CN219247468U - 一种保护电路及储能电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及光伏充电的技术领域,提供了保护电路及储能电源,包括直充模块、电流采样模块、自锁模块和解锁模块。直充模块分别与光伏输入源及电池模组的正极连接;电流采样模块分别与光伏输入源及电池模组的接地端连接;电流采样模块的输出端与自锁模块的第一输入端连接,自锁模块的第二输入端用于连接第一电源,自锁模块的输出端与解锁模块的第一输入端连接,解锁模块的第二输入端用于连接第二电源,解锁模块的第一输入端还与控制器连接,解锁模块的输出端与直充模块的控制端连接,直充模块的控制端还用于接收驱动信号。在短路故障时,解锁模块根据自锁模块输出的自锁信号控制直充模块保持断开状态,以实现保护电池模组的目的。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及光伏充电的技术领域,特别涉及一种保护电路及储能电源。
【背景技术】
太阳能电池板(Solar panel)是通过吸收太阳光,将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或间接转换成电能。当太阳能电池板的太阳能转为为电能后,需要将转化的电能存储至电池组中,而现有技术中,为了降低硬件的成本,多数太阳能电池板是对电池组进行直充的,但是当外部电路短路或者异常时,电池组也会随之短路,此时,会造成电路损坏或电路着火。
【实用新型内容】
本实用新型实施例主要提供一种保护电路及储能电源,旨在解决现有技术中太阳能电池板对电池模组充电时安全性低的技术问题。
为解决上述技术问题,本实用新型实施方式采用的一个技术方案是:提供一种保护电路,所述保护电路包括直充模块、电流采样模块、自锁模块及解锁模块;
所述直充模块分别用于与光伏输入源的正极及电池模组的正极连接;所述电流采样模块的两个输入端分别与所述光伏输入源的接地端及所述电池模组的接地端连接;所述电流采样模块的输出端与所述自锁模块的第一输入端连接,所述自锁模块的第二输入端用于连接第一电源,所述自锁模块的输出端与所述解锁模块的第一输入端连接,所述解锁模块的第二输入端用于连接第二电源,所述解锁模块的第一输入端还与控制器连接,所述解锁模块的输出端与所述直充模块的控制端连接,所述直充模块的控制端还用于接收驱动信号;
所述电流采样电路用于采集所述电池模组与所述光伏输入源的接地端之间的电流,以判断是否出现短路故障,并在短路故障时,输出短路信号至所述自锁模块;所述自锁模块用于在接收到所述短路信号后,持续输出自锁信号,以使所述解锁模块输出第一控制信号,进而控制所述直充模块保持断开状态;
所述解锁模块还用于在收到所述控制器输出的解锁信号时,输出第二控制信号,以使所述直充模块根据所述驱动信号进行工作。
可选的,所述电流采样模块包括采样单元和差分单元;
所述采样单元的第一端分别与所述光伏输入源的接地端、所述差分单元的正向输入端连接,所述采样单元的第二端分别与所述电池模组的接地端、所述差分单元的反向输入端连接,所述差分单元的输出端与所述自锁模块的第一输入端连接。
可选的,所述采样单元包括电阻R13、电阻R15和采样电阻R19;
所述采样电阻R19的第一端与所述光伏输入源的接地端连接,所述采样电阻R19的第二端与所述电池模组的接地端连接,所述采样电阻R19的第一端还通过电阻R15与所述差分单元的反向输入端连接,所述采样电阻R19的第二端还通过电阻R13与所述差分单元的正向输入端连接。
可选的,所述差分单元包括运算放大器U2A、电阻R1、电阻R5、电阻R7、电阻R9、电阻R11、电容C1、电容C2和电容C3;
所述运算放大器U2A的反向输入端通过所述电阻R5与所述电阻R15连接,所述运算放大器U2A的反向输入端还通过所述电阻R1与所述运算放大器U2A的输出端连接,所述电容C1与所述电阻R1并联,所述运算放大器U2A的正向输入端通过所述电阻R9与所述电阻R13连接,所述运算放大器U2A的正向输入端还通过所述电阻R11与第三电源连接,所述电容C3与所述电阻R11并联,所述运算放大器U2A的输出端通过所述电阻R7与所述自锁模块的第一输入端连接,所述运算放大器U2A的输出端还通过所述电容C2与接地端连接。
可选的,所述自锁模块包括自锁单元和维持单元;
