一种脱扣电路及应用其的光伏汇流箱的制作方法

本实用新型设计光伏汇流箱领域，具体涉及一种脱扣电路及应用其的光伏汇流箱。

背景技术：

对于光伏发电系统，特别是分布式的光伏应用系统，光伏组串输入经一汇流箱汇流后进入后级逆变器将光伏直流电转化成交流电并入电网或给负载供电。随着光伏发电应用的快速增长，应用规模和范围不断地扩大，汇流箱的应用也越来越普遍，其伴随的电气火灾隐患不容忽视。市场上现有的汇流箱的安全保护主要依靠熔断器、断路器和防雷装置。光伏系统在实际运行中，熔断器和断路器主要是针对光伏输入端的故障具有一定的保护功能，但是，当汇流箱后级的电路发生火灾或者其他重大事故情况下，现有的汇流箱无法根据故障情况作出保护动作。当汇流箱后级的电路发生火灾或者其他重大事故情况下，现有的做法是人为切断汇流箱电路，避免前级光伏组串被祸及。故障条件下人员操作甚至接近电气设备，都可能对人身安全构成极大的威胁。基于这种情况，本实用新型公开一种用于光伏汇流箱的脱扣驱动电路。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种脱扣电路及应用其的光伏汇流箱，实现了当汇流箱或汇流箱后级电路出现故障时，可远程控制断路器脱扣，避免光伏极板和其他设备被祸及，对光伏发电系统增加一个保护措施，提高整个系统安全性；同时，故障时无需工作人员接近设置操作现场设备，保护人身安全，最大限度的降低故障损失。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种脱扣电路，包括驱动电路、第一电源变换器及第二电源变换器；所述驱动电路的第一供电端、第二供电端及接地端分别与所述第一电源变换器的电源输出端、第二电源变换器的电源输出端及第一电源变换器的接地端连接，所述驱动电路的输出端经断路器的分励线圈与第二电源变换器的接地端连接；所述驱动电路的控制端连接一MCU，所述MCU通过控制驱动电路进而控制断路器的闭合/断开。

在本实用新型一实施例中，所述驱动电路包括继电器RLY1、二极管D1、三极管Q1、电阻R1、R2、R3、R4、电容C1、C2、隔离光耦IC1；所述电阻R1的一端与隔离光耦IC1的发光器阳极连接并连接至所述MCU，电阻R1的另一端与隔离光耦IC1的发光器阴极相连接至信号接地端，所述隔离光耦IC1的受光器集电极与第一电源变换器的电源输出端、二极管D1的阴极、继电器RLY1的线圈的一端连接，隔离光耦IC1的受光器发射极经电阻R2分别与电阻R3的一端、电阻R4的一端连接，电阻R3的另一端分别连接电容C1的一端、三极管Q1的基极，电阻R4的另一端分别与电容C1的另一端、三极管Q1的发射极、第一电源变换器的接地端连接，继电器RLY1的线圈的另一端与二极管D1的阳极、三极管Q1的集电极连接，继电器RLY1的常开开关的一端与第二电源变换器的电源输出端、电容C2的一端连接，继电器RLY1的常开开关的另一端与电容C2的另一端连接，并经断路器的分励线圈连接至所述第二电源变换器的接地端。

本实用新型还提供了一种应用上述所述脱扣电路的光伏汇流箱，所述光伏汇流箱还包括正极熔断器组、负极熔断器组、电流采样模块；所述正极熔断器组经正极汇流铜排与所述脱扣电路的第一输入端、断路器的第一输入端连接，所述负极熔断器组经电流采样模块、负极汇流铜排与所述脱扣电路的第二输入端、断路器的第二输入端连接；所述脱扣电路的第一输入端即所述第一电源变换器的第一输入端、第二电源变换器的第一输入端，脱扣电路的第二输入端即所述第一电源变换器的第二输入端、第二电源变换器的第二输入端。

