CN114584066A - 一种光伏组件关断电路及光伏设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏组件关断电路，包括第一通断开关管、电压模块、第一驱动模块及控制芯片；所述电压模块用于根据被控光伏组件的输出电压得到芯片供电电压；所述控制芯片用于向所述第一驱动模块发送待处理断路控制电压信号；所述第一驱动模块用于得到断路控制电压信号；所述第一通断开关管与所述被控光伏组件串联，用于根据所述断路控制电压信号确定所述被控光伏组件的输出端与外部电路的通断。本发明通过调控所述被控光伏组件的输出电压，避免了多组件串联的光伏设备的关断电路一定要通过高压芯片来配合多组件串联后的高压电，降低了芯片设计生产的难度与风险、降低了芯片的生产成本。本发明同时还提供了一种具有上述有益效果的光伏设备。
Description
技术领域
本发明涉及光伏技术领域，特别是涉及一种光伏组件关断电路及光伏设备。
背景技术
由于太阳能的可再生性及清洁性，光伏并网发电技术得以迅猛发展。通常的光伏***是多个光伏组件串联形成组串，然后接入逆变器实现直流转换为交流而并网。串联的光伏组件形成直流高压，这种高压会导致人身危险和火灾事故。现场光伏***要求逆变器有防电弧保护，也就是在检测到电弧的时候要马上关断逆变器的运行。但是，即使逆变器停止运行了，光伏组件串起来以后的直流电缆还是会输出高压电，有安全风险。所以最安全的做法是有个控制功能把每个光伏组件的输出电压关断，这样就应该完全消除直流高压。通常在每个组件后面加入关断器，关断器的输出串联，连接逆变器，再通过关断控制器控制关断器内部的开关断开，使直流电缆上电压很低。
随着降低***成本的要求，现在有提出光伏阵列内的最高电压从80V提高到160V，也就是允许2个组件串联。针对这样的要求，现有技术更换关断器中的芯片为更高耐压的芯片。但对于160V的输入电压，需要很高耐压的芯片设计和工艺，难度较大，也大幅提高芯片成本，降低芯片性能，更重要的是，大大提高了电路的安全风险。
因此，如何找到一种低成本、高安全性的关断电路的设计方法，就成了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种光伏组件关断电路及光伏设备，以解决现有技术中高压光伏组件的关断电路成本高昂，安全性差的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种光伏组件关断电路，包括第一通断开关管、电压模块、第一驱动模块及控制芯片；
所述电压模块用于根据被控光伏组件的输出电压得到芯片供电电压，对所述控制芯片供电；
所述控制芯片用于在检测到电弧信号时，向所述第一驱动模块发送待处理断路控制电压信号；
所述第一驱动模块用于根据所述待处理断路控制电压信号，得到断路控制电压信号，并将所述断路控制电压信号发送至所述第一通断开关管；
所述第一通断开关管与所述被控光伏组件串联，用于根据所述断路控制电压信号确定所述被控光伏组件的输出端与外部电路的通断。
可选地，在所述的光伏组件关断电路中，所述被控光伏组件的正极分别与所述电压模块的第一端及所述第一通断开关管的源极相连；
所述电压模块的第二端与所述控制芯片的输入端相连；
所述控制芯片的第一信号输出端与所述第一驱动模块的输入端相连；所述控制芯片的电压输出端与所述第一驱动模块的电压输入端相连；所述控制芯片的并联电源端与所述被控光伏组件的负极相连；
所述第一驱动模块的信号端与所述通断开关管的栅极相连，所述第一驱动模块的第一采集端与所述通断开关管的源极相连，所述第一驱动模块的第二采集端与所述通断开关管的漏极相连；所述第一驱动模块的并联电源端与所述被控光伏组件的负极相连。
