CN117410933A - 过压保护电路及储能电源 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及一种过压保护电路及储能电源。该过压保护电路设置在供电线路上，供电线路上设置有继电器；继电器控制模块被配置为：在接收到第一控制信号时，控制继电器闭合；并且在接收到第二控制信号时，控制继电器断开；过压检测模块被配置为：在供电线路上的输入电压大于预设阈值时，输出过压信号；过压控制模块被配置为：在接收到过压信号时，控制预充模块处于断开状态，并将继电器控制模块接收的控制信号锁定在第二控制信号。该过压保护电路通过对供电线路的输入电压进行检测，在检测到输入电压过压时，及时关断预充模块，并且强制关断供电线路上的继电器，从而关断后级电路的通电，进而保护了后级电路。

Description

过压保护电路及储能电源

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种过压保护电路及储能电源。

背景技术

太阳能已逐渐成为人类的重要能源，特别是其相对容易获取得到，开采利用成本较低，是最为广泛使用的新洁能源。太阳能是通过光电直接转换方式，利用光电效应，将太阳辐射能转换成电能。当前使用到太阳能的新能源产品也在高速发展中，例如太阳能逆变，储能产品等。

但是，不同厂家生产的太阳能电池板所提供的输出电压存在差异，容易导致与太阳能电池板配套的产品被接入过高的电压，从而导致其配套的产品损坏。

发明内容

本发明提供了一种过压保护电路及储能电源，用于对输入电压进行检测，并在输入电压过压时关断后级电路的通电。

第一方面，本申请实施例提供了一种过压保护电路，所述过压保护电路设置在供电线路上，所述供电线路上设置有继电器，所述过压保护电路包括过压检测模块、预充模块、过压控制模块、继电器控制模块；所述过压检测模块分别与所述供电线路及所述过压控制模块连接，所述过压控制模块还与所述预充模块及所述继电器控制模块连接，所述继电器控制模块还与所述继电器连接；所述继电器控制模块被配置为：在接收到第一控制信号时，控制所述继电器闭合；并且在接收到第二控制信号时，控制所述继电器断开；所述过压检测模块被配置为：在所述供电线路上的输入电压大于预设阈值时，输出过压信号；所述过压控制模块被配置为：在接收到所述过压信号时，控制所述预充模块处于断开状态，并将所述继电器控制模块接收的控制信号锁定在所述第二控制信号。

可选地，所述过压检测模块包括：第一开关单元和过压检测单元；所述过压检测单元的一端连接所述供电线路，所述过压检测单元的另一端连接所述第一开关单元，所述第一开关单元还分别与所述预充模块及所述继电器控制模块连接；所述过压检测单元被配置为：在所述供电线路上的输入电压大于所述预设阈值时，输出过压检测信号；所述第一开关单元被配置为：当接收到所述过压检测信号时，所述第一开关单元导通，以通过所述第一开关单元输出所述过压信号。

可选地，所述过压控制模块还被配置为：在接收到所述过压信号时，控制所述预充模块处于断开状态的同时，将所述预充模块中存储的电能进行泄放。

可选地，所述过压控制模块包括：第二开关单元和第三开关单元；所述第二开关单元分别与所述第三开关单元、所述预充模块以及所述继电器控制模块连接，所述第三开关单元分别与所述过压检测模块以及所述预充模块连接；所述第三开关单元被配置为：当接收到所述过压信号时，所述第三开关单元导通，以通过所述第三开关单元输出所述过压信号，控制所述预充模块处于断开状态；所述第二开关单元被配置为：当接收到所述过压信号时，所述第二开关单元导通，以通过所述第二开关单元将所述继电器控制模块接收的控制信号锁定在所述第二控制信号，并将所述预充模块中存储的电能进行泄放。

可选地，所述第二开关单元包括：三极管Q1、电阻R1和电阻R2；所述三极管Q1的集电极分别与所述预充模块以及所述继电器控制模块连接；所述三极管Q1的基极与所述电阻R1的一端连接，所述电阻R1的另一端与所述第三开关单元连接；所述三极管Q1的基极与所述电阻R2的一端连接，所述电阻R2的另一端连接到地；所述三极管Q1的发射极连接到地。

可选地，所述第三开关单元包括：三极管Q2和电阻R3；所述三极管Q2的基极分别与所述过压检测模块以及所述电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端与所述供电线路连接；所述三极管Q2的集电极分别与所述第二开关单元以及所述预充模块连接；所述三极管Q2的发射极与所述供电线路连接。

