一种低电压输出电路及光伏组件级产品制造技术

本实用新型专利技术公开了一种低电压输出电路，包括buck拓扑电路，用于输出buck拓扑辅助电源的电压；耦合绕组电路，通过耦合绕组耦合连接buck拓扑电路输出电感，用于对耦合绕组输出的交流电压进行整流和滤波；稳压电路，与耦合绕组电路并联，用于对耦合绕组电路的输出电压进行进一步维稳；电压跟随电路，与稳压电路串联，用于维持所述稳压电路的部分输出端的输出电压不变，同时增大所述稳压电路的该部分输出端的输出电流；开关电路，用于控制电压跟随电路的部分输出端输出低电压，或控制低电压输出电路的输入直接输出高电压。该低电压输出电路的损耗小、成本低、且适用性强。还公开了一种包含低电压输出电路的光伏组件级产品。

A Low Voltage Output Circuit and Photovoltaic Module Level Product

The utility model discloses a low voltage output circuit, which includes a buck topology circuit for outputting the voltage of the buck topology auxiliary power supply; a coupled winding circuit, which couples the output inductance of the buck topology circuit through the coupling winding, is used for rectifying and filtering the AC voltage output from the coupling winding; a voltage stabilizing circuit, which is parallel to the coupling winding circuit, is used for the coupling winding circuit. The output voltage is further stabilized; the voltage follower circuit, in series with the voltage stabilizer circuit, is used to maintain the output voltage of part of the output terminal of the voltage stabilizer circuit unchanged while increasing the output current of part of the output terminal of the voltage stabilizer circuit; the switching circuit is used to control the output voltage of part of the voltage follower circuit, or to control the input direct of the low voltage output circuit. Output high voltage. The low voltage output circuit has the advantages of low loss, low cost and strong applicability. A photovoltaic module level product comprising a low voltage output circuit is also disclosed.

