该系列 DC/DC 转换器接受 200-1500VDC 的宽输入范围,为系统中的监控和控制电路提供 24V、12V 和 5V 的标准输出电压。与交流电源或电池电源相比,PVxx-29Bxx 简化了接线设计,降低了系统制造和维护成本。该转换器还具有多种保护功能,可在发生故障时提高系统安全性。
2015年巴黎气候大会达成了对各方具有法律约束力、切实可行的碳减排协议,进一步推动了光伏产业、风电等绿色新能源技术的发展和普及。 2015年,中国通过了经济社会发展“十三五”规划,其中包括光伏发电市场持续发展规划,目标是建设更多光伏发电设施,装机容量达到150吉瓦。随着国内外政策的支持、市场的要求以及能源互联网的发展,光伏发电将规模不断扩大,控制更加智能化,有利于降低光伏成本、促进技术创新和发展。更新产业。
光伏发电系统
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图1:光伏发电系统
光伏发电行业的共同目标是创造一种成本更低、效率更高的清洁能源。目前,光伏发电系统都是基于1000Vdc输入的设计。然而,如果系统能够接受更高的电压输入,则可以降低线路损耗,从而可以额外提高1.5%~2.0%的效率。 GTM的市场研究预计,2016年1500Vdc光伏发电系统将占需求的9%,相当于4.6GW。因此,1500Vdc光伏发电系统必然成为电力行业的发展趋势。
光伏发电系统的基本结构及要求
光伏发电系统由太阳能电池板、汇流箱、直流配电柜、逆变器和升压变压器组成(图1:光伏发电系统)。在该系统中,为了减少太阳能电池板阵列与逆变器之间的接线,阵列按组搭建,并联后进入太阳能汇流器,然后通过直流柜向太阳能提供直流电。逆变器然后并入电网。
不同地区、季节、时间的阳光照射下,太阳能电池板阵列的输出电压有很大差异。而太阳能汇流器需要检测每组太阳能电池板阵列的电压、电流、功率和防雷情况,并实现故障报警、定位和通信等功能。太阳能逆变器在将直流电转换为交流电的同时,需要检测电压、电流并驱动控制板。
由于太阳能电池板阵列输出通常高于1kv,常规电源模块无法接受高压线的电压作为输入,如果采用外部电源驱动太阳能汇流器和逆变器多个检测单元的方案,工作电压不稳定,可能会出现接线和单一短路问题,导致整个检测系统断电。
因此,光伏发电系统设备应考虑电源的以下因素:
输入电压和输出电压:例如200-1500VDC输入和12V/15V/24V标准输出
原副边隔离:4000VAC
多重保护:输入欠压保护、输入反接保护、输出过流保护、短路保护、输出过压保护等。
恶劣环境下的高可靠性
输出电压:12V/15V/24V可选
为了满足光伏发电应用需求,金升阳推出了一系列200-1500VDC输入、4000VAC隔离的DC-DC转换器。此外,金升阳还有一整套DC-DC解决方案,可以保证电路不同单元的安全隔离。
光伏汇流箱监控单元电源解决方案
为了增强可靠性和实用性,光伏汇流箱配备了直流防雷保护模块、直流熔断器、断路器以及控制处理、工作状态监测和通讯电路等功能电路。
光伏汇流箱监控单元电源解决方案
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图2:光伏汇流箱监控单元电源方案
图2所示为典型的太阳能汇流箱监控单元。凭借PVxx29B24的200-1500VDC输入、4000VAC隔离的特性,从太阳能电池板阵列获取电源并将其转换为24VDC供监控单元变得更加简单。 DC-DC转换器F0505S-1WR2用于驱动高低压隔离的霍尔传感器。 DC-DC转换器B0503XT-2WR2为MCU提供3.3V隔离直流电。收发器TD501D485H集成了隔离的串行通信信号和隔离的电源,可以阻碍电磁干扰,避免地环路干扰。该方案在功能上满足要求,同时提供安全隔离,简单可靠。
光伏逆变器监控单元电源解决方案
在前端,汇流箱用于汇流,经过直流柜监控后,通过逆变器将直流电压转换为交流电压。还需要对逆变器的变换过程进行监视、控制和通信,以确保逆变电压满足要求。该监控单元可以接受来自总线的200-1500VDC的宽输入范围。
光伏逆变器监控单元电源解决方案
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图3:光伏逆变器监控单元电源方案
如图3所示,PVxx-29B24从高压总线获取电源并降压至24VDC,低压降稳压器K7805-500R3和K7815-500R3可以为其后面的电路提供高效率的正确电压。 B0503XT-2WR2 为 MCU 提供 3.3V 隔离直流电压。收发器TD501D485H集成了隔离的串行通信信号和隔离的电源,可以阻碍电磁干扰,避免地环路干扰。 QP12W08S-37是隔离DC-DC集成IGBT驱动器,可以简化设计并提高可靠性。
PVxx-29Bxx DC-DC转换器简介
PVxx-29Bxx是一款高可靠性DC-DC转换器,具有200-1500VDC输入、4000VAC隔离和内置多重保护功能,可广泛应用于光伏发电和高压逆变应用,作为稳定可靠的电源,
特征:
超宽输入电压范围:200~1500VDC
工业级工作温度:-40℃~+70℃
4000VAC I/O隔离电压
高效率、低纹波、低噪音
输入欠压保护、输入反接保护、输出短路、过流、过压保护
符合EN62109,UL508(待定)
PCB 安装、DIN 导轨安装可用
PVxx-29Bxx的框图如图5所示。它采用反激式拓扑结构,采用成熟可靠的PWM控制IC,采用高压双晶体管串联和隔离电源的设计。高压启动电路采用金升阳高压启动技术,具有输入欠压、输出过流、短路保护等多重保护电路,可靠性高。
PVxx-29Bxx系列原理图
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图5:PVxx-29Bxx系列原理图
结论
综上所述,光伏能源是一个充满前景的市场,金升阳正在为该行业的正确应用开发合适的产品,以获得更清洁的电力。针对1500VDC太阳能光伏系统监控的具体要求,金升阳推出了可接受1500Vdc输入的PVxx-29Bxx,并提供全套电源解决方案,以简化客户的设计,节省成本,并保证系统的可靠性。