模块3包括第一继电开关K1-1、第一二极管D1、第二继电开关K1-2、第一电阻R1、第二二极管S2；所述电压变换模块4包括第一电容C1和第一变换器J3；

具体地，所述交流发电装置与第一整流器J1的输入端连接，第一整流器J1的第一输出端连接第二极管的阳极、第一继电开关K1-1的一端和第二继电开关K1-2的一端，第二二极管S2的阴极通过第一电阻R1连接第二继电开关K1-2的另一端、第一电容C1的第一端和第一变换器J3的第一端，第一整流器J1的第二输出端连接第一电容C1的第二端、第一变换器J3的第二端和地端，第一二极管的阴极连接所述升压处理模块6。

在具体实施例中，上述交流发电装置可选用，但并不限于风能发电装置，也可选用直流发电装置，例如太阳能发电装置，在此不做赘述；上述第二二极管S2和第一电阻R1组成回流保护电路，避免升压处理模块6输出的电能回流，同时避免第二二极管S2被击穿；上述第一继电开关K1-1可选用常开开关，第二继电开关K1-2可选用常闭开关；上述第一变换器J3可选用DC-DC变换器。

进一步地，所述电能检测模块2包括第六电阻R6、第七电阻R7、第一比较器A1、第一阈值装置、第八电阻R8和第九电阻R9；所述传输控制模块3还包括第五开关管VT5、第一继电器K1和第三电源VCC3；

具体地，所述第六电阻R6的一端连接所述第一整流器J1的第一输出端，第六电阻R6的另一端连接第一比较器A1的反相端并通过第七电阻R7连接第一整流器J1的第二输出端，第一比较器A1的同相端连接第一阈值装置，第一比较器A1的输出端连接第八电阻R8的第一端并通过第九电阻R9连接第五开关管VT5的基极，第五开关管VT5的发射极接地，第五开关管VT5的集电极通过第一继电器K1连接第三电源VCC3，第八电阻R8的第二端连接所述放电控制模块5。

在具体实施例中，上述第一比较器A1可选用LM397比较器，配合第一阈值装置组成欠压检测电路，其中第一阈值装置提供参考电压；上述第五开关管VT5可选用NPN型三极管，配合第一继电器K1、第三电源VCC3、第一继电开关K1-1和第二继电开关K1-2组成继电开关电路，其中第一继电器K1同时控制第一继电开关K1-1和第二继电开关K1-2的工作。

进一步地，所述升压处理模块6包括第三二极管D3、第一开关管VT1、第二开关管VT2、第二电阻R2、第三电阻R3、第一变压器B1和第二整流器J2；

具体地，所述第三二极管D3的阴极连接所述第一整流器J1的第二输出端，第三二极管D3的阳极连接第一开关管VT1的发射极和第二开关管VT2的发射极，第一变压器B1的原边的第一端连接第一开关管VT1的集电极并通过第三电阻R3连接第二开关管VT2的基极，第一变压器B1的原边的第二端连接所述第一二极管D1的阴极，第一变压器B1的原边的第三端连接第二开关管VT2的集电极并通过第二电阻R2连接第一开关管VT1的基极，第一变压器B1的副边的第一端和第二端分别连接第二整流器J2的第一输入端和第二输入端，第二整流器J2的第一输出端和第二输出端分别连接第一电容C1的第一端和第二端。

在具体实施例中，上述第一开关管VT1和第二开关管VT2均可选用大功率NPN型三极管，配合第三二极管D3、第二电阻R2、第三电阻R3、第一变压器B1进行升压工作。

进一步地，所述放电控制模块5包括第一功率管Q1、储能装置；

具体地，所述第一功率管Q1的源极连接所述第一变压器B1的原边的第二端，第一功率管Q1的漏极连接储能装置的第一端，储能装置的第二端连接所述第三二极管D3的阳极。

在具体实施例中，上述第一功率管Q1可选用N沟道增强型MOS管；上述储能装置可选用，但并不限于锂电池、蓄电池。

进一步地，所述放电控制模块5还包括第一电源VCC1、第三开关管VT3、第四电阻R4、第五电阻R5、第二电容C2、第四开关管VT4和第二电源VCC2；

具体地，所述第一电源VCC1和第二电源VCC2分别连接第三开关管VT3的集电极和第四开关管VT4的集电极，第四开关管VT4的发射极连接第二电容C2的一端、第五电阻R5的一端和第三开关管VT3的基极，第三开关管VT3的发射极连接所述第一功率管Q1的栅极并通过第四电阻R4接地，第五电阻R5的另一端和第二电容C2的另一端均接地，第四开关管VT4的基极连接所述第八电阻R8的第二端。

在具体实施例中，上述第四开关管VT4可选用NPN型三极管，配合第二电容C2和第五电阻R5可定时触发第三开关管VT3的导通工作，其中第三开关管VT3可选用NPN型三极管，控制第一功率管Q1的工作状态。