可选地，所述预充模块包括相互连接的预充开关单元及预充时间单元，所述过压控制模块还分别与所述预充开关单元及所述预充时间单元连接；所述过压控制模块被配置为：在接收到所述过压信号时，控制所述预充开关单元处于断开状态的同时，将所述预充时间单元中存储的电能进行泄放。

可选地，所述预充时间单元包括：电容C1和电阻R4；所述电阻R4的第一端分别与所述过压控制模块的第一输出端及所述预充开关单元连接，所述电阻R4的第二端分别与所述过压控制模块的第二输出端及所述电容C1的第一端连接，所述电容C1的第二端接地；所述过压控制模块被配置为：在接收到所述过压信号时，控制所述预充开关单元处于断开状态的同时，将所述电容C1中存储的电能进行泄放。

可选地，所述预充时间单元还包括：二极管D1；所述二极管D1的正极分别与所述电容C1的第一端及所述电阻R4的第二端连接，所述二极管D1的负极与所述过压控制模块的第二输出端连接。

可选地，所述继电器控制模块包括：第四开关单元、二极管D3和控制信号输入端；所述第四开关单元的控制端分别与所述控制信号输入端及所述二极管D3的正极连接，所述二极管D3的负极与所述过压控制模块连接；所述第四开关单元的连接端与所述继电器的线圈端连接；所述过压控制模块被配置为：在接收到所述过压信号时，将所述控制信号输入端接收的控制信号通过所述二极管D3连接到地，以将所述第四开关单元接收的控制信号锁定在所述第二控制信号。

可选地，所述第四开关单元包括：三极管Q3、电阻R5和电阻R6；所述三极管Q3的基极分别与所述电阻R5的一端以及所述电阻R6的一端连接，所述电阻R5的另一端分别与所述控制信号输入端及所述二极管D3的正极连接，所述电阻R6的另一端连接到地；所述三极管Q3的集电极与所述继电器的线圈端连接；所述三极管Q3的发射极连接到地。

可选地，所述供电线路的输入端连接太阳能电池板。

第二方面，本申请实施例提供了一种储能电源，该储能电源包括如上所述的过压保护电路。

本申请实施例提供的过压保护电路的至少一个有利方面是：通过过压检测模块对供电线路的输入电压进行检测，当检测到输入电压过压时，通过过压控制模块控制预充模块关断，并将继电器控制模块接收的控制信号锁定为第二控制信号，以强制关断供电线路上的继电器，从而关断后级电路的通电，保护了后级电路，避免不配套的太阳能电池板输出过高的电压损坏与太阳能电池板所连接的产品，并且本申请实施例所设置的电路元器件较少，整体电路的设计成本较低。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本申请实施例的储能电源的功能框图；

图2为本申请实施例中提供的过压保护电路的功能框图；

图3为本申请另一实施例中提供的过压保护电路的功能框图；

图4为本申请实施例中提供的过压保护电路的原理图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“内”、“外”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，下面所描述的本发明不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

预充电路，是一种在***上电初期，用于对母线电容充电的电路，一般的，通过预充电阻进行限流和预充，以避免母线电容未充满电时，产生浪涌电流对元器件造成损害。

图1为本申请实施例的储能电源的功能框图，其可以根据实际应用场景的不同而确定其具体的实现形式，例如，太阳能电池板所输出的电源。如图1所示，该储能电源包括：电压源Power和过压保护电路10。储能电源能够为负载20提供电能。

其中，电压源Power是能够持续提供电力的能量源。其具体可以根据实际情况的需要而选择使用任何合适类型的实现方式，以提供所需要的目标电压，例如，太阳能电池板所输出的电源，在另一些实施例中，电压源Power还可以是外置的，通过特定的接口进行供电。

过压保护电路10是能够对储能电源的供电线路进行电压检测的电路，当供电线路上的输入电压不超过预设阈值时，储能电源保持对后级电路（负载）的通电；当供电线路上的输入电压超过预设阈值时，关断后级电路（负载）的通电。

