光伏关断系统以及光伏关断器技术方案

本发明专利技术提供的一种光伏关断系统以及光伏关断器，通过在关断芯片内集成有稳压器、振荡器、PLC信号接收模块以及控制模块，光伏组件的第一端耦接至第一开关模块的第一端，第一开关模块的第二端耦接至正输出端，光伏组件的第二端耦接至选频模块的第一端，选频模块的第二端耦接至负输出端；且该关断芯片内通过将振荡器耦接至PLC信号接收模块的第一端，PLC信号接收模块的第二端以及第三端分别耦接至选频模块的第三端以及第四端，PLC信号接收模块的第五端耦接至控制模块的第一端，控制模块的第二端与第一开关模块的控制端耦接，从而对组件级关断电路进行集成，关断芯片依据选频模块实时传输的信号即可控制第一开关模块的通断，进而减少外围元器件的数量。少外围元器件的数量。少外围元器件的数量。

【技术实现步骤摘要】
光伏关断系统以及光伏关断器


[0001]本专利技术涉及光伏领域，特别是涉及一种光伏关断系统以及光伏关断器。

技术介绍

[0002]随着光伏技术的进步，光伏产品的功率等级和电流电压不断提高，而更高的电压、电流就意为着光伏系统存在更大的起火隐患，故组件级快速关断在光伏设备安全领域中被广泛应用。
[0003]目前业内的组件级关断功能产品有光伏优化器、光伏监控器、智能接线盒等等，这些组件级快速关断技术一般采用的方式是使用信号放大器、MCU作为快速关断器的中央处理器、控制器，进行PLC信号的解调，同时辅以DC/DC模块、驱动电路等实现对开关的控制以达到快速关断功能，同时需要对每个光伏组件适配相应的光伏关断器。但是采用分立电路的电路设计复杂，其拓扑元器件较多，器件失效率高，对光伏电站的安全施救造成隐患。
[0004]因此，如何对组件级关断电路进行集成，减少外围元器件的数量，已成为业界目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种光伏关断系统以及光伏关断器，以解决如何对组件级关断电路进行集成，减少外围元器件的数量的技术问题
[0006]根据本专利技术的第一方面，提供了一种光伏关断系统，包括关断芯片、选频模块、光伏组件、第一开关模块、正输出端以及负输出端；所述光伏组件的第一端耦接至所述第一开关模块的第一端，所述第一开关模块的第二端耦接至所述正输出端，所述光伏组件的第二端耦接至所述选频模块的第一端，所述选频模块的第二端耦接至所述负输出端，所述选频模块的第三端和第四端分别耦接至所述关断芯片的第一端和第二端，所述关断芯片的第三端耦接至所述第一开关模块的控制端；其中，所述关断芯片包括稳压器、振荡器、PLC信号接收模块以及控制模块；
[0007]所述稳压器、所述振荡器、所述PLC信号接收模块以及所述控制模块集成于同一芯片内；
[0008]所述稳压器的第一端耦接至所述光伏组件的第一端，其第二端接地；所述振荡器耦接至所述PLC信号接收模块的第一端；所述PLC信号接收模块的第二端以及第三端分别耦接至所述选频模块的第三端以及第四端，所述PLC信号接收模块的第五端耦接至所述控制模块的第一端；所述控制模块的第二端与所述第一开关模块的控制端耦接；其中：
[0009]所述振荡器用于产生时钟信号；
[0010]所述稳压器用于为所述关断芯片供电。
[0011]可选的，所述光伏组件还包括旁路二极管；
[0012]所述旁路二极管的阴极耦接至所述第一开关模块的第二端，所述旁路二极管的阳极耦接至所述光伏组件的第二端。
[0013]可选的，所述光伏组件包括第一光伏组件以及第二光伏组件，所述第一光伏组件的第一端通过一第一开关模块耦接至所述正输出端，所述第二光伏组件包括N个串联连接的第二光伏单元，且相邻第二光伏单元之间均连接有一第一开关模块；所述第二光伏组件的第一端通过一第一开关模块耦接至所述第一光伏组件的第二端，所述第二光伏组件的第二端耦接至所述负输出端；
