CN220754413U - 一种交流供电电路及逆变器辅助供电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电力电子变换器技术领域，公开了一种交流供电电路及逆变器辅助供电系统，交流供电电路包括：整流器及交流侧开关电源，逆变器辅助供电系统包括：控制模块、直流供电电路及交流供电电路，其中，直流供电电路及交流供电电路的输出端与负载连接，控制模块，其输入端与直流供电电路的第一端连接，其输出端与交流供电电路的交流侧开关电源连接，其用于检测直流供电电路中的电压，并根据电压检测结果控制交流侧开关电源的通断。本实用新型的交流供电电路可以在直流供电电路断开时直接对负载供电；当直流供电电路恢复供电时，通过检测直流供电电路的电压自行关断，简化了电路结构，降低了成本，减小损耗，提高了交流辅助供电的可靠性。

Description

一种交流供电电路及逆变器辅助供电系统

技术领域

本实用新型涉及电力电子变换器技术领域，具体涉及一种交流供电电路及逆变器辅助供电系统。

背景技术

目前，当电池和光伏板电压消失时，储能光伏逆变器需要从交流侧取电给系统电源供电，现有的储能光伏系统交流供电方案为：从交流侧取电对直流功率储能电解电容充电，再由辅助电源给系统供电。由于直流功率储能电解电容较大，导致交流供电部分元器件必须使用高性能元器件，增加了系统损耗，并且因为整流器件是被动元器件，所以还必须要增加一个继电器，用于关断交流侧供电。有时还需要软启动电路及使用其他成本较高的辅助元器件，用于降低峰值电流保护电路，成本较高的同时，还降低了辅助电源可靠性。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于解决现有技术中交流辅助电路结构复杂、损耗高的问题，从而提供一种交流供电电路及逆变器辅助供电系统。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

第一方面，本实用新型提供一种交流供电电路，包括：整流器及交流侧开关电源，其中，整流器，其交流侧输入交流电，其直流侧与交流侧开关电源的输入端连接，其用于将交流电整流为直流电；交流侧开关电源，其输出端与负载连接，其用于将直流电输出到负载，为负载供电。

本实用新型提供的交流供电电路，用于为储能逆变器提供交流供电方案，无需设置软启动电路，将电网交流电转换为直流电后可通过交流侧开关电源直接为负载提供直流电，减小了电路损耗，提高了交流供电的可靠性，简化电路的同时，降低了成本。

在一种可选的实施方式中，交流侧开关电源包括：驱动电路，其输入端接收驱动信号，其输出端与负载连接，其基于驱动信号将交流电整流为直流电，或者使交流供电电路停止工作。

本实用新型提供的交流供电电路，交流侧开关电源的驱动电路可直接根据驱动信号控制交流电路启停，无需额外增加断路器，使控制方式更简洁，并且节约设备成本。

在一种可选的实施方式中，驱动电路包括：三极管、隔离耦合器及驱动模块，其中，三极管，其控制端接收驱动信号，其第一端与隔离耦合器的第一端连接，其第二端与第一接地端连接，其基于驱动信号调整开关状态；隔离耦合器，其第二端与第二接地端连接，其第三端与驱动模块的控制端连接，其第四端与负载连接，其基于三极管的开关状态调节驱动模块的开通或关断。

本实用新型提供的交流供电电路，三极管及驱动模块通过隔离耦合器隔离开，具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力，能够准确、快速地传输驱动信号，使交流侧开关电源基于驱动信号快速响应并动作。

在一种可选的实施方式中，交流供电电路还包括：限流电路，其第一端与整流器的直流侧连接，其第二端与交流侧支撑电容连接，其用于抑制电路中的冲击电流。

本实用新型提供的交流供电电路，限流电路可以抑制电路中的冲击电流，提升电路的抗冲击能力，提高前端(主要是整流器)元器件的使用寿命。

在一种可选的实施方式中，交流供电电路还包括：交流侧支撑电容，其与限流电路的第二端及整流器的直流侧并联连接，其用于储存直流电，并为交流侧开关电源供电。

第二方面，本实用新型提供一种逆变器辅助供电系统，包括：控制模块、直流供电电路及第一方面提供的交流供电电路，其中，直流供电电路，其输入端输入直流电，其输出端与负载连接；控制模块，其输入端与直流供电电路的第一端连接，其输出端与交流供电电路的交流侧开关电源连接，其用于检测直流供电电路中的电压，并根据电压检测结果控制交流侧开关电源的通断。