所述自锁单元的反向输入端与所述差分单元的输出端连接,所述自锁单元的正向输入端与所述第一电源连接,所述自锁单元的输出端与所述解锁模块的反向输入端连接,所述自锁单元的输出端还与所述维持单元的第一端连接,所述维持单元的第二端与所述自锁单元的正向输入端连接。
可选的,所述自锁单元包括比较器U1A、电阻R4和电阻R6;
所述比较器U1A的反向输入端通过所述电阻R4与所述差分单元的输出端连接,所述比较器U1A的正向输入端通过所述电阻R6与所述第一电源连接,所述比较器U1A的正向输入端还与所述维持单元的第二端连接,所述比较器U1A的输出端分别与所述解锁模块的第一输入端、所述维持单元的第一端连接。
可选的,所述维持单元包括电阻R2、电阻R12、电容C4和二极管D1;
所述二极管D1的阳极与所述比较器U1A的输出端连接,所述二极管D1的阴极与所述比较器U1A的正向输入端连接,所述二极管D1的阳极还通过所述电阻R2与第四电源连接,所述二极管D1的阴极还通过电阻R12与接地端连接,所述电容C4与所述电阻R12并联。
可选的,所述解锁模块包括开关管Q1、比较器U1B和电阻R8;
所述比较器U1B的反向输入端与所述自锁单元的输出端连接,所述比较器U1B的正向输入端与所述第二电源连接,所述比较器U1B的输出端与所述直充模块的控制端连接,所述比较器U1B的反向输入端还与所述开关管Q1的第一端连接,所述开关管Q1的控制端通过所述电阻R8与所述控制器的复位端连接,所述开关管Q1的第二端用于接地。
可选的,所述直充模块包括开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4、电阻R14、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电容C5和电容C6;
所述开关管Q4的控制端通过所述电阻R18与所述解锁模块的输出端连接,所述开关管Q4的第一端通过所述电阻R16分别与所述开关管Q2的控制端、所述开关管Q3的控制端连接,所述开关管Q2的第一端与所述光伏输入源的正极连接,所述开关管Q2的第二端分别与所述开关管Q3的第一端、所述电阻R14的第一端连接,所述电阻R14的第二端与所述电阻R16连接,所述开关管Q3的第二端与所述电池模组的正极连接,所述光伏输入源的正极还通过所述电容C5接地,所述电池模组的正极还通过所述电容C6接地,所述开关管Q4的控制端还通过所述电阻R18、所述电阻R17与所述控制器的驱动信号输出端连接。
为解决上述技术问题,本实用新型实施方式采用的另一个技术方案是:提供一种储能电源,所述储能电源包括如上所述的保护电路;
电池模组;以及
与所述保护电路相连接的控制器。
区别于相关技术的情况,本实用新型提供了一种保护电路及储能电源,主要包括直充模块、电流采样模块、自锁模块和解锁模块。所述直充模块分别用于与所述光伏输入源的正极及电池模组的正极连接;所述电流采样模块的两个输入端分别与所述光伏输入源的接地端及所述电池模组的接地端连接;所述电流采样模块的输出端与所述自锁模块的第一输入端连接,所述自锁模块的第二输入端用于连接第一电源,所述自锁模块的输出端与所述解锁模块的第一输入端连接,所述解锁模块的第二输入端用于连接第二电源,所述解锁模块的第一输入端还与控制器连接,所述解锁模块的输出端与所述直充模块的控制端连接,所述直充模块的控制端还用于接收驱动信号。所述电流采样电路用于采集所述电池模组与所述光伏输入源的接地端之间的电流,以判断是否出现短路故障,并在短路故障时,输出短路信号至所述自锁模块;所述自锁模块用于在接收到所述短路信号后,持续输出自锁信号,以使所述解锁模块输出第一控制信号,从而控制所述直充模块保持断开状态,进而实现保护所述电池模组的目的。
【附图说明】
一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明,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是本实用新型实施例提供的应用场景;
图2是本实用新型实施例提供的一种保护电路的结构框图;
图3是本实用新型实施例提供的直充模块的电路图;
图4是本实用新型实施例提供的采样单元的电路图;
图5是本实用新型实施例提供的差分单元的电路图;
图6是本实用新型实施例提供的自锁模块的电路图;
