用于飞跨电容BOOST的放电电路的制作方法

用于飞跨电容boost的放电电路
技术领域
1.本实用新型涉及一种光伏发电相关设备，特别涉及一种用于飞跨电容boost的放电电路。


背景技术：

2.新能源光伏行业在全球占比逐年升高，光伏发电规模不断扩大总体呈上升状态。新技术不断在光伏逆变器领域得到应用，光伏逆变器采用飞跨电容boost拓扑相对碳化硅boost，优点是能节约器件成本，降低igbt耐压，减小电感体积，相对于对称boost拓扑对系统安装也较为方便。如图1所示现有飞跨boost电路，为目前应用较成熟电路，通过开关管mos1，mos2控制光伏电池板接入正负极并联的c2的充放电来实现mppt(最大功率点跟踪)功能。
3.如图2现有多组飞跨boost电路与光伏电池连接示意图，现有的飞跨电容boost电路拓扑在实际光伏电池板接入中，如果其中一路mppt没接光伏板，其他路mppt经过bus会反向对没接的这路pv输入电容c1产生一个电压，产生的电压为bus电容c3，飞跨电容c2，和输入电容c1三者分压(如图2中的箭头指出的c1电容产生电压的电流路径)，如不能消除此电压，会对运维及后台监控人员产生困扰，会误以为此路mppt已接入电池板。此电压直接连通到pv端子，也会对现场人员安全造成隐患。假如用一个负载电阻并联在输入电容上达到消除此电压目的，必然需要一个很大功率的负载电阻才能将电压钳位在安全电压以内，如果在正常接入的光伏组串中使用大功率的负载电阻会产生额外能量损耗，加大机器内部环温以及降低整机发电效率。