可选地，在所述的光伏组件关断电路中，所述电压模块可为DCDC芯片、LDO芯片或光伏降压电路中任一种。
可选地，在所述的光伏组件关断电路中，所述光伏降压电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第一三极管、及第一稳压二极管；
所述被控光伏组件的正极分别连接于所述第一电阻的第一端及所述第一三极管的集电极；
所述第一电阻的第二端分别连接于所述第二电阻的第一端、所述稳压二极管的负极及所述第三电阻的第一端；
所述第三电阻的第二端及所述稳压二极管的正极接地；
所述第二电阻的第二端连接于所述第一三极管的基极；
所述第一三极管的发射极分别连接于所述第一电容的第一端及所述控制芯片的输入端；
所述第一电容的第二端接地。
可选地，在所述的光伏组件关断电路中，所述第一驱动模块可为数字隔离器、隔离光耦或光伏驱动电路中任一种。
可选地，在所述的光伏组件关断电路中，所述光伏驱动电路包括升压模块、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第二稳压二极管、第一二极管、第一驱动开关管及第二驱动开关管；
所述升压模块的输入端连接于所述第一通断开关管的源极，所述升压模块的并联电源端接地，所述升压模块的输出端连接于所述第四电阻的第一端；
所述第四电阻的第二端分别连接于所述第一通断开关管的栅极、所述第一驱动开关管的漏极及所述第一二极管的负极；
所述第一二极管的正极连接于所述第二稳压二极管的正极；所述第二稳压二极管的负极与所述第一通断开关管的源极相连；
所述控制芯片的电压输出端连接于所述第五电阻的第一端，所述第五电阻的第二端分别与所述第二驱动开关管的漏极及所述第六电阻的第一端相连；所述第六电阻的第二端与所述第一驱动开关管的栅极相连，所述第一驱动开关管的源极接地；
所述控制芯片的第一信号输出端连接于所述第二驱动开关管的栅极；所述第二驱动开关管的源极接地。
可选地，在所述的光伏组件关断电路中，所述光伏组件关断电路还包括第一旁路开关管；
所述第一旁路开关管的漏极连接于所述第一通断开关管的源极，所述第一旁路开关管的源极连接于所述被控光伏组件的负极，所述第一旁路开关管的栅极连接于所述控制芯片的第二信号输出端。
可选地，在所述的光伏组件关断电路中，当存在与所述被控光伏组件串联的串接光伏组件时，所述光伏组件关断电路还包括与所述串接光伏组件对应的第二驱动模块、与所述串接光伏组件对应的第二旁路开关管及与所述串接光伏组件对应的第二通断开关管；
所述第二旁路开关管的漏极连接于所述第二通断开关管的源极，所述第二旁路开关管的源极连接于所述串接光伏组件的负极，所述第二旁路开关管的栅极连接于所述第二驱动模块的信号输出端；
所述第二通断开关管的漏极连接于所述串接光伏组件的正极，所述第二通断开关管的栅极连接于所述控制芯片的第三信号输出端；
所述第二驱动模块的电压输入端连接于所述控制芯片的电压输出端，所述第二驱动模块的信号输入端连接于所述控制芯片的第四信号输出端。
可选地，在所述的光伏组件关断电路中，所述第二驱动模块包括第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第二三极管、第三三极管及第三稳压二极管；
所述第十电阻的第一端分别连接于所述控制芯片的电压输出端及所述第二三极管的发射极；所述第十电阻的第二端分别连接于所述第七电阻的第一端及所述第三三极管的集电极；
所述第三三极管的基极与所述控制芯片间的第四信号输出端相连，所述第三三极管的发射极接地；
所述第七电阻的第二端与所述第二三极管的基极相连；
所述第二三极管的集电极与所述第八电阻的第一端相连；
所述第八电阻的第二端分别与所述第二旁路开关管的栅极、第九电阻的第一端及第三稳压二极管的负极相连；
