一種應(yīng)用于光伏系統(tǒng)的超寬直流電壓輸入嵌入式電源的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種應(yīng)用于光伏系統(tǒng)的超寬直流電壓輸入嵌入式電源，電源的輸入端連接電涌保護(hù)裝置，電涌保護(hù)裝置通過輸入防反接保護(hù)電路連接輸入濾波裝置的輸入端，輸入濾波裝置的輸出端通過DC/DC隔離變壓器連接輸出濾波裝置和欠壓/過壓保護(hù)裝置，欠壓/過壓保護(hù)裝置連接高壓啟動(dòng)裝置；輸出濾波裝置連接電源的輸出端和輸出穩(wěn)壓裝置，輸出穩(wěn)壓裝置與DC/DC隔離變壓器連接，電源的輸出端通過短路保護(hù)裝置與高壓啟動(dòng)裝置連接，高壓啟動(dòng)裝置連接輸入濾波裝置的輸入端。本實(shí)用新型提供的裝置可為光伏用電設(shè)備供電，提供輸入電壓監(jiān)測，輸入輸出隔離，具備過壓、過載、短路、防反接等保護(hù)功能，設(shè)備穩(wěn)定可靠，具有高可靠性、長壽命的特點(diǎn)。
【專利說明】—種應(yīng)用于光伏系統(tǒng)的超寬直流電壓輸入嵌入式電源

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于光伏系統(tǒng)的超寬直流電壓輸入嵌入式電源，屬于光伏發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人類對能源需求日益增加，能源已被過度挖掘，同時(shí)環(huán)保意識(shí)逐漸提高，世界各國都在大力開發(fā)可再生能源。其中，太陽能發(fā)電是發(fā)展最為迅速的一種綠色能源，至今中國已涌現(xiàn)出100多個(gè)產(chǎn)業(yè)基地，產(chǎn)能占據(jù)全球半壁江山。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，光伏電池的1-V特性隨光照強(qiáng)度變化的幅度較大，所以系統(tǒng)智能控制設(shè)備的電源應(yīng)具備大范圍直流電壓變化情況下的穩(wěn)定工作能力，即應(yīng)該有一個(gè)相當(dāng)寬的工作電壓范圍，這樣在太陽光線很弱的情況下仍能保證智能控制系統(tǒng)的正常工作。
[0003]目前中大型光伏電站多建在日照時(shí)間長，空氣污染少，地勢開闊平坦的高海拔地區(qū)，這些地區(qū)光能豐富但空氣稀薄，人煙稀少，電力缺乏，晝夜溫差大。很多設(shè)備因缺乏穩(wěn)定的電源，在這些區(qū)域無法正常工作，即使能遷入工業(yè)電源，布線的成本也較高，同時(shí)很多電源設(shè)備選用器件并未考慮到高海拔、高溫差、循環(huán)啟停的工作環(huán)境，可靠性也較差。光伏系統(tǒng)的直流設(shè)備并不是持續(xù)性工作，在光照強(qiáng)度達(dá)不到發(fā)電要求時(shí)設(shè)備處于停機(jī)狀態(tài)，如果一直通電反而是對能源的浪費(fèi)。在強(qiáng)調(diào)穩(wěn)定性、可靠性，經(jīng)濟(jì)性、間隙性運(yùn)行、無人值守工作的嵌入式系統(tǒng)的能源供應(yīng)設(shè)備較普通民用、工業(yè)用設(shè)備的條件要求苛刻很多。
