CN105515396A - 光伏电源模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光伏电源模块。其包括主变压器电路以及隔离采样电路，所述隔离采样电路与用于产生PWM信号的DC/DC控制电路连接，所述DC/DC控制电路通过脉冲变压器电路与主变压器电路连接；隔离采样电路向DC/DC控制电路传输主变压器电路的输出电压，DC/DC控制电路根据隔离采样电路传输的输出电压产生PWM控制信号，脉冲变压器电路根据DC/DC控制电路产生的PWM控制信号产生所需的PWM开关驱动信号，以通过PWM开关驱动信号调节主变压器电路的工作状态。本发明结构紧凑，能满足现有光伏***从1500V转换至24V的要求，提高光伏电源的利用效率，安全可靠。

Description

光伏电源模块
技术领域
本发明涉及一种电源电路，尤其是一种光伏电源模块。
背景技术
在光伏***中，光伏组件都是单面的，组串后的最大电压为1000V。但是随着光伏组件的双面化，这样它利用率增加了3%，同时太阳能组件的电源升高至1500V。这样给发电***供电24V电源，需要从1500v转换为24v。传统的电源拓扑结构中，MOS管耐压一般为1000V，因此，现有的光伏电源已经不能满足电源的转换需要。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种光伏电源模块，其结构紧凑，能满足现有光伏***从1500V转换至24V的要求，提高光伏电源的利用效率，安全可靠。
按照本发明提供的技术方案，所述光伏电源模块，包括用于对光伏组件产生电压进行转换的主变压器电路以及用于对主变压器电路输出电压进行采样的隔离采样电路，所述隔离采样电路与用于产生PWM信号的DC/DC控制电路连接，所述DC/DC控制电路通过脉冲变压器电路与主变压器电路连接；
隔离采样电路向DC/DC控制电路传输主变压器电路的输出电压，DC/DC控制电路根据隔离采样电路传输的输出电压产生PWM控制信号，脉冲变压器电路根据DC/DC控制电路产生的PWM控制信号产生所需的PWM开关驱动信号，以通过PWM开关驱动信号调节主变压器电路的工作状态，使得主变压器电路的输出电压保持稳定。
所述主变压器电路通过用于防止EMI辐射干扰的EMC电路与光伏组件连接。
所述主变压器电路包括主变压器T1，所述主变压器T1的原边具有主变压器第一原边线圈以及主变压器第二原边线圈，主变压器第一原边线圈具有同名端的一端与光伏组件的正极输出端连接，主变压器第一原边线圈的另一端与MOS管Q2的漏极端连接，MOS管Q2的源极端与主变压器第二原边线圈具有同名端的一端连接，且MOS管Q2的源极端还与电阻R1的一端、电阻R2的一端以及电容C1的一端连接，主变压器第二原边线圈的另一端与二极管D1的阳极端以及MOS管Q3的漏极端连接，MOS管Q3的源极端与光伏组件的负极输出端连接，二极管D1的阴极端与电阻R1的另一端、电阻R2的另一端以及电容C1的另一端连接；所述MOS管Q2的栅极端、MOS管Q3的栅极端分别接收脉冲变压器电路产生的PWM开关驱动信号；
主变压器T1的主变压器副边线圈具有同名端的一端与电容C3的一端、电阻R4的一端以及电阻R5的一端连接，电容C3的另一端、电阻R4的另一端以及电阻R5的另一端均与二极管D4的阴极端连接，二极管D4的阳极端与二极管D3的阳极端、二极管D2的阳极端、电阻R3的一端以及主变压器副边线圈的另一端连接，二极管D3的阴极端、二极管D2的阴极端与电容C2的一端连接，电容C2的另一端与电阻R3的另一端连接。