所述第三稳压二极管的正极与所述串接光伏组件的负极相连；
所述第九电阻的第二端与所述串接光伏组件的负极相连。
一种光伏设备，所述光伏设备包括如上述任一种所述的光伏组件关断电路。
本发明所提供的光伏组件关断电路，包括第一通断开关管、电压模块、第一驱动模块及控制芯片；所述电压模块用于根据被控光伏组件的输出电压得到芯片供电电压，对所述控制芯片供电；所述控制芯片用于在检测到电弧信号时，向所述第一驱动模块发送待处理断路控制电压信号；所述第一驱动模块用于根据所述待处理断路控制电压信号，得到断路控制电压信号，并将所述断路控制电压信号发送至所述第一通断开关管；所述第一通断开关管与所述被控光伏组件串联，用于根据所述断路控制电压信号确定所述被控光伏组件的输出端与外部电路的通断。
本发明提供的光伏组件关断电路，通过所述电压模块调控所述被控光伏组件的输出电压，得到所述控制芯片可直接使用的芯片供电电压，也就避免了多组件串联的光伏设备的关断电路一定要通过高压芯片来配合多组件串联后的高压电，使得一般的低压芯片也可用于多组件串联的光伏设备，同时，由于低压芯片的输出电压信号也较低，不足以直接驱动与所述被控光伏组件串联的第一通断开关管，因此本发明还增设了所述第一驱动模块，使所述控制芯片发出的电信号经隔离转换后得到可以驱动所述第一通断开关管的所述断路控制信号，实现低压芯片在多组件串联的高压光伏设备中的运用，相比与现有技术，大大降低了芯片设计生产的难度与风险、同时降低了芯片的生产成本。本发明同时还提供了一种具有上述有益效果的光伏设备。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中一种光伏组件的关断器电路的电路图；
图2为现有技术中另一种光伏组件的关断器电路的电路图；
图3为本发明提供的光伏组件关断电路的一种具体实施方式的电路结构示意图；
图4为本发明提供的光伏组件关断电路的另一种具体实施方式的电路结构示意图；
图5为本发明提供的光伏组件关断电路的又一种具体实施方式的电路结构示意图；
图6为本发明提供的光伏组件关断电路的一种具体实施方式的局部电路结构示意图；
图7为本发明提供的光伏组件关断电路的另一种具体实施方式的局部电路结构示意图；
图8为本发明提供的光伏组件关断电路的还一种具体实施方式的局部电路结构示意图；
图9为本发明提供的光伏组件关断电路的一种具体实施方式的控制芯片向第二驱动模块发送的待处理控制信号与经所述第二驱动模块处理后的控制信号之间的关系示意图；
图10为本发明提供的光伏组件关断电路的一种具体实施方式的待处理断路控制电压信号与所述断路控制电压信号的关系示意图。
具体实施方式
现有技术中的关断器电路如图1所示，通常包括主开关管BM1和BM2，控制芯片BU1，PLC通信模块和旁路二极管BD1/BD2。BU1的输入连接1路输入PV2，电压为一个组件的电压，现有标准为<＝80V。BU1有关断器芯片的多项功能，比如有bg1和bg2输出，分别给开关管BM1/BM2提供驱动。BU1有连接输出Vout+的输出，可以在开关管断开的时候提供低压的输出电压和小驱动电流。BU1还可以有倒灌电流检测和控制、过温保护、旁路MOS开关控制等功能。BU1的各个输入和输出引脚要满足电压的耐压需求。
随着降低***成本的要求，现在有提出光伏阵列内的最高电压从80V提高到160V，也就是允许2个组件串联。针对这样的要求，一种设计如图2所示，电路和现有80V一样，但BU1更换为更高耐压的芯片BU1-HV。对于160V的输入电压，需要很高耐压的芯片设计和工艺，难度较大，也大幅提高芯片成本和降低性能。因此，本申请致力于解决现有技术中成本高、安全性低的问题。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的核心是提供一种光伏组件关断电路，其一种具体实施方式的结构示意图如图3所示，包括第一通断开关管M1、电压模块VM1、第一驱动模块DCM1及控制芯片U1；
