启动电路及储能设备的制作方法

1.本技术涉及电路启动领域，尤其涉及一种启动电路及储能设备。


背景技术：

2.现有的光伏供电系统中，光伏组件中的光伏面板在经过照射后开始输出电能。光伏组件中的控制电路在启动过程中，需要通过单独的供电电源进行供电，使得该控制电路启动后，该控制电路控制开关电路的导通，将该光伏面板的电能输出给变压电路进行电压转换后输出。
3.然而，光伏供电系统中的控制电路启动过程中需要额外的辅助电源作为启动电源，当光伏供电系统中采用反激式电路时，在该反激式电路启动后需要关闭该控制电路的辅助电源，电路设计复杂。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例的主要目的在于提供一种启动电路及储能设备，旨在简化电路设计，节省额外给控制电路供电的供电电源，并且在变压电路输出供电电压后能自动切换变压电路为控制电路供电。
5.第一方面，本实用新型实施例提供了一种启动电路，包括：
6.变压电路，用于将供电电源的输出电压进行电压转换得到至少一个供电电压，并通过变压电路的变压输出端输出供电电压；
7.开关电路，与供电电源和变压电路相连接，用于接收控制信号，并根据控制信号导通或断开变压电路和供电电源之间的连接；
8.转换电路，与供电电源相连接，用于将供电电源的输出电压进行电压转换得到工作电压，并通过转换电路输出端输出工作电压；
9.切换电路，分别与转换电路及变压电路连接，用于在接收到变压输出端输出的供电电压时，发送断开信号给转换电路，断开信号用于指示转换电路停止输出工作电压；
10.控制电路，分别与变压电路、转换电路和开关电路相连接，用于在接收到工作电压或供电电压时，输出控制信号给开关电路。
11.在一些实施方式中，转换电路包括第一开关管、第一分压支路、第二分压支路以及第一偏置电阻；
12.供电电源通过第一分压支路与第一开关管的输入端连接，并通过第二分压支路与第一开关管的控制端连接，切换电路与第一开关管的控制端连接，控制电路与第一开关管的输出端连接，第一偏置电阻连接于第一开关管的控制端与输出端之间。
13.在一些实施方式中，转换电路还包括稳压二极管，稳压二极管的输入端接地，稳压二极管的输出端与第一开关管的控制端连接。
14.在一些实施方式中，切换电路包括第二开关管、第二偏置电阻以及第三偏置电阻；
15.第二开关管的输入端与第一开关管的控制端连接，第二开关管的输出端接地，第
二开关管的控制端通过第二偏置电阻与变压输出端连接，第三偏置电阻连接于第二开关管的控制端与输出端之间。
16.在一些实施方式中，转换电路还包括至少一个第一缓起电容，其中，各第一缓起电容的正极与第一开关管的输出端连接，且各第一缓起电容的负极接地。
17.在一些实施方式中，启动电路还包括限流电路；
18.限流电路分别与供电电源、开关电路及转换电路相连接，限流电路用于限制供电电源输出给开关电路、及转换电路的电流大小，并在供电电源的输出电流大于预设值时，断开供电电源和开关电路以及转换电路之间的连接。
19.在一些实施方式中，限流电路包括热敏电阻和保险丝；
20.热敏电阻的第一端与供电电源相连接，热敏电阻的第二端与保险丝的第一端连接；
21.保险丝的第二端与限流电路的输出端相连接。
22.在一些实施方式中，启动电路还包括：
23.防反电路，防反电路的输入端与限流电路的输出端连接，防反电路的输出端与开关电路、及转换电路连接，防反电路用于单向导通从供电电源输出至开关电路、及转换电路的电压或电流；
24.缓起单元，缓起单元与防反电路、开关电路、及转换电路相连接，用于延缓流入开关电路、及转换电路的电压或电流。
25.在一些实施方式中，缓起单元包括至少一个第二缓起电容，其中，各第二缓起电容的正极与防反电路的输出端连接，且各第二缓起电容的负极接地。
26.第二方面，本实用新型实施例还提供了一种储能设备，包括：
27.启动电路，连接于供电电源，启动电路为如上的启动电路；
28.储能电池，连接于启动电路，启动电路向储能电池输出供电电压。
29.综上，相比现有技术，本实用新型提供的启动电路及储能设备通过设置与供电电源相连接的转换电路以及与与转换电路及变压电路连接的切换电路，实现了供电电源向控制电路输出工作电压、以及变压电路向控制电路输出供电电压两种供电方式的切换，从而简化了电路设计，节省了额外给控制电路供电的供电电源，并且在变压电路输出供电电压后能自动切换变压电路为控制电路供电。