所述脉冲变压器电路包括三极管Q4以及三极管Q4，所述三极管Q4的基极端、三极管Q5的基极端均与DC/DC控制电路的输出端连接，三极管Q4的发射极端与三极管Q5的发射极端及电阻R6的一端连接，三极管Q4的集电极端与电源VCC连接，三极管Q5的集电极端接地，电阻R6的另一端与电容C4的一端连接，电容C4的另一端与脉冲变压器原边线圈的一端连接，脉冲变压器原边线圈的另一端接地，脉冲变压器还具有脉冲变压器第一副边线圈及脉冲变压器第二副边线圈，脉冲变压器第一副边线圈的一端输出第一PWM开关驱动信号，脉冲变压器第一副边线圈的另一端接地，脉冲变压器第二副边线圈的一端输出第二PWM开关驱动信号，脉冲变压器第二副边线圈另一端接地。
所述三极管Q4为NPN三极管，三极管Q5为PNP三极管。
本发明的优点：通过MOS管Q2、MOS管Q3的开关状态来实现对主变压器电路的开关状态调节，通过MOS管Q2、MOS管Q3能满足现有光伏***从1500V转换至24V的要求，DC/DC控制电路通过脉冲变压器电路产生两路PWM开关驱动信号，能同时实现MOS管Q2、MOS管Q3的开关，从而提高光伏电源的利用效率，安全可靠。
附图说明
图1为本发明的结构框图。
图2为本发明主变压器电路的电路原理图。
图3为本发明脉冲变压器电路的电路原理图。
附图标记说明：1-EMC电路、2-主变压器电路、3-隔离采样电路、4-脉冲变压器电路以及5-DC/DC控制电路。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示：为了能满足现有光伏***从1500V转换至24V的要求，提高光伏电源的利用效率，本发明包括用于对光伏组件产生电压进行转换的主变压器电路2以及用于对主变压器电路2输出电压进行采样的隔离采样电路3，所述隔离采样电路3与用于产生PWM信号的DC/DC控制电路5连接，所述DC/DC控制电路5通过脉冲变压器电路4与主变压器电路2连接；
隔离采样电路3向DC/DC控制电路5传输主变压器电路2的输出电压，DC/DC控制电路5根据隔离采样电路3传输的输出电压产生PWM控制信号，脉冲变压器电路4根据DC/DC控制电路5产生的PWM控制信号产生所需的PWM开关驱动信号，以通过PWM开关驱动信号调节主变压器电路2的工作状态，使得主变压器电路2的输出电压保持稳定。
具体地，所述光伏组件是指现有的双面光伏组件，所述双面光伏组件能产生1500V电压，主变压器电路2主要用于将光伏组件产生的1500V电压转换为所需要的24V电压。隔离采样电路3主要是将主变压器电路2输出的电压进行采样，并将主变压器2的输出电压传输至DC/DC控制电路5，DC/DC控制电路5根据接收的输出电压产生PWM控制信号，脉冲变压器电路4能根据PWM控制信号产生两路PWM开关驱动信号，通过两路完全相同的PWM开关驱动信号来调节主变压器电路2的工作状态，对主变压器电路2工作状态的调节是指关断或启动所述主变压器2，使得主变压器电路2的输出电压保持稳定，即使得主变压器电路2稳定地输出24V电压，以提高电源模块供电的稳定性及可靠性。
所述主变压器电路2通过用于防止EMI辐射干扰的EMC电路1与光伏组件连接。本发明实施例中，通过EMC电路1能有效消除EMI辐射干扰，EMC电路1可以采用本技术领域常用的结构形式，隔离采样电路3以及DC/DC控制电路5也可以采用本技术领域常用的结构形式，具体为本技术领域所熟知，此处不再赘述。