[0004]本實(shí)用新型光伏專用電源模塊正是在這種新需求、新技術(shù)條件下利用光伏系統(tǒng)自身發(fā)電的特性研發(fā)出來的。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種應(yīng)用于光伏系統(tǒng)的高性能、高穩(wěn)定性、高可靠性的超寬直流電壓輸入嵌入式電源。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是提供一種應(yīng)用于光伏系統(tǒng)的超寬直流電壓輸入嵌入式電源，其特征在于:電源的輸入端連接電涌保護(hù)裝置，電涌保護(hù)裝置通過輸入防反接保護(hù)電路連接輸入濾波裝置的輸入端，輸入濾波裝置的輸出端連接DC/DC隔離變壓器，DC/DC隔離變壓器連接輸出濾波裝置和欠壓/過壓保護(hù)裝置，欠壓/過壓保護(hù)裝置連接高壓啟動(dòng)裝置；輸出濾波裝置連接電源的輸出端和輸出穩(wěn)壓裝置，輸出穩(wěn)壓裝置與DC/DC隔離變壓器連接，電源的輸出端通過短路保護(hù)裝置與高壓啟動(dòng)裝置連接，高壓啟動(dòng)裝置連接輸入濾波裝置的輸入端。
[0007]優(yōu)選地，所述電源的輸入端的輸入電壓范圍為150V?1200V DC。
[0008]優(yōu)選地，所述DC/DC隔離變壓器的隔離電壓為4000V DC。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供的應(yīng)用于光伏系統(tǒng)的超寬直流電壓輸入嵌入式電源具有如下有益效果:
[0010](I)可為光伏系統(tǒng)的智能檢測設(shè)備供電，提供輸入電壓監(jiān)測，輸入輸出隔離，具備過壓、過載、短路、防反接等保護(hù)功能，設(shè)備穩(wěn)定可靠。
[0011](2)輸入防反接保護(hù)、欠壓保護(hù)(自恢復(fù))；輸出過壓、短路保護(hù)(自恢復(fù))；平均故障間隔大于200000h ;高可靠性、長壽命。
[0012](3)電源的超寬電壓輸入范圍為150V?1200V DC，隔離電壓可達(dá)4000V DC。
[0013](4)海拔3000米以上可正常使用，滿足白天工作，夜間停運(yùn)，周期性循環(huán)的需要。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型提供的應(yīng)用于光伏系統(tǒng)的超寬直流電壓輸入嵌入式電源的系統(tǒng)框圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型提供的應(yīng)用于光伏系統(tǒng)的超寬直流電壓輸入嵌入式電源的應(yīng)用圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]為使本實(shí)用新型更明顯易懂，茲以一優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。
[0017]圖1為本實(shí)用新型提供的應(yīng)用于光伏系統(tǒng)的超寬直流電壓輸入嵌入式電源的系統(tǒng)框圖，所述的應(yīng)用于光伏系統(tǒng)的超寬直流電壓輸入嵌入式電源的輸入端配有電涌保護(hù)裝置、濾波器，欠壓、過壓、防反接保護(hù)電路，電壓變換采用高壓DC/DC隔離變壓器、寬電壓輸入控制電路，輸出配置濾波器，穩(wěn)壓回路、短路保護(hù)回路，具體結(jié)構(gòu)如下:
[0018]電源的輸入端連接電涌保護(hù)裝置，電涌保護(hù)裝置通過輸入防反接保護(hù)電路連接輸入濾波裝置的輸入端，輸入濾波裝置的輸出端連接DC/DC隔離變壓器，DC/DC隔離變壓器連接輸出濾波裝置和欠壓/過壓保護(hù)裝置，欠壓/過壓保護(hù)裝置連接高壓啟動(dòng)裝置；輸出濾波裝置連接電源的輸出端和輸出穩(wěn)壓裝置，輸出穩(wěn)壓裝置與DC/DC隔離變壓器連接，電源的輸出端通過短路保護(hù)裝置與高壓啟動(dòng)裝置連接，高壓啟動(dòng)裝置連接輸入濾波裝置的輸入端。
[0019]光伏電池組件經(jīng)串接后的輸入電壓經(jīng)過電涌保護(hù)裝置，再經(jīng)過輸入濾波裝置后到達(dá)DC/DC隔離變壓器，由高壓開關(guān)器件和準(zhǔn)諧振控制電路控制能量從功率隔離變壓器的初級傳輸?shù)酱渭?，最后?jīng)輸出濾波裝置得到所需的輸出電壓。
