全文摘要
本实施例提出了一种母线电容自平衡电路，包括充放电主回路，在充放电主回路中设有分别对BUS电压、1\/2BUS电压进行采样的BUS电压采样电路、1\/2BUS电压采样电路，并且在两个电压采集电路的输出端设有对充放电主回路中的MOS管的通断进行控制的MOS管控制电路。通过比较器在其正向输入端和反向输入端中输入电压值的高低不同，针对性的对设置在充放电主回路中的MOS管通断进行变化，从而对1\/2BUS电压点处的充放电过程进行控制，能够对1\/2BUS电压进行快速调整，提升对母线电压的响应速度。
主设计要求
1.一种母线电容自平衡电路，其特征在于，所述自平衡电路包括：充放电主回路，在充放电主回路中设有电源以及BUS+、BUS-电压点，在BUS+、BUS-电压点之间设有串联的电容C1、C2，以及串联的MOS管Q1、Q2，MOS管Q1的D极与BUS+电压点连接，MOS管Q1的S极与MOS管Q2的D极连接，MOS管Q2的S极与BUS-电压点连接，在充放电主回路中还设有电阻R1，电阻R1的一端与MOS管Q1的S极连接，在电阻R1的另一端处还设有1\/2BUS电压点；在充放电主回路中的BUS+电压点处连接有BUS电压采样电路，BUS采样电路连接有比较器U1的正向输入端，在充放电主回路的1\/2BUS电压点处还设有1\/2BUS电压采样电路，1\/2BUS采样电路连接有比较器U1的反向输入端；在比较器U1的输出端处还连接有MOS管控制电路，MOS管控制电路的第一控制端与MOS管Q1相连，MOS管控制电路的第二控制端与MOS管Q2相连。
设计方案
1.一种母线电容自平衡电路，其特征在于，所述自平衡电路包括：
充放电主回路，在充放电主回路中设有电源以及BUS+、BUS-电压点，在BUS+、BUS-电压点之间设有串联的电容C1、C2，以及串联的MOS管Q1、Q2，MOS管Q1的D极与BUS+电压点连接，MOS管Q1的S极与MOS管Q2的D极连接，MOS管Q2的S极与BUS-电压点连接，在充放电主回路中还设有电阻R1，电阻R1的一端与MOS管Q1的S极连接，在电阻R1的另一端处还设有1\/2BUS电压点；
在充放电主回路中的BUS+电压点处连接有BUS电压采样电路，BUS采样电路连接有比较器U1的正向输入端，在充放电主回路的1\/2BUS电压点处还设有1\/2BUS电压采样电路，1\/2BUS采样电路连接有比较器U1的反向输入端；
在比较器U1的输出端处还连接有MOS管控制电路，MOS管控制电路的第一控制端与MOS管Q1相连，MOS管控制电路的第二控制端与MOS管Q2相连。
2.根据权利要求1所述的母线电容自平衡电路，其特征在于，所述BUS电压采样电路包括：
电阻R2，电阻R2的一端连接BUS电压点，电阻R2的另一端连接有电阻R4，R4的另一端接地，在电阻R2和R4之间设有第一连接点，第一连接点与比较器U1的正向输入端连接。
3.根据权利要求1所述的母线电容自平衡电路，其特征在于，所述1\/2BUS电压采样电路包括：
电阻R3，电阻R3的一端连接1\/2BUS电压点，电阻R3的另一端连接有电阻R5，R5的另一端接地，在电阻R3和R5之间设有第二连接点，第二连接点与比较器U1的反向输入端连接。
4.根据权利要求1所述的母线电容自平衡电路，其特征在于，所述MOS管控制电路包括：
第一控制端经MOS管Q1驱动电路与MOS管Q1连接；
第二控制端上连接有反极性电路的输入端，反极性电路的输出端经MOS管Q2驱动电路与MOS管Q2连接。
设计说明书
技术领域
本实用新型属于电路领域，特别涉及母线电容自平衡电路。
背景技术
随着光伏组件的发展，光伏组件的开路电压越做越高，逆变器的安装地点也慢慢从低纬度地区拓展到高纬度地区。众所周知，光伏组件的开路电压随着环境温度的降低而升高。随着逆变器安装地点的维度增加，光伏组件的开路电压越来越高，额定电压为550V的单电容并联方案余量也越来越低。母线电容串联后再并联是解决上述的问题较为理想和成熟的方式。
常见的母线电容串并联方式通过电阻分压来完成1\/2BUS的平衡，如果电阻值过小，那么电阻上的损耗很高，对电阻的耐压和功率要求比较高；如果电阻值过大，那么1\/2BUS平衡速度就过于缓慢，不能及时响应母线电压，造成电容损耗不平衡，影响电容及母线的稳定性和寿命。
实用新型内容