如图2所示，所述主变压器电路2包括主变压器T1，所述主变压器T1的原边具有主变压器第一原边线圈以及主变压器第二原边线圈，主变压器第一原边线圈具有同名端的一端与光伏组件的正极输出端连接，主变压器第一原边线圈的另一端与MOS管Q2的漏极端连接，MOS管Q2的源极端与主变压器第二原边线圈具有同名端的一端连接，且MOS管Q2的源极端还与电阻R1的一端、电阻R2的一端以及电容C1的一端连接，主变压器第二原边线圈的另一端与二极管D1的阳极端以及MOS管Q3的漏极端连接，MOS管Q3的源极端与光伏组件的负极输出端连接，二极管D1的阴极端与电阻R1的另一端、电阻R2的另一端以及电容C1的另一端连接；所述MOS管Q2的栅极端、MOS管Q3的栅极端分别接收脉冲变压器电路4产生的PWM开关驱动信号；
主变压器T1的主变压器副边线圈具有同名端的一端与电容C3的一端、电阻R4的一端以及电阻R5的一端连接，电容C3的另一端、电阻R4的另一端以及电阻R5的另一端均与二极管D4的阴极端连接，二极管D4的阳极端与二极管D3的阳极端、二极管D2的阳极端、电阻R3的一端以及主变压器副边线圈的另一端连接，二极管D3的阴极端、二极管D2的阴极端与电容C2的一端连接，电容C2的另一端与电阻R3的另一端连接。
本发明实施例中，MOS管Q2的栅极端用于接收脉冲变压器电路4产生的一路PWM开关驱动信号，MOS管Q3的栅极端用于接收脉冲变压器电路4产生的另一路PWM开关驱动信号。通过MOS管Q2、MOS管Q3来实现主变压器T1的开启或关断，通过MOS管Q2、MOS管Q3能提高耐压值，适应于双面光伏***输出的1500V电压。电容C2与二极管D2的阴极端、二极管D3的阴极端相连的一端形成主变压器电路2的第一输出端，电容C3、电阻R4以及电阻R5相连的一端形成主变压器电路2的第二输出端，第一输出端、第二输出端之间的电压差为24V。
所述脉冲变压器电路4包括三极管Q4以及三极管Q4，所述三极管Q4的基极端、三极管Q5的基极端均与DC/DC控制电路5的输出端连接，三极管Q4的发射极端与三极管Q5的发射极端及电阻R6的一端连接，三极管Q4的集电极端与电源VCC连接，三极管Q5的集电极端接地，电阻R6的另一端与电容C4的一端连接，电容C4的另一端与脉冲变压器原边线圈的一端连接，脉冲变压器原边线圈的另一端接地，脉冲变压器还具有脉冲变压器第一副边线圈及脉冲变压器第二副边线圈，脉冲变压器第一副边线圈的一端输出第一PWM开关驱动信号，脉冲变压器第一副边线圈的另一端接地，脉冲变压器第二副边线圈的一端输出第二PWM开关驱动信号，脉冲变压器第二副边线圈另一端接地。
本发明实施例中，所述三极管Q4为NPN三极管，三极管Q5为PNP三极管。三极管Q4集电极的电压VCC可以由DC/DC控制电路5提供，第一PWM开关驱动信号与MOS管Q2的栅极端连接，第二PWM开关驱动信号与MOS管Q3的栅极端连接。
具体地，若主变压器电路2的输出电压大于24V时电压，DC/DC控制电路5以及脉冲变压器电路4减少第一PWM开关驱动信号、第二PWM开关驱动信号的占空比；当若主变压器电路2的输出电压小于24V时电压，DC/DC控制电路5以及脉冲变压器电路4增加第一PWM开关驱动信号、第二PWM开关驱动信号的占空比，即通过控制第一PWM开关驱动信号、第二PWM开关驱动信号的占空比来调整MOS管Q2、MOS管Q3的开关状态，达到调整主变压器电路2的工作状态，实现主变压器电路2的输出电压稳定保持在24V的目的。
本发明通过MOS管Q2、MOS管Q3的开关状态来实现对主变压器电路2的开关状态调节，通过MOS管Q2、MOS管Q3能满足现有光伏***从1500V转换至24V的要求，DC/DC控制电路5通过脉冲变压器电路4产生两路PWM开关驱动信号，能同时实现MOS管Q2、MOS管Q3的开关，从而提高光伏电源的利用效率，安全可靠。

