CN220896524U - 光伏逆变器mppt输入浪涌保护模块及光伏逆变器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种光伏逆变器MPPT输入浪涌保护模块及光伏逆变器，其中浪涌保护模块包括第一泄放组件，其输入端电连接于一太阳能光伏板的输入端口；第二泄放组件，其输入端电连接于所述第一泄放组件的输出端，输出端接地；监控组件，其电连接于所述第二泄放组件与一控制器之间；其中，所述第一泄放组件和所述第二泄放组件均有电压敏感型元件组成，以在所述太阳能光伏板的输入端口电压在瞬间增大至超过预设值时，先后或者同时导通，形成由所述太阳能光伏板的输入端口、所述第一泄放组件、所述第二泄放组件至地依次连接形成的泄放通路。
Description
技术领域
本实用新型涉及逆变器技术领域，尤其涉及一种光伏逆变器MPPT输入浪涌保护模块及光伏逆变器。
背景技术
通常雷电对于光伏***的侵入方式有三种：
1、直击雷：雷电直接击中太阳能光伏发电阵列电池板或支架、输电线路以及击中太阳能电池板周围，短时间温度过高引发线路熔化故障，针对与此类雷电侵害，市场上常用的方式是避雷针引电法(如图1所示)。
2、感应雷：雷暴天气时，会在附近的导体产生静电感应雷和电磁感应雷，从而产生过电压，当电压超过电子器件的耐压值很多时，电子元器件就会被击穿或烧毁。光伏发电***受感应雷侵袭途径主要是通过交流输出供电线路侵入光伏微电子设备以及电池板及支架上的静电过电压。
通常对于户用光伏***来说，雷电从交流供电线路侵入可以被家用浪涌保护器抑制从而保护光伏***(如图2所示)。
电池板及支架上的静电过电压将通过线路接入光伏逆变器内部，如果此路径或者逆变器内部没有对多过电压进行抑制，将可能对逆变器内部微电子设备造成损坏，从而造成设备财产安全。市场上对此类处理方式有两种：
第一种：逆变器外接放浪涌模块(如图3所示)。
第二种：光伏逆变器内集成防浪涌电路，此种多数是使用压敏电阻(MOV)将MPPT接线与大地相接，泄放雷电高压(如图4所示)。
3、接地体入侵：雷击光伏电站造成地电位反击，雷电反击的电压由两部分组成，一部分是雷电流瞬时值的电阻压降，另一部分是雷电流在电感上的压降，与雷电流的陡度有关。为防止反击的发生，通常采取防雷设置与建筑物金属体间相隔一定距离，使得间隙闪络电压大于反击电压。
然而，现有技术中还未有一种稳定可靠且具有监控功能的浪涌保护模块。
实用新型内容
本实用新型一目的在于提供一种光伏逆变器MPPT输入浪涌保护模块及光伏逆变器，其中光伏逆变器MPPT输入浪涌保护模块能有效的抑制雷电等高压电势对设备的影响，并提高浪涌抑制器使用寿命。
本实用新型另一目的在于提供一种光伏逆变器MPPT输入浪涌保护模块及光伏逆变器，其中光伏逆变器MPPT输入浪涌保护模块具有Y型压敏电阻连接方式，能够保证设备长时间稳定工作。
本实用新型另一目的在于提供一种光伏逆变器MPPT输入浪涌保护模块及光伏逆变器，其中光伏逆变器MPPT输入浪涌保护模块具备监控组件，能够实时监控浪涌保护模块的工作状态，确保设备能正常稳定的工作。
本实用新型另一目的在于提供一种光伏逆变器MPPT输入浪涌保护模块及光伏逆变器，其中光伏逆变器MPPT输入浪涌保护模块。
本实用新型另一目的在于提供一种光伏逆变器MPPT输入浪涌保护模块及光伏逆变器，其中光伏逆变器MPPT输入浪涌保护模块采用带有认证的SPD模块，以能够降低***的过压等级，有利于安规认证。
为实现以上至少之一目的，根据本实用新型的第一方面，提供了一种光伏逆变器MPPT输入浪涌保护模块，包括：
第一泄放组件，其输入端电连接于一太阳能光伏板的输入端口；
第二泄放组件，其输入端电连接于所述第一泄放组件的输出端，输出端接地；
监控组件，其电连接于所述第二泄放组件与一控制器之间；