为了解决现有技术中存在的缺点和不足，本实用新型提出了一种母线电容自平衡电路，借助比较器对MOS管的通断进行控制，从而能够对1\/2BUS电压进行快速调整，提升对母线电压的响应速度。
所述自平衡电路包括：
充放电主回路，在充放电主回路中设有电源以及BUS+、BUS-电压点，在BUS+、BUS-电压点之间设有串联的电容C1、C2，以及串联的MOS管Q1、Q2，MOS管Q1的D极与BUS+电压点连接，MOS管Q1的S极与MOS管Q2的D极连接，MOS管Q2的S极与BUS-电压点连接，在充放电主回路中还设有电阻R1，电阻R1的一端与MOS管Q1的S极连接，在电阻R1的另一端处还设有1\/2BUS电压点；
在充放电主回路中的BUS+电压点处连接有BUS电压采样电路，BUS采样电路连接有比较器U1的正向输入端，在充放电主回路的1\/2BUS电压点处还设有1\/2BUS电压采样电路，1\/2BUS采样电路连接有比较器U1的反向输入端；
在比较器U1的输出端处还连接有MOS管控制电路，MOS管控制电路的第一控制端与MOS管Q1相连，MOS管控制电路的第二控制端与MOS管Q2相连。
可选的，所述BUS电压采样电路包括：
电阻R2，电阻R2的一端连接BUS电压点，电阻R2的另一端连接有电阻R4，R4的另一端接地，在电阻R2和R4之间设有第一连接点，第一连接点与比较器U1的正向输入端连接。
可选的，所述1\/2BUS电压采样电路包括：
电阻R3，电阻R3的一端连接1\/2BUS电压点，电阻R3的另一端连接有电阻R5，R5的另一端接地，在电阻R3和R5之间设有第二连接点，第二连接点与比较器U1的反向输入端连接。
可选的，所述MOS管控制电路包括：
第一控制端经MOS管Q1驱动电路与MOS管Q1连接；
第二控制端上连接有反极性电路的输入端，反极性电路的输出端经MOS管Q2驱动电路与MOS管Q2连接。
本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是：
通过比较器在其正向输入端和反向输入端中输入电压值的高低不同，针对性的对设置在充放电主回路中的MOS管通断进行变化，从而对1\/2BUS电压点处的充放电过程进行控制，能够对1\/2BUS电压进行快速调整，提升对母线电压的响应速度。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提出的母线电容自平衡电路的结构示意图；
图2为本申请实施例提出的电压采样电路以及MOS管控制电路的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的结构和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的结构作进一步地描述。
实施例一
本实施例提出了一种母线电容自平衡电路，如图1、图2所示，所述自平衡电路包括：
充放电主回路，在充放电主回路中设有分别对BUS电压、1\/2BUS电压进行采样的BUS电压采样电路、1\/2BUS电压采样电路，并且在两个电压采集电路的输出端设有对充放电主回路中的MOS管的通断进行控制的MOS管控制电路。
具体的，在充放电主回路中设有电源以及BUS+、BUS-电压点，在BUS+、BUS-电压点之间设有串联的电容C1、C2，以及串联的MOS管Q1、Q2，MOS管Q1的D极与BUS+电压点连接，MOS管Q1的S极与MOS管Q2的D极连接，MOS管Q2的S极与BUS-电压点连接，在充放电主回路中还设有电阻R1，电阻R1的一端与MOS管Q1的S极连接，在电阻R1的另一端处还设有1\/2BUS电压点。在充放电主回路中的BUS+电压点处连接有BUS电压采样电路，BUS采样电路连接有比较器U1的正向输入端，在充放电主回路的1\/2BUS电压点处还设有1\/2BUS电压采样电路，1\/2BUS采样电路连接有比较器U1的反向输入端；在比较器U1的输出端处还连接有MOS管控制电路，MOS管控制电路的第一控制端与MOS管Q1相连，MOS管控制电路的第二控制端与MOS管Q2相连。
所述BUS电压采样电路包括：电阻R2，电阻R2的一端连接BUS电压点，电阻R2的另一端连接有电阻R4，R4的另一端接地，在电阻R2和R4之间设有第一连接点，第一连接点与比较器U1的正向输入端连接。
