用于光伏組件或電源系統(tǒng)的保護檢測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及光伏組件及電源系統(tǒng)技術領域，具體涉及一種用于光伏組件或電源系統(tǒng)的保護檢測裝置。
【背景技術】
[0002]交流電源系統(tǒng)或直流電源系統(tǒng)發(fā)生電弧或過流等異常故障時，最有效的方式是及時切斷電源回路。低插入損耗與高可靠性的保護開關顯得尤為重要。機械式開關的開關電弧問題始終無法解決，在沒有電壓過零點的直流電源系統(tǒng)中更為嚴重。電子開關因導通損耗大與反向耐壓問題，難以替代機械式開關。
[0003]隨著光伏發(fā)電和直流儲能裝置的普及，特別是建筑光伏與電動汽車的發(fā)展，高壓直流電弧的檢測與保護問題，日益突出。如何有效的檢測出直流系統(tǒng)的串聯(lián)電弧與并聯(lián)電弧及過流和過壓，并自動切斷保護如何方便消防救援與維修維護需要而切斷與閉合高壓直流電源如何檢測每個直流單元的電壓與電流和溫度信息及異常自動保護目前，針對直流線路的滅弧與過流保護，市面上只有手動的直流斷路產(chǎn)品，無法滿足故障自動保護與智能控制的需求。急需一款用電子開關器件，替代體積大、壽命短、成本高、開關電弧嚴重的機械開關，又具有故障自動保護及智能控制的產(chǎn)品。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種用于光伏組件或電源系統(tǒng)的保護檢測裝置，該裝置不僅能夠在光伏組件或電源系統(tǒng)發(fā)生電弧、過流、過壓或漏電等故障時，對光伏組件和電源系統(tǒng)進行保護，具有無導通損耗、無開關電弧等特點，還能夠對光伏組件或電源系統(tǒng)的電流、電壓、功率及溫度進行檢測，且能夠與外部裝置進行通信。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用了以下技術方案:
[0006]—種用于光伏組件或電源系統(tǒng)的保護檢測裝置，包括電流傳感器、電子開關、旁路開關、信號檢測處理單元和驅動電源；所述電子開關與旁路開關先并聯(lián)連接，并聯(lián)連接的電子開關和旁路開關再與電流傳感器、光伏組件或電源系統(tǒng)串聯(lián)連接。該裝置還包括電壓傳感器，電壓傳感器并聯(lián)在光伏組件或電源系統(tǒng)的兩端，電壓傳感器的輸出端與信號檢測處理單元的輸入端相連。電流傳感器與信號檢測處理單元連接。信號檢測處理單元的輸出端分別與電子開關、旁路開關的控制端相連；驅動電源為信號檢測處理單元供電。還包括通信信號耦合器，所述通信信號耦合器并聯(lián)在電子開關及旁路開關的兩端。
[0007]具體地說，所述的光伏組件或電源系統(tǒng)、電流傳感器、電子開關依次串聯(lián)，旁路開關并聯(lián)在電子開關的兩端，且電流傳感器接光伏組件或電源系統(tǒng)的負極。
[0008]所述的電流傳感器、光伏組件或電源系統(tǒng)、電子開關依次串聯(lián)，旁路開關并聯(lián)在電子開關的兩端，且電流傳感器接光伏組件或電源系統(tǒng)的正極，電子開關接光伏組件或電源系統(tǒng)的負極。
[0009]所述的光伏組件或電源系統(tǒng)、電子開關、電流傳感器依次串聯(lián)，旁路開關并聯(lián)在電子開關的兩端，且電子開關接光伏組件或電源系統(tǒng)的負極。
[0010]所述的電子開關、光伏組件或電源系統(tǒng)、電流傳感器依次串聯(lián)，旁路開關并聯(lián)在電子開關的兩端，且光伏組件或電源系統(tǒng)的正極接電子開關，負極接電流傳感器。
[0011]所述的電子開關、電流傳感器、光伏組件或電源系統(tǒng)依次串聯(lián)，旁路開關并聯(lián)在電子開關的兩端，且電流傳感器接光伏組件或電源系統(tǒng)的正極。
[0012]所述的電流傳感器、電子開關、光伏組件或電源系統(tǒng)依次串聯(lián)，旁路開關并聯(lián)在電子開關的兩端，且電子開關接光伏組件或電源系統(tǒng)的正極。
[0013]所述的光伏組件或電源系統(tǒng)與電流傳感器串聯(lián)連接后與電子開關以及旁路開關并聯(lián)連接。
