一种光伏关断器PLC驱动电路的制作方法

本实用新型涉及一种光伏驱动电路，尤其涉及一种光伏关断器plc驱动电路。

背景技术：

快速关断，是从美国引入的光伏电站安全保护概念。快速关断概念的提出，出于对消防人员、光伏电站安装及维修人员的保护，因为光伏电站直流侧有直流高压，只要有太阳照射，电池板侧的直流高压就一直存在，一旦光伏电站发生火灾，在整个电站烧毁完之前，消防人员都无法进行灭火抢险工作。

因此，美国国家电气规范nec2014及nec2017中对光伏电站直流侧快速关断都提出了明确要求。将于2019年1月1日开始正式执行。nec2017规定：“在组串之外，控制器安装在距离阵列0.3米之内以及距离接入点超过1米的范围内，使用快速关断后，系统需要30秒内降至30v；在组串之内，在30秒内降至80v，方便采取安全救援措施。”

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种光伏关断器plc驱动电路，能够满足快速关断安全要求，可以保证系统的安全性和可靠性。

本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种光伏关断器plc驱动电路，包括光伏组件、输入电容c1、开关管q1、续流二极管d1、第一输出电阻r1、输出电容c2、第二输出电阻r2、plc信号采集电路、第一输出端子和第二输出端子；所述plc信号采集电路包括信号采集电感l1，信号采集电阻r2和信号采集电容c3，信号采集电阻r2和信号采集电容c3串连之后与信号采集电感l1并联；所述plc信号采集电路的电压信号经过plc信号放大处理电路模块和信号驱动开关电路后和开关管q1的栅极相连；所述输入电容c1与光伏组件并联连接，所述光伏组件的正极与第一输出端子连接，所述光伏组件的负极与开关管q1的源极相连，开关管q1漏极和信号采集电感l1一端相连，信号采集电感l1另一端与第二输出端子连接；所述续流二极管d1阴极与第一输出端子相连，续流二极管d1的阳极与开关管q1漏极相连，输出电容c2与第一输出电阻r1串联之后与续流二极管d1并联。

进一步地，所述plc信号放大处理电路模块的输入端为plc信号采集电路的电压信号plc1和plc2，所述plc信号放大处理电路模块的输出端与信号放大电阻r3相连；信号放大电阻r3与电容c4、电感l2、电感l3和电容c6串联相连，所述电容c6另外一端接地，所述电感l3的两端并联连接有放大处理电容c5，所述电感l2和电感l3之间的相连点的电压信号为输出信号plc_ad。

进一步地，所述电容c4、电感l2、电感l3、电容c4、电容c6和电容c5组成带通滤波器，所述带通滤波器的中心频率为100khz～160kz。

进一步地，所述信号驱动开关电路包括电压比较器、开关管q2、开关管q3和开关管q4，所述电压比较器的一个输入信号为所述输出信号plc_ad，另一个输入信号为参考电压vref，所述电压比较器的输出端与电容c7一端相连，所述电容c7与二极管d2，电阻r5和电阻r6串联相连，所述开关管q2的基极与电阻r6的另外一端相连，所述开关管q2的发射极与地相连；所述电容c7和二极管d2的交点通过电阻r4接地，所述电阻r5和电阻r6的交点通过电容c8接地；所述开关管q2的集电极和电阻r8一端相连，电阻r8另外一端与开关管q4的基极相连；所述开关管q4的集电极与电源vcc相连，所述开关管q4的基极及集电极之间连接有电阻r7；所述开关管q4的发射极与电阻r11和电阻r9串联之后驱动开关管q1；所述开关管q3集电极与电阻r11及电阻r9的交点相连，所述开关管q3的发射极与地相连，所述开关管q3的基极与电阻r10一端相连，所述电阻r10的另外一端与控制信号en相连。

进一步地，所述续流二极管d1无正向电流时，所述第一输出端子和第二输出端子之间的阻抗范围为0.75-1.5欧姆。

本实用新型对比现有技术有如下的有益效果：本实用新型提供的光伏关断器plc驱动电路，不但能够满足快速关断安全要求，而且可靠性高，响应速度快，成本低，效率高。

附图说明

图1为本实用新型实施例中的光伏关断器plc驱动电路的功率输出电路；

图2为本实用新型实施例中的光伏关断器plc驱动电路的plc信号放大处理电路；

图3为本实用新型实施例中的光伏关断器plc驱动电路的plc信号驱动开关电路；

图4为本实用新型实施例中的光伏关断器plc驱动电路的电源及控制模块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。