所述电压模块VM1用于根据被控光伏组件的输出电压得到芯片供电电压，对所述控制芯片U1供电；
所述控制芯片U1用于在检测到电弧信号时，向所述第一驱动模块DCM1发送待处理断路控制电压信号；
所述第一驱动模块DCM1用于根据所述待处理断路控制电压信号，得到断路控制电压信号，并将所述断路控制电压信号发送至所述第一通断开关管M1；
所述第一通断开关管M1与所述被控光伏组件串联，用于根据所述断路控制电压信号确定所述被控光伏组件的输出端与外部电路的通断。
由于所述控制芯片U1要经过所述电压模块VM1及所述第一驱动模块DCM1才与所述被控光伏组件相连，因此如果***内电压要求继续改变，仅需调整所述电压模块VM1及所述第一驱动模块DCM1的参数即可，不需要改变控制芯片U1。
图3为上述结构对应的一种电路构成，所述被控光伏组件的正极分别与所述电压模块VM1的第一端及所述第一通断开关管M1的源极相连；
所述电压模块VM1的第二端与所述控制芯片U1的输入端相连；
所述控制芯片U1的第一信号输出端与所述第一驱动模块DCM1的输入端相连；所述控制芯片U1的电压输出端与所述第一驱动模块DCM1的电压输入端相连；所述控制芯片U1的并联电源端与所述被控光伏组件的负极相连；
所述第一驱动模块DCM1的信号端与所述通断开关管的栅极相连，所述第一驱动模块DCM1的第一采集端与所述通断开关管的源极相连，所述第一驱动模块DCM1的第二采集端与所述通断开关管的漏极相连；所述第一驱动模块DCM1的并联电源端与所述被控光伏组件的负极相连。
需要注意的是，图3中的PV3和PV4为串联的两个光伏组件，两者合起来称为所述被控光伏组件。
为方便表述，称所述控制芯片U1的第一信号输出端为g1所述控制芯片U1从所述电压模块VM1接收到的电压信号为V1，所述控制芯片U1通过所述电压输出端输出的电信号为V2；图中的Vout+及Vout-表示所述被控光伏组件的与外部电路相连的输出端。
另外，所述电压模块VM1可为DCDC芯片、LDO芯片或光伏降压电路中任一种。
还有，所述第一驱动模块DCM1可为数字隔离器、隔离光耦或光伏驱动电路中任一种。
作为一种优选实施方式，其电路结构示意图如图4所示，所述光伏组件关断电路还包括第一旁路开关管M3；
所述第一旁路开关管M3的漏极连接于所述第一通断开关管M1的源极，所述第一旁路开关管M3的源极连接于所述被控光伏组件的负极，所述第一旁路开关管M3的栅极连接于所述控制芯片U1的第二信号输出端。
对比现有技术中的旁路二极管，采用所述第一旁路开关管M3后保护性能更好，提升***整体的工作稳定性。为方便表述，称所述控制芯片U1的第二信号输出端为g2。
更进一步地，当存在与所述被控光伏组件串联的串接光伏组件时，所述光伏组件关断电路还包括与所述串接光伏组件对应的第二驱动模块DCM2、与所述串接光伏组件对应的第二旁路开关管M4及与所述串接光伏组件对应的第二通断开关管M2，其结构示意图如图5所示；
所述第二旁路开关管M4的漏极连接于所述第二通断开关管M2的源极，所述第二旁路开关管M4的源极连接于所述串接光伏组件的负极，所述第二旁路开关管M4的栅极连接于所述第二驱动模块DCM2的信号输出端；
所述第二通断开关管M2的漏极连接于所述串接光伏组件的正极，所述第二通断开关管M2的栅极连接于所述控制芯片U1的第三信号输出端；
所述第二驱动模块DCM2的电压输入端连接于所述控制芯片U1的电压输出端，所述第二驱动模块DCM2的信号输入端连接于所述控制芯片U1的第四信号输出端。
