输入切除电路、光伏系统的制作方法

1.本公开涉及电气控制技术领域，尤其涉及一种输入切除电路。


背景技术：

2.太阳能、风能等绿色能源开始逐步取代现在的煤炭等不可再生能源。
3.太阳能发电模组将光能转化为电能后，需要将太阳能发电模组生成的电能输入至太阳能逆变器或者mppt电路(英文名称：maximum power point tracking；中文名称：最大功率点跟踪)中，太阳能逆变器或者mppt电路将电能调制后输出给外部的负载或者将电能储存在蓄电池内。
4.但是如果太阳能逆变器或者mppt电路发生故障后，例如太阳能逆变器或者mppt电路内部发生了短路。此时需要切断太阳能发电模组的连接，否则会导致太阳能逆变器或者mppt电路烧毁，进而出现消防事故。
5.但是在现有技术中，切断太阳能发电模组的输出开关时，输出开关上会出现拉弧现象，不够安全。若输出开关选用高压直流继电器，虽然可以解决拉弧现象，但是成本过高。


技术实现要素：

6.为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种输入切除电路，切断太阳能发电模组的输出开关时，输出开关不会出现拉弧，成本更低。
7.第一方面，本公开提供了一种输入切除电路，所述输入切除电路包括：
8.第一电元件，所述第一电元件用于阻止电压突变；
9.第二电元件，所述第二电元件用于阻止电压突变；
10.第一开关，第一开关的第一接入部分连接第一电元件，第一开关的第二接入部分连接第二电元件，以在第一开关闭合或断开时维持第一开关两边的电压不发生突变；
11.第一电元件维持的电压和第二电元件维持的电压的差值不大于第一开关的耐压。
12.可选的，
13.所述第一开关的第一接入部分包括第一开关第一端和第一开关第三端，
14.所述第一开关的第二接入部分包括第一开关第二端和第一开关第四端，
15.第一电元件的第一端连接第一开关第一端，第一电元件的第二端连接第一开关第三端，
16.第二电元件的第一端连接第一开关第二端，第二电元件的第二端连接第一开关第四端，
17.所述第一电元件两端电压和所述第二电元件两端电压的差值不大于第一开关的耐压。
18.可选的，所述第一电元件为第一电容，所述第二电元件为第二电容。
19.第二方面，本公开提供了一种光伏系统，所述光伏系统包括第一方面所述的输入切除电路，所述光伏系统还包括发电模块和负载模块，发电模块连接至第一开关的第一接
入部分，第一开关的第二接入部分连接至负载模块，发电模块通过输入第一开关连接至所述负载模块以向负载模块供电。
20.可选的，所述发电模块包括光伏阵列，光伏阵列连接至第一开关的第一接入部分，以通过所述第一开关向负载模块输出电能。
21.可选的，所述发电模块还包括汇流箱，光伏阵列连接至汇流箱，汇流箱连接至第一开关的第一接入部分，以通过所述第一开关向负载模块输出电能。
22.可选的，所述负载模块包括负载，负载连接至第一开关的第二接入部分，以通过所述第一开关获取电能运行。
23.可选的，所述负载模块还包括mppt电路，mppt电路用于通过第一开关获取发电模块输出的电能并对所述电能调制后给负载供能，mppt电路的第一端连接第一开关的第二接入部分，mppt电路的第二端连接负载。
24.可选的，第一电容根据以下方法确认得到：
25.δu2＝(i2×
t)/c226.δu1＝δu2 uk27.c1＝i1×
t
÷
δu128.c1为第一电容，c2为第二电容，i1为发电模块的电流，i2为负载模块的电流，t为第一开关的动作时间，uk为第一开关的耐压，δu1为第一开关闭合或打开后第一电容两端的电压，δu2为第一开关闭合或打开后第二电容两端的电压。
29.本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
30.本公开实施例提供了一种输入切除电路，第一开关用以闭合或切断第一开关所在线路的电连接。第一电元件，第二电元件分别维持第一开关连接线路两边的电压在第一开关闭合或切断时电压不发生突变。而且由于第一电元件维持的电压和第二电元件维持的电压的差值不大于第一开关的耐压，因此在第一开关闭合或切断的时候，第一开关处并不会发生拉弧现象。
31.相较于现有技术而言，第一开关两边的电压差被第一电元件和第二电元件维持在第一开关的耐压范围内，不会发生拉弧现象，更加安全，因此第一开关不需要选用高压直流继电器解决拉弧现象，成本更低。
附图说明
32.图1为本公开实施例所述输入切除电路的结构示意图；