[0014]所述关断芯片包括N+3个端子，其第三端耦接至所述第一光伏组件的第一端对应的第一开关模块的控制端，所述关断芯片的其它N个端子分别耦接至每个第二光伏单元对应的第一开关模块的控制端；其中，N为正整数，且N≥1。
[0015]可选的，还包括N+1个耦合电容；
[0016]所述第一光伏组件的第一端通过一第一开关模块耦接至对应的耦合电容的第一端，所述第一光伏组件对应的耦合电容的第二端耦接至所述第一光伏组件的第二端；
[0017]每个第二光伏单元的第一端均通过一第一开关模块耦接至对应的耦合电容的第一端，每个第二光伏单元对应的耦合电容的第二端均耦接至对应第二光伏单元的第二端；
[0018]所述耦合电容用于为PLC信号提供低阻交流通路。
[0019]可选的，所述第一光伏组件的第二端耦接至所述选频模块的第一端，所述第二光伏组件的第一端通过一第一开关模块耦接至所述选频模块的第二端。
[0020]可选的，所述第一开关模块为NMOS开关管；
[0021]所述第一光伏组件以及每个第二光伏单元的第一端耦接至对应的NMOS开关管的漏极，所述第一光伏组件以及每个第二光伏单元对应的旁路二极管的阴极耦接至其对应的NMOS开关管的源极；所述关断芯片的第三端至第N+3端分别耦接至所述第一光伏组件以及每个第二光伏单元对应的NMOS开关管的栅极。
[0022]可选的，所述关断芯片还包括电荷泵以及推挽模块；
[0023]所述电荷泵的第一端与所述控制模块的第二端耦接，所述电荷泵的第二端与所述第一光伏组件对应的NMOS开关管的栅极耦接，其第四端与所述第一光伏组件对应的NMOS开关管的源极耦接；所述控制模块的N+2个端子分别通过一推挽模块耦接至每个第二光伏单元对应的NMOS开关管的栅极；其中，所述控制模块输出相同的开关操作信号至所述第一光伏组件对应的NMOS开关管的栅极以及所述第二光伏组件对应的NMOS开关管的栅极。
[0024]可选的，所述PLC信号接收模块包括滤波单元、放大单元以及ADC模块；其中：
[0025]所述选频模块的第三端以及第四端分别耦接至所述滤波单元的第一端以及第二端，所述滤波单元的第三端与所述放大单元的第一端耦接，所述放大单元的第二端与所述ADC模块的第一端耦接，所述ADC模块的第二端耦接至所述控制模块的第一端。
[0026]可选的，所述选频模块包括并联的选频电容、选频电阻以及选频电感；
[0027]所述光伏组件的第二端耦接至所述选频电感的第一端，所述选频电感的第二端耦接至所述负输出端，所述选频电阻的第一端分别耦接至所述选频电感的第一端以及所述选频电容的第一端，所述选频电阻的第二端分别耦接至所述选频电感的第二端以及所述选频电容的第二端，所述选频电容的第一端和第二端分别耦接至所述关断芯片的第一端和第二端。
[0028]可选的，还包括第一隔直电容以及第二隔直电容；
[0029]所述选频模块的第三端和第四端分别通过所述第一隔直电容以及所述第二隔直
电容耦接至所述PLC信号接收模块的第二端以及第三端。
[0030]可选的，还包括第一外置电容、第二外置电容、第三外置电容；
[0031]所述第一外置电容的第一端分别耦接至所述稳压器的第三端以及所述光伏组件的第一端，其第二端接地；所述第二外置电容的第一端耦接至所述稳压器的第四端，其第二端耦接至所述光伏组件的第二端；所述第三外置电容的第一端耦接至所述稳压器的第五端，其第二端耦接至所述光伏组件的第二端；其中：
[0032]所述第一外置电容用于输入储能；
[0033]所述第二外置电容用于输出第一电压至所述控制模块；
[0034]所述第三外置电容用于输出第二电压至所述PLC信号接收模块。
[0035]可选的，所述控制模块还包括计时模块；所述振荡器耦接至所述计时模块；