附图说明
30.为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1为本实用新型提供的启动电路的模块结构示意图；
32.图2为本实用新型一实施例提供的启动电路的转换电路的电路结构示意图；
33.图3为本实用新型一实施例提供的启动电路的转换电路与切换电路的电路结构示意图；
34.图4为本实用新型一实施例提供的包括限流电路的启动电路的模块结构示意图；
35.图5为本实用新型一实施例提供的启动电路的限流电路、防反电路以及缓起单元的电路结构示意图；
36.图6为本实用新型提供的储能设备的模块结构示意图；
37.附图标记：
38.1、储能设备；10、启动电路；11、变压电路；12、开关电路；13、控制电路；14、转换电路；141、第一分压支路；142、第二分压支路；15、切换电路；16、限流电路；17、防反电路；18、缓起单元； 20、供电电源；30、储能电池；c1、第一缓起电容；c2、第二缓起电容；d1、稳压二极管；d2、防反二极管；f1、保险丝；q1、第一开关管；q2、第二开关管；r1、第一偏置电阻；r2、第二偏置电阻； r3、第三偏置电阻；r4、热敏电阻；v
t
、供电电压。
具体实施方式
39.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
40.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
41.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
42.下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明，在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
43.请参阅图1，图1为本实用新型提供的启动电路的模块结构示意图。
44.如图1所示，启动电路10包括变压电路11、开关电路12、转换电路14、切换电路15、以及控制电路13。变压电路11用于将供电电源20的输出电压进行电压转换得到至少一个供电电压v
t
，并通过变压电路11的变压输出端输出供电电压v
t
。开关电路12与供电电源20、及变压电路11相连接，用于接收控制信号，并根据控制信号导通或断开变压电路11和供电电源20之间的连接。转换电路14与供电电源20相连接，用于将供电电源20的输出电压进行电压转换得到工作电压，并通过转换电路14输出端输出工作电压。切换电路15，分别与转换电路14以及变压电路11连接，用于在接收到变压输出端输出的供电电压v
t
时，发送断开信号给转换电路14，断开信号用于指示转换电路14停止输出工作电压。控制电路13分别与变压电路 11、转换电路14和开关电路12相连接，用于在接收到工作电压或供电电压v
t
时，输出控制信号给开关电路12。
45.具体的，本实用新型提供的启动电路10可应用于与供电电源20 连接的储能设备，上述供电电源20可以是光伏面板、风力发电机、或潮汐发电机等发电设备。
46.在一些实施方式中，变压电路11还用于将供电电源20的输出电压进行电压转换得到至少一个供电电压v
t
与储能电压，通过变压电路11的变压输出端向切换电路15及控制电路13输出该供电电压v
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，并向预设储能电池30输出储能电压，以为预设储能电池30充电。
47.如图2所示，在一些实施方式中，转换电路14包括第一开关管 q1、第一分压支路141、第二分压支路142以及第一偏置电阻r1，其中，供电电源20通过第一分压支路141与第一开关管q1的输入端连接，并通过第二分压支路142与第一开关管q1的控制端连接，切换电路15与第一开关管q1的控制端连接，控制电路13与第一开关管q1的输出端连接，第一偏置电阻r1连接于第一开关管q1的控制端与输出端之间。