图7是本实用新型实施例提供的解锁模块的电路图。
【具体实施方式】
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
需要说明的是,如果不冲突,本实用新型实施例中的各个特征可以相互组合,均在本实用新型的保护范围之内。另外,虽然在装置示意图中进行了功能模块的划分,但是在某些情况下,可以以不同于装置示意图中的模块划分。
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实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型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,不是用于限制本实用新型。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,下面所描述的本实用新型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。
请参阅图1,图1是本实用新型实施例提供的应用场景,所述应用场景包括储能电源100和光伏输入源200,所述储能电源100与所述光伏输入源200连接。其中,所述储能电源100包括保护电路10、电池模组20和控制器30,所述保护电路10的第一端与所述光伏输入源200连接,所述保护电路10的第二端与所述电池模组20连接,所述保护电路10还与所述控制器30连接。所述光伏输入源200用于将太阳能转换为电能,并通过所述保护电路10将所述电能输入至所述电池模组20中,所述控制器30用于控制所述保护电路10。具体的,当所述光伏输入源200为所述电池模组20充电时,所述保护电路10会实时检测所述电池模组20是否存在短路现象,当所述电池模组20短路时,所述保护电路10会断开所述光伏输入源200与所述电池模组20的连接,并发送自锁信号至所述控制器30,以保护所述电池模组20。当需要所述光伏输入源200重新为所述电池模组20供电时,所述控制器30会发送解锁信号至所述保护电路10,以使所述光伏输入源200重新通过所述保护电路10为所述电池模组20充电。需要说明的是,所述电池模组20还与外部电路连接,所述电池模组20用于储存所述光伏输入源200输入的电能,并将所述电能提供给所述外部电路使用,当所述外部电路出现短路或其他故障时,所述电池模组20会对外放电,浪费电池模组20的电能;甚至电池模组20也会出现短路情况,损坏电池。
在一些实施例中,所述储能电源100还包括电源40,所述电源40与所述保护电路10连接,所述电源40用于为所述保护电路10供电。其中,所述电源40包括第一电源41(图未示)、第二电源42(图未示)、第三电源43(图未示)和第四电源44(图未示)等,需要说明的是,所述第一电源41、所述第二电源42、所述第三电源43和所述第四电源44可以为不同电压的电源,也可以是相同电压的电源。
请参阅图2,图2是本实用新型实施例提供的一种保护电路的结构框图,如图2所示,所述保护电路10包括直充模块11、电流采样模块12、自锁模块13及解锁模块14。其中,所述直充模块11分别用于与所述光伏输入源200的正极及所述电池模组20的正极连接;所述电流采样模块12的两个输入端分别与所述光伏输入源200的接地端及所述电池模组20的接地端连接;所述电流采样模块12的输出端与所述自锁模块13的第一输入端连接,所述自锁模块13的第二输入端用于连接第一电源41,所述自锁模块13的输出端与所述解锁模块14的第一输入端连接,所述解锁模块14的第二输入端用于连接第二电源42,所述解锁模块14的第一输入端还与控制器30连接,所述解锁模块14的输出端与所述直充模块11的控制端连接,所述直充模块11的控制端还用于接收驱动信号。
具体的,当需要所述光伏输入源200为所述电池模组20充电时,所述控制器30会发送驱动信号至所述直充模块11的控制端,以使所述光伏输入源200开始为所述电池模组20充电。在所述光伏输入源200为所述电池模组20充电的过程中,所述电流采样模块12会实时采集所述光伏输入源200的接地端和所述电池模组20的接地端之间电流,由于所述光伏输入源200的接地端与所述电池模组20的接地端不是公共地,当所述光伏输入源200出现短路故障时,导致所述电池模组20对外放电,此时所述光伏输入源200的接地端与所述电池模组20的接地端电势点会出现差异,如此通过采集所述光伏输入源200和所述电池模组20的接地端电流即可判断所述电池模组20是否出现短路故障。