其中，所述第一泄放组件和所述第二泄放组件均有电压敏感型元件组成，以在所述太阳能光伏板的输入端口电压在瞬间增大至超过预设值时，先后或者同时导通，形成由所述太阳能光伏板的输入端口、所述第一泄放组件、所述第二泄放组件至地依次连接形成的泄放通路。
根据本实用新型的实施例，所述第一泄放组件包括压敏阻抗元件，所述压敏阻抗元件电连接于所述太阳能光伏板的输入端口与所述第二泄放组件之间。
根据本实用新型的实施例，所述压敏阻抗元件包括第一压敏电阻器、第二压敏电阻器、第三压敏电阻器和第四压敏电阻器，其中第一压敏电阻器至第四压敏电阻器呈Y型连接于所述太阳能光伏板的各输入端口和所述第二泄放组件之间。
根据本实用新型的实施例，所述第二泄放组件包括防雷模块，所述防雷模块包括压敏电阻；其中压敏电阻的两端分别电连接所述压敏阻抗元件和地，以将所述防雷模块电连接于所述第一泄放组件与地之间。
根据本实用新型的实施例，所述防雷模块还包括开关件，其构造为防雷模块正常工作状态下接通，异常工作状态下断开，以在防雷模块工作状态发生变化时触发所述监控组件。
根据本实用新型的实施例，所述监控组件包括：
NPN三极管，其b极电连接于所述开关件的一端，e极电连接于所述开关件的另一端并接地，c极电连接于所述控制器的一检测端口；
其中，所述NPN三极管的b极和e极之间电连接有一阻抗器R3，且b极通过另一阻抗器R2连接3.3V电源；
所述NPN三极管的c极通过一阻抗器R1电连接3.3V电源。
根据本实用新型的实施例，R1的阻值小于R2的阻值，R2的阻值等于R3的阻值。
根据本实用新型的实施例，所述监控组件还包括设置于所述开关件两端的滤波电容。
根据本实用新型的实施例，所述浪涌保护模块通过螺钉固定于所述光伏逆变器的机箱内，所述螺钉接地。
为实现以上至少之一目的，根据本实用新型的第二方面，提供了一种光伏逆变器，包括上述第一方面提供的浪涌保护模块。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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地介绍，此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型一实施例中避雷针引电法示意图；
图2是本实用新型一实施例中光伏***浪涌抑制器工作原理图；
图3是本实用新型一实施例中逆变器外接放浪涌模块示意图；
图4是本实用新型一实施例中光伏逆变器内集成防浪涌电路示意图；
图5是本实用新型一实施例中光伏逆变器MPPT输入浪涌保护模块的电气原理示意图；
图6是本实用新型一实施例中光伏逆变器MPPT输入浪涌保护模块的电路示意图。
具体实施方式
下面将详细地对本实用新型的实施例进行说明，下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
需要理解的是，在本实用新型所有实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。“耦接”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连而形成联动关系，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
如图5所示，给出了所述光伏逆变器MPPT输入浪涌保护模块的电气原理示意图，可见，实施例提供的光伏逆变器MPPT输入浪涌保护模块至少包括第一泄放组件20、第二泄放组件30以及监控组件40，其中第一泄放组件20设置于光伏逆变器与第二泄放组件30之间，第二泄放组件30接地的同时还通过监控组件40电连接一控制器50。具体地：
所述第一泄放组件20，其输入端电连接于一太阳能光伏板10的输入端口；所述太阳能光伏板10为所述光伏逆变器对应的太阳能光伏板10；
所述第二泄放组件30，其输入端电连接于所述第一泄放组件20的输出端，输出端接地；
所述监控组件40，其电连接于所述第二泄放组件30与一控制器50之间，用于监控所述浪涌保护模块的工作状态；