所述串接光伏组件与所述被控光伏组件串联，因此通过所述控制芯片U1对所述串接组件的所述第二旁路开关管M4进行控制，需要考虑到被控光伏组件与所述串接光伏组件之间的电压降，为使低压芯片也能实现高压电路的串接光伏组件的控制，需要在所述第二旁路开关管M4与所述控制芯片U1之间增设所述第二驱动模块DCM2，调节所述控制芯片U1的输出电压，实现对所述第二旁路开关管M4的控制。
为方便表述，称所述控制芯片U1的第三信号输出端为g3，第四信号输出端为g4。
图9为在一种具体实施方式中，所述控制芯片U1通过g4向所述第二驱动模块DCM2发送的待处理控制信号与经所述第二驱动模块DCM2处理后的控制信号Vg4之间的关系示意图，图中表示两信号相位相同，大小不同。
需要注意的是，本发明中的开关管，可以是如图所示的MOS管，也可以是具有相同功能的其他器件，如IGBT，晶闸管，三极管，继电器等，当然，若改为其他器件，对应的接口名称也会发生相应变化，如采用三极管的场合，文中的“栅极”应改为“基极”，“漏极”应改为“集电极”，“发射极”应改为“源极”。
本发明还给出了所述第二驱动模块DCM2的一种具体实施方式，其电路结构示意图如图6所示，所述第二驱动模块DCM2包括第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第二三极管Q2、第三三极管Q3及第三稳压二极管Z3；
所述第十电阻R10的第一端分别连接于所述控制芯片U1的电压输出端及所述第二三极管Q2的发射极；所述第十电阻R10的第二端分别连接于所述第七电阻R7的第一端及所述第三三极管Q3的集电极；
所述第三三极管Q3的基极与所述控制芯片U1间的第四信号输出端相连，所述第三三极管Q3的发射极接地；
所述第七电阻R7的第二端与所述第二三极管Q2的基极相连；
所述第二三极管Q2的集电极与所述第八电阻R8的第一端相连；
所述第八电阻R8的第二端分别与所述第二旁路开关管M4的栅极、第九电阻R9的第一端及第三稳压二极管Z3的负极相连；
所述第三稳压二极管Z3的正极与所述串接光伏组件的负极相连；
所述第九电阻R9的第二端与所述串接光伏组件的负极相连。
上文所述的第二驱动模块DCM2，组成了可控电流源，无需再设置单独对所述第二旁路开关管M4的副边供电电路，大大节省了空间，有利于光伏设备的一体化，降低设备复杂性与成本，提升工作稳定性。
图6中的PV1及PV2即为所述串接光伏组件内的两个组件，图中的Vgs4表示所述第二旁路开关管M4的栅极与所述串接光伏组件负极之间的电压。
本发明所提供的光伏组件关断电路，包括第一通断开关管M1、电压模块VM1、第一驱动模块DCM1及控制芯片U1；所述电压模块VM1用于根据被控光伏组件的输出电压得到芯片供电电压，对所述控制芯片U1供电；所述控制芯片U1用于在检测到电弧信号时，向所述第一驱动模块DCM1发送待处理断路控制电压信号；所述第一驱动模块DCM1用于根据所述待处理断路控制电压信号，得到断路控制电压信号，并将所述断路控制电压信号发送至所述第一通断开关管M1；所述第一通断开关管M1与所述被控光伏组件串联，用于根据所述断路控制电压信号确定所述被控光伏组件的输出端与外部电路的通断。本发明提供的光伏组件关断电路，通过所述电压模块VM1调控所述被控光伏组件的输出电压，得到所述控制芯片U1可直接使用的芯片供电电压，也就避免了多组件串联的光伏设备的关断电路一定要通过高压芯片来配合多组件串联后的高压电，使得一般的低压芯片也可用于多组件串联的光伏设备，同时，由于低压芯片的输出电压信号也较低，不足以直接驱动与所述被控光伏组件串联的第一通断开关管M1，因此本发明还增设了所述第一驱动模块DCM1，使所述控制芯片U1发出的电信号经隔离转换后得到可以驱动所述第一通断开关管M1的所述断路控制信号，实现低压芯片在多组件串联的高压光伏设备中的运用，相比与现有技术，大大降低了芯片设计生产的难度与风险、同时降低了芯片的生产成本。
