一种用于光伏汇流箱供电的数字直流电源制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于光伏汇流箱供电的数字直流电源，包括双管反激拓扑主电路、开关管驱动电路、输出电压反馈电路、MCU电路和电流型PWM控制电路；所述双管反激拓扑主电路与光伏组件串电性连接；所述开关管驱动电路与所述双管反激拓扑主电路内开关管电性连接；所述输出电压反馈电路与所述MCU电路、电流型PWM控制电路电性连接；所述MCU电路与电源输入端电性连接，所述MCU电路与输出电压反馈电路、电流型PWM控制电路电性连接；所述电流型PWM控制电路与所述开关管驱动电路、双管反激拓扑主电路、MCU电路电性连接。对人身和设备更加安全，降低电源的开关管器件成本。

【技术实现步骤摘要】
一种用于光伏汇流箱供电的数字直流电源
本技术涉及光伏汇流箱供电领域，尤其涉及一种用于光伏汇流箱供电的数字直流电源。
技术介绍
光伏发电得到大规模应用，其中使用集中式并网逆变器的光伏发电系统，需要配置光伏汇流箱进行光伏组件串电能汇集和监测。在光伏汇流箱内配备电流检测装置进行各个组串电流检测。电流检测装置供电通过专用直流电源从光伏组件串输出的高压直流电获得。这种专用直流电源通常采用单管反激拓扑结构实现。这种采用单管反激拓扑结构实现的直流电源，主要缺点是直流电源内部产生的电压超出光伏组件串耐压值高达压几百伏，给光伏组件设备安全造成威胁。目前在规模光伏电站中，1000V光伏发电系统继续使用，1500V光伏发电系统已经成为主流，这个缺点问题更加突出。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种一种用于光伏汇流箱供电的数字直流电源，采用双管反激拓扑结构，开关管工作电压基本等同光伏组件串输出电压，对人身和设备更加安全，同时在1000V光伏发电系统和1500V光伏发电系统使用，因为开关管工作电压降低，进而降低电源的开关管器件成本。本技术为实现上述技术目的采用如下技术方案：本技术提供了一种用于光伏汇流箱供电的数字直流电源，包括双管反激拓扑主电路、开关管驱动电路、输出电压反馈电路、MCU电路和电流型PWM控制电路；所述双管反激拓扑主电路与光伏组件串电性连接；所述开关管驱动电路与所述双管反激拓扑主电路内开关管电性连接；所述输出电压反馈电路与所述MCU电路、电流型PWM控制电路电性连接；所述MCU电路与电源输入端电性连接，所述MCU电路与输出电压反馈电路、电流型PWM控制电路电性连接；所述电流型PWM控制电路与所述开关管驱动电路、双管反激拓扑主电路、MCU电路电性连接。进一步地，所述双管反激拓扑主电路包括导通工作状态、截止工作状态，且所述导通工作状态、截止工作状态周期性切换。进一步地，所述双管反激拓扑主电路由开关场效应管TR1、开关场效应管TR2、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、高频变压器T1、电容C1、电容C2、电阻R1、电阻R2组成，开关场效应管TR1的漏极连接高压直流电正极Vin，开关场效应管TR1的源极连接高频变压器T1的原边绕组异名端，高频变压器T1的原边绕组异名端同时连接二极管D1负极，二极管D1正极连接高压直流电负极GND，二极管D2负极连接高压直流电正极Vin，二极管D2正极连接高频变压器T1的原边绕组同名端，高频变压器T1的原边绕组同名端同时连接场效应管TR2的漏极，场效应管TR2的源极连接电阻R2的一端，R2的另一端连接高压直流电负极GND，高频变压器T1的一个副边绕组同名端连接二极管D4正极，二极管D4负极连接电容C2的正极，电容C2的负极连接副边绕组异名端，从电容C2正极和负极分别对应连接电流检测装置所需要的低压电的正极Vo+和负极Vo-，高频变压器T1的另一个副边绕组同名端连接二极管D3正极，二极管D3负极连接电容C1的正极，电容C1的负极连接此副边绕组异名端，电阻R1一端连接电源自用电的正极Vaux，另一端连接Vin端。