当所述电池模组20出现短路故障时,所述电流采样模块12会发送短路信号至所述自锁模块13;所述自锁模块13用于根据所述短路信号持续输出自锁信号至所述解锁模块14,以使所述解锁模块14输出第一控制信号,进而控制所述直充模块11保持断开状态。若需要所述光伏输入源200重新为所述电池模组20充电时,所述解锁模块14会接收所述控制器30输出的解锁信号,以将所述自锁模块13输出的自锁信号拉低,即可以根据所述解锁信号输出第二控制信号至所述直充模块11的控制端,以控制所述光伏输入源200通过所述直充模块11重新为所述电池模组20充电。需要说明的是,所述解锁模块14输出第一控制信号是用于控制所述解锁模块14的输出端的电压不再被拉低,当所述解锁模块14的输出端电压不被拉低时,所述控制器30发送的驱动信号会直接输入所述直充模块11的控制端,从而控制所述光伏输入源200通过所述直充模块11重新为所述电池模组20充电。
请参阅图3,图3是本实用新型实施例提供的直充模块的电路图,如图3所示,所述直充模块11包括开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4、电阻R14、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电容C5和电容C6。所述开关管Q4的控制端通过所述电阻R18与所述解锁模块14的输出端连接,所述开关管Q4的第一端通过所述电阻R16分别与所述开关管Q2的控制端、所述开关管Q3的控制端连接,所述开关管Q2的第一端与所述光伏输入源200的正极(PV2+)连接,所述开关管Q2的第二端分别与所述开关管Q3的第一端、所述电阻R14的第一端连接,所述电阻R14的第二端与所述电阻R16连接,所述开关管Q3的第二端与所述电池模组20的正极(BAT+)连接,所述光伏输入源200的正极还通过所述电容C5与所述光伏输入源200的接地端(GND-PV2)连接,所述电池模组20的正极还通过所述电容C6与所述电池模组20的接地端(GND)连接,所述开关管Q4的控制端还通过所述电阻R18、所述电阻R17与所述控制器30的驱动信号输出端连接。
当需要所述光伏输入源200为所述电池模组20充电时,所述控制器30通过所述电阻R17发送驱动信号(PV2-EN1)至所述直充模块11的控制端,所述开关管Q4接收到所述驱动信号后导通,进而使所述开关管Q2和所述开关管Q3导通,所述光伏输入源200通过所述开关管Q2、所述开关管Q3为所述电池模组20充电。此时,所述直充模块11中电流的流向为PV2+→BAT+→GND→GND_PV2。而当所述电池模组20出现短路情况时,所述电池模组20会反向放电,此时,所述直充模块11中的电流的流向为BAT+→PV2+→GND_PV2→GND,所述光伏输入源200的接地端与所述电池模组20的接地端电势点会出现差异,如此通过采集所述光伏输入源200和所述电池模组20的接地端电流可以判断所述电池模组20是否出现短路故障。
进一步的,如图2所示,所述电流采样模块12包括采样单元121和差分单元122,所述采样单元121的第一端分别与所述光伏输入源200的接地端、所述差分单元122的正向输入端连接,所述采样单元121的第二端分别与所述电池模组20的接地端、所述差分单元122的反向输入端连接,所述差分单元122的输出端与所述自锁模块13的第一输入端连接。
具体的,请参阅图4,图4是本实用新型实施例提供的采样单元的电路图,如图4所示,所述采样单元121包括采样电阻R19、电阻R13和电阻R15。其中,所述采样电阻R19的第一端与所述光伏输入源200的接地端连接,所述采样电阻R19的第二端与所述电池模组20的接地端连接,所述采样电阻R19的第一端还通过电阻R15与所述差分单元122的反向输入端连接,所述采样电阻R19的第二端还通过电阻R13与所述差分单元122的正向输入端连接。