在具体实施方式一的基础电路构成的基础上，进一步给出一种光伏降压电路的具体结构，称其为具体实施方式二，其中，所述电压模块VM1为所述光伏降压模块，其余结构均与上述具体实施方式相同，在此不再展开赘述，所述光伏降压模块的结构示意图如图7所示，包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1、第一三极管Q1、及第一稳压二极管Z1；
所述被控光伏组件的正极分别连接于所述第一电阻R1的第一端及所述第一三极管Q1的集电极；
所述第一电阻R1的第二端分别连接于所述第二电阻R2的第一端、所述稳压二极管的负极及所述第三电阻R3的第一端；
所述第三电阻R3的第二端及所述稳压二极管的正极接地；
所述第二电阻R2的第二端连接于所述第一三极管Q1的基极；
所述第一三极管Q1的发射极分别连接于所述第一电容C1的第一端及所述控制芯片U1的输入端；
所述第一电容C1的第二端接地。
本具体实施方式中具体给出了一种所述电压模块VM1为所述光伏降压电路，在本具体实施方式的光伏降压电路中，不需要外部电源供电，而是直接采用所述被控光伏组件作为电源，大大降低了***的复杂性及光伏设备的生产成本，提升了***的稳定性。当然，所述光伏降压电路也可被用DCDC或者是LDO芯片替代。
在具体实施方式二的基础上，进一步对所述第一驱动模块DCM1的一种光伏驱动电路的结构做改进，得到具体实施方式三，其中，所述第一驱动模块DCM1为所述光伏驱动电路，其余结构均与上述具体实施方式相同，在此不再展开赘述，所述光伏驱动电路的结构示意图如图8所示，所述光伏驱动电路包括升压模块、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第二稳压二极管Z2、第一二极管D1、第一驱动开关管M5及第二驱动开关管M6；
所述升压模块的输入端连接于所述第一通断开关管M1的源极，所述升压模块的并联电源端接地，所述升压模块的输出端连接于所述第四电阻R4的第一端；
所述第四电阻R4的第二端分别连接于所述第一通断开关管M1的栅极、所述第一驱动开关管M5的集电极及所述第一二极管D1的负极；
所述第一二极管D1的正极连接于所述第二稳压二极管Z2的正极；所述第二稳压二极管Z2的负极与所述第一通断开关管M1的源极相连；
所述控制芯片U1的电压输出端连接于所述第五电阻R5的第一端，所述第五电阻R5的第二端分别与所述第二驱动开关管M6的集电极及所述第六电阻R6的第一端相连；所述第六电阻R6的第二端与所述第一驱动开关管M5的基极相连，所述第一驱动开关管M5的发射极接地；
所述控制芯片U1的第一信号输出端连接于所述第二驱动开关管M6的栅极；所述第二驱动开关管M6的发射极接地。
本具体实施方式中具体给出了一种所述第一驱动模块DCM1为光伏驱动电路的具体结构，在本具体实施方式的光伏驱动电路中，不需要外部电源供电，而是直接采用所述被控光伏组件作为电源，大大降低了***的复杂性及光伏设备的生产成本，提升了***的稳定性。
图中的Charge pump即为上文中的升压模块，可为电容泵或其他升压电路，在一种具体实施方式中的待处理断路控制电压信号与所述断路控制电压信号的示意图如图10所示，U1的g2控制引脚通过M6和M5的隔离实现了低电压驱动高位MOS管M1的功能，其中Z2和D1是M5的驱动保护电路，R4是限流电阻，Vgs1是MOS管M1的Vgs值。这个电路也可以是数字隔离器、隔离光耦等隔离器件，但这种隔离方案都需要增加副边供电电路，增加了复杂性和成本。
