太阳能充电控制器的功率开关管的电压尖峰吸收保护电路制造技术

本实用新型专利技术涉及太阳能控制器技术领域，尤其涉及太阳能充电控制器的功率开关管的电压尖峰吸收保护电路，包括主吸收保护电路、第二吸收保护电路，主吸收保护电路一端与太阳能电池的正极输入端连接，另一端与太阳能电池的负极输入端连接，第二吸收保护电路一端与蓄电池的正极输入端连接，另一端与蓄电池的负极输入端连接。本实用新型专利技术降低了太阳能充电控制器的功率开关管的电压应力，防止功率开关管被击穿，同时也减小了功率开关管的功率损耗，功率开关管工作更安全。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及太阳能控制器
，尤其涉及太阳能充电控制器的功率开关 管的电压尖峰吸收保护电路。
技术介绍
太阳能充电控制器用于太阳能电池向蓄电池充电过程的全程控制，采用PWM充电 策略，通过控制功率开关管的开通与关断，来调节太阳能电池的输出电压和输出电流，进而 可以实现太阳能电池功率输出的最大功率点跟踪(MPPT)。在实际应用中，一般采用低导通 内阻的功率MOSFET作为功率开关管。太阳能控制器和太阳能电池以及蓄电池之间一般都 通过较长的导线连接，在大电流充电的情况下，由于连接导线存在的分布电感、蓄电池内部 等效的分布电感以及线路板上存在的寄生电感，当功率开关管快速导通和关断时，尤其是 在功率开关管快速关断时，会产生很大的电流变化率，在上述分布电感和寄生电感的共同 作用下，会形成很高的电压尖峰脉冲，增加了功率开关管的电压应力，极易导致功率开关管 被击穿事故的发生。一旦功率开关管被击穿，那么充电过程就进入不可控状态，不仅太阳能 电池功率输出的最大功率点跟踪无法实现，而且会造成蓄电池的输入过压和过充状态，大 大缩短了蓄电池的使用寿命，严重情况下还会导致蓄电池过热爆炸事故的发生。通过实际测试，在PWM信号的控制和驱动下，当功率开关管关断时，在控制器的太 阳能电池正、负极输入端会产生正向电压尖峰，而在控制器的蓄电池正、负极输入端会产生 负向电压尖峰，从而导致功率开关管的漏极和源极之间正电压尖峰脉冲。目前市场上的目前市场上的太阳能充电控制器电路，包括太阳能电池、蓄电池、主 控制器、功率开关管，太阳能电池正极与蓄电池正极连接，太阳能电池负极与蓄电池负极连 接，功率开关管与太阳能电池、蓄电池构成充电回路，功率开关管的源极与太阳能电池的 负极连接，功率开关管的的栅极与主控制器连接；功率开关管的的漏极与蓄电池的负极连 接，有的太阳能充电控制器都没有完善的电压吸收保护机制，难以彻底消除潜在的安全隐 患，而有的太阳能充电控制器仅仅在功率开关管的漏极和源极之间并联RC吸收电路或者 RCD吸收电路，但是，仅靠功率开关管本身的RC吸收电路或者RCD吸收电路是难以有效地保 证功率开关管安全可靠地工作，这种情况下，在功率开关管关断的瞬间，功率开关管的漏极 和源极之间还是会产生很高的正电压尖峰脉冲，在功率开关管关断的瞬间，功率开关管的 漏极和源极之间产生的正电压尖峰脉冲的峰峰值可以达到太阳能电池输出电压的3倍多， 在这种情况下功率开关管被击穿的概率是非常大的。尤其是当太阳能电池输出电压很高以 及充电电流很大时，就大大地加大了功率开关管被击穿的风险。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术的不足而提供一种太阳能充电控制器的功 率开关管的电压尖峰吸收保护电路，其降低了太阳能充电控制器的功率开关管的电压应 力，防止功率开关管被击穿，同时也减小了功率开关管的功率损耗，功率开关管工作更安全。本技术的目的通过以下技术措施实现太阳能充电控制器的功率开关管的电压尖峰吸收保护电路，包括主吸收保护电 路、第二吸收保护电路，太阳能充电控制器采用共正极电路拓扑结构，太阳能电池的正极输 入端和蓄电池的正极输入端连接，主吸收保护电路一端与太阳能电池的正极输入端连接， 主吸收保护电路另一端与太阳能电池的负极输入端连接，第二吸收保护电路一端与蓄电池 的正极输入端连接，第二吸收保护电路另一端与蓄电池的负极输入端连接。主吸收保护电路包括电容Cl、电阻R1、二极管Dl ；Cl负极输入端与太阳能电池的 负极输入端连接，Cl的正极输入端与Dl的负极输入端、Rl的一端连接；Dl的正极输入端、 Rl的另一端与太阳能电池的正极输入端连接。