本实用新型提供的逆变器辅助供电系统，当直流供电电路无法供电时，控制模块控制交流供电电路投入，直接对负载供电；当直流供电电路正常供电时，控制模块直接控制切断交流供电电路的电源，无需额外增加断路器，降低系统损耗，降低成本。

在一种可选的实施方式中，直流供电电路包括：升压电路及直流侧开关电源，其中，升压电路，其输入端输入直流电，其输出端与控制模块的输入端及直流侧开关电源的输入端连接，其用于将直流电升压；直流侧开关电源，其输出端与负载连接，用于将直流电输出到负载，为负载供电；控制模块根据直流侧开关电源输入端的电压与预设电压的比对结果，控制交流侧开关电源的开启或关闭。

本实用新型提供的逆变器辅助供电系统，将光伏发电产生的高压直流电转换为低压直流电，以满足负载的电压等级。

在一种可选的实施方式中，直流供电电路还包括：直流侧支撑电容，其与升压电路并联连接，其用于储存直流电，为直流侧开关电源供电。

在一种可选的实施方式中，逆变器辅助供电系统还包括：防反单元，其第一端与交流供电电路的输出端连接，其第二端与直流供电电路的输出端连接，其用于防止直流供电电路的电流反向流入交流供电电路。

本实用新型提供的逆变器辅助供电系统，防反单元有效防止直流供电电路的电流反向流入交流供电电路，避免反向电流损坏交流供电电路内元器件。

在一种可选的实施方式中，交流供电电路的输出电压低于直流供电电路的输出电压。

本实用新型提供的逆变器辅助供电系统，通过控制交流供电电路的输出电压低于直流供电电路的输出电压，避免由于压降导致电流反向流入交流供电电路，影响供电系统正常工作。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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是根据本实用新型实施例的交流供电电路的一个具体示例的组成图；

图2是根据本实用新型实施例的驱动电路的一个具体电路的结构图；

图3是根据本实用新型实施例的交流供电电路的一个具体电路的结构图；

图4是根据本实用新型实施例的逆变器辅助供电系统的一个具体示例的组成图；

图5是根据本实用新型实施例的逆变器辅助供电系统的一个具体电路的结构图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实施例提供一种交流供电电路，如图1所示，包括：整流器11及交流侧开关电源12，其中，整流器11，其交流侧输入交流电，其直流侧与交流侧开关电源12的输入端连接，其用于将交流电整流为直流电；交流侧开关电源12，其输出端与负载连接，其用于将直流电输出到负载，为负载供电。

具体地，如图1所示，整流器11的交流侧采集交流电相电压后，将交流电整流为直流电，并将直流电输送至交流侧开关电源12，交流侧开关电源12内包含反激变压器、保护电路、开关管等，可以通过控制其内部开关管开通和关断的时间比率(即占空比)，维持稳定输出电压，为负载提供直流电。

本实用新型提供的交流供电电路，用于为储能逆变器提供交流供电方案，无需设置软启动电路，将电网交流电转换为直流电后可通过交流侧开关电源直接为负载提供直流电，减小了电路损耗，提高了交流供电的可靠性，简化电路的同时，降低了成本。

在一些可选的实施方式中，如图2所示，交流侧开关电源12包括：驱动电路121，其输入端接收驱动信号，其输出端与负载连接，其基于驱动信号将交流电整流为直流电，或者使交流供电电路停止工作。

具体地，如图2所示，当接受到的驱动信号表征需要交流供电电路工作时，驱动电路121开启，交流供电电路开始工作，整流器11将交流电转换为直流电并为负载持续供电；当接受到的驱动信号表征需要交流供电电路停止工作时，驱动电路121关闭，交流供电电路停止工作。在一些可选的实施方式中，如图2所示，驱动电路121包括：三极管1211、隔离耦合器1212及驱动模块1213，其中，三极管1211，其控制端接收驱动信号，其第一端与隔离耦合器1212的第一端连接，其第二端与第一接地端DGND连接，其基于驱动信号调整开关状态；隔离耦合器1212，其第二端与第二接地端GND连接，其第三端与驱动模块1213的控制端连接，其第四端与负载连接，其基于三极管1211的开关状态调节驱动模块1213的开通或关断。