本实用新型变换器低电压穿越装置，由第一整流器J1对交流发电装置提供的电能进行整流处理，并由第二继电开关K1-2传输给第一变换器J3，当第一整流器J1输出的电能降低且低于第一阈值装置提供的参考电压时，第一比较器A1将输出高电平并控制第五开关管VT5和第四开关管VT4导通，此时第五开关管VT5控制第一继电器K1工作，使得第一继电开关K1-1闭合，第二继电开关K1-2断开，使得电源模块1的残压通过第三二极管D3、第一开关管VT1、第二开关管VT2、第二电阻R2、第三电阻R3、第一变压器B1和第二整流器J2进行升压和整流处理，并将电能传输给第一变换器J3，第二二极管S2和第一电阻R1避免电能回流，如果第二电容C2的电能存储到触发第三开关管VT3导通时，第一功率管Q1将导通，此时储能装置将通过第三二极管D3、第一开关管VT1、第二开关管VT2、第二电阻R2、第三电阻R3、第一变压器B1和第二整流器J2进行升压和整流处理，并为第一变换器J3提供电能。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.变换器低电压穿越装置，其特征在于，

该变换器低电压穿越装置包括：电源模块，电能检测模块，传输控制模块，电压变换模块，放电控制模块，升压处理模块；

所述电源模块，用于发电并提供交流电能，用于对交流电能进行整流处理并输出直流电能；

所述电能检测模块，与所述电源模块连接，用于对所述电源模块输出的电能进行电压检测和降压判断并在电压降到设定电压时输出第一控制信号；

所述传输控制模块，与所述电源模块、电压变换模块、升压处理模块和电能检测模块连接，用于通过传输控制电路将所述电源模块输出的电能传输给所述电压变换模块，用于通过所述第一控制信号控制传输控制电路停止电能的传输并进行回流保护，用于将所述电源模块输出的残压传输给所述升压处理模块；

所述放电控制模块，与所述电能检测模块连接，用于通过放电控制电路接收所述第一控制信号并在接收到第一控制信号的一段时间后控制储能装置进行放电工作；

所述升压处理模块，与所述电压变换模块和放电控制模块连接，用于对所述传输控制模块传输的残压和所述放电控制模块输出的电能进行升压处理并将升压后的电能传输给所述电压变换模块；

所述电压变换模块，用于对所述升压处理模块的电能和传输控制模块输出的电能进行DC-DC变换处理。

2.根据权利要求1所述的变换器低电压穿越装置，其特征在于，所述电源模块包括交流发电装置和第一整流器；所述传输控制模块包括第一继电开关、第一二极管、第二继电开关、第一电阻、第二二极管；所述电压变换模块包括第一电容和第一变换器；

所述交流发电装置与第一整流器的输入端连接，第一整流器的第一输出端连接第二极管的阳极、第一继电开关的一端和第二继电开关的一端，第二二极管的阴极通过第一电阻连接第二继电开关的另一端、第一电容的第一端和第一变换器的第一端，第一整流器的第二输出端连接第一电容的第二端、第一变换器的第二端和地端，第一二极管的阴极连接所述升压处理模块。

3.根据权利要求2所述的变换器低电压穿越装置，其特征在于，所述电能检测模块包括第六电阻、第七电阻、第一比较器、第一阈值装置、第八电阻和第九电阻；所述传输控制模块还包括第五开关管、第一继电器和第三电源；

所述第六电阻的一端连接所述第一整流器的第一输出端，第六电阻的另一端连接第一比较器的反相端并通过第七电阻连接第一整流器的第二输出端，第一比较器的同相端连接第一阈值装置，第一比较器的输出端连接第八电阻的第一端并通过第九电阻连接第五开关管的基极，第五开关管的发射极接地，第五开关管的集电极通过第一继电器连接第三电源，第八电阻的第二端连接所述放电控制模块。

4.根据权利要求3所述的变换器低电压穿越装置，其特征在于，所述升压处理模块包括第三二极管、第一开关管、第二开关管、第二电阻、第三电阻、第一变压器和第二整流器；

所述第三二极管的阴极连接所述第一整流器的第二输出端，第三二极管的阳极连接第一开关管的发射极和第二开关管的发射极，第一变压器的原边的第一端连接第一开关管的集电极并通过第三电阻连接第二开关管的基极，第一变压器的原边的第二端连接所述第一二极管的阴极，第一变压器的原边的第三端连接第二开关管的集电极并通过第二电阻连接第一开关管的基极，第一变压器的副边的第一端和第二端分别连接第二整流器的第一输入端和第二输入端，第二整流器的第一输出端和第二输出端分别连接第一电容的第一端和第二端。

5.根据权利要求4所述的变换器低电压穿越装置，其特征在于，所述放电控制模块包括第一功率管、储能装置；

所述第一功率管的源极连接所述第一变压器的原边的第二端，第一功率管的漏极连接储能装置的第一端，储能装置的第二端连接所述第三二极管的阳极。

6.根据权利要求5所述的变换器低电压穿越装置，其特征在于，所述放电控制模块还包括第一电源、第三开关管、第四电阻、第五电阻、第二电容、第四开关管和第二电源；

所述第一电源和第二电源分别连接第三开关管的集电极和第四开关管的集电极，第四开关管的发射极连接第二电容的一端、第五电阻的一端和第三开关管的基极，第三开关管的发射极连接所述第一功率管的栅极并通过第四电阻接地，第五电阻的另一端和第二电容的另一端均接地，第四开关管的基极连接所述第八电阻的第二端。