本实用新型还提供了另一种应用上述所述脱扣电路的光伏汇流箱，所述光伏汇流箱还包括防反二极管模块、正极熔断器组、负极熔断器组、电流采样模块；所述正极熔断器组经防反二极管模块、正极汇流铜排与所述第一电源变换器的第一输入端、第二电源变换器的第一输入端、断路器的第一输入端连接，所述负极熔断器组经电流采样模块、负极汇流铜排与所述第一电源变换器的第二输入端、第二电源变换器的第二输入端、断路器的第二输入端连接；所述脱扣电路的第一输入端即所述第一电源变换器的第一输入端、第二电源变换器的第一输入端，脱扣电路的第二输入端即所述第一电源变换器的第二输入端、第二电源变换器的第二输入端。

在本实用新型一实施例中，还包括一防雷装置，所述防雷装置的两输入端分别与正极汇流铜排、负极汇流铜排连接。

相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型实现了当汇流箱或汇流箱后级电路出现故障时，可远程控制断路器脱扣，避免光伏极板和其他设备被祸及，对光伏发电系统增加一个保护措施，提高整个系统安全性；

2、现场故障时无需工作人员接近设置操作现场设备，保护人身安全，最大限度的降低故障损失；

3、驱动电路中和控制MCU之间采用光耦隔离，有效的避免远程的MCU被影响。

附图说明

图1是本实用新型脱扣电路原理框图。

图2是本实用新型驱动电路原理图。

图3是本实用新型应用脱扣电路的光伏汇流箱原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的技术方案进行具体说明。

本实用新型的一种脱扣电路，包括驱动电路、第一电源变换器及第二电源变换器；所述驱动电路的第一供电端、第二供电端及接地端GND1分别与所述第一电源变换器的电源输出端、第二电源变换器的电源输出端及第一电源变换器的接地端GND1连接，所述驱动电路的输出端经断路器的分励线圈与第二电源变换器的接地端GND2连接；所述驱动电路的控制端连接一MCU，所述MCU通过控制驱动电路进而控制断路器的闭合/断开。

在本实用新型一实施例中，所述驱动电路包括继电器RLY1、二极管D1、三极管Q1、电阻R1、R2、R3、R4、电容C1、C2、隔离光耦IC1；所述MCU的输出端与电阻R1的一端、隔离光耦IC1的发光器阳极连接，电阻R1的另一端与隔离光耦IC1的发光器阴极相连接至信号接地端GND，所述的信号接地端与第一电源变换器的接地端GND1、第二电源变换器的接地端GND2均隔离。所述隔离光耦IC1的受光器集电极与第一电源变换器的电源输出端、二极管D1的阴极、继电器RLY1的线圈的一端连接，隔离光耦IC1的受光器发射极经电阻R2分别与电阻R3的一端、电阻R4的一端连接，电阻R3的另一端分别连接电容C1的一端、三极管Q1的基极，电阻R4的另一端分别与电容C1的另一端、三极管Q1的发射极、第一电源变换器的接地端GND1连接，继电器RLY1的线圈的另一端与二极管D1的阳极、三极管Q1的集电极连接，继电器RLY1的常开开关的一端（即继电器RLY1常开触点）与第二电源变换器的电源输出端、电容C2的一端连接，继电器RLY1的常开开关的另一端（即继电器RLY1公共端）与电容C2的另一端连接，并经断路器的分励线圈连接至所述第二电源变换器的接地端GND2。本实施例中，根据继电器的供电电压要求，所述第一电源变换器的电源输出端VCC1与第一电源变换器接地端GND1之间电压为+24V，根据断路器分励线圈的供电电压要求，所述第二电源变换器的电源输出端VCC2与第二电源变换器接地端GND2之间的电压为+24V。其中，所述第一电源变换器输出的+24V与所述第二电源变换器输出的+24V，非同一电源电压，二者相互隔离。