【技术实现步骤摘要】
一种低电压输出电路及光伏组件级产品
本技术属于新能源
，涉及光伏并网/离网发电
，特别涉及一种低电压输出电路及光伏组件级产品。
技术介绍
随着光伏发电系统应用越来越广泛，光伏系统的安全问题也越来越受到重视，光伏系统存在直流高压，必然存在电击和电弧打火的风险，特别是当光伏系统发生火灾时，因为系统直流高压的存在，消防员无法及时施救。为解决光伏系统的直流高压电存在的安全隐患，业内人士已普遍认识到组件级关断的必要性，相应的一些光伏关断装置应运而生，如申请公布号为CN106602504A公开的光伏快速关断装置。虽然通过设置的光伏关断装置能够及时关断光伏组件级产品的电压输出，但是为满足实际应用需求，光伏组件级产品处于关断状态下仍然需要输出standby电压。一方面，该standby电压可以为某些光伏关断装置中的如关断控制器等用电设备关断状态下供电，保证其从关断状态可恢复到正常状态；另一方面，在光伏系统初始安装或者维护时，该standby电压可以帮助确认光伏组串连接数量及连接是否正确。根据SunSpec联盟所推出的标准，组件级产品关断状态下，要维持一standby电压，最低不小于0.6V，输出电流能力大于10mA。目前，业内组件级产品常规低电压输出方案为低压差线性稳压器(lowdropoutregulator，LDO)，以buck电路为主导的buck方案等。其中，LDO的损耗大，且并不适合用于主开关管在负端的情况；buck方案较复杂，成本高，以关断器为例，buck方案需要增加两个MOS管及对应的驱动以及一个电感，这些原件的损耗大成本高。因此，一种既适用于主开关管在负端，又适用于主开关管在正端；即适用于只有关断功能的关断器，又适用于监控器、优化器的低成本的低电压输出方案就成为业界亟需。
技术实现思路
针对现有光伏组件级产品低电压输出方案损耗大、成本高，且适用性差等问题，本技术提供了一种低电压输出电路及光伏组件级产品，该低电压输出电路的损耗小、成本低、且适用性强。本技术的技术方案为：一方面，本技术提供一种低电压输出电路，包括：buck拓扑电路，用于输出buck拓扑的电压；耦合绕组电路，所述耦合绕组电路通过耦合绕组耦合连接所述buck拓扑电路输出电感，用于对耦合绕组输出的交流电压进行整流和滤波；稳压电路，所述稳压电路与所述耦合绕组电路并联，用于对耦合绕组电路的输出电压进行进一步维稳；电压跟随电路，与所述稳压电路串联，用于维持所述稳压电路的部分输出端的输出电压不变，同时增大所述稳压电路的该部分输出端的输出电流；开关电路，用于控制所述电压跟随电路的部分输出端输出低电压，或控制低电压输出电路的输入直接输出高电压。在低电压输出电路中，通过耦合绕组将buck拓扑电路的输出电压变压到耦合绕组电路中，在耦合绕组电路用对耦合绕组耦合到的动荡交流电压进行整流和滤波以输出较平稳电压，由于该较平稳电压调整率较差，并不满足实际应用需要，引入稳压电路对较平稳电压进行进一步的平稳，以输出逼近绝对平稳的直流电压，由于稳压电路中的输出的电流小，再引入电压跟随电路提高稳压电路输出的小电流，以输出满足需求的低电压和高电流。其中，所述buck拓扑电路包括：buck拓扑辅助电源开关部分，其输入端的正负极直接与低电压输出电路输入端的正负极连接；输出电感，其连接在buck拓扑辅助电源开关部分输出端正极与滤波电容正端之间；第一滤波电容，其正极连接所述输出电感的一端，负极连接所述buck拓扑辅助电源开关部分输出端负极。具体地，所述耦合绕组电路包括：耦合绕组，其耦合到输出电感上，与输出电感形成耦合电感；二极管，其阳极与所述耦合绕组的同名端连接；第一负载电阻，其正极连接所述二极管的阴极，负极连接所述耦合绕组的异名端；第二滤波电容，其正极连接所述第一负载电阻正极后，连接到低电压输出电路输出端正极，负极连接所述耦合绕组的异名端。在耦合绕组电路中，耦合电感、二极管、第一负载电阻以及第二滤波电容形成一个整流滤波电路，主要将耦合电感的耦合绕组输出的交流电整流成直流电，同时滤除交流电的动荡，以获得平滑稳定的直流电。虽然耦合绕组电路的输出已经是较平稳的直流电，但是因为电压调整率差，即变化范围大，并不能满足输出电压要求，因此，在第二滤波电容两端并联稳压电路以实现维稳电压和获得较低电压。具体地，所述稳压电路包括：可控精密稳压源，其参考极与阴极连接后连到所述第二滤波电容的正极，阳极经第一限流电阻连接到第二滤波电容的负极；第一限流电阻，其正极连接所述可控精密稳压源的阳极，负极连接所述第二滤波电容的负极；第一分压电阻，第二分压电阻，两个分压电阻串联后连接在所述可控精密稳压源的阴极和阳极两端。在稳压电路中，在可控精密稳压源的作用下，可控精密稳压源为分压电路提供非常稳定的直流电压。第一限流电阻的阻值在几百欧到几千欧，而第一分压电阻与第二分压电阻的阻值在几十千欧，虽然第一分压电阻与第二分压电阻的两端能够输出满足需求的低电压，由于分压电阻的阻值很大，输出的低电压对应的电流很低，不满足输出电流要求，因此，为提高输出的低电流，在稳压电路的输出端连接电压跟随电路以实现对低电流的放大。具体地，所述电压跟随电路包括：运算放大器，其同相输入端连接到所述第一分压电阻与第二分压电阻的连接点，输出端经第二限流电阻连接到其反相输入端；第二限流电阻，其正极连接所述运算放大器的输出端，负极连接所述运算放大器的反相输入端；第三滤波电容，其正极连接低电压输出电路的输出端正极，负极连接所述第二限流电阻的负极，第三滤波电容的两端为低压输出端。在电压跟随电路中，通过运算放大器实现对第一分压电阻的输出端的电流放大，同时在运算放大器引入第三滤波电容进一步消除放大的电流中掺杂的交流成分，以使第三滤波电容的两端作为低电压输出端输出电压和电流均满足要求。在另外一个实施方式中，所述电压跟随电路包括：第一晶体管，其基极连接所述第一分压电阻与第二分压电阻的连接点，集电极连接所述第一限流电阻的负极，发射极与第二晶体管的发射极连接后经第一电阻连接所述第一分压电阻的正极；第二晶体管，其基极连接第三晶体管的发射极后经第三电阻连接第一电阻的正极，集电极经第二电阻连接所述第一晶体管的集电极，发射极与所述第一晶体管的发射极连接后经第一电阻连接所述第一分压电阻的正极；第三晶体管，其基极连接所述第二晶体管的集电极，发射极连接所述第二晶体管的基极后经第三电阻连接第一电阻的正极，集电极连接第二电阻的负极；第一电阻，其正极连接所述第一分压电阻的正极，负极同时连接所述第一晶体管与所述第二晶体管的发射极；第二电阻，其正极同时连接所述第二晶体管的集电极和所述第三晶体管的基极，负极连接所述第一晶体管的集电极；第三电阻，其正极连接所述第一电阻的正极，负极同时连接所述第二晶体管的基极和所述第三晶体管的发射极；第三滤波电容，其正极连接低电压输出电路的输出端正极，负极同时连接所述第二晶体管的基极、所述第三晶体管的发射极以及所述第三电阻的负极，第三滤波电容的两端为低压输出端；其中，第一电阻、第二电阻以及第三电阻均起到限流、分压以及作为负载的作用。在该电压跟随电路中，通过三个晶体管以及三个电阻的配合实现对低电流的放大，能够达到采用运算放大器同样的放大效果本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低电压输出电路，其特征在于，包括：buck拓扑电路，用于输出buck拓扑辅助电源的电压；耦合绕组电路，所述耦合绕组电路通过耦合绕组耦合连接所述buck拓扑电路输出电感，用于对耦合绕组输出的交流电压进行整流和滤波；稳压电路，所述稳压电路与所述耦合绕组电路并联，用于对耦合绕组电路的输出电压进行进一步维稳；电压跟随电路，与所述稳压电路串联，用于维持所述稳压电路的部分输出端的输出电压不变，同时增大所述稳压电路的该部分输出端的输出电流；开关电路，用于控制所述电压跟随电路的部分输出端输出低电压，或控制低电压输出电路的输入直接输出高电压。