33.图2为本公开实施例所述输入切除电路的电路结构示意图；
34.图3为本公开实施例所述光伏系统的结构示意图之一；
35.图4为本公开实施例所述光伏系统的结构示意图之二；
36.图5为本公开实施例所述光伏系统的电路结构示意图。
37.其中，1、输入切除电路；11、第一电元件；12、第二电元件；13、第一开关；2、发电模块；21、光伏阵列；22、汇流箱；3、负载模块；31、负载；32、mppt电路。
具体实施方式
38.为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案
进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
39.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
40.实施例1：
41.图1为本公开实施例所述输入切除电路1的结构示意图。如图1所述，实施例1所述的输入切除电路1包括第一电元件11、第二电元件12和第一开关13。第一电元件11和第二电元件12用于阻止电压突变。
42.第一开关13的第一接入部分连接第一电元件11，第一开关13的第二接入部分连接第二电元件12。第一电元件11起到阻止第一开关13第一接入部分的电压发生突变，第二电元件12起到阻止第一开关13的第二接入部分的电压发生突变。而且第一电元件11和第二电元件12维持了第一开关13第一接入部分的电压与第一开关13第二接入部分的电压的差值不大于第一开关13的耐压。
43.拉弧现象是指电压超过开关的耐压值，使空气电离变成导体也就是产生电弧，电弧一般会绕过绝缘体沿着绝缘体的表面产生，因而会对绝缘体产生损坏，如电弧的高温会使绝缘体融化或碎裂。因此产生拉弧现象会导致电元件发生损坏，甚至出现消防事故。
44.本实施例1的输入切除电路1在第一开关13闭合或断开时，由于第一电元件11和第二电元件12维持了第一开关13第一接入部分的电压与第一开关13第二接入部分的电压差值不大于第一开关13的耐压，因此开始断开第一开关13时不会出现拉弧现象。
45.并且本实施例1通过第一电元件11和第二电元件12维持了第一开关13第一接入部分和第二接入部分的电压不发生突变，因此在断开第一开关13的过程中，第一开关13第一接入部分的电压或第一开关13第二接入部分的电压不会因为第一开关13断开导致突然降为零。第一开关13第一接入部分和第一开关13第二接入部分的电压差不会超过第一开关13的耐压值，所以本实施例1的输入切除电路1不会产生拉弧现象。
46.实施例2：
47.图2为本公开实施例所述输入切除电路1的电路结构示意图。如图2所示，所述第一电元件11为第一电容，所述第二电元件12为第二电容，所述第一开关13的第一接入部分包括第一开关13第一端和第一开关13第三端，所述第一开关13的第二接入部分包括第一开关13第二端和第一开关13第四端。
48.第一电容的第一端连接第一开关13第一端，第一电容的第二端连接第一开关13第三端，第二电容的第一端连接第一开关13第二端，第二电容的第二端连接第一开关13第四端。所述第一电容两端电压和所述第二电容两端电压的差值不大于第一开关13的耐压，即第一开关13第一接入部分的电压和第一开关13第二接入部分的电压差值不大于第一开关13的耐压。
49.具体的，当第一开关13闭合时，第一电容两端的电压和所述第二电容两端电压的差值不大于第一开关13的耐压，因此在开始断开第一开关13时，第一开关13第一接入部分的电压和第一开关13第二接入部分的电压差值不大于第一开关13的耐压，第一开关13不会发生拉弧现象。
50.而在断开第一开关13的过程中，第一开关13第一接入部分的电压被第一电容阻止其突变，第一开关13第二接入部分的电压被第二电容阻止其突变，所以在断开第一开关13的过程中，第一开关13第一接入部分的电压和第一开关13第二接入部分的电压也不会超过第一开关13的耐压，因此第一开关13在断开的过程中也不会发生拉弧的现象。
51.实施例3：
52.图3为本公开实施例所述光伏系统的结构示意图之一，所述光伏系统包括实施例2所述的输入切除电路1，还包括发电模块2和负载模块3。
53.发电模块2通过输入切除电路1连接至所述负载模块3以向负载模块3供电。
54.具体的，
55.发电模块2正极输出端连接至第一开关13的第一端，发电模块2的负极输出端连接至第一开关13的第三端。第一电容的正极连接第一开关13的第一端，第一电容的负极连接第一开关13的第三端。