当然，所述光伏降压电路也可被数字隔离器、隔离光耦等隔离器替代。
本发明同时还公开了一种具有上述有益效果的光伏设备，所述光伏设备包括如上述任一种所述的光伏组件关断电路。本发明所提供的光伏组件关断电路，包括第一通断开关管M1、电压模块VM1、第一驱动模块DCM1及控制芯片U1；所述电压模块VM1用于根据被控光伏组件的输出电压得到芯片供电电压，对所述控制芯片U1供电；所述控制芯片U1用于在检测到电弧信号时，向所述第一驱动模块DCM1发送待处理断路控制电压信号；所述第一驱动模块DCM1用于根据所述待处理断路控制电压信号，得到断路控制电压信号，并将所述断路控制电压信号发送至所述第一通断开关管M1；所述第一通断开关管M1与所述被控光伏组件串联，用于根据所述断路控制电压信号确定所述被控光伏组件的输出端与外部电路的通断。本发明提供的光伏组件关断电路，通过所述电压模块VM1调控所述被控光伏组件的输出电压，得到所述控制芯片U1可直接使用的芯片供电电压，也就避免了多组件串联的光伏设备的关断电路一定要通过高压芯片来配合多组件串联后的高压电，使得一般的低压芯片也可用于多组件串联的光伏设备，同时，由于低压芯片的输出电压信号也较低，不足以直接驱动与所述被控光伏组件串联的第一通断开关管M1，因此本发明还增设了所述第一驱动模块DCM1，使所述控制芯片U1发出的电信号经隔离转换后得到可以驱动所述第一通断开关管M1的所述断路控制信号，实现低压芯片在多组件串联的高压光伏设备中的运用，相比与现有技术，大大降低了芯片设计生产的难度与风险、同时降低了芯片的生产成本。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的光伏组件关断电路及光伏设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种光伏组件关断电路，其特征在于，包括第一通断开关管、电压模块、第一驱动模块及控制芯片；
所述电压模块用于根据被控光伏组件的输出电压得到芯片供电电压，对所述控制芯片供电；
所述控制芯片用于在检测到电弧信号时，向所述第一驱动模块发送待处理断路控制电压信号；
所述第一驱动模块用于根据所述待处理断路控制电压信号，得到断路控制电压信号，并将所述断路控制电压信号发送至所述第一通断开关管；
所述第一通断开关管与所述被控光伏组件串联，用于根据所述断路控制电压信号确定所述被控光伏组件的输出端与外部电路的通断。
2.如权利要求1所述的光伏组件关断电路，其特征在于，所述被控光伏组件的正极分别与所述电压模块的第一端及所述第一通断开关管的源极相连；
所述电压模块的第二端与所述控制芯片的输入端相连；
所述控制芯片的第一信号输出端与所述第一驱动模块的输入端相连；所述控制芯片的电压输出端与所述第一驱动模块的电压输入端相连；所述控制芯片的并联电源端与所述被控光伏组件的负极相连；
所述第一驱动模块的信号端与所述通断开关管的栅极相连，所述第一驱动模块的第一采集端与所述通断开关管的源极相连，所述第一驱动模块的第二采集端与所述通断开关管的漏极相连；所述第一驱动模块的并联电源端与所述被控光伏组件的负极相连。
3.如权利要求2所述的光伏组件关断电路，其特征在于，所述电压模块可为DCDC芯片、LDO芯片或光伏降压电路中任一种。
4.如权利要求3所述的光伏组件关断电路，其特征在于，所述光伏降压电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第一三极管、及第一稳压二极管；
所述被控光伏组件的正极分别连接于所述第一电阻的第一端及所述第一三极管的集电极；
所述第一电阻的第二端分别连接于所述第二电阻的第一端、所述稳压二极管的负极及所述第三电阻的第一端；