如图3所示，本实用新型还提供了一种应用上述所述脱扣电路的光伏汇流箱，还包括正极熔断器组、负极熔断器组、显示监控模块、电流采样模块；所述正极熔断器组经正极汇流铜排与所述脱扣电路的第一输入端、断路器的第一输入端连接，所述负极熔断器组经电流采样模块、负极汇流铜排与所述脱扣电路的第二输入端、断路器的第二输入端连接；所述第一电源变换器的第一输入端与第二电源变换器的第一输入端相连作为所述脱扣电路的第一输入端，所述第一电源变换器的第二输入端与第二电源变换器的第二输入端相连作为脱扣电路的第二输入端。还包括一防雷装置，该防雷装置的两输入端分别与正极汇流铜排、负极汇流铜排连接。

本实用新型还提供了另一种应用上述所述脱扣电路的光伏汇流箱，还包括防反二极管模块、正极熔断器组、负极熔断器组、显示监控模块、电流采样模块；所述正极熔断器组经防反二极管模块、正极汇流铜排与所述第一电源变换器的第一输入端、第二电源变换器的第一输入端、断路器的第一输入端连接，所述负极熔断器组经电流采样模块、负极汇流铜排与所述第一电源变换器的第二输入端、第二电源变换器的第二输入端、断路器的第二输入端连接；所述显示监控模块由所述第一电源变换器供电；所述第一电源变换器的第一输入端与第二电源变换器的第一输入端相连作为所述脱扣电路的第一输入端，所述第一电源变换器的第二输入端与第二电源变换器的第二输入端相连作为脱扣电路的第二输入端。还包括一防雷装置，该防雷装置的两输入端分别与正极汇流铜排、负极汇流铜排连接。

以下具体讲述本实用新型的的工作原理。

如图1所示，一种脱扣电路，包括第一电源变换器、第二电源变换器，所述第一电源变换器从光伏汇流箱正负极汇流排取电，输出+24V电压、所述第二电源变换器从光伏汇流箱正负极汇流排取电，输出+24V电压，脱扣电路还包括驱动电路，驱动电路包括继电器RLY1，二极管D1，三极管Q1，电阻R1，R2、R3、R4，电容C1，C2，还包括隔离光耦IC1连接关系如下图2所示。

ST为控制器MCU发出的控制信号。当ST为高电平时，隔离光耦IC1导通，此时VCC1经R2、R3连接Q1基极，Q1基极高电平，Q1导通，继电器RLY1的线圈得电后继电器触点开关闭合，使得电压VCC2经继电器触点开关、断路器的分励线圈与GND2形成闭合回路，分励线圈得电使断路器动作，从而实现脱扣的功能。

如图3所示，一种应用如上脱扣电路的光伏汇流箱，包括脱扣电路、正、负极熔断器组，电流采样模块、防雷装置、显示监控模块、防反二极管模块（可选）。对于不带防反二极管模块的光伏汇流箱，每一路光伏组串的正极经正极熔断器组其一熔断器后接入正极汇流铜排，经正极汇流铜排汇流后分三路分别接接断路器第一输入端，脱扣电路第一输入端以及防雷装置一输入端；对于待防反二极管模块的光伏汇流箱，每一路光伏组串的正极经正极熔断器组其一熔断器后再经防反二极管模块接入正极汇流铜排，经正极汇流铜排汇流后分三路分别接接断路器第一输入端，脱扣电路第一输入端以及防雷装置一输入端。每一路光伏组串的负极经负极熔断器组其一熔断器后经电流采样板后接入负极汇流铜排，负极汇流铜排汇流后同样分三路分别接接断路器第二输入端，脱扣电路第二输入端以及防雷装置另一输入端。显示监控模块可显示监控每一路光伏组串的电流、全部光伏组串汇流后的电流和电压，显示监控模块与MCU连接，可远程监控光伏汇流箱。

如此即可实现当汇流箱或汇流箱后级电路出现故障时，可远程控制断路器脱扣，避免光伏极板和其他设备被祸及，对光伏发电系统增加一个保护措施，提高整个系统安全性；同时，故障时无需工作人员接近设置操作现场设备，保护人身安全，最大限度的降低故障损失；驱动电路中和控制MCU之间采用光耦隔离，有效的避免远程的MCU被影响。

以上是本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。