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一种光伏关断器PLC驱动电路及其控制方法


技术摘要:
本发明公开了一种光伏关断器PLC驱动电路及其控制方法,包括光伏组件、输入电容C1、开关管Q1、续流二极管D1、第一输出电阻R1、输出电容C2、第二输出电阻R2、PLC信号采集电路、第一输出端子和第二输出端子;所述PLC信号采集电路包括信号采集电感L1,信号采集电阻R2和信号  全部
背景技术:
快速关断,是从美国引入的光伏电站安全保护概念。快速关断概念的提出,出于对 消防人员、光伏电站安装及维修人员的保护,因为光伏电站直流侧有直流高压,只要有太阳 照射,电池板侧的直流高压就一直存在,一旦光伏电站发生火灾,在整个电站烧毁完之前, 消防人员都无法进行灭火抢险工作。 因此,美国国家电气规范NEC  2014及NEC  2017中对光伏电站直流侧快速关断都提 出了明确要求。将于2019年1月1日开始正式执行。NEC  2017规定:“在组串之外,控制器安装 在距离阵列0.3米之内以及距离接入点超过1米的范围内,使用快速关断后,系统需要30秒 内降至30V;在组串之内,在30秒内降至80V,方便采取安全救援措施。”
技术实现要素:
本发明所要解决的技术问题是提供一种光伏关断器PLC驱动电路及其控制方法, 能够满足快速关断安全要求,可以保证系统的安全性和可靠性。 本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种光伏关断器PLC驱动电 路,包括光伏组件、输入电容C1、开关管Q1、续流二极管D1、第一输出电阻R1、输出电容C2、第 二输出电阻R2、PLC信号采集电路、第一输出端子和第二输出端子;所述PLC信号采集电路包 括信号采集电感L1,信号采集电阻R2和信号采集电容C3,信号采集电阻R2和信号采集电容 C3串连之后与信号采集电感L1并联;所述PLC信号采集电路的电压信号经过PLC信号放大处 理电路模块和信号驱动开关电路后和开关管Q1的栅极相连;所述输入电容C1与光伏组件并 联连接,所述光伏组件的正极与第一输出端子连接,所述光伏组件的负极与开关管Q1的漏 极相连,开关管Q1源极和信号采集电感L1一端相连,信号采集电感L1另一端与第二输出端 子连接;所述续流二极管D1阴极与第一输出端子相连,续流二极管D1的阳极与开关管Q1源 极相连,输出电容C2与第一输出电阻R1串联之后与续流二极管D1并联。 进一步地,所述PLC信号放大处理电路模块的输入端为PLC信号采集电路的电压信 号PLC1和PLC2,所述PLC信号放大处理电路模块的输出端与信号放大电阻R3相连;信号放大 电阻R3与电容C4、电感L2、电感L3和电容C6串联相连,所述电容C6另外一端接地,所述电感 L3的两端并联连接有放大处理电容C5,所述电感L2和电感L3之间的相连点的电压信号为输 出信号PLC_AD。 进一步地,所述电容C4、电感L2、电感L3、电容C4、电容C6和电容C5组成带通滤波 器,所述带通滤波器的中心频率为100KHZ~160KZ。 进一步地,所述信号驱动开关电路包括电压比较器、开关管Q2、开关管Q3和开关管 Q4,所述电压比较器的一个输入信号为所述信输出信号PLC_AD,另一个输入信号为参考电 4 CN 111555710 A 说 明 书 2/4 页 压Vref,所述电压比较器的输出端与电容C7一端相连,所述电容C7与二极管D2,电阻R5和电 阻R6串联相连,所述开关管Q2的基极与电阻R6的另外一端相连,所述开关管Q2的发射极与 地相连;所述电容C7和二极管D2的交点通过电阻R4接地,所述电阻R5和电阻R6的交点通过 电容C8接地;所述开关管Q2的集电极和电阻R8一端相连,电阻R8另外一端与开关管Q4的基 极相连;所述开关管Q4的集电极与电源VCC相连,所述开关管Q4的基极及集电极之间连接有 电阻R7;所述开关管Q4的发射极与电阻R11和电阻R9串联之后驱动开关管Q1;所述开关管Q3 集电极与电阻R11及电阻R9的交点相连,所述开关管Q3的发射极与地相连,所述开关管Q3的 基极与电阻R10一端相连,所述电阻R10的另外一端与控制信号EN相连。 进一步地,所述续流二极管D1无正向电流时,所述第一输出端子和第二输出端子 之间的阻抗范围为0.75-1.5欧姆。 本发明为解决上述技术问题还提供一种上述光伏关断器PLC驱动电路的控制方 法,其中,包括如下步骤:S1)所述PLC信号采集电路的电压信号PLC1和PLC2经过PLC信号放 大处理电路模块后生成输出信号PLC_AD,所述输出信号PLC_AD经过信号驱动开关电路的电 压比较器后生成输出信号CPU_CAP;S2)先关闭信号驱动开关电路的控制信号EN,之后检测 输出信号PLC_AD和输出信号CPU_CAP,如果检测到输出信号PLC_AD同时未检测到输出信号 CPU_CAP,则开启控制信号EN;S3)循环捕获输出信号CPU_CAP,当检测到输出信号CPU_CAP, 则关闭信号驱动开关电路的控制信号EN。 本发明对比现有技术有如下的有益效果:本发明提供的光伏关断器PLC驱动电路 及其控制方法,不但能够满足快速关断安全要求,而且可靠性高,响应速度快,成本低,效率 高。 附图说明 图1为本发明实施例中的光伏关断器PLC驱动电路的功率输出电路; 图2为本发明实施例中的光伏关断器PLC驱动电路的PLC信号放大处理电路; 图3为本发明实施例中的光伏关断器PLC驱动电路的PLC信号驱动开关电路; 图4为本发明实施例中的光伏关断器PLC驱动电路的电源及控制模块; 图5为本发明实施例中的光伏关断器PLC驱动电路的控制流程图。
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