[0020]當(dāng)光伏電池組件的輸入電壓過低達(dá)到輸入電壓欠壓保護(hù)值時(shí)，欠壓保護(hù)裝置啟動(dòng)，通過準(zhǔn)諧振控制電路關(guān)斷高壓開關(guān)器件，阻止能量的傳輸，從而實(shí)現(xiàn)輸出電壓的關(guān)斷。
[0021]當(dāng)后端系統(tǒng)工作異常導(dǎo)致輸出端出現(xiàn)過壓情況時(shí)，通過過壓保護(hù)裝置把輸出電壓箝位在一定的電壓值上，防止輸出電壓繼續(xù)上升而損壞后端電路。
[0022]本實(shí)用新型提供的應(yīng)用于光伏系統(tǒng)的超寬直流電壓輸入嵌入式電源的輸入電壓范圍:150V?1200V DC，隔離電壓可達(dá)4000V DC，輸入防反接保護(hù)、欠壓保護(hù)(自恢復(fù))；輸出過壓、短路保護(hù)(自恢復(fù))。平均故障間隔(MTBF) >200000h，可為負(fù)載設(shè)備提供穩(wěn)定的工作電壓，自帶的多重保護(hù)功能，可提升模塊電源工作異常情況下電源及其負(fù)載的安全性能，并且具有持久、環(huán)保、節(jié)能、高可靠性等特點(diǎn)。電源采用可靠性高、穩(wěn)定性強(qiáng)的器件，滿足海拔3000米以上的使用需求。電源工業(yè)級工作溫度:-40°C?70°C，高效率、低紋波噪聲。
[0023]超寬直流電壓輸入嵌入式電源A接入使用光伏系統(tǒng)的用電設(shè)備B的接線方式如圖2所示。光伏組件陣列與超寬直流電壓輸入嵌入式電源A的輸入端連接，超寬直流電壓輸入嵌入式電源A的輸出端連接使用光伏系統(tǒng)的用電設(shè)備B，從而為用電設(shè)備供電，并提供輸入電壓監(jiān)測，輸入輸出隔離，具備過壓、過載、短路、防反接等保護(hù)功能，設(shè)備穩(wěn)定可靠，超寬直流電壓輸入嵌入式電源的輸出電壓及功率可根據(jù)負(fù)載需求靈活選配。
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用于光伏系統(tǒng)的超寬直流電壓輸入嵌入式電源，其特征在于:電源的輸入端連接電涌保護(hù)裝置，電涌保護(hù)裝置通過輸入防反接保護(hù)電路連接輸入濾波裝置的輸入端，輸入濾波裝置的輸出端連接DC/DC隔離變壓器，DC/DC隔離變壓器連接輸出濾波裝置和欠壓/過壓保護(hù)裝置，欠壓/過壓保護(hù)裝置連接高壓啟動(dòng)裝置；輸出濾波裝置連接電源的輸出端和輸出穩(wěn)壓裝置，輸出穩(wěn)壓裝置與DC/DC隔離變壓器連接，電源的輸出端通過短路保護(hù)裝置與高壓啟動(dòng)裝置連接，高壓啟動(dòng)裝置連接輸入濾波裝置的輸入端。
2.如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于光伏系統(tǒng)的超寬直流電壓輸入嵌入式電源，其特征在于:所述電源的輸入端的輸入電壓范圍為150V?1200V DC。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種應(yīng)用于光伏系統(tǒng)的超寬直流電壓輸入嵌入式電源，其特征在于:所述DC/DC隔離變壓器的隔離電壓為4000V DC。
【文檔編號(hào)】H02M3/00GK203951360SQ201420295016
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月3日
【發(fā)明者】孫中梁, 李正元, 毛協(xié)國, 伍先德, 劉余平, 陳偉 申請人:上海臻和防雷電氣技術(shù)有限責(zé)任公司