具体地，如图2所示，当驱动信号表征需要交流供电电路停止工作时，三极管1211基于驱动信号导通，隔离耦合器1212导通，通过隔离耦合器1212下拉流经驱动模块1213的电流至0，从而驱动电路121关闭，交流供电电路停止为负载供电；当驱动信号表征需要交流供电电路工作时，三极管1211基于驱动信号关断，通过隔离耦合器1212断开三极管1211与驱动模块1213的连接，驱动模块1213正常工作，即驱动电路121开启，交流供电电路正常为负载供电。

需要说明的是，驱动信号控制三极管导通后，通过导通光耦使反激功率驱动芯片输出驱动信号，从而开启驱动电路，其中所涉及的处理方法均为现有技术中反激电路的工作方法，在此不再赘述。

在一些可选的实施方式中，如图3所示，交流供电电路还包括：限流电路，包括电阻R1，电阻R1的第一端与整流器11的直流侧连接，电阻R1的第二端与交流侧支撑电容BUS1连接，其用于抑制电路中的冲击电流。

需要说明的是，限流电路的结构及元器件可根据需求设计，在此不做限制。

在一些可选的实施方式中，如图3所示，交流供电电路还包括：交流侧支撑电容BUS1，其与限流电路的第二端及整流器11的直流侧并联连接，其用于储存直流电，并为交流侧开关电源12供电。

需要说明的是，BUS1的电压应满足相电压峰值，容量应满足系统负载。

本实施例提供一种逆变器辅助供电系统，如图4所示，包括：控制模块3、直流供电电路2及以上实施例及其任一可选实施方式的交流供电电路1，其中，直流供电电路2，其输入端输入直流电，其输出端与负载连接；控制模块3，其输入端与直流供电电路2的第一端连接，其输出端与交流供电电路1的交流侧开关电源12连接，其用于检测直流供电电路2中的电压，并根据电压检测结果控制交流侧开关电源12的通断。

具体地，如图4所示，当储能光伏逆变器直流电源端的光伏板或电池电压消失时，需要从交流侧取电为系统电源供电。控制模块3通过检测直流供电电路2中的电压判断直流供电电路2是否处于工作状态；当判断直流供电电路2停止工作时，控制模块3向交流供电电路1的交流侧开关电源12中的驱动电路121发送开始工作的驱动信号，使交流供电电路1直接与负载连接，开始工作为负载供电；当判断直流供电电路2恢复工作时，控制模块3向交流供电电路1的交流侧开关电源12中的驱动电路121发送停止工作的驱动信号，使交流供电电路1停止为负载供电。

需要说明的是，如相关技术公开的“当交直流电都存在时，由于直流母线的电压高于交流离网侧EPS的电压，所以整流电路301中的二极管截止，该直流辅助电源102仅接收直流母线的电能。”即本实施例中控制模块3通过检测直流供电电路2中的电压，控制交流供电电路1的工作状态的方法，为相关技术中公开的控制方法，在此不再赘述。

本实用新型提供的逆变器辅助供电系统，当直流供电电路无法供电时，控制模块控制交流供电电路投入，直接对负载供电；当直流供电电路正常供电时，控制模块直接控制切断交流供电电路的电源，无需额外增加断路器，降低系统损耗，降低成本。

在一些可选的实施方式中，如图5所示，直流供电电路2包括：升压电路21及直流侧开关电源22，其中，升压电路21，其输入端输入直流电，其输出端与控制模块3的输入端及直流侧开关电源22的输入端连接，其用于将直流电升压；直流侧开关电源22，其输出端与负载连接，用于将直流电输出到负载，为负载供电；控制模块3根据直流侧开关电源22输入端的电压与预设电压的比对结果，控制交流侧开关电源12的开启或关闭。

具体地，如图5所示，升压电路21对直流电进行升压，将升压后的直流电输送至直流侧开关电源22，直流侧开关电源22内包含驱动芯片、高压开关管、反激变压器、保护电路、软启电路等，可以通过控制其内部开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压，为负载提供直流电。控制模块3检测直流侧开关电源22输入端的电压；当电压小于某一电压值时，判断直流侧开关电源22停止工作，控制模块3发送开始工作的驱动信号至交流侧开关电源12中的驱动电路121，使交流供电电路1直接与负载连接并开始工作为负载供电；当电压大于某一电压值时，判断直流侧开关电源22恢复工作状态工作，控制模块3发送停止工作的驱动信号至交流侧开关电源12中的驱动电路121，使交流供电电路1停止为负载供电。本实施例可以确保在直流侧开关电源与交流侧开关电源切换时，为系统负载不间断供电。