进一步地，所述开关管驱动电路由开关三极管TR3、开关三极管TR4、隔离变压器T2、电容C3、电容C4、电容C5、二极管D5、二极管D6，稳压管DZ1、稳压管DZ2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6构成了闭合或断开开关场效应管TR1、开关场效应管TR2的驱动电路，开关三极管TR3的集电极连接电源自用电的正极Vaux，发射极同时连接开关三极管TR4的发射极和电容C3的正极，开关三极管TR4的集电极连接电源自用电的负极GND，电容C3的负极连接隔离变压器T2的原边绕组的同名端，隔离变压器T2的原边绕组的异名端连接电源自用电的负极GND，隔离变压器T2的副边有两个绕组，副边绕组的同名端连接电容C4、电容C5正极，电容C4、电容C5负极连接稳压管DZ1、稳压管DZ2的正极，稳压管DZ1、稳压管DZ2的负极连接二极管D1、二极管D2负极，二极管D1、二极管D2正极连接副边绕组的异名端，电容C4、电容C5负极同时连接电阻R3、电阻R5一端，电阻R3、电阻R5的另一端连接开关场效应管TR1、开关场效应管TR2的栅极，开关场效应管TR1、开关场效应管TR2的源极连接隔离变压器T2的副边绕组的异名端，电阻R4、电阻R6的一端连接开关场效应管TR1、开关场效应管TR2的栅极，电阻R4、电阻R6的另一端连接开关场效应管TR1、开关场效应管TR2的源极，开关三极管TR3、开关三极管TR4的基极连接在一起。进一步地，所述输出电压反馈电路由光耦U3、可调电压基准U4、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电容C6、电容C7组成，所述电容C7的一端与光耦U3内发光二极管的负极、可调电压基准U4的负极连接，所述电容C7的另一端串联电阻R14连接电压信号输出端，同时串联电阻R15与可调电压基准U4的参考端连接，所述电阻R13的一端串联电阻R12连接电压信号输出端，同时连接电容C7的一端，所述电阻R13的另一端串联电容C6连接所述电容C7的另一端，所述电容C7的另一端与所述可调电压基准U4的正极连接，所述电阻R11的一端与所述光耦U3内发光二极管的负极连接，所述电阻R11的另一端并联电阻R12连接电压信号输出端。进一步地，所述光耦U3选用PC817芯片，所述可调电压基准U4选用TL431芯片。进一步地，所述MCU电路由微型控制器芯片U1、电阻R7、电阻R8、电阻R9、稳压管DZ3组成，所述电阻R7一端连接电源自用电正极Vaux，另一端连接稳压管DZ3负极同时连接微型控制器芯片U1的电源正极，微型控制器芯片U1的电源负极连接电源自用电负极GND，稳压管DZ3正极连接电源自用电负极GND，电阻R8、R9的一端连接微型控制器芯片U1，R8的另一端连接电源输入端Vin，R9的另一端连接电源输入端GND，微型控制器芯片U1连接光耦U3。进一步地，所述微型控制器芯片U1选用微型控制器芯片STM8S103。进一步地，所述电流型PWM控制电路由电流型PWM控制芯片U2，电阻R10，电容C8构成，电流型PWM控制芯片U2连接电阻R10，电容C8，电阻R10的另一端连接所述双管反激拓扑主电路产生的导通电流信号，电容C8的另一端连接电源自用电负极GND，电流型PWM控制芯片U2连接微型控制器芯片U1，电流型PWM控制芯片U2连接电源自用电负极GND，电流型PWM控制芯片U2连接开关三极管TR3和TR4的基极，U2芯片输出的PWM信号控制三极管TR3和TR4开关，进而控制开关场效应管TR1和TR2开关。本技术的有益效果如下：双管反激拓扑结构降低了对开关管耐压能力要求，MCU实现对电源的数字控制，同时满足1000V光伏发电系统和1500V光伏发电系统情况下使用，欠压过压功能更适合光伏发电白天发电时使用的要求；采用双管反激拓扑结构，开关管工作电压基本等同光伏组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于光伏汇流箱供电的数字直流电源，其特征在于，包括双管反激拓扑主电路、开关管驱动电路、输出电压反馈电路、MCU电路和电流型PWM控制电路；/n所述双管反激拓扑主电路与光伏组件串电性连接；/n所述开关管驱动电路与所述双管反激拓扑主电路内开关管电性连接；/n所述输出电压反馈电路与所述MCU电路、电流型PWM控制电路电性连接；/n所述MCU电路与电源输入端电性连接，所述MCU电路与输出电压反馈电路、电流型PWM控制电路电性连接；/n所述电流型PWM控制电路与所述开关管驱动电路、双管反激拓扑主电路、MCU电路电性连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于光伏汇流箱供电的数字直流电源，其特征在于，包括双管反激拓扑主电路、开关管驱动电路、输出电压反馈电路、MCU电路和电流型PWM控制电路；
所述双管反激拓扑主电路与光伏组件串电性连接；
所述开关管驱动电路与所述双管反激拓扑主电路内开关管电性连接；
所述输出电压反馈电路与所述MCU电路、电流型PWM控制电路电性连接；
所述MCU电路与电源输入端电性连接，所述MCU电路与输出电压反馈电路、电流型PWM控制电路电性连接；
所述电流型PWM控制电路与所述开关管驱动电路、双管反激拓扑主电路、MCU电路电性连接。