其中，所述第一泄放组件20和所述第二泄放组件30均有电压敏感型元件组成，以在所述太阳能光伏板10的输入端口电压在瞬间增大至超过预设值时，先后或者同时导通，形成由所述太阳能光伏板10的输入端口、所述第一泄放组件20、所述第二泄放组件30至地依次连接形成的泄放通路，使得所述光伏逆变器在遭遇雷击等电压突增的状况时，能够通过所述泄放通路快速泄放大电流，达到防雷效果。
进而，基于上述方案，本实施例提供的浪涌保护模块，能有效的抑制雷电等高压电势对设备的影响，并提高浪涌抑制器使用寿命，保证设备长时间稳定工作。
根据本实用新型的实施例，所述第一泄放组件20包括压敏阻抗元件，所述压敏阻抗元件电连接于所述太阳能光伏板10的输入端口与所述第二泄放组件30之间。
根据本实用新型的实施例，如图6所示，所述压敏阻抗元件包括第一压敏电阻器、第二压敏电阻器、第三压敏电阻器和第四压敏电阻器，其中第一压敏电阻器至第四压敏电阻器呈Y型连接于所述太阳能光伏板10的各输入端口和所述第二泄放组件30之间。
具体举例中，如图6所示，所述第一压敏电阻器、所述第二压敏电阻器、所述第三压敏电阻器以及所述第四压敏电阻器可依次为图6所示的RV1、RV2、RV3和RV4，其中，RV1和RV2并联于所述太阳能光伏板10的输入端口PV-与所述第二泄放组件30之间，RV3电连接于所述太阳能光伏板10的输入端口PV1+和所述第二泄放组件30之间，RV4电连接于所述太阳能光伏板10的输入端口PV2+和所述第二泄放组件30之间，以形成RV1～RV4于所述太阳能光伏板10的输入端口与所述第二泄放组件30之间的Y型连接形式。
进而，RV1、RV2、RV3、RV4分别与SPD1串联连接，当RV1、RV2、RV3、RV4或SPD1其中有一个失效后，另一个仍能发挥作用，以使得电路更加稳定可靠，保证设备长时间正常工作。
根据本实用新型的实施例，如图6所示，所述第二泄放组件30包括防雷模块，所述防雷模块包括压敏电阻；其中压敏电阻的两端分别电连接所述压敏阻抗元件和地，以将所述防雷模块电连接于所述第一泄放组件20与地之间。
根据本实用新型的实施例，如图6所示，所述防雷模块还包括开关件，其构造为防雷模块正常工作状态下接通，异常工作状态下断开，以在防雷模块工作状态发生变化时触发所述监控组件40。
根据本实用新型的实施例，如图6所示，所述监控组件40包括：
NPN三极管，其b极电连接于所述开关件的一端，e极电连接于所述开关件的另一端并接地，c极电连接于所述控制器50的一检测端口；
其中，所述NPN三极管的b极和e极之间电连接有一阻抗器R3，且b极通过另一阻抗器R2连接3.3V电源；
所述NPN三极管的c极通过一阻抗器R1电连接3.3V电源。
进一步地，R1的阻值小于R2的阻值，R2的阻值等于R3的阻值。
具体举例中，R1的阻值可取值为4.7k，R2的阻值可取值为10k，R3的取值可取值为10k。
更进一步地，所述NPN三极管可采用2N3904型号的三极管。
进而，基于图6所示的光伏逆变器MPPT输入浪涌保护模块的电路的工作原理如下：
防雷原理：所述太阳能光伏板10受到感应雷电，或是小当量的直击雷，输入PV1+、PV2+、PV1-电压瞬间抬高，此时所述第一压敏电阻器RV1、所述第二压敏电阻器RV2、所述第三压敏电阻器RV3、所述第四压敏电阻器RV4、所述防雷模块SPD1两端电压超过临界值,电阻值极速下降而导通形成泄放通路，由将产生瞬态峰值电流，流向大地，消耗雷电能量，能量消耗之后，PV1+、PV2+、PV1-电压降低，所述第一压敏电阻器RV1、所述第二压敏电阻器RV2、所述第三压敏电阻器RV3、所述第四压敏电阻器RV4恢复高阻状态，下一次雷击再正常工作；其中，Vrv为输入PV1+、PV2+、PV1-电压，Rrv为RV1～RV4以及SPD1的等效电阻。