所述1\/2BUS电压采样电路包括：电阻R3，电阻R3的一端连接1\/2BUS电压点，电阻R3的另一端连接有电阻R5，R5的另一端接地，在电阻R3和R5之间设有第二连接点，第二连接点与比较器U1的反向输入端连接。
所述MOS管控制电路包括：第一控制端经MOS管Q1驱动电路与MOS管Q1连接；第二控制端上连接有反极性电路的输入端，反极性电路的输出端经MOS管Q2驱动电路与MOS管Q2连接。
基于上述母线电容自平衡电路的详细结构，其工作原理为：
当电容C1、C2的容值相同是，在无外加电路的条件下，电容C1、C2的公共点电压为1\/2倍的施加在C1、C2两端的电压。由R2、R4构成的BUS采样电路将BUS电压值按照R4\/(R2+R4)的比例反馈到比较器U1的正向端，由R3、R5构成的1\/2BUS采样电路将1\/2BUS电压值按照R5\/(R3+R5)的比例反馈到比较器U1的反向端。
当1\/2BUS电压点处的电压值等于BUS+电压点处电压值的一半时，比较器U1正向端的电压值(即R4两端的电压值)等于比较器反向端的电压值(即R5两端的电压值)，且此时的比较器U1正向端的电压值和比较器U1反向端的电压值均小于比较器U1的电源电压，最好是比较器U1电源电压的一半。
因为BUS+电压点处的电压相对于1\/2BUS电压点处的电压来说稳定很多，视为BUS+电压点处的电压不变。当由于后级的原因导致1\/2BUS电压点处的电压值出现上升时，比较器U1的反向端电压会同步上升，因为BUS电压点处的电压不变，所以比较器U1的正向端电压较之前无变化，此时比较器U1的反向端电压大于正向端电压，比较器U1输出低电平。
对应的，与比较器U1输出端直连的Q1驱动电路不动作，Q1断开；与比较器U1输出端通过反相器连接的Q2驱动电路为高电平，Q2闭合，此时1\/2BUS电压点通过R1和Q2连接到BUS-电压点，进行能量释放。
直到由R3、R5构成的1\/2BUS电压采样电路传输给比较器U1反向端的电压值降低到和比较器U1正向端的电压值相同时，Q2断开，1\/2BUS放电过程终止。
由于后级的原因导致1\/2BUS电压值出现下降时，比较器U1反向端电压值小于比较器U1正向端电压值，Q1闭合，BUS+给1\/2BUS充电，直到1\/2BUS电压值恢复到1\/2倍的母线电压，Q1断开，1\/2BUS充电过程终止。
需要注意的是，在图1、图2给出的详细结构示意图中，存在up和down的标识，该处标识的意思是两个名称相同的信号连接点表示信号是同一个信号。
另外在图2给出的Q1驱动、Q2驱动分别用于表示Q1、Q2的驱动电路，由于详细电路结构图较为复杂且为现有技术，因此图2中并给给出详细结构，反极性标识代表将电平反向处理的具体电路，典型结构为非门，因此在图2中并未给出详细结构。
本实施例提出了一种母线电容自平衡电路，包括充放电主回路，在充放电主回路中设有分别对BUS电压、1\/2BUS电压进行采样的BUS电压采样电路、1\/2BUS电压采样电路，并且在两个电压采集电路的输出端设有对充放电主回路中的MOS管的通断进行控制的MOS管控制电路。通过比较器在其正向输入端和反向输入端中输入电压值的高低不同，针对性的对设置在充放电主回路中的MOS管通断进行变化，从而对1\/2BUS电压点处的充放电过程进行控制，能够对1\/2BUS电压进行快速调整，提升对母线电压的响应速度。
上述实施例中的各个序号仅仅为了描述，不代表各部件的组装或使用过程中的先后顺序。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920295708.2
申请日:2019-03-08
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:86(杭州)
授权编号:CN209462277U
授权时间:20191001
主分类号:H02M 7/483
专利分类号:H02M7/483
范畴分类:37C;
申请人:浙江艾罗网络能源技术有限公司
第一申请人:浙江艾罗网络能源技术有限公司
申请人地址:311500 浙江省杭州市桐庐经济开发区石珠路288号
发明人:陈位旭;施鑫淼
第一发明人:陈位旭
当前权利人:浙江艾罗网络能源技术有限公司
代理人:项军
代理机构:33217
代理机构编号:杭州华鼎知识产权代理事务所（普通合伙）
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计