【技术特征摘要】
1.一种低电压输出电路，其特征在于，包括：buck拓扑电路，用于输出buck拓扑辅助电源的电压；耦合绕组电路，所述耦合绕组电路通过耦合绕组耦合连接所述buck拓扑电路输出电感，用于对耦合绕组输出的交流电压进行整流和滤波；稳压电路，所述稳压电路与所述耦合绕组电路并联，用于对耦合绕组电路的输出电压进行进一步维稳；电压跟随电路，与所述稳压电路串联，用于维持所述稳压电路的部分输出端的输出电压不变，同时增大所述稳压电路的该部分输出端的输出电流；开关电路，用于控制所述电压跟随电路的部分输出端输出低电压，或控制低电压输出电路的输入直接输出高电压。2.如权利要求1所述的低电压输出电路，其特征在于，所述buck拓扑电路包括：buck拓扑辅助电源开关部分，其输入端的正负极直接与低电压输出电路输入端的正负极连接；输出电感，其连接在buck拓扑辅助电源开关部分输出端正极与第一滤波电容正端之间；第一滤波电容，其正极连接所述输出电感的一端，负极连接所述buck拓扑辅助电源开关部分输出端负极。3.如权利要求2所述的低电压输出电路，其特征在于，所述耦合绕组电路包括：耦合绕组，其耦合到输出电感上，与输出电感形成耦合电感；二极管，其阳极与所述耦合绕组的同名端连接；第一负载电阻，其正极连接所述二极管的阴极，负极连接所述耦合绕组的异名端；第二滤波电容，其正极连接所述第一负载电阻正极后，连接到低电压输出电路输出端正极，负极连接所述耦合绕组的异名端。4.如权利要求3所述的低电压输出电路，其特征在于，所述稳压电路包括：可控精密稳压源，其参考极与阴极连接后连到所述第二滤波电容的正极，阳极经第一限流电阻连接到第二滤波电容的负极；第一限流电阻，其正极连接所述可控精密稳压源的阳极，负极连接所述第二滤波电容的负极；第一分压电阻，第二分压电阻，两个分压电阻串联后连接在所述可控精密稳压源的阴极和阳极两端。5.如权利要求4所述的低电压输出电路，其特征在于，所述电压跟随电路包括：运算放大器，其同相输入端连接到所述第一分压电阻与第二分压电阻的连接点，输出端经第二限流电阻连接到其反相输入端；第二限流电阻，其正极连接所述运算放大器的输出端，负极连接所述运算放大器的反相输入端；第三滤波电容，其正极连接低电压输出电路的输出端正极，负极连接所述第二限流电阻的负极，第三滤波电容的两端为低压输出端。6.如权利要求4所述的低电压输出电路，其特征在于，所述电压跟随电路包括：第一晶体管，其基极连接所述第一分压电阻与第二分压电阻的连接点，集电极连接所述第一限流电阻的负极，发射极与第二晶体管的发射极连接后经第一电阻连接所述第一分压电阻的正极；第二晶体管，其基极连接第三晶体管的发射极后经第三电阻连接第一电阻的正极，集电极经第二电阻连接所述第一晶体管的集电极，发射极与所述第一晶体管的发射极连接后经第一电阻连接所述第一分压电阻的正极；第三晶体管，其基极连接所述第二晶体管的集电极，发射极连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟令孔，揭东华，黄张琦，孙高岭，
申请(专利权)人：嘉兴爱索乐信息技术有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33