一種用于光伏逆變器的繼電器降壓保護電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種用于光伏逆變器的繼電器降壓保護電路。
【背景技術】
[0002]目前，隨著經濟社會的快速發展，傳統能源消耗日益增大，能源短缺現象日益凸顯，并且傳統能源所造成的環境問題也早已顯現。相比傳統能源，新能源具有諸多優點，因此得到了前所未有的關注，而光伏發電技術作為新能源的利用方式之一也在快速發展。光伏逆變器作為光伏發電系統核心器件，已被廣泛使用。光伏逆變器的穩定性和可靠性成為人們最關注的焦點。作為光伏逆變器的安全隔離器件，繼電器的運行狀態和損耗直接影響著逆變器的性能。現有的技術中存在以下不足:1、當前光伏逆變器正常運作時，繼電器處于高電壓狀態，增加能量損耗，降低逆變器轉換效率，同時繼電器工作溫度偏高。高溫增加繼電器老化速度，不僅會極大地減低繼電器壽命，還會增大起火風險和觸電風險。2、繼電器與CPU之間沒有電氣隔離，如果繼電器損壞，有可能直接把高電壓相連至CPU，會造成控制電路損壞、人身危險、起火風險。3、繼電器控制方式沒有冗余設計。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的在于克服以上所述的缺點，提供用于光伏逆變器的繼電器降壓保護電路。
[0004]為實現上述目的，本實用新型的具體方案如下:用于光伏逆變器的繼電器降壓保護電路，包括有隔離光耦U3、用于發出控制信號的第一控制信號端和第二控制信號端、與門器U1、三極管Q1、達林頓開關管U2、繼電器Kl ;所述第一控制信號端和第二控制信號端發出控制信號經與門器Ul選通后經三極管Ql控制隔離光耦U3，經隔離光耦U3導通控制達林頓管U2來控制繼電器Kl運行。
[0005]其中，還包括有電容Cl、二極管 Dl 以及電阻 R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10 ;
[0006]所述與門器Ul，其電源端接VCC電源端，其接地端接地，其輸出端通過電阻R5與三極管Ql的基極連接，其第一輸入端通過電阻R4與第一控制信號端連接，其第二輸入端通過電阻R3與第二控制信號端連接，其第一輸入端與第二輸入端分別通過電阻Rl和電阻R2接地；
[0007]所述隔離光耦U3，其內部發光二極管的正極通過電阻R7接電源端VCC，其內部的發光二極管的負極與三極管Ql的集電極相連，其內部的光敏電阻的一端通過電阻R8與電源端VCC相連，其內部的光敏電阻的另一端連接于達林頓開關管U2的輸入端；
[0008]達林頓開關管U2的輸出連接于繼電器Kl控制部分的一端，繼電器Kl的控制部分的另一端通過電阻RlO連接電源VCC端；
[0009]所述二極管D1，其正極與繼電器Kl控制部分的一端連接，其負極與繼電器Kl控制部分的另一端連接；
[0010]所述繼電器Kl動作部分連接逆變器與電橋之間。
[0011]本實用新型的有益效果為:用于光伏逆變器的繼電器降壓保護電路，包括有隔離光親U3、第一控制信號端和第一控制信號端、與門器U1、三極管Q1、達林頓開關管U2、繼電器K1、電容Cl、二極管Dl以及電阻町、1?2、1?3、1?4、1?5、1?6、1?7、1?8、1?9、1?10，通過合理電路設計使得降低了繼電器的工作電壓，可降低逆變器損壞提升能量裝換效率，同時延長使用壽命從而提高逆變器安全性能及可靠性，降低起火風險和人身安全風險。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型的原理圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細的說明，并不是把本實用新型的實施范圍局限于此。
[0014]如圖1所示，本實施例所述的一種用于光伏逆變器的繼電器降壓保護電路，包括有隔離光耦U3、用于發出控制信號的第一控制信號端和第二控制信號端、與門器U1、三極管Q1、達林頓開關管U2、繼電器Kl ;所述第一控制信號端和第二控制信號端發出控制信號經與門器Ul選通后經三極管Ql控制隔離光耦U3，經隔離光耦U3導通控制達林頓管U2來控制繼電器Kl運行。
[0015]進一步的，還包括有電容Cl、二極管Dl以及電阻Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10 ;所述與門器U1，其電源端接VCC電源端，其接地端接地，其輸出端通過電阻R5與三極管Ql的基極連接，其第一輸入端通過電阻R4與第一控制信號端連接，其第二輸入端通過電阻R3與第二控制信號端連接，其第一輸入端與第二輸入端分別通過電阻Rl和電阻R2接地；所述隔離光耦U3，其內部發光二極管的正極通過電阻R7接電源端VCC，其內部的發光二極管的負極與三極管Ql的集電極相連，其內部的光敏電阻的一端通過電阻R8與電源端VCC相連，其內部的光敏電阻的另一端連接于達林頓開關管U2的輸入端；達林頓開關管U2的輸出連接于繼電器Kl控制部分的一端，繼電器Kl的控制部分的另一端通過電阻RlO連接電源VCC端；所述二極管Dl，其正極與繼電器Kl控制部分的一端連接，其負極與繼電器Kl控制部分的另一端連接；所述繼電器Kl動作部分連接逆變器與電橋之間。
[0016]第一控制信號端和第二控制信號端分別發出繼電器信號Relay-1和Relay-2均為低電平時，與門器Ul兩輸入端也均為低電平，與門器Ul輸出信號是低電平，三極管Ql的輸入信號為低電平，三極管Ql關斷，同時導致隔離光耦U3也關斷，電阻R9端電壓為零伏，達林頓開關管U2不能正常開啟，與之相連的繼電器Kl電路斷路，繼電器Kl處于斷開狀態。
[0017]第一控制信號端和第二控制信號端分別發出繼電器信號Relay-1和Relay-2其中一個為高電平，一個為低電平時，與門器Ul輸出信號是低電平，三極管Ql的輸入信號為低電平，Ql關斷，同時導致隔離光耦U3也關斷，電阻R9端電壓為零伏，達林頓開關管U2不能正常開啟，與之相連的繼電器Kl電路斷路，繼電器Kl處于斷開狀態。逆變器在實際運行中，如果由某種原因，導致第一控制信號端和第二控制信號端中的一個或者兩個不發信號，繼電器Kl都可以自動斷開，隔離電網，確保逆變器安全。當繼電器Kl由吸合轉換到斷開狀態時，繼電器電磁線圈積蓄很多電能，將在繼電器3-PIN上產生浪涌電壓，浪涌電壓經過續流二極管Dl反饋到電壓端，從而降低浪涌電壓，確保繼電器Kl和達林頓開關管U2的安全。
[0018]第一控制信號端和第二控制信號端分別發出繼電器信號Relay-1和Relay-2均為高電平，與門器Ul兩輸入也均為高電平，與門器Ul輸出信號是高電平，三極管Ql的輸入信號為高電平，三極管Ql導通，同時導致隔離光耦U3也導通，電阻R9端電壓為R9* (VCC2-0.5) / (R8+R9)，達林頓開關管U2輸入端為高電平，達林頓開關管U2正常開啟，與之相連的繼電器Kl電路開通，此時繼電器Kl端電壓和電容Cl的端電壓為VCC2，繼電器吸合瞬間需要消耗較大電能，電阻RlO在電路中限流，提供一部分繼電器Kl吸合時消耗電能，繼電器Kl吸合時其他消耗電能由電容Cl電解電容提供。繼電器Kl吸合后，電容Cl不再繼續給繼電器Kl提供吸合所消耗電能，而是由RlO限流電路提供，RlO限流分壓作用(R10端電壓為U10)，繼電器端電壓為(VCC2-U10)，此時繼電器端電壓由VCC2降低至(VCC2-U10)。繼電器端電壓降低，其自身損耗也減低，發熱量跟隨降低。
[0019]如果某種原因，導致繼電器Kl失效，并且將電網的高壓危險電壓引入達林頓管U2，并在隔離光耦U3的第3pin集聚。因隔離光耦U3具有高壓隔離作用，電壓的高壓危險電壓不能繼續往前傳導，確保控制板的安全。
[0020]本實用新型，在確保繼電器正常啟動的情況下，減低繼電器工作電壓，從而減低其工作溫度，延長繼電器的使用壽命。繼電器與CPU之間增加電氣隔離電路，阻斷高電壓連接到控制電路，防止電路損壞和降低起火危險和人身危險。采用雙CPU控制繼電器工作的時序，只有兩個CPU同時發出吸合指令時，繼電器才會正常工作運行，任何一個CPU異常，都會導致繼電器自動斷開，從而增加了逆變器可靠性。
[0021]以上所述僅是本實用新型的一個較佳實施例，故凡依本實用新型專利申請范圍所述的構造、特征及原理所做的等效變化或修飾，包含在本實用新型專利申請的保護范圍內。
【主權項】
1.一種用于光伏逆變器的繼電器降壓保護電路，其特征在于:包括有隔離光耦U3、用于發出控制信號的第一控制信號端和第二控制信號端、與門器U1、三極管Q1、達林頓開關管U2、繼電器Kl ;所述第一控制信號端和第二控制信號端發出控制信號經與門器Ul選通后經三極管Ql控制隔離光耦U3，經隔離光耦U3導通控制達林頓管U2來控制繼電器Kl運行。
2.根據權利要求1所述的一種用于光伏逆變器的繼電器降壓保護電路，其特征在于:還包括有電容 Cl、二極管 Dl 以及電阻町、1?2、1?、1?4、1?5、1?6、1?7、1?8、1?9、1?10 ； 所述與門器Ul，其電源端接VCC電源端，其接地端接地，其輸出端通過電阻R5與三極管Ql的基極連接，其第一輸入端通過電阻R4與第一控制信號端連接，其第二輸入端通過電阻R3與第二控制信號端連接，其第一輸入端與第二輸入端分別通過電阻Rl和電阻R2接地；所述隔離光耦U3，其內部發光二極管的正極通過電阻R7接電源端VCC，其內部的發光二極管的負極與三極管Ql的集電極相連，其內部的光敏電阻的一端通過電阻R8與電源端VCC相連，其內部的光敏電阻的另一端連接于達林頓開關管U2的輸入端； 達林頓開關管U2的輸出連接于繼電器Kl控制部分的一端，繼電器Kl的控制部分的另一端通過電阻RlO連接電源VCC端； 所述二極管D1，其正極與繼電器Kl控制部分的一端連接，其負極與繼電器Kl控制部分的另一端連接； 所述繼電器Kl動作部分連接逆變器與電橋之間。
【專利摘要】本實用新型涉及一種用于光伏逆變器的繼電器降壓保護電路；用于光伏逆變器的繼電器降壓保護電路，包括有隔離光耦U3、第一控制信號端和第二控制信號端、與門器U1、三極管Q1、達林頓開關管U2、繼電器K1、電容C1、二極管D1以及電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10，通過合理電路設計使得降低了繼電器的工作電壓，可降低逆變器損壞風險，提升能量裝換效率，同時延長使用壽命，從而提高逆變器安全性能及可靠性，降低起火風險和人身安全風險。
【IPC分類】H02H7-26, H02H9-04, H02M1-32
【公開號】CN204316320
【申請號】CN201420828714
【發明人】譚顯紅
【申請人】全天自動化能源科技（東莞）有限公司
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2014年12月24日