技术实现要素：

4.针对多组飞跨boost电路与光伏电池连接时存在的安全隐患问题，提出了一种用于飞跨电容boost的放电电路，在正常接入光伏板运行时本电路不工作，在没接入电池板而pv电容产生电压时本电路将电压钳位至安全电压。
5.本实用新型的技术方案为：一种用于飞跨电容boost的放电电路，多组飞跨电容boost与直流电源连接，电路接在每组飞跨电容boost中输入电感与电流传感器之后，飞跨电容boost中上下桥臂电路第一高频开关管、第二高频开关管之前，包括检测单元、驱动器on3、开关管t1和限流钳位元件；开关管t1与限流钳位元件串联后并联在上下桥臂电路第一高频开关管、第二高频开关管两端，第一高频开关管两端接检测单元输入端，检测单元输出触发信号至驱动器on3，驱动器on3输出接开关管t1控制端，放电回路导通；飞跨电容boost电流传感器电流信号送检测单元，检测单元输出控制信号至开关管t1控制端，放电回路截止。
6.优选的，所述检测单元包括比较器comp1，比较器comp1输入两端接光伏逆变器中第一高频开关管两端，其中比较器comp1正向输入端接上下桥臂电路第一高频开关管、第二高频开关管串联连接点，比较器comp1输出触发信号至驱动器on3，驱动器on3输出接开关管
t1控制端。
7.优选的，所述检测单元包括开关管t2，飞跨电容boost电流传感器电流信号送至驱动器on1，驱动器on1输出接开关管t2控制端，开关管t2导通两端并联于开关管t1控制端和地端。
8.优选的，所述电流传感器为霍尔传感器，霍尔传感器输出接驱动器on1和飞跨电容boost控制单元dsp。
9.优选的，所述开关管t2控制端与飞跨电容boost控制单元dsp之间接驱动器on2。
10.优选的，所述第一高频开关管、第二高频开关管为igbt或mos管，所述开关管t1、t2分别为igbt、mos管、继电器开关中任意一种。
11.优选的，所述限流钳位元件为放电电阻r1。
12.优选的，所述放电电阻r1为功率电阻，对静态下飞跨电容boost电路钳位。
13.优选的，所述开关管t1为mos管，t2为igbt、mos管、继电器开关中任意一种。
14.优选的，所述驱动器on1，on2，on3分别为光耦合器、脉冲变压器中任意一种。
15.优选的，所述直流电源为光伏电池、储能蓄电池、直流充放电电路中的任意一种。
16.本实用新型的有益效果在于：本实用新型用于飞跨电容boost的pv放电电路，提高飞跨电容boost拓扑的光伏逆变器使用安全性。可以应用在充电器，离网式逆变器等类似飞跨boost拓扑电路上。
附图说明
17.图1为现有飞跨boost电路图；
18.图2为现有多组飞跨boost电路与光伏电池连接示意图；
19.图3为本实用新型用于飞跨电容boost的pv放电电路接入位置及放电回路示意图；
20.图4为本实用新型用于飞跨电容boost的放电电路图。
具体实施方式
21.下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
22.如图3所示用于飞跨电容boost的pv放电电路接入位置及放电回路示意图,电路安装在boost电感与电流传感器之后，飞跨boost电路中igbt桥臂mos1、mos2之前。此处正负电压与pv输入端子连通，静态下钳位住此处电压等同于钳位住pv输入端口电压。
23.如图4所示用于飞跨电容boost的放电电路图，电路包括2个开关管、比较器comp1、驱动器和放电电阻r1，比较器comp1输入两端接光伏逆变器中igbt上桥臂mos1两端，其中比较器comp1正向输入端接igbt桥臂mos1、mos2串联连接点，比较器comp1输出通过驱动器on3接开关管t1控制极(mos管的栅极g或晶体管的基极b)和开关管t2导通端的一端(mos管的漏极d或晶体管的集电极c)；开关管t1串联放电电阻r1接igbt桥臂(串联的mos1、mos2)两端；光伏逆变器电流霍尔传感器检测端通过驱动器on1接开关管t2控制极(mos管的栅极g或晶体管的基极b)dsp控制输出端通过驱动器on2接开关管t2控制极(mos管的栅极g或晶体管的基极b)，开关管t2导通端的另一端接地。所述开关管t1和t2可以按需求设计选用mos管、晶
体管或继电器开关。
24.所述电路中有控制放电电路打开的开关管t1选用mos管，通过比较飞跨电路中原有的上管igbt的ds电压，s大于d则驱动mos管t1导通，通过r1给c1放电,通过采样主回路霍尔的输出信号控制mos管t1的关断。逆变器自身的dsp对主回路霍尔的输出信号采样后控制mos管t1关闭。与mos管t1串联有放电电阻r1为功率电阻，用于对igbt中mos管的限流保护及控制钳位电压，这里t1优先mos管。
25.t1开通后如果霍尔传感器检测到有正向电流通过且大于设定值时，则通过驱动器(on1)开通t2管，t2开通后t1关闭，放电回路截止。此时可以认为此路mppt接有电池板且电压低于bus或者其他路mppt。
26.图4所示为简化电路，旨在说明基本原理及应用方法。装置内有t1，r1构成主要放电电路，比较器comp1接在飞跨上管的mos1主要用于检测mos1的ds间压差，图中mos1所述节点2大于1则通过比较器comp1输出高电平到驱动器on3控制t1开通，开通后t1、r1、l1串联与输入电容c1并联，r1电阻阻值可根据实际选择，利用t1导通对c1形成回路以达到钳位pv电压的目的。t1开通后如果霍尔传感器检测到有正向电流通过且大于设定值时，通过驱动器(on1)开通t2管，同时信号送给dsp做电流采样，t2开通后t1关闭，放电回路截止。此时可以认为此路mppt接有电池板且电压低于bus或者其他路mppt。逆变器自身dsp也可以根据用户设定发出指令通过驱动器on2控制本放电单元模块的关闭。利用以上所述原理实现此串pv输入悬空时，端口电压可钳位到0v或安全电压以下，正常接入太阳能电池板时自动关闭，或认为设置关闭此装置以达到节约损耗目的。
27.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。