Claims (5)

1.一种光伏电源模块，其特征是：包括用于对光伏组件产生电压进行转换的主变压器电路（2）以及用于对主变压器电路（2）输出电压进行采样的隔离采样电路（3），所述隔离采样电路（3）与用于产生PWM信号的DC/DC控制电路（5）连接，所述DC/DC控制电路（5）通过脉冲变压器电路（4）与主变压器电路（2）连接；
隔离采样电路（3）向DC/DC控制电路（5）传输主变压器电路（2）的输出电压，DC/DC控制电路（5）根据隔离采样电路（3）传输的输出电压产生PWM控制信号，脉冲变压器电路（4）根据DC/DC控制电路（5）产生的PWM控制信号产生所需的PWM开关驱动信号，以通过PWM开关驱动信号调节主变压器电路（2）的工作状态，使得主变压器电路（2）的输出电压保持稳定。
2.根据权利要求1所述的光伏电源模块，其特征是：所述主变压器电路（2）通过用于防止EMI辐射干扰的EMC电路（1）与光伏组件连接。
3.根据权利要求1所述的光伏电源模块，其特征是：所述主变压器电路（2）包括主变压器T1，所述主变压器T1的原边具有主变压器第一原边线圈以及主变压器第二原边线圈，主变压器第一原边线圈具有同名端的一端与光伏组件的正极输出端连接，主变压器第一原边线圈的另一端与MOS管Q2的漏极端连接，MOS管Q2的源极端与主变压器第二原边线圈具有同名端的一端连接，且MOS管Q2的源极端还与电阻R1的一端、电阻R2的一端以及电容C1的一端连接，主变压器第二原边线圈的另一端与二极管D1的阳极端以及MOS管Q3的漏极端连接，MOS管Q3的源极端与光伏组件的负极输出端连接，二极管D1的阴极端与电阻R1的另一端、电阻R2的另一端以及电容C1的另一端连接；所述MOS管Q2的栅极端、MOS管Q3的栅极端分别接收脉冲变压器电路（4）产生的PWM开关驱动信号；
主变压器T1的主变压器副边线圈具有同名端的一端与电容C3的一端、电阻R4的一端以及电阻R5的一端连接，电容C3的另一端、电阻R4的另一端以及电阻R5的另一端均与二极管D4的阴极端连接，二极管D4的阳极端与二极管D3的阳极端、二极管D2的阳极端、电阻R3的一端以及主变压器副边线圈的另一端连接，二极管D3的阴极端、二极管D2的阴极端与电容C2的一端连接，电容C2的另一端与电阻R3的另一端连接。
4.根据权利要求1所述的光伏电源模块，其特征是：所述脉冲变压器电路（4）包括三极管Q4以及三极管Q4，所述三极管Q4的基极端、三极管Q5的基极端均与DC/DC控制电路（5）的输出端连接，三极管Q4的发射极端与三极管Q5的发射极端及电阻R6的一端连接，三极管Q4的集电极端与电源VCC连接，三极管Q5的集电极端接地，电阻R6的另一端与电容C4的一端连接，电容C4的另一端与脉冲变压器原边线圈的一端连接，脉冲变压器原边线圈的另一端接地，脉冲变压器还具有脉冲变压器第一副边线圈及脉冲变压器第二副边线圈，脉冲变压器第一副边线圈的一端输出第一PWM开关驱动信号，脉冲变压器第一副边线圈的另一端接地，脉冲变压器第二副边线圈的一端输出第二PWM开关驱动信号，脉冲变压器第二副边线圈另一端接地。
5.根据权利要求4所述的光伏电源模块，其特征是：所述三极管Q4为NPN三极管，三极管Q5为PNP三极管。
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Assignee: Jiangsu Reinsurance Finance Leasing Co.,Ltd.

Assignor: WUXI LONGMAX TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Contract record no.: X2023980034687

Denomination of invention: Photovoltaic power module

Granted publication date: 20180410

License type: Exclusive License

Record date: 20230414

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Denomination of invention: Photovoltaic power module

Effective date of registration: 20230418

Granted publication date: 20180410

Pledgee: Jiangsu Reinsurance Finance Leasing Co.,Ltd.

Pledgor: WUXI LONGMAX TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Registration number: Y2023980038292

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