48.应理解，第一分压支路141及第二分压支路142用于相互配合将供电电源20的输出电压进行分压转换得到控制电路13对应的工作电压，第一开关管q1的输出端作为转换电路14的输出端与控制电路 13连接，切换电路15与第一开关管q1的控制端连接，用于启动或关闭转换电路14，以导通或关断启动电路10与控制电路13之间的连接通路。
49.具体的，当切换电路15向第一开关管q1的控制端输入断开信号时，第一开关管q1的输入端与输出端之间截止，转换电路14关闭并停止向控制电路13输出工作电压。
50.具体的，本实施例以第一开关管q1为npn型三极管、且断开信号为低电平信号为例对转换电路14的工作原理进行说明：
51.切换电路15与第一开关管q1的基极连接，供电电源20通过第一分压支路141与第一开关管q1的集电极连接，并通过第二分压支路142与第一开关管q1的发射极连接。当切换电路15未向第一开关管q1的基极输入断开信号时，供电电源20输出的供电电压v
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通过第二分压支路142使第一开关管q1的基极电压升高，第一开关管 q1的集电极与发射极之间导通，转换电路14开启，且第一分压支路 141及第二分压支路142对供电电源20的输出电压进行分压转换得到工作电压，并从第一开关管q1的发射极向控制电路13输出工作电压。当切换电路15向第一开关管q1的基极输入低电平的断开信号时，第一开关管q1的基极电压降低，第一开关管q1的集电极与发射极之间截止，转换电路14关闭并停止向控制电路13输出工作电压。
52.通过第一分压支路141、第二分压支路142、第一开关管q1、以及第一偏置电阻r1的配合工作，转换电路14对供电电源20的输出电压进行分压转换得到工作电压，并通过第一开关管q1的输出端向控制电路13输出工作电压。同时，在第一开关管q1的控制端与输出端之间设置第一偏置电阻r1，用于保证第一开关管q1的可靠导通。
53.在一些实施方式中，转换电路14还包括稳压二极管d1，稳压二极管d1的输入端接地，稳压二极管d1的输出端与第一开关管q1 的控制端连接，用于稳定第一开关管q1的控制端电压。
54.在一些实施方式中，转换电路14还包括至少一个第一缓起电容 c1，其中，各第一缓起电容c1的正极与第一开关管q1的输出端连接，且各第一缓起电容c1的负极接地，用于对转换电路14向控制电路13输出工作电压的电压变化进行延缓，避免因输出工作电压的突变损坏控制电路13。
55.如图3所示，在一些实施方式中，切换电路15包括第二开关管 q2、第二偏置电阻r2
以及第三偏置电阻r3，其中，第二开关管q2 的输入端与第一开关管q1的控制端连接，第二开关管q2的输出端接地，第二开关管q2的控制端通过第二偏置电阻r2与变压电路11 的变压输出端连接，第三偏置电阻r3连接于第二开关管q2的控制端与输出端之间。
56.具体的，本实施例以第二开关管q2为npn型三极管为例对切换电路15的工作原理进行说明：
57.变压电路11的变压输出端通过第二偏置电阻r2与第二开关管 q2的基极连接，第二开关管q2的集电极与第一开关管q1的控制端连接，第二开关管q2的发射极接地，且第三偏置电阻r3连接于第二开关管q2的基极与发射极之间。当变压输出端向第二开关管q2 的基极输出供电电压v
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时，第二开关管q2的基极处于高电平，则第二开关管q2的发射极与集电极之间导通，则第一开关管q1的控制端的电压被拉低，转换电路14关闭且停止向控制电路13输出工作电压。
58.应理解，转换电路14接收到变压输出端输出的供电电压v
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时，第一开关管q1的控制端与地之间的连接导通，从而向转换电路14 发送低电平的断开信号以指示转换电路14停止输出工作电压。同时，在变压输出端与第二开关管q2的控制端之间设置第二偏置电阻r2，在第二开关管q2的控制端与输出端之间设置第三偏置电阻r3，保证了第二开关管q2的可靠导通。