所述第三电阻的第二端及所述稳压二极管的正极接地；
所述第二电阻的第二端连接于所述第一三极管的基极；
所述第一三极管的发射极分别连接于所述第一电容的第一端及所述控制芯片的输入端；
所述第一电容的第二端接地。
5.如权利要求2所述的光伏组件关断电路，其特征在于，所述第一驱动模块可为数字隔离器、隔离光耦或光伏驱动电路中任一种。
6.如权利要求5所述的光伏组件关断电路，其特征在于，所述光伏驱动电路包括升压模块、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第二稳压二极管、第一二极管、第一驱动开关管及第二驱动开关管；
所述升压模块的输入端连接于所述第一通断开关管的源极，所述升压模块的并联电源端接地，所述升压模块的输出端连接于所述第四电阻的第一端；
所述第四电阻的第二端分别连接于所述第一通断开关管的栅极、所述第一驱动开关管的漏极及所述第一二极管的负极；
所述第一二极管的正极连接于所述第二稳压二极管的正极；所述第二稳压二极管的负极与所述第一通断开关管的源极相连；
所述控制芯片的电压输出端连接于所述第五电阻的第一端，所述第五电阻的第二端分别与所述第二驱动开关管的漏极及所述第六电阻的第一端相连；所述第六电阻的第二端与所述第一驱动开关管的栅极相连，所述第一驱动开关管的源极接地；
所述控制芯片的第一信号输出端连接于所述第二驱动开关管的栅极；所述第二驱动开关管的源极接地。
7.如权利要求2所述的光伏组件关断电路，其特征在于，所述光伏组件关断电路还包括第一旁路开关管；
所述第一旁路开关管的漏极连接于所述第一通断开关管的源极，所述第一旁路开关管的源极连接于所述被控光伏组件的负极，所述第一旁路开关管的栅极连接于所述控制芯片的第二信号输出端。
8.如权利要求2所述的光伏组件关断电路，其特征在于，当存在与所述被控光伏组件串联的串接光伏组件时，所述光伏组件关断电路还包括与所述串接光伏组件对应的第二驱动模块、与所述串接光伏组件对应的第二旁路开关管及与所述串接光伏组件对应的第二通断开关管；
所述第二旁路开关管的漏极连接于所述第二通断开关管的源极，所述第二旁路开关管的源极连接于所述串接光伏组件的负极，所述第二旁路开关管的栅极连接于所述第二驱动模块的信号输出端；
所述第二通断开关管的漏极连接于所述串接光伏组件的正极，所述第二通断开关管的栅极连接于所述控制芯片的第三信号输出端；
所述第二驱动模块的电压输入端连接于所述控制芯片的电压输出端，所述第二驱动模块的信号输入端连接于所述控制芯片的第四信号输出端。
9.如权利要求8所述的光伏组件关断电路，其特征在于，所述第二驱动模块包括第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第二三极管、第三三极管及第三稳压二极管；
所述第十电阻的第一端分别连接于所述控制芯片的电压输出端及所述第二三极管的发射极；所述第十电阻的第二端分别连接于所述第七电阻的第一端及所述第三三极管的集电极；
所述第三三极管的基极与所述控制芯片间的第四信号输出端相连，所述第三三极管的发射极接地；
所述第七电阻的第二端与所述第二三极管的基极相连；
所述第二三极管的集电极与所述第八电阻的第一端相连；
所述第八电阻的第二端分别与所述第二旁路开关管的栅极、第九电阻的第一端及第三稳压二极管的负极相连；
所述第三稳压二极管的正极与所述串接光伏组件的负极相连；
所述第九电阻的第二端与所述串接光伏组件的负极相连。
10.一种光伏设备，其特征在于，所述光伏设备包括如权利要求1至9任一项所述的光伏组件关断电路。
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