2.根据权利要求1所述的一种用于光伏汇流箱供电的数字直流电源，其特征在于，所述双管反激拓扑主电路包括导通工作状态、截止工作状态，且所述导通工作状态、截止工作状态周期性切换。


3.根据权利要求2所述的一种用于光伏汇流箱供电的数字直流电源，其特征在于，所述双管反激拓扑主电路由开关场效应管TR1、开关场效应管TR2、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、高频变压器T1、电容C1、电容C2、电阻R1、电阻R2组成，开关场效应管TR1的漏极连接高压直流电正极Vin，开关场效应管TR1的源极连接高频变压器T1的原边绕组异名端，高频变压器T1的原边绕组异名端同时连接二极管D1负极，二极管D1正极连接高压直流电负极GND，二极管D2负极连接高压直流电正极Vin，二极管D2正极连接高频变压器T1的原边绕组同名端，高频变压器T1的原边绕组同名端同时连接场效应管TR2的漏极，场效应管TR2的源极连接电阻R2的一端，R2的另一端连接高压直流电负极GND，高频变压器T1的一个副边绕组同名端连接二极管D4正极，二极管D4负极连接电容C2的正极，电容C2的负极连接副边绕组异名端，从电容C2正极和负极分别对应连接电流检测装置所需要的低压电的正极Vo+和负极Vo-，高频变压器T1的另一个副边绕组同名端连接二极管D3正极，二极管D3负极连接电容C1的正极，电容C1的负极连接此副边绕组异名端，电阻R1一端连接电源自用电的正极Vaux，另一端连接Vin端。


4.根据权利要求3所述的一种用于光伏汇流箱供电的数字直流电源，其特征在于，所述开关管驱动电路由开关三极管TR3、开关三极管TR4、隔离变压器T2、电容C3、电容C4、电容C5、二极管D5、二极管D6，稳压管DZ1、稳压管DZ2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6构成了闭合或断开开关场效应管TR1、开关场效应管TR2的驱动电路，开关三极管TR3的集电极连接电源自用电的正极Vaux，发射极同时连接开关三极管TR4的发射极和电容C3的正极，开关三极管TR4的集电极连接电源自用电的负极GND，电容C3的负极连接隔离变压器T2的原边绕组的同名端，隔离变压器T2的原边绕组的异名端连接电源自用电的负极GND，隔离变压器T2的副边有两个绕组，副边绕组的同名端连接电容C4、电容C5正极，电容C4、电容C5负极连接稳压管DZ1、稳压管DZ2的正极，稳压管DZ1、稳压管DZ2的负极连接二极...

【专利技术属性】
技术研发人员：史君海，白正阁，
申请(专利权)人：江苏蓝天光伏科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32