逆变器断路装置供电电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及光伏并网逆变器【技术领域】，具体涉及一种逆变器断路装置供电电路，其包括多个继电器K，由一二极管D和电容器C构成继电器K的能量保持电路，第三控制芯片U3的控制信号CON通过控制Q的通断来控制继电器K的闭合和断开，当CON信号为高电平时，Q导通，继电器闭合，当Q为低电平时，Q断开，继电器K断开。本实用新型可以保证继电器的可靠闭合，在继电器闭合后，通过电源的平稳切换将电压降到一个较低值，降低了继电器组的损耗，避免了因继电器供电电源突变造成的异常；能量保持电路可以保证电源平滑切换，避免供电电源突变对继电器造成影响。
【专利说明】逆变器断路装置供电电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光伏并网逆变器【技术领域】，特别是涉及一种逆变器断路装置供电电路。
【背景技术】
[0002]光伏并网逆变器的应用越来越广泛，光伏并网逆变器通常分为隔离型和非隔离型，由于非隔离型效率高，是市场上的主流机型。光伏并网逆变器的输入连接到光伏基板上，输出连接到电网上。为保证安全，安规要求光伏逆变器必须包含自动断路装置，自动断路装置连接在逆变器输出和电网之间，在并网时，自动断路装置闭合，在逆变器需要脱离电网，自动断路装置断开。在中小功率光伏逆变器中通常采用继电器组作为自动断路装置，由于每相需要2个继电器，单相逆变器总共需要4个继电器，三相逆变器总共需要6个继电器。继电器在闭合状态时，其线圈处于一直通电状态，并且现在的方案基本上采用恒定的电压为继电器线圈供电。采用恒定电压供电时，可以保证继电器可靠的闭合，但在通态时，继电器线圈将产生较大的损耗。通常在继电器闭合之后，控制线圈只需要额定电压的一半就可以使继电器处于正常的吸合状态。但采用常规方法时，线圈供电电压一直维持在额定电压，线圈损耗很大。为降低损耗，通常采用降低继电器线圈供电电压的方法，但这种方法有一定的局限性，一般只能降为额定电压的0.9左右，降得太低将无法保证继电器可靠的闭口 ο
实用新型内容
[0003]为解决上述问题，本实用新型提供一种逆变器断路装置供电电路，其可以保证继电器的可靠闭合，在继电器闭合后，通过电源的平稳切换将电压降到一个较低值，降低了继电器组的损耗，避免了因继电器供电电源突变造成的异常；能量保持电路可以保证电源平滑切换，避免供电电源突变对继电器造成影响。
[0004]本实用新型所采用的技术方案是:一种逆变器断路装置供电电路，包括至少由第一继电器K1、第二继电器K2组成的断路器、至少两组电阻、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第二二极管D2、第四二极管D4、第三电容C3、第五电容C5;以及第一控制芯片U1、隔离反馈芯片U2、第二控制芯片U3、变压器Tl、第一二极管D1、第三二极管D3、第一电容Cl、第二电容C2、第四电容C4、mos管Q4、开关管SWl ;所述第一继电器Kl 一端分为两路，一路连接第二二极管D2 —端，第二二极管D2另一端连接电源VCC2，另一端连接第三电容C3 —端，第三电容C3另一端接地；第二二极管D2与第三电容C3构成第一继电器Kl的能量保持电路；所述第一继电器Kl另一端与第一三极管Ql的集电极连接，第一三极管Ql的发射极接地，基极与第一组电阻连接后再与第二控制芯片U3的第一输出信号端CONl连接；所述第二继电器K2 —端分为两路，一路连接第四二极管D4 —端，第四二极管D4另一端连接电源VCC2，另一端连接第五电容C5 —端,第五电容C5另一端接地；第四二极管D4与第五电容C5构成第二继电器K2的能量保持电路；所述第二继电器K2另一端与第二三极管Q2的集电极连接，第二三极管Q2的发射极接地，基极与第二组电阻连接后再与第二控制芯片U3的第二输出信号端C0N2连接；所述第二控制芯片U3与开关管SWl连接，所述开关管SWl的一端分为三路，第一路连接电源VCC2，第二路连接第一二极管Dl —端，第一二极管Dl另一端连接所述变压器Tl的第二线圈L2的一端，第三路连接第二电容C2的一端，第二电容C2的另一端与第二线圈L2的另一端连接后接地；所述开关管SWl的另一端分为两路，第一路又分为三路，第一路连接电源VCCl，第二路连接第三二极管D3 —端，第三二极管D3另一端连接所述变压器Tl的第三线圈L3的一端，第三路连接第四电容C4的一端，第四电容C4的另一端与第三线圈L3的另一端连接后接地，Sffl的另一路经隔离反馈芯片U2后再与第一控制芯片Ul连接；所述变压器Tl的第一线圈LI的一端分为两路，一路连接电压输入端Vin，另一路与第一电容Cl的一端连接,第一电容Cl的另一端接地,第一线圈LI的另一端与mos管Q4的漏极连接，mos管Q4的源极与第一控制芯片Ul连接，栅极接地；所述第一控制芯片UlJS离反馈芯片U2接地。
[0005]对上述技术方案的进一步改进为，所述断路器还包括第三继电器K3、第四继电器K4，所述的供电电路还包括第三三极管Q3、第五三极管Q5、第五二极管D5、第六二极管D6、第六电容C6、第七电容C7以及第三组电阻、第四组电阻，所述第三继电器K3—端分为两路，一路连接第五二极管D5 —端,第五二极管D5另一端连接电源VCC2,另一端连接第六电容C6 —端,第六电容C6另一端接地；第五二极管D5与第六电容C6构成第三继电器K3的能量保持电路；所述第三继电器K3另一端与第三三极管Q3的集电极连接，第三三极管Q3的发射极接地，基极与第三组电阻连接后再与第二控制芯片U3的第三输出信号端C0N3连接；所述第四继电器K4 一端分为两路，一路连接第六二极管D6 —端，第六二极管D6另一端连接电源VCC2，另一端连接第七电容C7 —端，第七电容C7另一端接地；第六二极管D6与第七电容C7构成第四继电器K4的能量保持电路；所述第四继电器K4另一端与第五三极管Q5的集电极连接，第五三极管Q5的发射极接地，基极与第四组电阻连接后再与第二控制芯片U3的第四输出信号端C0N4连接。
[0006]优选地，所述第三组电阻包括第五电阻R5、第六电阻R6，所述第三三极管Q3的基极分为两路，第一路与第五电阻R5连接后与第二控制芯片U3的第三输出信号端C0N3连接，另一路与第六电阻R6 —端连接，第六电阻R6另一端与第三三极管Q3的发射极连接后接地；所述第四组电阻包括第七电阻R7、第八电阻R8，所述第五三极管Q5的基极分为两路，第一路与第七电阻R7连接后与第二控制芯片U3的第四输出信号端C0N4连接，另一路与第八电阻R8 —端连接，第八电阻R8另一端与第五三极管Q5的发射极连接后接地。
[0007]优选地，所述的第一组电阻包括第一电阻R1、第二电阻R2，所述第一三极管Ql的基极分为两路，第一路与第一电阻Rl连接后与第二控制芯片U3的第一输出信号端CONl连接，另一路与第二电阻R2 —端连接，第二电阻R2另一端与第一三极管Ql的发射极连接后接地。
[0008]优选地，所述的第二组电阻包括第三电阻R3、第四电阻R4，所述第二三极管Q2的基极分为两路，第一路与第三电阻R3连接后与第二控制芯片U3的第二输出信号端C0N2连接，另一路与第四电阻R4 —端连接，第四电阻R4另一端与第二三极管Q2的发射极连接后接地。
[0009]优选地，所述开关管SWl为MOS管、三极管或继电器。
[0010]优选地，所述电源VCC2的电压值为电源VCCl的电压值的一半。
[0011]所述逆变器断路装置供电电路，相比现有技术的有益效果是:
[0012]所述的供电电路适合多个继电器同时控制，在继电器闭合前，采用额定电压电源为线圈供电，当所有继电器闭合后，将继电器的供电电路调整到比额定电压低许多的电源为处于吸合状态的线圈供电；保证了继电器的可靠闭合，在继电器闭合后，通过电源的平稳切换将电压降到一个较低值，降低了继电器组的损耗，避免了因继电器供电电源突变造成的异常。每个继电器供电电路均设置有能量保持电路，可以保证电源的切换是平滑的，可以避免供电电源突变对继电器造成的影响。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型实施例逆变器断路装置供电电路的电路原理图。