请参阅图5,图5是本实用新型实施例提供的差分单元的电路图,如图5所示,所述差分单元122包括运算放大器U2A、电阻R1、电阻R5、电阻R7、电阻R9、电阻R11、电容C1、电容C2和电容C3。所述运算放大器U2A的反向输入端通过所述电阻R5与所述电阻R15连接,所述运算放大器U2A的反向输入端还通过所述电阻R1与所述运算放大器U2A的输出端连接,所述电容C1与所述电阻R1并联,所述运算放大器U2A的正向输入端通过所述电阻R9与所述电阻R13连接,所述运算放大器U2A的正向输入端还通过所述电阻R11与第三电源43连接,所述电容C3与所述电阻R11并联,所述运算放大器U2A的输出端分别通过所述电阻R7与所述自锁模块13的第一输入端连接,所述运算放大器U2A还通过所述电容C2与接地端连接。优选的,所述第三电源43为0.5V。
其中,当通过所述采样电阻R19采集到所述光伏输入源200和所述电池模组20的接地端电流后,将所述光伏输入源200的接地端电流输入至所述运算放大器U2A的反向输入端(I PV2-),将所述电池模组20的接地端电流输入至所述运算放大器U2A的正向输入端(IPV2+),由于所述电池模组20出现短路故障,故所述运算放大器U2A的反向输入端的电压小于所述运算放大器U2A正向输入端的电压,使得所述差分单元122输出对应的短路信号至所述自锁模块13。
如图2所示,所述自锁模块13包括自锁单元131和维持单元132。所述自锁单元131的反向输入端与所述差分单元122的输出端连接,所述自锁单元131的正向输入端与所述第一电源41连接,所述自锁单元131的输出端与所述解锁模块14的第一输入端连接,所述自锁单元131的输出端还与所述维持单元132的第一端连接,所述维持单元132的第二端与所述自锁单元131的正向输入端连接。
具体的,请参阅图6,图6是本实用新型实施例提供的自锁模块的电路图,如图6所示,所述自锁模块13包括比较器U1A、电阻R2、电阻R4、电阻R6、电阻R12、电容C4和二极管D1。
所述自锁单元131由所述比较器U1A、所述电阻R4和所述电阻R6组成,其中,所述比较器U1A的反向输入端通过所述电阻R4与所述差分单元122的输出端连接,所述比较器U1A的正向输入端通过所述电阻R6与所述第一电源41连接,所述比较器U1A的正向输入端还与所述维持单元132的第二端连接,所述比较器U1A的输出端分别与所述解锁模块14的第一输入端、所述维持单元132的第一端连接。优选的,所述第一电源41为2.5V。
所述维持单元132由所述电阻R2、所述电阻R12、所述电容C4和所述二极管D1组成,其中,所述二极管D1的阳极与所述比较器U1A的输出端连接,所述二极管D1的阴极与所述比较器U1A的正向输入端连接,所述二极管D1的阳极还通过所述电阻R2与第四电源44连接,所述二极管D1的阴极还通过电阻R12与接地端连接,所述电容C4与所述电阻R12并联。优选的,所述第四电源44为3.3V。
当所述比较器U1A的反向输入端接收到所述短路信号后,由于所述比较器U1A的正向输入端为电源电压,导致所述比较器U1A的反向输入端电压小于所述比较器U1A的正向输入端电压,使得所述比较器U1A的输出端为高电平,此时,所述二极管D1基于所述高电平而导通,所述比较器U1A的正向输入端持续为高电平信号,从而使得所述自锁模块13持续输出自锁信号。
请参与图7,图7是本实用新型实施例提供的解锁模块的电路图,如图7所示,所述解锁模块14包括开关管Q1、比较器U1B、电阻R3、电阻R8和电阻R10。所述比较器U1B的反向输入端与所述自锁单元131的输出端连接,所述比较器U1B的正向输入端与所述第二电源42连接,所述比较器U1B的输出端与所述直充模块11的控制端连接,所述比较器U1B的反向输入端还通过所述电阻R3与控制器30的接收端连接,所述比较器U1B的反向输入端还与所述开关管Q1的第一端连接,所述开关管Q1的控制端通过所述电阻R8与所述控制器30的复位端连接,所述开关管Q1的控制端还通过所述电阻R10与所述开关管Q1的第二端连接,所述开关管Q1的第二端还用于接地。优选的,所述第二电源42为2.5V。