负载20是指任何类型的且需要消耗电能以执行相应功能的部分，包括但不限于主控制器或者电源管理***。示例地，例如，负载可以是储能电池，太阳能电池板所输出的电源为储能电池供电。又例如，负载可以是太阳能电池板所配套的产品，还可以是光伏逆变器。负载20与电压源的输入电压相对应，在输入电压不超过预设阈值时，负载20消耗电能，在输入电压超过预设阈值时，负载20由于过压保护电路10对输入电压的关断而停止运行。

应当说明的是，本申请实施例为陈述简便而示例性的展示了过压保护电路在太阳能的新能源产品之中的应用场景。但本领域技术人员可以理解，基于相类似的原理，还可以将本申请实施例提供的过压保护电路应用于其他需要过压检测和保护的电子电路场景之中。本申请实施例公开的发明思路并不限于在图1所示的储能电源上应用，也可以在其他相类似的电子电路中使用。

图2为本申请实施例中提供的过压保护电路的功能框图。该过压保护电路能够应用于图1所示的储能电源中，实现对电路的保护。

如图2所示，该过压保护电路10可以包括：过压检测模块110、预充模块120、过压控制模块130、继电器控制模块140。

其中，过压保护电路10设置在供电线路上，供电线路上设置有继电器30。

过压检测模块110分别与供电线路及过压控制模块130连接，过压控制模块130还与预充模块120及继电器控制模块140连接，继电器控制模块140还与继电器30连接。

应当说明的是，预充模块120与供电线路连接。在一实施例中，供电线路为光伏供电线路，即供电线路与光伏输入源进行连接，本实施例提供的过压保护电路用于对光伏输入源的输入过压进行保护。在一实施例中，光伏输入源可以是太阳能电池板输出的电源。

继电器控制模块140用于控制继电器30的闭合或断开，继电器控制模块140被配置为：在接收到第一控制信号时，控制继电器30闭合；并且在接收到第二控制信号时，控制继电器30断开。应当说明的是，第一控制信号用于指示电压值大于或等于第一预设值的电信号，第二控制信号用于指示电压值小于或等于第二预设值的电信号，其中，第一预设值大于第二预设值。作为示例而非限定的是，第一预设值可以是3伏（V），还可以是4伏（V），此处不作限定，第二预设值可以是0.5伏（V），还可以是1伏（V），此处不作限定，只需满足第一预设值大于第二预设值即可。在一实施例中，第一控制信号为高电平信号，第二控制信号为低电平信号。

过压检测模块110用于对供电线路上的输入电压进行检测，过压检测模块110被配置为：在供电线路上的输入电压大于预设阈值时，输出过压信号。作为示例而非限定的是，预设阈值可以是50伏（V），还可以是60伏（V），具体的预设阈值可以根据实际应用需求进行设置，此处不作限定。

过压控制模块130用于控制预充模块120和继电器控制模块140，过压控制模块130被配置为：在接收到过压信号时，控制预充模块120处于断开状态，并将继电器控制模块140接收的控制信号锁定在第二控制信号，以使得继电器控制模块140控制继电器30断开。

本申请实施例中提供的过压保护电路的至少一个有利方面是：通过过压检测模块对供电线路的输入电压进行检测，当检测到输入电压过压时，通过过压控制模块控制预充模块关断，并将继电器控制模块接收的控制信号锁定为第二控制信号，以强制关断供电线路上的继电器，从而关断后级电路的通电，保护了后级电路，避免不配套的太阳能电池板输出过高的电压损坏与太阳能电池板所连接的产品。

图3为本申请另一实施例中提供的过压保护电路的功能框图。该过压保护电路能够应用于图1所示的储能电源中，实现对电路的保护。

在一些实施例中，如图3所示，过压检测模块110包括：第一开关单元111和过压检测单元112。

其中，过压检测单元112的一端连接供电线路，过压检测单元112的另一端连接第一开关单元111，第一开关单元111还分别与预充模块120及继电器控制模块140连接。

过压检测单元112用于对供电线路上的输入电压进行检测，过压检测单元112被配置为：在供电线路上的输入电压大于预设阈值时，输出过压检测信号。

第一开关单元111被配置为：当接收到过压检测信号时，第一开关单元111导通，以通过第一开关单元111输出过压信号。

在一些实施例中，如图3所示，过压控制模块130还被配置为：在接收到过压信号时，控制预充模块120处于断开状态的同时，将预充模块120中存储的电能进行泄放。

应当说明的是，预充模块通常设置有延时电容作为延时关断器件，用于在***上电初期，供电线路上的输入电能为延时电容进行充电，并驱动预充开关导通进行预充动作，当延时电容充满电后，驱动预充开关断开，以停止预充动作。如此，可以实现预充到正常供电过程自动切换。