监控功能：监控功能是通过防雷模块SPD1及***电路实现，SPD1正常工作时，开关件常闭，其两端(3、4脚)是接通状态，Q1的b极电压被拉低至地，Q1截止，使得Q1的c极和e极极之间不导通，进而Q1的c极电压被R1电阻拉高，使得Q1的C极MOV_CHEK输出高电压给后端的控制器50，控制器50MCU检测到高电平表示防雷模块正常工作；当SPD1失效处于异常工作状态时，开关件断开，其两端(3、4脚)处于断开状态，Q1的b极电压将被R2、R3拉高，Q1导通，进而Q1的c极和e极极之间导通，使得Q1的c极接地，MOV_CHEK将被拉为低电压，控制器50MCU监控到MOV_CHEK低电平时识别为防雷模块工作异常，将提醒用户更换防雷模块。进而，能够实时监控浪涌保护模块的工作状态，确保设备能正常稳定的工作。
进一步地，所述监控组件40还包括设置于所述开关件两端的滤波电容。具体可例如图6所示的100nF电容C1。
根据本实用新型的实施例，如图6所示，所述浪涌保护模块通过螺钉(H1和H4)固定于所述光伏逆变器的机箱内，所述螺钉接地。
如图6所示，所述浪涌保护模块通过三个接线端子JP1、JP2和JP3分别电连接所述光伏逆变器的三个输入端口PV1+、PV-和PV2+。
如图6所示，所述浪涌保护模块通过接线端子P1电连接所述控制器50。
所述控制器50可以理解为任意能够实现计算与控制输出能力的集成电路，例如单片机等集成芯片。
此外，本实施例中，所述防雷模块SPD1可采用带有认证的SPD模块，进而由于使用了带认证的SPD模块，可作为有效的防雷保护设备，在安规认证中允许增加此模块的PV侧降低一级过压等级，以能够降低***的过压等级，有利于安规认证。
在另一实施例中，本实用新型还提供了一种光伏逆变器，其包括如上述实施例提供的所述的浪涌保护模块。
其中，参照图5和图6所示，所述浪涌保护模块第一泄放组件20、第二泄放组件30以及监控组件40，其中第一泄放组件20设置于光伏逆变器与第二泄放组件30之间，第二泄放组件30接地的同时还通过监控组件40电连接一控制器50。具体地：
所述第一泄放组件20，其输入端电连接于一太阳能光伏板10的输入端口；所述太阳能光伏板10为所述光伏逆变器对应的太阳能光伏板10；
所述第二泄放组件30，其输入端电连接于所述第一泄放组件20的输出端，输出端接地；
所述监控组件40，其电连接于所述第二泄放组件30与一控制器50之间，用于监控所述浪涌保护模块的工作状态；
其中，所述第一泄放组件20和所述第二泄放组件30均有电压敏感型元件组成，以在所述太阳能光伏板10的输入端口电压在瞬间增大至超过预设值时，先后或者同时导通，形成由所述太阳能光伏板10的输入端口、所述第一泄放组件20、所述第二泄放组件30至地依次连接形成的泄放通路，使得所述光伏逆变器在遭遇雷击等电压突增的状况时，能够通过所述泄放通路快速泄放大电流，达到防雷效果。
根据本实用新型的实施例，所述第一泄放组件20包括压敏阻抗元件，所述压敏阻抗元件电连接于所述太阳能光伏板10的输入端口与所述第二泄放组件30之间。
根据本实用新型的实施例，如图6所示，所述压敏阻抗元件包括第一压敏电阻器、第二压敏电阻器、第三压敏电阻器和第四压敏电阻器，其中第一压敏电阻器至第四压敏电阻器呈Y型连接于所述太阳能光伏板10的各输入端口和所述第二泄放组件30之间。
根据本实用新型的实施例，如图6所示，所述第二泄放组件30包括防雷模块，所述防雷模块包括压敏电阻；其中压敏电阻的两端分别电连接所述压敏阻抗元件和地，以将所述防雷模块电连接于所述第一泄放组件20与地之间。
根据本实用新型的实施例，如图6所示，所述防雷模块还包括开关件，其构造为防雷模块正常工作状态下接通，异常工作状态下断开，以在防雷模块工作状态发生变化时触发所述监控组件40。
根据本实用新型的实施例，如图6所示，所述监控组件40包括：
NPN三极管，其b极电连接于所述开关件的一端，e极电连接于所述开关件的另一端并接地，c极电连接于所述控制器50的一检测端口；