59.如图4所示，在一些实施方式中，启动电路10还包括限流电路 16。限流电路16分别与供电电源20、开关电路12及转换电路14相连接，限流电路16用于限制供电电源20输出给开关电路12、及转换电路14的电流大小，并在供电电源20的输出电流大于预设值时，断开供电电源20和开关电路12以及转换电路14之间的连接。
60.如图5所示，在一些实施方式中，限流电路16包括热敏电阻r4 和保险丝f1，其中，热敏电阻r4的第一端与供电电源20相连接，热敏电阻r4的第二端与保险丝f1的第一端连接，保险丝f1的第二端与限流电路16的输出端相连接。
61.具体的，热敏电阻r4的阻值与热敏电阻r4的温度成反比，当供电电源20向开关电路12、变压电路11以及转换电路14输入供电电压v
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时，热敏电阻r4呈高阻态，降低流经热敏电阻r4的电流，避免因输入的电流变化量过大直接导致开关电路12、变压电路11以及转换电路14损坏，随着电流流经热敏电阻r4使得热敏电阻r4的温度升高，阻值随之降低，使得输入开关电路12、变压电路11以及转换电路14的电流缓慢增大，实现变压电路11以及转换电路14的缓启动。
62.具体的，保险丝f1具有对应的预设熔断值，当供电电源20的输出电流大于对应的预设熔断值时，保险丝f1熔断，从而断开供电电源20向开关电路12、变压电路11以及转换电路14的供电通路，避免因输出电流过大损坏开关电路12、变压电路11以及转换电路14。
63.在一些实施方式中，启动电路10还包括防反电路17以及缓起单元18，其中，防反电路17的输入端与限流电路16的输出端连接，防反电路17的输出端与开关电路12、及转换电路14连接，防反电路17用于单向导通从供电电源20输出至开关电路12、及转换电路 14的电压或电流，而缓起单元18与防反电路17、开关电路12、及转换电路14相连接，用于延缓流入开关电路12、及转换电路14的电压或电流。
64.具体的，缓起单元18包括至少一个第二缓起电容c2，其中，各第二缓起电容c2的正极与防反电路17的输出端连接，且各第二缓起电容c2的负极接地，第二缓起电容c2用于对
供电电源20输出的供电电压v
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进行吸收滤波，延缓流入开关电路12、及转换电路14 的电压或电流的上升与下降，实现启动电路10的缓启动。
65.具体的，防反电路17包括防反二极管d2，其中，防反二极管 d2的输入端与限流电路16的输出端连接，防反二极管d2的输出端与开关电路12、及转换电路14连接，防反二极管d2用于单向导通从供电电源20输出至开关电路12、及转换电路14的电压或电流，避免电流倒灌。
66.请参阅图6，图6为本实用新型提供的储能设备的模块结构示意图。
67.如图6所示，本实用新型实施例还提供了一种储能设备，包括启动电路10以及储能电池30，其中，启动电路10连接于供电电源20，启动电路10为如上述所示的启动电路10，储能电池30连接于启动电路10，启动电路向储能电池30输出供电电压v
t
。
68.综上，本实用新型实施例通过设置与供电电源20相连接的转换电路14以及与转换电路14及变压电路11连接的切换电路15，实现了供电电源20向控制电路13输出工作电压、以及变压电路11向控制电路13输出供电电压v
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两种供电方式的切换，从而简化了电路设计，节省了额外给控制电路13供电的供电电源20，并且在变压电路 11输出供电电压后能自动切换变压电路11为控制电路13供电。
69.上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/ 或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
70.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。