本实施例中，将预充模块120的存储的电能进行泄放，是指预充模块中延时电容的电能进行泄放。

在一些实施例中，如图3所示，过压保护电路通过供电线路与负载20连接，其中，供电线路上设置有母线电容EC1。

需理解的是，在供电线路连接光伏输入源时，由于太阳能电池板的输出电压随着光照强度发生变化，光照越强，太阳能电池板输出的电压越高，光照越弱，输出的电压越低。当出现过压保护时，继电器及预充模块均处于关断状态，母线电容EC1的电能会进行泄放，因此当***恢复正常工作时，需要重新进行预充。本实施例中，通过在接收到过压保护时，将预充模块120中存储的电能进行泄放，当太阳能电池板输出的电压由过压状态转变成正常供电状态时（例如光照强度变弱时），能够保证预充模块能够正常工作，进行预充。如此，一方面可以实现不配套的太阳能电池板也能够为产品提供电能，保证太阳能电池板在输入正常供电电压时，能够为负载供电，提高能量利用率，另一方面，过压状态转变成正常供电状态时，能够保证预充模块能够正常工作，进行预充。

在一些实施例中，如图3所示，过压控制模块130包括：第二开关单元131和第三开关单元132。

其中，第二开关单元131分别与第三开关单元132、预充模块120以及继电器控制模块140连接，第三开关单元132分别与过压检测模块110以及预充模块120连接。

第三开关单元132用于控制预充模块120，第三开关单元132被配置为：当接收到过压信号时，第三开关单元132导通，以通过第三开关单元132输出过压信号，控制预充模块120处于断开状态。

第二开关单元131被配置为：当接收到过压信号时，第二开关单元131导通，以通过第二开关单元131将继电器控制模块140接收的控制信号锁定在第二控制信号，并将预充模块120中存储的电能进行泄放。

在一些实施例中，如图3所示，预充模块120包括：相互连接的预充开关单元121及预充时间单元122。

其中，过压控制模块130还分别与预充开关单元121及预充时间单元122连接。

过压控制模块130被配置为：在接收到过压信号时，控制预充开关单元121处于断开状态的同时，将预充时间单元122中存储的电能进行泄放。

具体的，预充开关单元121设置于供电线路上，且继电器30的开关端并联在预充开关单元121的两端。

在一些实施例中，如图3所示，预充开关单元121与供电线路连接。

在一些实施例中，如图3所示，第三开关单元132与预充开关单元121连接，第二开关单元131与预充时间单元122连接。其中，端点PV_EN1用于指示同一个电路连接点。

在一些实施例中，如图3所示，继电器控制模块140包括：第四开关单元141、二极管D3和控制信号输入端PV_EN。

其中，第四开关单元141的控制端1411分别与控制信号输入端PV_EN及二极管D3的正极连接，二极管D3的负极与过压控制模块130连接。

第四开关单元141的连接端1412与继电器30的线圈端31连接。

过压控制模块130被配置为：在接收到过压信号时，将控制信号输入端PV_EN接收的控制信号通过二极管D3及第二开关单元131连接到地，以将第四开关单元141接收的控制信号锁定在第二控制信号，进而将继电器锁定为断开状态，避免控制信号输入端PV_EN所接收控制信号驱动继电器误动作。

在一些实施例中，如图3所示，二极管D3的负极与过压控制模块130中的第二开关单元131连接。

在一些实施例中，如图3所示，继电器30的开关端32设置在供电线路上。

本申请实施例提供的过压保护电路的至少一个有利方面是：通过过压检测模块对供电线路的输入电压进行检测，当检测到输入电压过压时，通过过压控制模块控制预充模块关断，并将继电器控制模块接收的控制信号锁定为第二控制信号，以强制关断供电线路上的继电器，从而关断后级电路的通电，保护了后级电路，避免不配套的太阳能电池板输出过高的电压损坏与太阳能电池板所连接的产品，并且本申请实施例所设置的电路元器件较少，整体电路的设计成本较低。

图4为本申请实施例中提供的过压保护电路的原理图。该过压保护电路能够应用于图1所示的储能电源中，实现对电路的保护。

在一些实施例中，如图4所示，第二开关单元131包括：三极管Q1、电阻R1和电阻R2。

其中，三极管Q1的集电极分别与预充模块120以及继电器控制模块140连接；三极管Q1的基极与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端与第三开关单元132连接；三极管Q1的基极与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端连接到地GND；三极管Q1的发射极连接到地GND。

在一些实施例中，如图4所示，三极管Q1的集电极与继电器控制模块140中二极管D3的负极连接。

在一些实施例中，如图4所示，第三开关单元132包括：三极管Q2和电阻R3。

其中，三极管Q2的基极分别与过压检测模块110以及电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与供电线路连接；三极管Q2的集电极分别与第二开关单元131以及预充模块120连接；三极管Q2的发射极与供电线路连接。在一实施例中，供电线路的输入端PV+连接太阳能电池板，供电线路的输出端连接负载。

在一些实施例中，如图4所示，预充时间单元122包括：电容C1和电阻R4。

其中，电阻R4的第一端分别与过压控制模块130的第一输出端A1及预充开关单元121连接，电阻R4的第二端分别与过压控制模块130的第二输出端A2及电容C1的第一端连接，电容C1的第二端接地。

过压控制模块130被配置为：在接收到过压信号时，控制预充开关单元121处于断开状态的同时，将电容C1中存储的电能进行泄放。

可以理解的是，电容C1为延时电容，其作为延时关断器件，通过在供电线路的输入电压出现过压时将电容C1中存储的电能进行泄放，能够在供电线路的输入电压由过压状态切换成正常供电时，供电线路上的输入电能为电容C1进行充电，并驱动预充开关单元导通进行预充动作。如此可以避免输入电压由过压状态切换成正常供电时，无法进行预充产生浪涌大电流损坏电路。

在一些实施例中，如图4所示，预充时间单元122还包括：二极管D1。

其中，二极管D1的正极分别与电容C1的第一端及电阻R4的第二端连接，二极管D1的负极与过压控制模块130的第二输出端A2连接。

在一些实施例中，如图4所示，三极管Q1的集电极形成过压控制模块130的第二输出端A2。

在一些实施例中，如图4所示，预充时间单元122还包括：二极管D2。

其中，二极管D2的正极与电容C1的第一端连接，二极管D2的负极与供电线路连接。

通过二极管D2的负极与供电线路连接，能够在供电线路的输入电压为零（即供电线路断电，相当于供电线路接地）时，将电容C1中存储的电能进行泄放，从而在供电线路重新上电时，供电线路上的输入电能为电容C1进行充电，并驱动预充开关单元导通进行预充动作，当电容C1充满电后，驱动预充开关单元断开，以停止预充动作。

在一些实施例中，如图4所示，第四开关单元141包括：三极管Q3、电阻R5和电阻R6。

其中，三极管Q3的基极分别与电阻R5的一端以及电阻R6的一端连接，电阻R5的另一端分别与控制信号输入端PV_EN及二极管D3的正极连接，电阻R6的另一端连接到地；三极管Q3的集电极与继电器30的线圈端31连接；三极管Q3的发射极连接到地GND。

在一些实施例中，如图4所示，过压检测单元112包括：稳压二极管ZD1和电阻R7。

其中，稳压二极管ZD1的负极与供电线路连接，稳压二极管ZD1的正极与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端与第一开关单元111连接。

应当说明的是，稳压二极管ZD1在该过压保护电路中的连接方式是反接，其作用是：当加载在稳压二极管ZD1两端的电压超过稳压值（即预设阈值）时，稳压二极管ZD1被击穿，流过稳压二极管ZD1的电流急剧增大，但是其两端的电压保持不变，仍为稳压值。当加载在稳压二极管ZD1两端的电压不超过稳压值时，其呈现的动态电阻很大，其通过的电流极小，可忽略不计。

在一些实施例中，如图4所示，第一开关单元111包括：三极管Q4、电阻R8和电阻R9。

其中，三极管Q4的基极分别与电阻R7的一端以及电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端连接到地GND；三极管Q4的集电极与电阻R9的一端连接，电阻R9的另一端与第三开关单元132中三极管Q2的基极连接；三极管Q4的发射极连接到地GND。

在一些实施例中，如图4所示，过压保护电路还包括：二极管D4，二极管D4设置于过压检测模块110与预充模块120之间，二极管D4的正极与三极管Q2的集电极连接，二极管D4的负极与电阻R4的第一端连接。