【具体实施方式】
[0014]下面将结合附图对本实用新型作进一步的说明。
[0015]实施例:
[0016]参照图1，本实用新型所述的逆变器断路装置供电电路，包括至少两个继电器，其数量由逆变器的相数决定，每相需要2个继电器，单相逆变器总共需要4个继电器，三相逆变器总共需要6个继电器。以下举例四个继电器的情况:
[0017]逆变器断路装置供电电路，包括第一继电器K1、第二继电器K2、第三继电器K3、第四继电器K4组成的断路器、四组电阻、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第二二极管D2、第四二极管D4、第三电容C3、第五电容C5 ;第三三极管Q3、第五三极管Q5、第五二极管D5、第六二极管D6、第六电容C6、第七电容C7。第一组电阻包括第一电阻R1、第二电阻R2 ;第二组电阻包括第三电阻R3、第四电阻R4 ;第三组电阻包括第五电阻R5、第六电阻R6 ;第四组电阻包括第七电阻R7、第八电阻R8 ;以及第一控制芯片U1、隔离反馈芯片U2、第二控制芯片U3、变压器Tl、第一二极管D1、第三二极管D3、第一电容Cl、第二电容C2、第四电容C4、mos管Q4、开关管SW1。开关管SWl可以是MOS管、三极管或继电器。
[0018]第一继电器Kl 一端分为两路，一路连接第二二极管D2 —端，第二二极管D2另一端连接电源VCC2，另一端连接第三电容C3 —端，第三电容C3另一端接地；第二二极管D2与第三电容C3构成第一继电器Kl的能量保持电路；第一继电器Kl另一端与第一三极管Ql的集电极连接，第一三极管Ql的发射极接地，第一三极管Ql的基极分为两路，第一路与第一电阻Rl连接后与第二控制芯片U3的第一输出信号端CONl连接，另一路与第二电阻R2一端连接，第二电阻R2另一端与第一三极管Ql的发射极连接后接地。
[0019]第二继电器K2 —端分为两路，一路连接第四二极管D4 —端，第四二极管D4另一端连接电源VCC2，另一端连接第五电容C5 —端，第五电容C5另一端接地；第四二极管D4与第五电容C5构成第二继电器K2的能量保持电路；所述第二继电器K2另一端与第二三极管Q2的集电极连接，第二三极管Q2的发射极接地，基极分为两路，第一路与第三电阻R3连接后与第二控制芯片U3的第二输出信号端C0N2连接，另一路与第四电阻R4 —端连接，第四电阻R4另一端与第二三极管Q2的发射极连接后接地。
[0020]第三继电器K3 —端分为两路，一路连接第五二极管D5 —端，第五二极管D5另一端连接电源VCC2，另一端连接第六电容C6 —端，第六电容C6另一端接地；第五二极管D5与第六电容C6构成第三继电器K3的能量保持电路；所述第三继电器K3另一端与第三三极管Q3的集电极连接，第三三极管Q3的发射极接地，基极分为两路，第一路与第五电阻R5连接后与第二控制芯片U3的第三输出信号端C0N3连接，另一路与第六电阻R6 —端连接，第六电阻R6另一端与第三三极管Q3的发射极连接后接地。
[0021]第四继电器K4 一端分为两路，一路连接第六二极管D6—端，第六二极管D6另一端连接电源VCC2，另一端连接第七电容C7 —端，第七电容C7另一端接地；第六二极管D6与第七电容C7构成第四继电器K4的能量保持电路；所述第四继电器K4另一端与第五三极管Q5的集电极连接，第五三极管Q5的发射极接地，基极分为两路，第一路与第七电阻R7连接后与第二控制芯片U3的第四输出信号端C0N4连接，另一路与第八电阻R8 —端连接，第八电阻R8另一端与第五三极管Q5的发射极连接后接地。
