一种光伏逆变器的放电电路的制作方法

本发明涉及一种放电电路，更具体的说是涉及一种光伏逆变器的放电电路。

背景技术：

大容量的电解电容、母线电容由于残余电压的存在，需要在电容两端跨接电阻放电，于是在单相或者多相逆变器母线上设计了一个系统掉电后、或者由于某种原因导致母线电容长期低压情况下的放电电路来泄放系统掉电后或处长期低压状态下母线电容上的电压。

而现有的放电电路通过系统开关电源的电压信号来控制放电电路工作，如图1中所示，当系统掉电后或者由某种原因导致大容量电解电容、母线电容长期低压状态下，使能放电电路。该电路正常工作的情况是：系统掉电母线中留存有残余电压或者其状态下出现长时间母线低压的状态下，该状态下，+5v电压消失，导致q17关断，因为q17关断，根据欧姆定律

和分压定理

因为母线上有电压存在，r82，r90，r94，r95中有电流ir流过，所以zd3正常工作，该状态下，q16导通，因为母线中少量残余电压存在的状态下，电流经r91，r92，r89，f5，r102，r105，r104和q16的漏一源极，进行泄放。但是该设计存在一个问题，当母线上时间加载有需要泄放电压时，因为r91，r92，r89，f5，r102，r105，r104组装空间和结构布局的关系，导致无论怎么调整该值，均有可能出现，f5不损坏，导致r91，r92，r89，r102，r105，r104在长时间工作的状态下，电阻失效或者烧毁，严重时可能发生火灾。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种在开关电源损坏的情况下，也不会出现错误放电导致电路烧毁的光伏逆变器的放电电路。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种光伏逆变器的放电电路，包括：

开关管q1，该开关管q1为高电平导通性元件，具有第2端、第3端和第1端，所述开关管q1的第2端耦接于外部母线，第3端接地，第1端输入外部开关电源的电压信号，该第1端还耦接于外部母线；

放电管q2，该放电管q为高电平导通性元件，具有第2端、第3端和第1端，所述放电管q2的第2端耦接有放电电阻r7后与外部母线耦接，第3端接地，第1端耦接于开关管q1的第2端。

作为本发明的进一步改进，所述开关管q1的第1端耦接有稳压管zd1后接外部母线，还耦接有电阻r4后接地。

作为本发明的进一步改进，所述稳压管zd1与外部母线之间还耦接有电阻r1，所述稳压管zd1与电阻r1之间的节点还耦接有电阻r2后接地。

作为本发明的进一步改进，所述放电管q2的第1端耦接有稳压管zd2后接地，还耦接有电阻r5后接外部母线。

本发明的有益效果，通过开关管q1的设置，在出现外部开关电源损坏，外部开关电源所输出的电压信号转变为低电平信号，而同时母线电压正常的时候，开关管q1的第1端即为控制端虽然失去了外部开关电源输入的高电平信号，但是母线电压会施加到开关管q1的第1端，如此保持输入到开关管q1的第1端的电压为高电平，如此便可以保持开关管q1的第2端和第3端之间导通，进而实现将放电管q2的第1端接地，如此放电管q2就会断开，此时母线上的电流就无法通过放电电阻r7和放电管q2后接地，这样就不会出现现有技术中由于开关管q17断开的时候，放电管q16因为母线电压的原因导致保持导通，而使得放电电阻进行持续放电发热，进而烧毁电路的问题

附图说明

图1为现有技术中的放电电路的电路图；

图2为本发明的光伏逆变器的放电电路的电路图；

图3为本发明的放电电路扩充后的电路图；

图4为本发明的放电电路的实施例2的电路图。

具体实施方式

下面将结合附图所给出的实施例对本发明做进一步的详述。

参照图1至4所示，本实施例的一种光伏逆变器的放电电路，包括：

开关管q1，该开关管q1为高电平导通性元件，具有第2端、第3端和第1端，所述开关管q1的第2端耦接于外部母线，第3端接地，第1端输入外部开关电源的电压信号，该第1端还耦接于外部母线；放电管q2，该放电管q为高电平导通性元件，具有第2端、第3端和第1端，所述放电管q2的第2端耦接有放电电阻r7后与外部母线耦接，第3端接地，第1端耦接于开关管q1的第2端，当光伏逆变器在正常工作时，外部开关电源的输入信号为高电平，开关管q1的第2端和第3端导通，将放电管q2的第1端接地，进而使得放电管q2截止，那么放电管q2的第2端和第3端之间就会断开，如此正常的母线电流在流过放电电阻r7后无法通过放电管q2后到地，就无法构成回路，如此放电电阻r7就不会做功发热，当光伏逆变器正常关机后，外部开关电源的输入信号变为低电平，母线上的残留电压不足以驱动开关管q1导通，因此开关管q1断开，母线上的残留电压就会输入到放电管q2的第1端内，那么放电管q2导通，构建从外部母线到放电电阻r7到放电管q2最后到地这一电流回路，如此很好的实现了在光伏逆变器正常关机以后，通过放电电阻r7和放电管q2能够有效的对母线上的残留电进行放电，当光伏逆变器工作的途中外部输入信号失灵，输出为低电平时，由于此时的母线电压为正常工作电压，因此，母线上的电压就会施加到开关管q1的第1端，正常的母线电压足够驱动开关管q1，那么开关管q1就会保持导通状态，如此放电管q2的第1端就会通过开关管q1接地，继而保持放电管q2的截止状态，如此便可以有效的避免在出现外部信号失灵的时候，而放电管q2导通，导致的放电电阻r7长时间处于放电状态，进而导致发热烧毁电路的问题，其中，本实施例中可以选用导通电压不同的两个开关管作为开关管q1和放电管q2，而开关管q1的导通电压要大于放电管q2的导通电压，以避免在正常放电的过程中开关管q1导通导致的无法放电的问题，或是可以在开关管q1的第1端与外部母线之间加设分压电路，通过分压电路的分压使得同等母线电压的状态下，开关管q1第1端接受到的母线电压小于放电管q2第1端接受到的母线电压，如此就可以实现开关管q1的导通电压大于放电管q2的导通电压的效果，本实施例中的开关管q1和放电管q2为npn三极管，可以利用npn三极管导通损耗小的特性，使得整个放电电路在正常工作的过程中损耗减小，避免影响外部电路的正常工作，具体的，本实施例中主要适用于三种工作状态，常态下：bus母线电压正常，外部输入信号正常：q1开通。q1开通过程中限流电流主要由r5控制。其中q1pin2-pin3之间的电压由如下公式确定：在该过程中，由于q1开通，导致q2关断，由r7，q2组成的回路，处于断开状态。当bus母线中存在残余电压或者长期处于需要泄放的电压时，工作情况如下：(1)、外部输入信号仍然正常时：q1开通，q2关断，此时放电回路不工作。(2)、外部输入信号丢失，q1仍然开通，q2关断，放电回路不工作。此时工作模式如下：因外部输入信号丢失：故r3输入端电压可近似为0，根据欧姆定律和分压定理有如下计算：

vbus＝r1·ir1+r2·ir2

其中：r2·ir2＝vzd2+r4·ir4

r4·ir4＝vq13＝iq13·r4

可设置适当的参数值，让外部输入信号丢失的情况下，保证vq13＝iq13·r≥0.7v，让母线上长期加载需要泄放的电压时，使q1导通，q2关闭。从而避免r7，q2回路因为长期工作于放电模式而出现损坏，如此通过上述公式便可以快速有效的根据母线电压vbus的电压值计算出电路中各个电阻所需要的电阻值，使得本实施例中的放电电路的制作过程更加的简单方便。

作为改进的一种具体实施方式，所述开关管q1的第1端耦接有稳压管zd1后接外部母线，还耦接有电阻r4后接地，通过稳压管zd1的设置，可以有效的给与开关管q1的第1端的输入电压进行箝位，避免开关管q1第1端输入电压过高导致的开关管q1损坏的问题，而通过电阻r4的设置，可以有效的对母线电压进行一个分压的作用，实现开关管q1的第1端的输入的母线电压小于放电管q2输入的母线电压的效果。

作为改进的一种具体实施方式，所述稳压管zd1与外部母线之间还耦接有电阻r1，所述稳压管zd1与电阻r1之间的节点还耦接有电阻r2后接地，通过电阻r1和电阻r2的设置，可以实现母线电压在输入到稳压管zd1内的电压进行了先一步的分压作用，如此便可以实现对于稳压管zd1的电压进行箝位作用，如此能够更好的避免外部母线电压输入到开关管q1第1端内电压过大导致的开关管q1损坏的问题。

作为改进的一种具体实施方式，所述放电管q2的第1端耦接有稳压管zd2后接地，还耦接有电阻r5后接外部母线，通过稳压管zd2的和电阻r5的设置，电阻r5可以对输入到放电管q2的母线电压进行分压作用，避免放电管q2的第1端输入电压过大导致的放电管q2损坏的问题，而通过稳压管zd2的设置，可以实现对放电管q2的第1端的电压进行箝位作用，进一步的保护了放电管q2。

同时在本实施例中可以将电阻r7进行扩充，采用电阻矩阵的方式来进行放电消耗，如此便可以将放电过程中需要消耗的功率从一个电阻转变为多个电阻配合完成，这样将单个电阻的大功率转换成电阻矩阵内的多个电阻的小功率集合，因此在放电的过程中，每个电阻所发出的热量都不会很高，相比于单个电阻进行放电所产生的热量大大的降低，这样就能够有效的降低放电时放电电阻r7所产生的热量，进一步的避免放电电阻产生热量过大导致的电路烧毁的问题，又或者如图4中对电路进行扩充，采用增加光耦u1的方式，避免现有技术中因为电气干扰导致的开关管q2错误开关的问题，而将电阻r1和电阻r5进行扩充，将电阻r1扩充为5个，将电阻r5扩充为4个，可以有效的降低单个电阻的发热量，进而降低整个放电电路的发热量，避免放电电路烧毁的问题。

综上所述，本实施例的放电电路，

(1)因为在光伏逆变器在正常工作时，外部输入信号为高电平，三极管q1导通，三极管q2截止，母线无法通过r7放电，只有少量能量从r1，r2，r5回路流失，所以在正常工作时该电路的功耗非常小；

(2)该放电电路采用半导体器件来控制放电回路，电路简单，控制方便并且非常可靠；

(3)当外部输入信号失灵时可以保证电路里的器件不会损坏；

(4)三极管q1，q2配有保护器件zd1，zd2，不易损坏。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。