第二吸收保护电路包括电容C2、电阻R2、二极管D2 ；C2负极输入端与蓄电池的负 极输入端连接，C2的正极输入端与D2的正极输入端、R2的一端连接；D2的负极输入端、R2 的另一端与蓄电池的正极输入端连接。太阳能充电控制器的功率开关管的电压尖峰吸收保护电路还包括功率管Q2、电流 检测电路，Q2的漏极与功率开关管Ql的漏极连接，Q2的源极与电流检测电路的一端连接， 电流检测电路的另一端与蓄电池的负极连接。太阳能充电控制器的功率开关管的电压尖峰吸收保护电路还包括第一个RCD吸 收电路和第二个RCD吸收电路，第一个RCD吸收电路一端与功率开关管Ql的漏极连接，第 一个RCD吸收电路另一端与功率开关管Ql的源极连接，第二个RCD吸收电路一端Q2的漏 极连接，第二个RCD吸收电路的另一端与Q2的源极连接。第一个RCD吸收电路包括电容C3、电阻R3、二极管D3，C3—端与太阳能电池的负 极输入端、功率开关管Ql的源极连接，C3的另一端与D3的负极输入端、R3的一端连接，R3 的另一端、D3的正极输入端与功率开关管Ql的漏极连接；第二个RCD吸收电路包括电容C4、电阻R4、二极管D4，C4 一端与电流检测电路的 一端、Q2的源极连接，C4的另一端与D4的负极输入端、R4的一端连接，R4的另一端、D4的 正极输入端与Q2的漏极连接。本技术有益效果在于太阳能充电控制器的功率开关管的电压尖峰吸收保 护电路，包括主吸收保护电路、第二吸收保护电路，其特征在于主吸收保护电路一端与太 阳能电池的正极输入端连接，主吸收保护电路另一端与太阳能电池的负极输入端连接，第 二吸收保护电路一端与蓄电池的正极输入端连接，第二吸收保护电路另一端与蓄电池的负 极输入端连接。本技术采用PWM方式充电时，主吸收保护电路快速吸收太阳能电池正 极输入端产生的电压尖峰，第二吸收保护电路用来缓冲蓄电池正极输入端产生的负电压脉 冲，同时来吸收功率开关管关断时在太阳能电池正、负极输入端之间产生的正电压尖峰脉 冲，降低了太阳能充电控制器的功率开关管的电压应力，防止功率开关管被击穿，同时也减 小了功率开关管的功率损耗，功率开关管工作更安全。附图说明图1是本技术的电路结构框图；图2是本技术的主吸收保护电路的电路原理图；图3是本技术的第二吸收保护电路的电路原理图。附图标记102——太阳能电池103——蓄电池104——主吸收保护电路105——第二吸收保护电路106——电流检测电路107——第一个RCD吸收电路108——第二个RCD吸收电路。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步的说明。实施例1如图1所示，本实施例提供一种太阳能充电控制器的功率开关管的电压尖峰吸收 保护电路，用作共正极结构的太阳能充电控制器的功率开关管的保护电路。包括主吸收保 护电路104、第二吸收保护电路105，太阳能电池102的正极输入端S+经保险管F和蓄电池 103的正极输入端B+连接，蓄电池103的负极输入端B-经过电流检测电路106和功率管 Q2的源极连接，功率管Q2的漏极和功率开关管Ql的漏极连接，功率开关管Ql的源极和太 阳能电池102的负极输入端S-连接。主吸收保护电路104 —端与太阳能电池102的正极输入端连接，主吸收保护电路 104另一端与太阳能电池102的负极输入端连接。主吸收保护电路104采用可以快速吸收 正向电压尖峰的电路拓扑，来吸收功率开关管Ql关断时在太阳能电池102正、负极输入端 之间产生的正电压尖峰脉冲，降低了太阳能充电控制器的功率开关管Ql的电压应力，防止 功率开本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．　　太阳能充电控制器的功率开关管的电压尖峰吸收保护电路，包括主吸收保护电路、第二吸收保护电路，其特征在于：主吸收保护电路一端与太阳能电池的正极输入端连接，主吸收保护电路另一端与太阳能电池的负极输入端连接，第二吸收保护电路一端与蓄电池的正极输入端连接，第二吸收保护电路另一端与蓄电池的负极输入端连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韩军良，徐海波，何思模，宋青华，
申请(专利权)人：广东易事特电源股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：44[中国|广东]