开关控制电路、逆变器和光伏发电系统的制作方法

allin2026-09-14  32


本技术属于电力,尤其涉及一种开关控制电路、逆变器和光伏发电系统。


背景技术:

1、光伏发电系统可以实现高效节能,解决能源紧张和环境污染等问题。光伏发电系统中,逆变器用于将光伏组件输出的直流电转换为交流电,并直接向电网输送。在逆变器的实际运行中,在逆变器发生故障的情况下,逆变器仍在通电持续工作,会直接或间接导致逆变器本身受到更加严重甚至不可逆转的损坏,还可能导致与逆变器连接的其他设备(例如多机并联的其他逆变器、储能设备或家用电器等)的损坏。

2、为了避免上述现象,目前一般是在逆变器的直流输入侧设置一个直流开关,在逆变器发生故障的情况下,该直流开关断开,断开逆变器与光伏组件的连接,从而避免逆变器在故障状态下持续工作。目前逆变器还设置有与该直流开关配合的脱扣器,在检测到逆变器有故障的情况下,向用于控制脱扣器执行脱扣动作的目标开关发出脱扣控制信号,从而通过脱扣器进行脱扣动作,使得该直流开关断开。然而,现有逆变器在脱扣控制信号不稳定的情况下,存在无法完成脱扣动作的问题,进而导致直流开关无法断开,即现有技术存在控制脱扣器进行脱扣动作的可靠性较差的问题。


技术实现思路

1、本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本技术提出一种开关控制电路、逆变器和光伏发电系统,能提高控制的可靠性。

2、第一方面,本技术提供了一种开关控制电路,该开关控制电路包括:储能模块和自锁模块;

3、所述储能模块用于基于目标电源的供电,存储电能并基于存储的电能向所述自锁模块供电;

4、所述自锁模块用于基于所述储能模块提供的电能,对输入的脱扣控制信号进行锁存,以控制目标开关断开,使得脱扣器完成脱扣动作。

5、根据本技术的开关控制电路,通过储能模块基于目标电源的供电,存储电能并基于存储的电能向自锁模块供电,通过自锁模块基于储能模块提供的电能,对输入的脱扣控制信号进行锁存,以控制目标开关断开,使得脱扣器完成脱扣动作,在储能模块与自锁模块的共同作用下,能实现在供电模块或采样控制模块异常,仅能发出单次脱扣器控制信号的情况下,通过锁存单次脱扣控制信号得到的信号仍足以驱动目标开关断开,使得脱扣器完成脱扣动作,能至少降低甚至完全解决供电模块或采样控制模块异常时无法稳定可靠脱扣的风险,能提高开关控制的可靠性,能降低光伏组件短路或直流电弧等故障扩散的可能性,能提升逆变器及光伏发电系统的安全性与可靠性。

6、根据本技术的一个实施例,所述自锁模块,具体用于基于所述储能模块提供的电能,将所述脱扣控制信号的有效电平持续时间延长,以控制所述目标开关断开。

7、根据本技术的一个实施例,所述自锁模块,还用于滤除持续时间小于预设时长的脉冲。

8、根据本技术的开关控制电路,通过自锁模块滤除持续时间小于预设时长的脉冲,能过滤掉因逆变器的功率模块中功率开关管的快速动作产生的极大的电流变化率(di/dt)和电压变化率(dv/dt)所产生的干扰信号,避免脱扣器误动作,避免误脱扣导致直流开关断开,能提高脱扣器运行的可靠性。

9、根据本技术的一个实施例,所述自锁模块,包括滤波单元和自锁单元;

10、所述自锁模块的输入信号经过所述滤波单元处理后,输入所述自锁单元;

11、所述滤波单元,用于滤除持续时间小于预设时长的脉冲;

12、所述自锁单元,用于基于所述储能模块提供的电能,将所述脱扣控制信号的有效电平持续时间延长,以控制所述目标开关断开。

13、根据本技术的一个实施例,所述自锁模块,包括:第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容、第二电容、第一开关管和第二开关管;

14、所述第一电阻的第一端与所述自锁模块的输入端连接;所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端、所述第二开关管的第二端连接;

15、所述第二电阻的第二端与所述第一开关管的第一端、所述第一电容的第一端连接;

16、所述第一开关管的第三端和所述第一电容的第二端接地;

17、所述第一开关管的第二端与所述第四电阻的第一端连接;

18、所述第四电阻的第二端与所述第二开关管的第一端、所述第二电容的第一端、所述第五电阻的第一端连接;

19、所述第三电阻的第一端与所述第二开关管的第三端、所述第二电容的第二端连接;

20、所述第三电阻的第二端、所述第五电阻的第二端与供电电源连接。

21、根据本技术的一个实施例,所述储能模块包括储能单元和用于将所述储能单元与所述目标电源连接开关单元;

22、所述储能单元,用于基于所述目标电源的供电,存储电能并基于存储的电能向所述自锁模块供电;

23、在所述目标电源向所述储能模块的供电存在异常的情况下,所述开关单元断开所述储能单元与所述目标电源之间的连接。

24、根据本技术的一个实施例,所述储能单元包括电压型储能元件;

25、所述开关单元包括第一开关子单元和第二开关子单元;所述第一开关子单元和所述第二开关子单元并联;所述第一开关子单元和所述第二开关子单元,均用于连接所述目标电源和所述储能单元;

26、在所述目标电源向所述储能模块的供电正常且所述储能单元的电压低于第一阈值的情况下,所述第一开关子单元导通;在所述目标电源向所述储能模块的供电正常且所述储能单元的电压高于第二阈值的情况下,所述第一开关子单元断开;在所述目标电源向所述储能模块的供电存在异常的情况下,所述第一开关子单元断开之后,所述第二开关子单元断开;所述第二阈值大于所述第一阈值。

27、根据本技术的一个实施例,所述第一开关子单元包括全控型器件。

28、根据本技术的一个实施例,所述全控型器件包括igbt、mosfet、三极管和继电器中的至少一种。

29、根据本技术的一个实施例,所述开关单元包括二极管。

30、第二方面,本技术提供了一种逆变器,该逆变器包括:目标开关、直流开关、脱扣器、如第一方面所述的开关控制电路;

31、所述开关控制电路,用于控制所述目标开关;

32、在所述目标开关断开的情况下,所述脱扣器完成脱扣动作,以使得所述直流开关断开。

33、根据本技术的逆变器,通过储能模块基于目标电源的供电,存储电能并基于存储的电能向自锁模块供电,通过自锁模块基于储能模块提供的电能,对输入的脱扣控制信号进行锁存,以控制目标开关断开,使得脱扣器完成脱扣动作,在储能模块与自锁模块的共同作用下,能实现在供电模块或采样控制模块异常,仅能发出单次脱扣器控制信号的情况下,通过锁存单次脱扣控制信号得到的信号仍足以驱动目标开关断开,使得脱扣器完成脱扣动作,能至少降低甚至完全解决供电模块或采样控制模块异常时无法稳定可靠脱扣的风险,能提高开关控制的可靠性,能降低光伏组件短路或直流电弧等故障扩散的可能性,能提升逆变器及光伏发电系统的安全性与可靠性。

34、第三方面,本技术提供了一种光伏发电系统,该逆变器包括:光伏组件和第二方面所述的逆变器。

35、根据本技术的光伏发电系统,通过储能模块基于目标电源的供电,存储电能并基于存储的电能向自锁模块供电,通过自锁模块基于储能模块提供的电能,对输入的脱扣控制信号进行锁存,以控制目标开关断开,使得脱扣器完成脱扣动作,在储能模块与自锁模块的共同作用下,能实现在供电模块或采样控制模块异常,仅能发出单次脱扣器控制信号的情况下,通过锁存单次脱扣控制信号得到的信号仍足以驱动目标开关断开,使得脱扣器完成脱扣动作,能至少降低甚至完全解决供电模块或采样控制模块异常时无法稳定可靠脱扣的风险,能提高开关控制的可靠性,能降低光伏组件短路或直流电弧等故障扩散的可能性,能提升逆变器及光伏发电系统的安全性与可靠性。

36、本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本技术的实践了解到。


技术特征:

1.一种开关控制电路,其特征在于,包括:储能模块和自锁模块;

2.根据权利要求1所述的开关控制电路,其特征在于,所述自锁模块,还用于滤除持续时间小于预设时长的脉冲。

3.根据权利要求2所述的开关控制电路,其特征在于,所述自锁模块,包括滤波单元和自锁单元;

4.根据权利要求2所述的开关控制电路,其特征在于,所述自锁模块,包括:第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容、第二电容、第一开关管和第二开关管;

5.根据权利要求1至4任一项所述的开关控制电路,其特征在于,所述储能模块包括储能单元和用于将所述储能单元与所述目标电源连接开关单元;

6.根据权利要求5所述的开关控制电路,其特征在于,所述储能单元包括电压型储能元件;

7.根据权利要求6所述的开关控制电路,其特征在于,所述第一开关子单元包括全控型器件。

8.根据权利要求7所述的开关控制电路,其特征在于,所述全控型器件包括igbt、mosfet、三极管和继电器中的至少一种。

9.根据权利要求5所述的开关控制电路,其特征在于,所述开关单元包括二极管。

10.一种逆变器,其特征在于,包括:目标开关、直流开关、脱扣器、如权利要求1至9任一项所述的开关控制电路;

11.一种光伏发电系统,其特征在于,包括:光伏组件和如权利要求10所述的逆变器。


技术总结
本申请公开了一种开关控制电路、逆变器和光伏发电系统,属于电力技术领域。所述开关控制电路,包括:储能模块和自锁模块;储能模块用于基于目标电源的供电,存储电能并基于存储的电能向自锁模块供电;自锁模块用于基于储能模块提供的电能,对输入的脱扣控制信号进行锁存,以控制目标开关断开,使得脱扣器完成脱扣动作。本申请公开的开关控制电路、逆变器和光伏发电系统,通过储能模块基于目标电源的供电,存储电能并向自锁模块供电,通过自锁模块对输入的脱扣控制信号进行锁存,以控制目标开关断开,使得脱扣器完成脱扣动作,在储能模块与自锁模块的共同作用下,能至少降低甚至完全解决无法稳定可靠脱扣的风险,能提高开关控制的可靠性。

技术研发人员:包鑫康,陈小龙
受保护的技术使用者:上海思格新能源技术有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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