请参考图1，本实用新型实施例提供的光伏关断器plc驱动电路，包括光伏组件、输入电容c1、开关管q1、续流二极管d1、第一输出电阻r1、输出电容c2、第二输出电阻r2、plc信号采集电路、第一输出端子和第二输出端子；所述plc信号采集电路包括信号采集电感l1，信号采集电阻r2和信号采集电容c3，信号采集电阻r2和信号采集电容c3串连之后与信号采集电感l1并联；输入电容c1与光伏组件并联连接，光伏组件的正极与第一输出端子1-1连接，光伏组件的负极与开关管q1的源极相连，开关管q1漏极和信号采集电感l1一端相连，信号采集电感l1另一端与第二输出端子1-2连接，第二输出电阻r2和信号采集电容c3串连之后与信号采集电感l1并联；所述续流二极管d1阴极与第一输出端子1-1相连，续流二极管d1的阳极与开关管q1漏极相连，输出电容c2与第一输出电阻r1串联之后与续流二极管d1并联。

本实用新型实施例的信号采集电阻r2和电容c3串连之后与信号采集电感l1并联这种方法能在电感l1小的基础上使并联后阻抗控制在要求范围内0.75-1.5欧，优势在于电感l1小，损耗小，发热低，系统可靠性好。输出电容c2与第一输出电阻r1串联之后与续流二极管d1并联能使在二极管无正向电流的情况下，能使第一输出端子1-1和第二输出端子1-2之间的阻抗在要求范围内0.75-1.5欧，电容与电阻串联的优势在于能提高系统的可靠性，不会因为电容失效造成发热严重；并能通过电阻调节第一输出端子1-1和第二输出端子1-2之间的阻抗范围；可选的一组取值为：电感l1取值为0.75uh,电阻r2为0.4欧，电容c3为1uf,电阻r1为0.6欧,电容c2为1uf。

请继续参考图2，本实用新型实施例的plc信号放大处理电路模块的输入为plc信号采集电路的电压信号plc1和plc2，输出与信号放大电阻r3相连；信号放大电阻r3,电容c4,电感l2,电感l3和电容c6串联相连，所述电容c6另外一端接地，信号放大电容c5与电感l3并联连接，输出信号plc_ad为电感l2和电感l3之间的相连点的电压信号。也就是说，电感l2、电感l3、电容c4、电容c6和电容c5组成带通滤波器，中心频率在130khz,大于160kz和小于100khz的信号在经过电路后输出信号plc_ad最大值小于参考电压vref。

现在参考图3，本实用新型实施例的信号驱动开关电路包括电压比较器u1、开关管q2、开关管q3和开关管q4，电压比较器u1输入信号为所述信号plc_ad和输入参考电压vref，电压比较器u1的输出信号为cpu_cap，电压比较器u1的输出与电容c7一端相连，电容c7,二极管d2，电阻r5和电阻r6串联相连，所述电阻r6的另外一端与开关管q2的基极相连，开关管q2的发射极与地相连；电阻r4一端与电容c7和二极管d2的交点相连，另外一端与地相连，电容c8与电阻r5和电阻r6的交点相连，另外一端与地相连；所述电阻r8一端与所述开关管q2的集电极相连，另外一端与开关管q4的基极相连；所述开关管q4的集电极与电源vcc相连，电阻r7与所述开关管q4的基极及集电极并联；所述开关管q4的发射极与电阻r11和电阻r9串联之后驱动开关管q1；所述开关管q3集电极与电阻r11及电阻r9的交点相连，所述开关管q3的发射极与地相连，所述开关管q3的基极与电阻r10一端相连，所述电阻r10另外一端与控制信号en相连。

本实用新型实施例的电容c7、电容c8、二极管d2、电阻r4、电阻r5和电阻r6组成的电路只有交流信号输出才能驱动开关管q2(不局限三极管)，避免前级故障造成电压比较器u1输出高电平开启三极管存在的安全隐患；电压比较器u1输出的高低电平给电容c8充电，r5，c8，r6组成能使有plc信号时给电容c8充电，没plc信号时，电容c8放电，能保证2个周期无plc信号，电容c8的电压能驱动开关管q2，实现有plc信号开启开关管q1,没plc信号一定时间关闭开关管q1。

请继续参考图4，本实用新型实施例的电源+控制单元的输入有光伏组件vpv，所述信号plc_ad和所述信号cpu_cap；输出有所述电源vcc和控制信号en。使用时可通过开启/关闭控制信号en对驱动电路进行控制；不但能够满足快速关断安全要求，而且可靠性高，响应速度快，成本低，效率高。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本实用新型的保护范围当以权利要求书所界定的为准。