当所述比较器U1B的反向输入端接收到所述自锁信号后,所述比较器U1B根据所述自锁信号,输出第一控制信号至所述开关管Q4的控制端,其中,由于所述比较器U1B的反向输入端的电压高于所述比较器U1B的正向输入端的电压,从而使得所述开关管Q4因低电平信号而截止,进而控制所述直充模块11保持断开状态。其中,所述比较器U1B的反向输入端还会输出自锁信号至所述控制器30的接收端,如此所述控制器30可以根据收到自锁信号,以判断所述自锁模块13是否为持续输出自锁信号状态,即判断电路是否处于自锁状态。当需要所述光伏输入源200重新为所述电池模组20充电时,所述控制器30会通过复位端发送解锁信号至所述开关管Q1,导致所述开关管Q1处于导通状态,此时所述比较器U1B的反向输入端接地,即将所述自锁信号下拉至低,使得所述比较器U1B的正向输入端的电压比反向输入端的电压高,进而通过所述比较器U1B的输出端输出第二控制信号至所述直充模块11的控制端,使得所述比较器U1B的输出电压不再被拉低,以使所述直充模块11根据所接收到的驱动信号(PV2_EN1)进行控制,以完成解锁过程。
本实用新型提供了一种保护电路,主要包括直充模块、电流采样模块、自锁模块和解锁模块。所述直充模块分别用于与所述光伏输入源的正极及电池模组的正极连接;所述电流采样模块的两个输入端分别与所述光伏输入源的接地端及所述电池模组的接地端连接;所述电流采样模块的输出端与所述自锁模块的第一输入端连接,所述自锁模块的第二输入端用于连接第一电源,所述自锁模块的输出端与所述解锁模块的第一输入端连接,所述解锁模块的第二输入端用于连接第二电源,所述解锁模块的第一输入端还与控制器连接,所述解锁模块的输出端与所述直充模块的控制端连接,所述直充模块的控制端还用于接收驱动信号。所述电流采样电路用于采集所述电池模组与所述光伏输入源的接地端之间的电流,以判断是否出现短路故障,并在短路故障时,输出短路信号至所述自锁模块;所述自锁模块用于在接收到所述短路信号后,持续输出自锁信号,以使所述解锁模块输出第一控制信号,从而控制所述直充模块保持断开状态,进而实现保护所述电池模组的目的。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;在本实用新型的思路下,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实用新型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实用新型进行了详细的说明,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申请各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种保护电路,其特征在于,所述保护电路包括直充模块、电流采样模块、自锁模块及解锁模块;
所述直充模块分别用于与光伏输入源的正极及电池模组的正极连接;所述电流采样模块的两个输入端分别与所述光伏输入源的接地端及所述电池模组的接地端连接;所述电流采样模块的输出端与所述自锁模块的第一输入端连接,所述自锁模块的第二输入端用于连接第一电源,所述自锁模块的输出端与所述解锁模块的第一输入端连接,所述解锁模块的第二输入端用于连接第二电源,所述解锁模块的第一输入端还与控制器连接,所述解锁模块的输出端与所述直充模块的控制端连接,所述直充模块的控制端还用于接收驱动信号;
所述电流采样模块用于采集所述电池模组与所述光伏输入源的接地端之间的电流,以判断是否出现短路故障,并在短路故障时,输出短路信号至所述自锁模块;所述自锁模块用于在接收到所述短路信号后,持续输出自锁信号,以使所述解锁模块输出第一控制信号,进而控制所述直充模块保持断开状态;
所述解锁模块还用于在收到所述控制器输出的解锁信号时,输出第二控制信号,以使所述直充模块根据所述驱动信号进行工作。
2.根据权利要求1所述的保护电路,其特征在于,所述电流采样模块包括采样单元和差分单元;
所述采样单元的第一端分别与所述光伏输入源的接地端、所述差分单元的正向输入端连接,所述采样单元的第二端分别与所述电池模组的接地端、所述差分单元的反向输入端连接,所述差分单元的输出端与所述自锁模块的第一输入端连接。
3.根据权利要求2所述的保护电路,其特征在于,所述采样单元包括电阻R13、电阻R15和采样电阻R19;
所述采样电阻R19的第一端与所述光伏输入源的接地端连接,所述采样电阻R19的第二端与所述电池模组的接地端连接,所述采样电阻R19的第一端还通过电阻R15与所述差分单元的反向输入端连接,所述采样电阻R19的第二端还通过电阻R13与所述差分单元的正向输入端连接。