56.第一开关13的第三端连接至负载模块3的正极输入端，第一开关13的第四端连接至负载模块3的负极输入端。第二电容的正极连接至第一开关13的第三端，第二电容的负极连接至第一开关13的第四端。所述第一开关13为继电器。
57.当第一开关13被控制断开时，通过选用相同的第一电容和第二电容，或者通过有限次的实验得到适合的第一电容和第二电容，使得第一电容两端电压和第二电容两端电压的差值不大于第一开关13的耐压值。
58.在第一开关13的断开的过程中。第一电容和第二电容阻止第一开关13两边的电压发生变化，所以第一开关13两边的电压差值也不会超过第一开关13的耐压值，本实施例3的光伏系统切除发电模块2和负载模块3的连接时，不会发生拉弧现象，更加安全，因此第一开关13不需要选用高压直流继电器解决拉弧现象，成本更低。
59.在其他实施例中，所述第一电容的容量和第二电容的容量由以下方法确认得到：
60.第二电容位于第一开关13接入负载模块3的一侧，主要起到为负载模块3滤波以去除纹波的作用。因此第二电容是根据负载模块3中的产生的最大纹波电流和额定电流计算选取的，如何根据负载模块3的最大纹波电流和额定电流计算选取第二电容是本领域技术人员的公知常识。
61.基于本领域技术人员选取得到的第二电容，所述第一电容通过以下步骤计算得到，先测量得到负载模块3的电流i2，第一开关13的动作时间t，计算得到第一开关13闭合或打开后第二电容两端的电压δu2。
62.δu2＝(i2×
t)/c263.根据第一开关13标定的耐压和计算得到的δu2计算得到第一开关13闭合或打开后第一电容两端的电压δu1。
64.δu1＝δu2 uk；
65.根据计算得到的δu1和测量得到的发电模块2的电流i1，确认得到第一电容c1。
66.c1＝i1×
t
÷
δu1；
67.实施例4：
68.图4为本公开实施例所述光伏系统的结构示意图之二。基于实施例3所述的光伏系统，所述发电模块2包括光伏阵列21和汇流箱22，
69.光伏板通过光生伏特效应可以将太阳光能转化成直流电能，但一块光伏板能够产生的电流一般不够使用，所以将数块光伏板连接在一起而形成了光伏阵列21。
70.用户将一个或多个光伏阵列21并联接入汇流箱22，在汇流箱22内汇流后进行输出。汇流箱22便于光伏阵列21在维护、检查时切断电路，当光伏阵列21发生故障时减小停电的范围。
71.汇流箱22连接至输入切除电路1，以通过所述输入切除电路1向负载模块3输出电能。
72.所述负载模块3包括mppt电路32和负载31，mppt(英文全称：maximum power point tracking，中文全称：最大功率点跟踪)，mppt电路32是传统常用的太阳能系统控制器。
73.mppt电路32的第一端连接输入切除电路1，mppt电路32的第二端连接负载31，mppt电路32通过输入切除电路1获取发电模块2输出的电能，然后对发电模块2输出的电能调压和滤波的调制处理后给负载31供能。
74.实施例5：
75.图5为本公开实施例所述光伏系统的电路结构示意图。如图5所示，基于实施例4所述光伏系统，汇流箱22的正极输出端连接至第一开关13的第一端，汇流箱22的负极输出端连接至第一开关13的第三端。第一电容的正极连接第一开关13的第一端，第一电容的负极连接第一开关13的第三端。
76.第一开关13的第三端连接至mppt电路32的正极输入端，第一开关13的第四端连接至mppt电路32的负极输入端。第二电容的正极连接至第一开关13的第三端，第二电容的负极连接至第一开关13的第四端。所述第一开关13为继电器。
77.当第一开关13被控制断开时，通过选用相同的第一电容和第二电容，或者通过有限次的实验得到适合的第一电容和第二电容，使得第一电容两端电压和第二电容两端电压的差值不大于第一开关13的耐压值。因此在第一开关13开始断开时，不会发生拉弧现象。
78.在第一开关13的断开的过程中。第一电容和第二电容阻止第一开关13两边的电压发生变化，所以第一开关13两边的电压差值也不会超过第一开关13的耐压值，本实施例5的光伏系统切除汇流箱22和mppt电路32的连接时，不会发生拉弧现象，更加安全，因此第一开关13不需要选用高压直流继电器解决拉弧现象，成本更低。
79.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
80.以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。