其中，所述NPN三极管的b极和e极之间电连接有一阻抗器R3，且b极通过另一阻抗器R2连接3.3V电源；
所述NPN三极管的c极通过一阻抗器R1电连接3.3V电源。
进一步地，R1的阻值小于R2的阻值，R2的阻值等于R3的阻值。
在本说明书的描述中，参考术语“一些实施例”、“一种具体实施方式”、“具体实施过程”、“一种举例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，上述术语的示意性表述对应描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
另外需要说明的是，上述各实施例之间可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述，即，在后(记载于文本的先后顺序)实施例所公开的技术方案应该包括记载于该实施例的技术方案和记载于该实施例之前的所有实施例中的技术方案。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种光伏逆变器MPPT输入浪涌保护模块，其特征在于，包括：
第一泄放组件，其输入端电连接于一太阳能光伏板的输入端口；
第二泄放组件，其输入端电连接于所述第一泄放组件的输出端，输出端接地；
监控组件，其电连接于所述第二泄放组件与一控制器之间；
其中，所述第一泄放组件和所述第二泄放组件均有电压敏感型元件组成，以在所述太阳能光伏板的输入端口电压在瞬间增大至超过预设值时，先后或者同时导通，形成由所述太阳能光伏板的输入端口、所述第一泄放组件、所述第二泄放组件至地依次连接形成的泄放通路。
2.根据权利要求1所述的浪涌保护模块，其特征在于，
所述第一泄放组件包括压敏阻抗元件，所述压敏阻抗元件电连接于所述太阳能光伏板的输入端口与所述第二泄放组件之间。
3.根据权利要求2所述的浪涌保护模块，其特征在于，
所述压敏阻抗元件包括第一压敏电阻器、第二压敏电阻器、第三压敏电阻器和第四压敏电阻器，其中第一压敏电阻器至第四压敏电阻器呈Y型连接于所述太阳能光伏板的各输入端口和所述第二泄放组件之间。
4.根据权利要求2所述的浪涌保护模块，其特征在于，
所述第二泄放组件包括防雷模块，所述防雷模块包括压敏电阻；其中压敏电阻的两端分别电连接所述压敏阻抗元件和地，以将所述防雷模块电连接于所述第一泄放组件与地之间。
5.根据权利要求4所述的浪涌保护模块，其特征在于，
所述防雷模块还包括开关件，其构造为防雷模块正常工作状态下接通，异常工作状态下断开，以在防雷模块工作状态发生变化时触发所述监控组件。
6.根据权利要求5所述的浪涌保护模块，其特征在于，
所述监控组件包括：
NPN三极管，其b极电连接于所述开关件的一端，e极电连接于所述开关件的另一端并接地，c极电连接于所述控制器的一检测端口；
其中，所述NPN三极管的b极和e极之间电连接有一阻抗器R3，且b极通过另一阻抗器R2连接3.3V电源；
所述NPN三极管的c极通过一阻抗器R1电连接3.3V电源。
7.根据权利要求6所述的浪涌保护模块，其特征在于，R1的阻值小于R2的阻值，R2的阻值等于R3的阻值。
8.根据权利要求6所述的浪涌保护模块，其特征在于，
所述监控组件还包括设置于所述开关件两端的滤波电容。
9.根据权利要求1-8任一项所述的浪涌保护模块，其特征在于，
所述浪涌保护模块通过螺钉固定于所述光伏逆变器的机箱内，所述螺钉接地。
10.一种光伏逆变器，其特征在于，包括：
根据权利要求1-9任一项所述的浪涌保护模块。
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2023
- 2023-08-30 CN CN202322349648.7U patent/CN220896524U/zh active Active
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |