Dc/dc變換升壓模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種DC/DC變換升壓模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]開發(fā)新能源和可再生能源，已成為世界各國的共識，而且光伏發(fā)電近幾年獲得了蓬勃快速地發(fā)展。目前光伏并網(wǎng)發(fā)電方案主要有兩類方案:
[0003]方案一:集中式大功率光伏并網(wǎng)，多個PV組件串聯(lián)連接后作為一個支路送到匯流箱，匯流箱一般為8路、12路和16路。很多個PV組串經(jīng)過多個匯流箱匯流后經(jīng)過直流配電柜的分路開關(guān)后輸出到逆變器的直流輸入端口，再經(jīng)過逆變器輸入直流斷路器開關(guān)后進(jìn)行DC/AC逆變并網(wǎng)。
[0004]方案二:分布式多級變換光伏并網(wǎng)，多個PV組件串聯(lián)連接后作為一個支路送到DC/DC變換器進(jìn)行Boost升壓和分布式MPPT跟蹤后再進(jìn)行DC/AC逆變并網(wǎng)。
[0005]在方案一中，其逆變器一般為大功率，且輸入具有直流斷路器開關(guān)，在PV組件與直流斷路器開關(guān)之間沒有容易失效的有源半導(dǎo)體開關(guān)器件(IGBT或Mos管)，其DC/AC所需要的有源半導(dǎo)體開關(guān)器件都處于直流斷路器與交流并網(wǎng)接觸器之間，一旦出現(xiàn)有源半導(dǎo)體開關(guān)器件(IGBT或Mos管)失效形成直流正負(fù)極短路后，可以控制直流側(cè)斷路器自動脫扣來保護(hù)逆變器系統(tǒng)，防止電弧和火災(zāi)發(fā)生。但是對于方案二中的分布式多級變換光伏發(fā)電系統(tǒng)，由于需要發(fā)揮分布式發(fā)電的優(yōu)勢，一般只有2?6個PV串并聯(lián)作為一個DC/DC升壓變換單元的輸入，每個DC/DC升壓單元的功率都不大，如果每個DC/DC變換器的輸入都增加一個可以自動脫扣控制的斷路器又會導(dǎo)致系統(tǒng)成本增加。因此目前行業(yè)內(nèi)采用此方案的組串式逆變器或者M(jìn)PPT功率優(yōu)化器，一般采用如圖1和圖2所示的常規(guī)DC/DC變換電路，其輸入只有熔絲F1、F2或者手動復(fù)合隔離開關(guān)Kl作為切斷輸入能量的保護(hù)器件，一旦DC/DC變換器內(nèi)部的半導(dǎo)體開關(guān)器件Tl短路失效時，相當(dāng)于對PV組件的正負(fù)兩極短路，此時由于PV組件短路的限流作用，在開關(guān)器件Tl附近極易產(chǎn)生電弧燃燒，甚至引起火災(zāi)。
[0006]在專利申請?zhí)朇N201410310186.0中，對圖1所示的常規(guī)DC/DC變換電路進(jìn)行了改進(jìn)，得到圖3所示電路。圖3所示電路中，DC/DC變換電路的輸入和輸出負(fù)極不直接相連，而是通過一個負(fù)極熔絲F3跨接，如此，通過負(fù)極熔絲Fl的電流為輸入電流和輸出電流之差。由于在半導(dǎo)體開關(guān)器件T3 (IGBT或者M(jìn)os管)失效時形成的PV短路電流需要經(jīng)過該負(fù)極熔絲F3，當(dāng)半導(dǎo)體開關(guān)器件T3失效時，如果此時光照足夠強(qiáng)，PV組件短路電流足夠大、超過負(fù)極熔絲F3的額定電流后，則負(fù)極熔絲F3斷開以切斷短路電流，從而起到保護(hù)作用。但是如果半導(dǎo)體開關(guān)器件T3失效時光照不夠強(qiáng)，PV組件的短路電流較小，不超過熔絲的額定電流時，則負(fù)極熔絲F3無法切斷短路電流，而此時即使較小的PV短路電流也可能會在失效的半導(dǎo)體開關(guān)器件T3周邊產(chǎn)生弧電壓和弧能量，引起電弧燃燒和故障擴(kuò)大化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明實施例的目的在于提供一種DC/DC升壓變換模塊，旨在解決現(xiàn)有的DC/DC變換電路可能產(chǎn)生弧電壓和弧能量的問題。
[0008]本發(fā)明實施例是這樣實現(xiàn)的，一種DC/DC變換升壓模塊，所述模塊包括電感、開關(guān)管、二極管、電容、保護(hù)單元和短路開關(guān)器件，輸入電源的第一極連接輸出的第一極和保護(hù)單元的一端，保護(hù)單元的另一端連接電容的一端和開關(guān)管的第一極相連；電容的另一端連接輸出的第二極和二極管的第一極；電感的一端連接開關(guān)管的第二極和二極管的第二極，電感的另一端連接輸入電源的第二極；所述短路開關(guān)器件與所述電容并聯(lián)。
[0009]進(jìn)一步地，所述輸入電源的第一級為正極、輸出的第一極為正極、開關(guān)管的第一極為正極、二極管的第一極為陽極。
[0010]進(jìn)一步地，所述輸入電源的第一極為負(fù)極、輸出的第一極為負(fù)極、開關(guān)管的第一極為負(fù)極、二極管的第一極為陰極。
[0011]進(jìn)一步地，所述短路開關(guān)器件為IGBT、Mos管、SCR管、繼電器或者接觸器，所述DC/DC變換升壓模塊還包括檢測開關(guān)管的失效并觸發(fā)短路開關(guān)器件導(dǎo)通的控制模塊。
[0012]進(jìn)一步地，所述短路開關(guān)器件為溫控開關(guān)。
[0013]進(jìn)一步地，所述開關(guān)管為Mos管，所述開關(guān)管的正極為Mos管的D極，所述開關(guān)管的負(fù)極為Mos管的S極。
[0014]進(jìn)一步地，所述開關(guān)管為絕緣柵雙極型晶體管IGBT，所述開關(guān)管的正極為IGBT的C極，所述開關(guān)管的負(fù)極為IGBT的E極。
[0015]進(jìn)一步地，所述保護(hù)單元為自動保護(hù)器件或開關(guān)器件。
[0016]進(jìn)一步地，所述輸入電源為至少一組光伏組件。
[0017]本發(fā)明實施例在專利申請?zhí)朇N201410310186.0的基礎(chǔ)上，額外增加短路開關(guān)器件，保證無論在光照強(qiáng)還是弱的情況下，半導(dǎo)體開關(guān)器件T短路失效時都能起到保護(hù)作用，防止電弧的燃燒和故障的擴(kuò)大化。
【附圖說明】
[0018]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的一 DC/DC升壓變換模塊的電路圖；
[0019]圖2是現(xiàn)有技術(shù)的另一 DC/DC升壓變換模塊的電路圖；
[0020]圖3是現(xiàn)有技術(shù)的又一 DC/DC升壓變換模塊的電路圖；
[0021]圖4是本發(fā)明實施例一的DC/DC升壓變換模塊的電路圖；
[0022]圖5是本發(fā)明實施例一的DC/DC升壓變換模塊的一電路連接示意圖；
[0023]圖6是本發(fā)明實施例一的DC/DC升壓變換模塊的另一電路連接不意圖；
[0024]
【具體實施方式】
[0025]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0026]實施例一
[0027]本發(fā)明實施例一提出一種DC/DC升壓變換模塊。如圖4所不，本發(fā)明實施例一的DC/DC升壓變換模塊包括電感L4、開關(guān)管10、二極管20、電容C4、保護(hù)單元F4(本發(fā)明實施例一以自動保護(hù)器件熔斷器為例進(jìn)行說明，還可以為保險絲)以及一短路開關(guān)器件30。其中，輸入電源的第一極連接輸出的第一極和保護(hù)單元F4的一端，保護(hù)單元F4的另一端連接電容C4的一端和開關(guān)管10的第一極相連；電容C4的另一端連接輸出的第二極和二極管20的第一極；電感L4的一端連接開關(guān)管10的第二極和二極管20的第二極，電感L4的另一端連接輸入電源的第二極；短路開關(guān)器件30與電容C4并聯(lián)。
[0028]圖5所示為本發(fā)明實施例一的一種連接方式，其中，輸入電源的第一極為負(fù)極、第二極為正極；輸出的第一極為負(fù)極、第二極為正極；開關(guān)管10的第一極為負(fù)極、第二極為正極；二極管20的第一極為陰極、第二極為正極。
[0029]圖6所示為本發(fā)明實施例一的另一連接方式，輸入電源的第一級為正極、第二極為負(fù)極；輸出的第一極為正極、第二極為負(fù)極；開關(guān)管10的第一極為正極、第二極為負(fù)極；二極管20的第一極為陽極，二極管20的第二極為負(fù)極。
[0030]開關(guān)管10可為Mos管，則開關(guān)管的正極為Mos管的D極，開關(guān)管的負(fù)極為Mos管的S極。開關(guān)管還可為絕緣柵雙極型晶體管IGBT，則開關(guān)管的正極為IGBT的C極，開關(guān)管的負(fù)極為IGBT的E極。
[0031]短路開關(guān)器件30可選擇IGBT、Mos管、SCR管、繼電器或者接觸器。當(dāng)短路開關(guān)器件30為IGBT、Mos管、SCR管、繼電器或者接觸器時，DC/DC變換升壓模塊還包括一控制模塊，用于根據(jù)檢測到的輸入電