在一些实施例中，如图4所示，预充开关单元121包括：三极管Q5、电阻R10和电阻R11。

其中，三极管Q5的基极与电阻R10的一端连接，电阻R10的另一端与过压控制模块130的第一输出端A1连接；三极管Q5的集电极与电阻R11的一端连接，电阻R11的另一端与供电线路的输出端连接，三极管Q5的发射极与供电线路连接。

在一些实施例中，如图4所示，预充电容EC1的第一端与供电线路的输出端连接，预充电容EC1的第二端连接到地GND，供电线路的输出端还与负载20连接。

在一些实施例中，二极管D2的正极分别与电容C1的第一端及电阻R4的第二端连接，二极管D2的负极与供电线路连接。通过将二极管D2的负极与供电线路连接，能够在供电线路的输入电压为零（即太阳能电池板掉电时，供电线路的输入端相当于接地）时，电容C1中存储的电能通过二极管D2连接到地，以将电容C1存储的电能进行泄放，从而在供电线路重新上电时，供电线路上的输入电能为电容C1进行充电，并驱动预充开关单元导通进行预充动作，当电容C1充满电后，驱动预充开关单元断开，以停止预充动作。

作为示例而非限定的是，以上所述的三极管可以是P型三极管，也可以是N型三极管，具体的三极管可以根据实际应用所需要的耐压等级进行选择，只需满足能够实现相同的技术效果即可，此处不作限定。

作为示例而非限定的是，以上所述的预充电容EC1为电解电容。

在一些实施例中，储能电源还包括：主控芯片，在供电线路的输入电压小于或等于预设阈值时，通过主控芯片判断输入电压与预充电容EC1的两端电压之间的电压差是否小于或等于预设电压差；若电压差小于或等于预设电压差，则生成第一控制信号，并将第一控制信号传输至继电器控制模块；若电压差大于预设电压差，则生成第二控制信号，并将第二控制信号传输至继电器控制模块。

作为示例而非限定的是，预设电压差可以是5伏（V），还可以是6伏（V），具体的预设电压差可以根据实际应用场景进行设置。

本申请实施例提供的过压保护电路的至少一个有利方面是：通过过压检测模块对供电线路的输入电压进行检测，当检测到输入电压过压时，通过过压控制模块控制预充模块关断，并将继电器控制模块接收的控制信号锁定为第二控制信号，以强制关断供电线路上的继电器，从而关断后级电路的通电，保护了后级电路，避免不配套的太阳能电池板输出过高的电压损坏与太阳能电池板所连接的产品，并且本申请实施例所设置的电路元器件较少，整体电路的设计成本较低。

为充分说明本申请实施例的过压保护电路，以下结合图4，对过压保护电路的具体实现和工作原理进行详细的描述。

（1）在供电线路的输入电压大于预设阈值时，稳压二极管ZD1被击穿，通过电阻R7与电阻R8进行分压，在电阻R8的两端电压大于三极管Q4的基极电压时，三极管Q4导通。其中，采用电阻R7与电阻R8进行分压，能够精准地调整过压保护触发点，同时，电阻R7在三极管Q4导通后，能够对三极管Q4的基极电流进行限流。电阻R8为三极管Q4的BE极电阻，BE极电阻是指三极管Q4中基极与发射极之间的电阻，在稳压二极管ZD1未击穿时，能够将三极管Q4的基极下拉至GND，避免三极管Q4误导通。

（2）三极管Q4导通后，三极管Q2导通，R3为三极管Q2的BE极电阻，在三极管Q4未导通时，将三极管Q2的基极上拉至输入电压，避免三极管Q2误导通，在三极管Q4导通后，电阻R3的两端电压等于三极管Q2的发射极与基极之间的电压差，其中，R9为三极管Q2的基极限流电阻，在三极管Q4导通后，能够对三极管Q2的基极电流进行限流。电阻R2为三极管Q1的BE极电阻，电阻R1为三极管Q1的基极限流电阻，在三极管Q2导通后，电阻R2的两端电压等于三极管Q1的发射极与基极之间的电压差，电阻R1限制流过三极管Q1中基极的电流，以驱动三极管Q1导通，由于三极管Q1导通接地以及三极管Q1与三极管Q3连接，进而将三极管Q3的基极拉低至GND，而三极管Q2未导通时，三极管Q1处于断开状态。

（3）三极管Q2导通后，三极管Q1导通，控制信号输入端接收的控制信号经过二极管D3和三极管Q1被强制拉低，也就是，不管主控芯片发出的控制信号是第一控制信号或者第二控制信号，均强制将三极管Q3截止，以使得继电器处在断开状态，从而使得输入电压无法达到负载，进而保护了后级电路不被过高的电压所损坏。

（4）在三极管Q2导通后，输入电压经过三极管Q2与二极管D4，将电阻R10的一端灌高为输入电压，以使得三极管Q5截止，也就是，输入电压大于预设阈值时，三极管Q5被截止，停止给预充电容EC1充电，从而保护了后级电路不被过高的电压所损坏。

（5）在预充时间单元中分别增加二极管D1连接到PV_EN1以及二极管D2连接到供电线路中。如此，当触发过压保护时，三极管Q2导通，输入电压通过三极管Q2、电阻R1驱动三极管Q1导通，此时PV_EN1端接地，此时电路的回路为：输入电压经过三极管Q2、二极管D4、电阻R4、二极管D1以及三极管Q1到GND，从而使得电容C1通过二极管D1以及三极管Q1到GND进行放电，进而电容C1始终保持在零状态（电容C1的两端电压降接近于0V）。而当输入电压为零时，即供电线路断电，相当于供电线路接地，电容C1通过二极管D2进行放电，如此，可以保证在供电线路重新上电或者输入电压从过压状态转换为正常状态时，电容C1的两端电压均为零，以使供电线路上的输入电能为电容C1进行充电，并驱动三极管Q5导通进行预充动作，当电容C1充满电后，驱动三极管Q5断开，以停止预充动作。其中，三极管Q5截止的条件为：三极管Q2的导通压降加上二极管D4的压降小于三极管Q5的基极压降加上电阻R10两端的电压。

（6）在供电线路的输入电压小于或等于预设阈值且输入电压大于零时，或者在供电线路的输入电压从过压状态恢复为正常状态时，三极管Q2截止，三极管Q1截止，三极管Q5导通，输入电压经过三极管Q5的基极、电阻R10、电阻R4向电容C1充电，同时，输入电压经过三极管Q5的集电极、电阻R11向预充电容EC1充电，从而实现了输入电压在不过压时过压保护电路的预充效果，以及输入电压在过压状态解除的同时过压保护电路快速恢复预充的功能。

本申请实施例提供的过压保护电路的至少一个有利方面是：通过过压检测模块对供电线路的输入电压进行检测，当检测到输入电压过压时，通过过压控制模块控制预充模块关断，并将继电器控制模块接收的控制信号锁定为第二控制信号，以强制关断供电线路上的继电器，从而关断后级电路的通电，保护了后级电路，避免不配套的太阳能电池板输出过高的电压损坏与太阳能电池板所连接的产品，并且本申请实施例所设置的电路元器件较少，整体电路的设计成本较低。

应当说明的是，上述“第一”和“第二”仅用于说明而不用于限定其后修饰术语的重要性或者具体实现形式。本领域技术人员可以根据实际情况的需要而选择使用相同或者不同的实现形式。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (13)

1.一种过压保护电路，其特征在于，所述过压保护电路设置在供电线路上，所述供电线路上设置有继电器，所述过压保护电路包括过压检测模块、预充模块、过压控制模块、继电器控制模块；

所述过压检测模块分别与所述供电线路及所述过压控制模块连接，所述过压控制模块还与所述预充模块及所述继电器控制模块连接，所述继电器控制模块还与所述继电器连接；

所述继电器控制模块被配置为：在接收到第一控制信号时，控制所述继电器闭合；并且在接收到第二控制信号时，控制所述继电器断开；

所述过压检测模块被配置为：在所述供电线路上的输入电压大于预设阈值时，输出过压信号；

所述过压控制模块被配置为：在接收到所述过压信号时，控制所述预充模块处于断开状态，并将所述继电器控制模块接收的控制信号锁定在所述第二控制信号。

2.根据权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于，所述过压检测模块包括：第一开关单元和过压检测单元；

所述过压检测单元的一端连接所述供电线路，所述过压检测单元的另一端连接所述第一开关单元，所述第一开关单元还分别与所述预充模块及所述继电器控制模块连接；

所述过压检测单元被配置为：在所述供电线路上的输入电压大于所述预设阈值时，输出过压检测信号；

所述第一开关单元被配置为：当接收到所述过压检测信号时，所述第一开关单元导通，以通过所述第一开关单元输出所述过压信号。

3.根据权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于，所述过压控制模块还被配置为：在接收到所述过压信号时，控制所述预充模块处于断开状态的同时，将所述预充模块中存储的电能进行泄放。

4.根据权利要求3所述的过压保护电路，其特征在于，所述过压控制模块包括：第二开关单元和第三开关单元；

所述第二开关单元分别与所述第三开关单元、所述预充模块以及所述继电器控制模块连接，所述第三开关单元分别与所述过压检测模块以及所述预充模块连接；

所述第三开关单元被配置为：当接收到所述过压信号时，所述第三开关单元导通，以通过所述第三开关单元输出所述过压信号，控制所述预充模块处于断开状态；

所述第二开关单元被配置为：当接收到所述过压信号时，所述第二开关单元导通，以通过所述第二开关单元将所述继电器控制模块接收的控制信号锁定在所述第二控制信号，并将所述预充模块中存储的电能进行泄放。

5.根据权利要求4所述的过压保护电路，其特征在于，所述第二开关单元包括：三极管Q1、电阻R1和电阻R2；

所述三极管Q1的集电极分别与所述预充模块以及所述继电器控制模块连接；

所述三极管Q1的基极与所述电阻R1的一端连接，所述电阻R1的另一端与所述第三开关单元连接；

所述三极管Q1的基极与所述电阻R2的一端连接，所述电阻R2的另一端连接到地；

所述三极管Q1的发射极连接到地。

6.根据权利要求4所述的过压保护电路，其特征在于，所述第三开关单元包括：三极管Q2和电阻R3；

所述三极管Q2的基极分别与所述过压检测模块以及所述电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端与所述供电线路连接；

所述三极管Q2的集电极分别与所述第二开关单元以及所述预充模块连接；

所述三极管Q2的发射极与所述供电线路连接。

7.根据权利要求3所述的过压保护电路，其特征在于，所述预充模块包括相互连接的预充开关单元及预充时间单元，所述过压控制模块还分别与所述预充开关单元及所述预充时间单元连接；

所述过压控制模块被配置为：在接收到所述过压信号时，控制所述预充开关单元处于断开状态的同时，将所述预充时间单元中存储的电能进行泄放。

8.根据权利要求7所述的过压保护电路，其特征在于，所述预充时间单元包括：电容C1和电阻R4；

所述电阻R4的第一端分别与所述过压控制模块的第一输出端及所述预充开关单元连接，所述电阻R4的第二端分别与所述过压控制模块的第二输出端及所述电容C1的第一端连接，所述电容C1的第二端接地；

所述过压控制模块被配置为：在接收到所述过压信号时，控制所述预充开关单元处于断开状态的同时，将所述电容C1中存储的电能进行泄放。

9.根据权利要求8所述的过压保护电路，其特征在于，所述预充时间单元还包括：二极管D1；

所述二极管D1的正极分别与所述电容C1的第一端及所述电阻R4的第二端连接，所述二极管D1的负极与所述过压控制模块的第二输出端连接。

10.根据权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于，所述继电器控制模块包括：第四开关单元、二极管D3和控制信号输入端；

所述第四开关单元的控制端分别与所述控制信号输入端及所述二极管D3的正极连接，所述二极管D3的负极与所述过压控制模块连接；所述第四开关单元的连接端与所述继电器的线圈端连接；

所述过压控制模块被配置为：在接收到所述过压信号时，将所述控制信号输入端接收的控制信号通过所述二极管D3连接到地，以将所述第四开关单元接收的控制信号锁定在所述第二控制信号。

11.根据权利要求10所述的过压保护电路，其特征在于，所述第四开关单元包括：三极管Q3、电阻R5和电阻R6；

所述三极管Q3的基极分别与所述电阻R5的一端以及所述电阻R6的一端连接，所述电阻R5的另一端分别与所述控制信号输入端及所述二极管D3的正极连接，所述电阻R6的另一端连接到地；

所述三极管Q3的集电极与所述继电器的线圈端连接；

所述三极管Q3的发射极连接到地。

12.根据权利要求1至11任一项中所述的过压保护电路，其特征在于，所述供电线路的输入端连接太阳能电池板。

13.一种储能电源，其特征在于，包括：如权利要求1-12任一项所述的过压保护电路。