[0022]第二控制芯片U3与开关管SWl连接，开关管SWl的一端分为三路，第一路连接电源VCC2，第二路连接第一二极管Dl —端，第一二极管Dl另一端连接所述变压器Tl的第二线圈L2的一端，第三路连接第二电容C2的一端，第二电容C2的另一端与第二线圈L2的另一端连接后接地；所述开关管SWl的另一端分为两路，第一路又分为三路，第一路连接电源VCCl，第二路连接第三二极管D3 —端，第三二极管D3另一端连接所述变压器Tl的第三线圈L3的一端，第三路连接第四电容C4的一端，第四电容C4的另一端与第三线圈L3的另一端连接后接地，SWl的另一路经隔离反馈芯片U2后再与第一控制芯片Ul连接；所述变压器Tl的第一线圈LI的一端分为两路,一路连接电压输入端Vin,另一路与第一电容Cl的一端连接，第一电容Cl的另一端接地,第一线圈LI的另一端与mos管Q4的漏极连接,mos管Q4的源极与第一控制芯片Ul连接，栅极接地；所述第一控制芯片U1、隔离反馈芯片U2接地。
[0023]其中，电源VCC2的电压值为电源VCCl的电压值的一半。第一电容Cl、第一控制芯片Ul、mos管Q4的接地均为设备内接地；隔离反馈芯片U2的接地为设备内接地和接外部大地；其余接地均为接大地。
[0024]第二控制芯片U3的第一输出信号端CONl通过控制第一三极管Ql的通断来控制第一继电器Kl的闭合和断开，当CONl信号为高电平时,第一三极管Ql导通，第一继电器Kl闭合；当第一三极管Ql为低电平时，第一三极管Ql断开，第一继电器断开。同样，第二控制芯片U3的第二输出信号端C0N2通过控制第二三极管Q2的通断来控制第二继电器K2的闭合和断开；第二控制芯片U3的第三输出信号端C0N3通过控制第三三极管Q3的通断来控制第三继电器K3的闭合和断开；第二控制芯片U3的第四输出信号端C0N4通过控制第五三极管Q5的通断来控制第四继电器K4的闭合和断开。
[0025]电源VCCl的输出电压为主输出电压，其数值等于继电器线圈的额定电压，该输出带有反馈。电源VCC2为辅助输出电压，在开关管SWl断开时，其输出电压比VCCl低，约为VCCl的0.5倍。开关管SWl为连接开关，在继电器闭合前，Sffl是闭合的，VCC2的电压和VCCl的电压是相等的，电容的电压C3、C5、C6、C7被充到与VCCl相等(忽略二极管压级)。
[0026]U3是与门电路，其作用是当继电器控制信号C0N1、C0N2、C0N3、C0N4同时为高电平，即继电器K1、K2、K3、K4同时闭合后，将开关管SWl断开，这时VCCl与VCC2不再连接在一起，VCC2电压降降为其本来值，由于C3、C5、C6、C7的容量较大，以及D2、D4、D5、D6的作用，当VCC2的电压降低时，C3、C5、C6、C7上的电压并不会立即下降，而是随着能量的消耗，电压逐步降低，最终降低到VCC2。电容能量的消耗主要是靠继电器的线圈。由于电压的降低是平稳的，对继电器的闭合状态没有影响，而供电电压的降低可以大幅度降低继电器的损耗。
[0027]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种逆变器断路装置供电电路，包括至少由第一继电器K1、第二继电器K2组成的断路器、至少两组电阻、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第二二极管D2、第四二极管D4、第三电容C3、第五电容C5 ；以及第一控制芯片U1、隔离反馈芯片U2、第二控制芯片U3、变压器Tl、第一二极管D1、第三二极管D3、第一电容Cl、第二电容C2、第四电容C4、mos管Q4、开关管Sffl ； 所述第一继电器Kl 一端分为两路，一路连接第二二极管D2 —端，第二二极管D2另一端连接电源VCC2，另一端连接第三电容C3 —端，第三电容C3另一端接地；第二二极管D2与第三电容C3构成第一继电器Kl的能量保持电路；所述第一继电器Kl另一端与第一三极管Ql的集电极连接，第一三极管Ql的发射极接地，基极与第一组电阻连接后再与第二控制芯片U3的第一输出信号端CONl连接； 所述第二继电器K2 —端分为两路，一路连接第四二极管D4 —端，第四二极管D4另一端连接电源VCC2，另一端连接第五电容C5 —端，第五电容C5另一端接地；第四二极管D4与第五电容C5构成第二继电器K2的能量保持电路；所述第二继电器K2另一端与第二三极管Q2的集电极连接，第二三极管Q2的发射极接地，基极与第二组电阻连接后再与第二控制芯片U3的第二输出信号端C0N2连接； 