[0014]在交流電源中，該裝置還包括第一整流器和第二整流器。所述的電子開關包括第一電子開關和第二電子開關；第一電子開關與第一整流器串聯(lián)連接，旁路開關并聯(lián)在相串聯(lián)的第一電子開關與第一整流器的兩端；第二整流器與第二電子開關串聯(lián)連接，該兩組串聯(lián)的電子開關和整流器反向并聯(lián)，再與旁路開關并聯(lián)。除上述方式外，在交流電源中，還可采用雙向電子開關來實現(xiàn)上述兩組電子開關與整流器的功能，該雙向電子開關為晶閘管。
[0015]所述的電子開關采用金屬-氧化物半導體場效應晶體管(M0SFET)、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)、電力晶體管(GTR)、靜電感應晶體管(SIT)、靜電感應晶閘管(SITH)、智能功率模塊(IPM)、功率集成電路(PIC)、晶閘管中的任意一種；
[0016]所述的旁路開關采用繼電器、接觸器等機械式開關。由于電子開關導通時，其兩端會產(chǎn)生伏特級的壓降，具有較大的導通損耗。采用繼電器或接觸器等機械式旁路開關，能夠進一步降低電子開關的導通損耗。電子開關優(yōu)先導通和滯后斷開，旁路開關滯后閉合和優(yōu)先斷開。機械式旁路開關的導通損耗極低，而觸點因沒有高電壓也不會產(chǎn)生電弧。優(yōu)選的，旁路開關的常閉觸點與電子開關并聯(lián)連接，這樣，在有故障時，信號檢測處理單元驅動旁路開關的常閉觸點斷開，能夠降低損耗。
[0017]所述的電子開關、旁路開關、信號檢測處理單元和驅動電源封裝成獨立的裝置；或者封裝成專用芯片。
[0018]所述的電子開關、旁路開關、信號檢測處理單元、驅動電源與光伏組件接線盒一體化封裝；發(fā)熱器件的散熱面與光伏組件邊框或散熱部件接觸安裝，所述散熱部件采用導熱性能良好的材料。
[0019]所述信號檢測處理單元的溫度傳感器與光伏組件背板接觸安裝。
[0020]由以上技術方案可知，本實用新型采用電流傳感器和電壓傳感器，能夠對光伏組件或電源系統(tǒng)的異常故障波形信號進行檢測；信號檢測處理單元根據(jù)電流傳感器和電壓傳感器采集的信號，通過控制電子開關及旁路開關來實現(xiàn)故障保護。本實用新型適合與光伏組件、逆變器、匯流箱、電動汽車及蓄電池組、以及各類交流和直流電源系統(tǒng)及設備組合使用。
【附圖說明】
[0021]圖1是本實用新型的系統(tǒng)原理圖；
[0022]圖2是實施例1中的主電路拓撲圖；
[0023]圖3是實施例2中的主電路拓撲圖；
[0024]圖4是實施例3中的主電路拓撲圖；
[0025]圖5是實施例4中的主電路拓撲圖；
[0026]圖6是實施例5中的主電路拓撲圖；
[0027]圖7是實施例6中的主電路拓撲圖；
[0028]圖8是實施例7中的主電路拓撲圖；
[0029]圖9是實施例8中的主電路拓撲圖；
[0030]圖10是實施例9中的主電路拓撲圖；
[0031]圖11是保護檢測裝置的結構示意圖一；
[0032]圖12是保護檢測裝置的結構示意圖二。
[0033]其中:
[0034]1、電子開關，2、旁路開關，3、電流傳感器，4、信號檢測處理單元，5、驅動電源，6、通信信號耦合器，7、整流器，8、光伏組件或電源系統(tǒng)，9、邊框，10、接線盒，11、發(fā)熱器件，12、背板，13、溫度傳感器，14、光伏組件或光伏組件串。
【具體實施方式】
[0035]下面結合附圖對本實用新型做進一步說明:
[0036]實施例1
[0037]如圖1所示的一種用于光伏組件或電源系統(tǒng)的保護檢測裝置，包括電流傳感器3、電子開關1、旁路開關2、信號檢測處理單元4和驅動電源5。所述電子開關I與旁路開關2先并聯(lián)連接，再與電流傳感器3串聯(lián)連接。該裝置還包括電壓傳感器，電壓傳感器并聯(lián)在光伏組件或電源系統(tǒng)8的兩端，電壓傳感器的輸出端與信號檢測處理單元4的輸入端相連。所述電流傳感器3與信號檢測處理單元連接。所述信號檢測處理單元4的輸出端分別與電子開關1、旁路開關2的控制端相連。所述的驅動電源5為信號檢測處理單元4供電。所述電子開關1、旁路開關2、信號檢測處理單元4和驅動電源5封裝成獨立的裝置，也可部分或全部封裝成專用芯片。如圖11所示，電子開關1、旁路開關2、信號檢測處理單元4、驅動電源5和光伏組件接線盒10 —體化封裝，發(fā)熱器件11的散熱面與光伏組件邊框9或者其他導熱性能良好的材料接觸安裝。如圖12所示，該裝置還包括背板12和安裝在背板12上的溫度傳感器13。信號檢測處理