4.根据权利要求3所述的保护电路,其特征在于,所述差分单元包括运算放大器U2A、电阻R1、电阻R5、电阻R7、电阻R9、电阻R11、电容C1、电容C2和电容C3;
所述运算放大器U2A的反向输入端通过所述电阻R5与所述电阻R15连接,所述运算放大器U2A的反向输入端还通过所述电阻R1与所述运算放大器U2A的输出端连接,所述电容C1与所述电阻R1并联,所述运算放大器U2A的正向输入端通过所述电阻R9与所述电阻R13连接,所述运算放大器U2A的正向输入端还通过所述电阻R11与第三电源连接,所述电容C3与所述电阻R11并联,所述运算放大器U2A的输出端通过所述电阻R7与所述自锁模块的第一输入端连接,所述运算放大器U2A的输出端还通过所述电容C2与接地端连接。
5.根据权利要求4所述的保护电路,其特征在于,所述自锁模块包括自锁单元和维持单元;
所述自锁单元的反向输入端与所述差分单元的输出端连接,所述自锁单元的正向输入端与所述第一电源连接,所述自锁单元的输出端与所述解锁模块的反向输入端连接,所述自锁单元的输出端还与所述维持单元的第一端连接,所述维持单元的第二端与所述自锁单元的正向输入端连接。
6.根据权利要求5所述的保护电路,其特征在于,所述自锁单元包括比较器U1A、电阻R4和电阻R6;
所述比较器U1A的反向输入端通过所述电阻R4与所述差分单元的输出端连接,所述比较器U1A的正向输入端通过所述电阻R6与所述第一电源连接,所述比较器U1A的正向输入端还与所述维持单元的第二端连接,所述比较器U1A的输出端分别与所述解锁模块的第一输入端、所述维持单元的第一端连接。
7.根据权利要求5所述的保护电路,其特征在于,所述维持单元包括电阻R2、电阻R12、电容C4和二极管D1;
所述二极管D1的阳极与所述自锁单元的输出端连接,所述二极管D1的阴极与所述自锁单元的正向输入端连接,所述二极管D1的阳极还通过所述电阻R2与第四电源连接,所述二极管D1的阴极还通过电阻R12与接地端连接,所述电容C4与所述电阻R12并联。
8.根据权利要求7所述的保护电路,其特征在于,所述解锁模块包括开关管Q1、比较器U1B和电阻R8;
所述比较器U1B的反向输入端与所述自锁单元的输出端连接,所述比较器U1B的正向输入端与所述第二电源连接,所述比较器U1B的输出端与所述直充模块的控制端连接,所述比较器U1B的反向输入端还与所述开关管Q1的第一端连接,所述开关管Q1的控制端通过所述电阻R8与所述控制器的复位端连接,所述开关管Q1的第二端用于接地。
9.根据权利要求8所述的保护电路,其特征在于,所述直充模块包括开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4、电阻R14、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电容C5和电容C6;
所述开关管Q4的控制端通过所述电阻R18与所述解锁模块的输出端连接,所述开关管Q4的第一端通过所述电阻R16分别与所述开关管Q2的控制端、所述开关管Q3的控制端连接,所述开关管Q2的第一端与所述光伏输入源的正极连接,所述开关管Q2的第二端分别与所述开关管Q3的第一端、所述电阻R14的第一端连接,所述电阻R14的第二端与所述电阻R16连接,所述开关管Q3的第二端与所述电池模组的正极连接,所述光伏输入源的正极还通过所述电容C5接地,所述电池模组的正极还通过所述电容C6接地,所述开关管Q4的控制端还通过所述电阻R18、所述电阻R17与所述控制器的驱动信号输出端连接。
10.一种储能电源,其特征在于,所述储能电源包括如权利要求1-9任一项所述的保护电路;
电池模组;以及
与所述保护电路相连接的控制器。
Priority Applications (1)
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CN202223188492.0U CN219247468U (zh) | 2022-11-29 | 2022-11-29 | 一种保护电路及储能电源 |
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Family Applications (1)
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