所述第二控制芯片U3与开关管SWl连接，所述开关管SWl的一端分为三路，第一路连接电源VCC2，第二路连接第一二极管Dl —端，第一二极管Dl另一端连接所述变压器Tl的第二线圈L2的一端，第三路连接第二电容C2的一端，第二电容C2的另一端与第二线圈L2的另一端连接后接地；所述开关管SWl的另一端分为两路，第一路又分为三路，第一路连接电源VCCl，第二路连接第三二极管D3 —端，第三二极管D3另一端连接所述变压器Tl的第三线圈L3的一端，第三路连接第四电容C4的一端，第四电容C4的另一端与第三线圈L3的另一端连接后接地，SWl的另一路经隔离反馈芯片U2后再与第一控制芯片Ul连接；所述变压器Tl的第一线圈LI的一端分为两路，一路连接电压输入端Vin，另一路与第一电容Cl的一端连接，第一电容Cl的另一端接地,第一线圈LI的另一端与mos管Q4的漏极连接，mos管Q4的源极与第一控制芯片Ul连接，栅极接地；所述第一控制芯片Ul、隔离反馈芯片U2接地。
2.根据权利要求1所述的逆变器断路装置供电电路，其特征在于:所述断路器还包括第三继电器K3、第四继电器K4，所述的供电电路还包括第三三极管Q3、第五三极管Q5、第五二极管D5、第六二极管D6、第六电容C6、第七电容C7以及第三组电阻、第四组电阻，所述第三继电器K3 —端分为两路，一路连接第五二极管D5 —端，第五二极管D5另一端连接电源VCC2,另一端连接第六电容C6 —端,第六电容C6另一端接地；第五二极管D5与第六电容C6构成第三继电器K3的能量保持电路；所述第三继电器K3另一端与第三三极管Q3的集电极连接，第三三极管Q3的发射极接地，基极与第三组电阻连接后再与第二控制芯片U3的第三输出信号端C0N3连接；所述第四继电器K4 一端分为两路，一路连接第六二极管D6一端，第六二极管D6另一端连接电源VCC2，另一端连接第七电容C7 —端，第七电容C7另一端接地；第六二极管D6与第七电容C7构成第四继电器K4的能量保持电路；所述第四继电器K4另一端与第五三极管Q5的集电极连接，第五三极管Q5的发射极接地，基极与第四组电阻连接后再与第二控制芯片U3的第四输出信号端C0N4连接。
3.根据权利要求2所述的逆变器断路装置供电电路，其特征在于:所述第三组电阻包括第五电阻R5、第六电阻R6，所述第三三极管Q3的基极分为两路，第一路与第五电阻R5连接后与第二控制芯片U3的第三输出信号端C0N3连接，另一路与第六电阻R6 —端连接，第六电阻R6另一端与第三三极管Q3的发射极连接后接地；所述第四组电阻包括第七电阻R7、第八电阻R8，所述第五三极管Q5的基极分为两路，第一路与第七电阻R7连接后与第二控制芯片U3的第四输出信号端C0N4连接，另一路与第八电阻R8 —端连接，第八电阻R8另一端与第五三极管Q5的发射极连接后接地。
4.根据权利要求1所述的逆变器断路装置供电电路，其特征在于:所述的第一组电阻包括第一电阻R1、第二电阻R2，所述第一三极管Ql的基极分为两路，第一路与第一电阻Rl连接后与第二控制芯片U3的第一输出信号端CONl连接，另一路与第二电阻R2 —端连接，第二电阻R2另一端与第一三极管Ql的发射极连接后接地。
5.根据权利要求1所述的逆变器断路装置供电电路，其特征在于:所述的第二组电阻包括第三电阻R3、第四电阻R4，所述第二三极管Q2的基极分为两路，第一路与第三电阻R3连接后与第二控制芯片U3的第二输出信号端C0N2连接，另一路与第四电阻R4 —端连接，第四电阻R4另一端与第二三极管Q2的发射极连接后接地。
6.根据权利要求1或2所述的逆变器断路装置供电电路，其特征在于:所述开关管SWl为MOS管、三极管或继电器。
7.根据权利要求1或2所述的逆变器断路装置供电电路，其特征在于:所述电源VCC2的电压值为电源VCCl的电压值的一半。
【文档编号】H01H47/04GK204130453SQ201420557250
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年9月25日 优先权日:2014年9月25日
【发明者】陈书生 申请人:广东易事特电源股份有限公司