优选地，升压电路21为DC-DC升压电路。

在一些可选的实施方式中，如图5所示，直流供电电路2还包括：直流侧支撑电容BUS2，其与升压电路21并联连接，其用于储存直流电，为直流侧开关电源22供电。

需要说明的是，BUS2的电压应满足系统最高电压，容量应满足逆变器最大输出功率需要

在一些可选的实施方式中，如图5所示，逆变器辅助供电系统还包括：防反单元4，其第一端与交流供电电路1的输出端连接，其第二端与直流供电电路2的输出端连接，其用于防止直流供电电路2的电流反向流入交流供电电路1。

具体地，如图5所示，为防止直流供电电路2的电流反向流入交流供电电路1，设置防反单元4的同时，交流供电电路1的输出电压应低于直流供电电路2的输出电压。

示例性地，如图5所示，交流供电电路1及直流供电电路2均具有3个输出端，则在交流供电电路1的每个输出端都设置一个二极管，二极管的阳极与交流供电电路1的输出端连接，二极管的阴极与直流供电电路2的输出端连接。

虽然结合附图描述了本实用新型的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (8)

1.一种交流供电电路，其特征在于，包括：整流器及交流侧开关电源，其中，

整流器，其交流侧输入交流电，其直流侧与所述交流侧开关电源的输入端连接，其用于将交流电整流为直流电；

交流侧开关电源，其输出端与负载连接，其用于将直流电输出到负载，为负载供电；

所述交流侧开关电源包括：

驱动电路，其输入端接收驱动信号，其输出端与负载连接，其基于所述驱动信号将交流电整流为直流电，或者使所述交流供电电路停止工作；

所述驱动电路包括：三极管、隔离耦合器及驱动模块，其中，

三极管，其控制端接收驱动信号，其第一端与所述隔离耦合器的第一端连接，其第二端与第一接地端连接，其基于所述驱动信号调整开关状态；

隔离耦合器，其第二端与第二接地端连接，其第三端与所述驱动模块的控制端连接，其第四端与负载连接，其基于所述三极管的开关状态调节所述驱动模块的开通或关断。

2.根据权利要求1所述的交流供电电路，其特征在于，还包括：

限流电路，其第一端与所述整流器的直流侧连接，其第二端与所述交流侧支撑电容连接，其用于抑制电路中的冲击电流。

3.根据权利要求2所述的交流供电电路，其特征在于，还包括：

交流侧支撑电容，其与所述限流电路的第二端及所述整流器的直流侧并联连接，其用于储存直流电，并为所述交流侧开关电源供电。

4.一种逆变器辅助供电系统，其特征在于，包括：控制模块、直流供电电路及权利要求1至3任一项所述的交流供电电路，其中，

直流供电电路，其输入端输入直流电，其输出端与负载连接；

控制模块，其输入端与所述直流供电电路的第一端连接，其输出端与交流供电电路的交流侧开关电源连接，其用于检测所述直流供电电路中的电压，并根据电压检测结果控制交流侧开关电源的通断。

5.根据权利要求4所述的逆变器辅助供电系统，其特征在于，所述直流供电电路包括：升压电路及直流侧开关电源，其中，

升压电路，其输入端输入直流电，其输出端与所述控制模块的输入端及所述直流侧开关电源的输入端连接，其用于将直流电升压；

直流侧开关电源，其输出端与负载连接，用于将直流电输出到负载，为负载供电；

所述控制模块根据所述直流侧开关电源输入端的电压与预设电压的比对结果，控制所述交流侧开关电源的开启或关闭。

6.根据权利要求5所述的逆变器辅助供电系统，其特征在于，所述直流供电电路还包括：

直流侧支撑电容，其与所述升压电路并联连接，其用于储存直流电，为所述直流侧开关电源供电。

7.根据权利要求4所述的逆变器辅助供电系统，其特征在于，还包括：

防反单元，其第一端与所述交流供电电路的输出端连接，其第二端与所述直流供电电路的输出端连接，其用于防止所述直流供电电路的电流反向流入所述交流供电电路。

8.根据权利要求4所述的逆变器辅助供电系统，其特征在于，

所述交流供电电路的输出电压低于所述直流供电电路的输出电压。