[0036]所述控制模块还被配置为：若一设定时间内未解析出第一开关模块操作信号，则控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光伏关断系统，其特征在于，包括关断芯片、选频模块、光伏组件、第一开关模块、正输出端以及负输出端；所述光伏组件的第一端耦接至所述第一开关模块的第一端，所述第一开关模块的第二端耦接至所述正输出端，所述光伏组件的第二端耦接至所述选频模块的第一端，所述选频模块的第二端耦接至所述负输出端，所述选频模块的第三端和第四端分别耦接至所述关断芯片的第一端和第二端，所述关断芯片的第三端耦接至所述第一开关模块的控制端；其中，所述关断芯片包括稳压器、振荡器、PLC信号接收模块以及控制模块；所述稳压器、所述振荡器、所述PLC信号接收模块以及所述控制模块集成于同一芯片内；所述稳压器的第一端耦接至所述光伏组件的第一端，其第二端接地；所述振荡器耦接至所述PLC信号接收模块的第一端；所述PLC信号接收模块的第二端以及第三端分别耦接至所述选频模块的第三端以及第四端，所述PLC信号接收模块的第五端耦接至所述控制模块的第一端；所述控制模块的第二端与所述第一开关模块的控制端耦接；其中：所述振荡器用于产生时钟信号；所述稳压器用于为所述关断芯片供电。2.根据权利要求1所述的光伏关断系统，其特征在于，所述光伏组件还包括旁路二极管；所述旁路二极管的阴极耦接至所述第一开关模块的第二端，所述旁路二极管的阳极耦接至所述光伏组件的第二端。3.根据权利要求2所述的光伏关断系统，其特征在于，所述光伏组件包括第一光伏组件以及第二光伏组件，所述第一光伏组件的第一端通过一第一开关模块耦接至所述正输出端，所述第二光伏组件包括N个串联连接的第二光伏单元，且相邻第二光伏单元之间均连接有一第一开关模块；所述第二光伏组件的第一端通过一第一开关模块耦接至所述第一光伏组件的第二端，所述第二光伏组件的第二端耦接至所述负输出端；所述关断芯片包括N+3个端子，其第三端耦接至所述第一光伏组件的第一端对应的第一开关模块的控制端，所述关断芯片的其它N个端子分别耦接至每个第二光伏单元对应的第一开关模块的控制端；其中，N为正整数，且N≥1。4.根据权利要求3所述的光伏关断系统，其特征在于，还包括N+1个耦合电容；所述第一光伏组件的第一端通过一第一开关模块耦接至对应的耦合电容的第一端，所述第一光伏组件对应的耦合电容的第二端耦接至所述第一光伏组件的第二端；每个第二光伏单元的第一端均通过一第一开关模块耦接至对应的耦合电容的第一端，每个第二光伏单元对应的耦合电容的第二端均耦接至对应第二光伏单元的第二端；所述耦合电容用于为PLC信号提供低阻交流通路。5.根据权利要求4所述的光伏关断系统，其特征在于，所述第一光伏组件的第二端耦接至所述选频模块的第一端，所述第二光伏组件的第一端通过一第一开关模块耦接至所述选频模块的第二端。6.根据权利要求4所述的光伏关断系统，其特征在于，所述第一开关模块为NMOS开关管；所述第一光伏组件以及每个第二光伏单元的第一端耦接至对应的NMOS开关管的漏极，
所述第一光伏组件以及每个第二光伏单元对应的旁路二极管的阴极耦接至其对应的NMOS开关管的源极；所述关断芯片的第三端至第N+3端分别耦接至所述第一光伏组件以及每个第二光伏单元对应的NMOS开关管的栅极。7.根据权利要求6所述的光伏关断系统，其特征在于，所述关断芯片还包括电荷泵以及推挽模块；所述电荷泵的第一端与所述控制模块的第二端耦接，所述电荷泵的第二端与所述第一光伏...

【专利技术属性】
技术研发人员：付世强，刘涛，邵滨，
申请(专利权)人：上海数明半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：