專利名稱：光伏防火斷路器電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種光伏防火斷路器電路。
背景技術(shù)：
隨著光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢及政府政策導(dǎo)向，光伏建筑一體化被視為拯救國內(nèi)光伏行業(yè)的有效途徑之一，相應(yīng)的建筑節(jié)能目標(biāo)也被國家列入十二五計劃之中，光伏建筑一體化正進(jìn)入高速發(fā)展階段。然而，在大力推動節(jié)能與建筑相結(jié)合的同時，光伏系統(tǒng)的防火一直是行業(yè)內(nèi)隱而不談的問題。與在開闊地建設(shè)的光伏電站不同的是，當(dāng)光伏產(chǎn)品被廣泛的運用到建筑中，人民的生命及財產(chǎn)安全及消防人員的安全將是一個不容忽視的問題。本項目提出的BIPV項目的防火產(chǎn)品及系統(tǒng)集成的研究主要關(guān)注在光伏電站直流側(cè)的防火監(jiān)控，預(yù)防及直流側(cè)的電源切斷方式，這些產(chǎn)品的研發(fā)與集成具有創(chuàng)新意義，在光伏系統(tǒng)上的應(yīng)用也屬首次。近幾年來，針對此隱患的研究也越來越多，例如UL實驗室于2011年6月份左右出具的光伏消防實驗報告，更突出了此項研究的重要性。更多的媒體評論出現(xiàn)在各種網(wǎng)站及報端，然而目前，國內(nèi)外對于光伏的消防并沒有可靠的產(chǎn)品，所以在新產(chǎn)品上市前，在光伏建筑火災(zāi)發(fā)生并引起重視前，針對此系統(tǒng)的研發(fā)將具有開創(chuàng)性的意義。光伏與建筑一體化，S卩:“BIPV”，是太陽能光伏發(fā)電的重要方法之一，其主要是并網(wǎng)發(fā)電。為了和電網(wǎng)電壓一致和提高系統(tǒng)效率、降低制造成本，通常是將多塊電壓等級為24或者36V的太陽電池組件串聯(lián)，因此光伏直流系統(tǒng)的電壓比較高，工作可以達(dá)到600伏左右，如果開路電壓可能達(dá)到800V以上。和建筑物緊密結(jié)合以后會產(chǎn)生許多安全問題:I):消防安全 沒有辦法解決。當(dāng)建筑物發(fā)生火災(zāi)以后，由于建筑物有600V的帶電體，同時這個帶電體只要有光照就存在，致使消防隊無法施救。2):如果太陽電池組件發(fā)生漏電，可能造成建筑物帶電，造成人身電壓會事故，即使漏電保護(hù)器動作，光伏方陣仍然帶電，無法對觸電者施救。3):目前的技術(shù)是當(dāng)發(fā)現(xiàn)太陽電池組件發(fā)生漏電故障時，自動斷開逆變器的直流輸入，但是這時候光伏方陣電壓會突然升高，會造成更大的事故。

實用新型內(nèi)容實用新型目的:針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題與不足，本實用新型提供一種光伏防火斷路器電路。根據(jù)太陽電池的基本特性，它在開路或短路的情況下不會損壞，本實用新型的光伏防火斷路器電路在出現(xiàn)事故時，立即將太陽電池組件開路或者短路，使方陣停止發(fā)電?？梢酝ㄟ^遠(yuǎn)程控制繼電器的通斷來實現(xiàn)對太陽能方陣發(fā)電的控制。技術(shù)方案:一種光伏防火斷路器電路，包括主控制電路、電源電路、通信電路和繼電器控制電路；所述通信電路將用于使太陽電池組件工作、開路或者短路遠(yuǎn)程控制信號模數(shù)轉(zhuǎn)換后發(fā)送給主控制電路；所述主控制電路根據(jù)接收到的控制信號，通過繼電器控制電路控制太陽電池組件進(jìn)行工作、開路或者短路；所述電源電路分別給主控制電路、通信電路和繼電器控制電路供電。所述主控制電路通過STM8S207S6T6C處理器的SWl和SW2兩個撥碼開關(guān)為光伏防火斷路器設(shè)置地址；STM8S207S6T6C處理器的UARTl接口和UART3接口分別與通信電路的一路485電路連接，分別用于與PC控制端和控制臺端通訊；STM8S207S6T6C處理器的PBO PB5接口用于控制繼電器工作，PB6、PB7可根據(jù)需要進(jìn)行擴展。所述電源電路由24V蓄電池接到接線端子J2接口為光伏防火斷路器電路供電，電源經(jīng)電解電容C5濾波后輸入DC/DC芯片LM2596，穩(wěn)壓濾波后輸出5V的電壓給STM8S207S6T6C處理器供電，485電路的電壓由電源隔離芯片B0505S-1W穩(wěn)壓后供給，以隔離通信電路，減小其受到的干擾。所述通信電路使用Modbus-RTU通訊協(xié)議，其物理接口選用RS485兩線制接口 ；光伏防火斷路器上備有兩路485通道，分別供PC控制端和控制臺通信；485電路采用高速光耦6N137，保證電路可以進(jìn)行高速通信，控制芯片為MAX487芯片。所述繼電器控制電路集中控制光伏串聯(lián)組件間的通斷，并匯流輸出；并預(yù)留有6個繼電器控制端口，根據(jù)需要進(jìn)行擴展，繼電器常閉端串聯(lián)在光伏組件之間，常開端并聯(lián)在光伏組件兩端，繼電器工作時同時實現(xiàn)光伏陣列的裂解和光伏組件的短路；當(dāng)繼電器控制端輸出高電平時，NPN管S9013導(dǎo)通工作，繼電器輸入端被施加24V的正向電壓，繼電器工作；當(dāng)繼電器控制端輸出低電平時，NPN管S9013截止，繼電器輸入端沒有電壓，繼電器恢復(fù)原狀態(tài)。有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型所提供的光伏防火斷路器電路，可以集中控制光伏組件，在建筑物發(fā)生火災(zāi)、或者光伏組件發(fā)生漏電時，光伏方陣中各個串聯(lián)的光伏組件能夠迅速裂解為低電壓的單體光伏組件，并將單體光伏組件短路，使方陣停止發(fā)電，待事故過后回復(fù)正常。在正常情況下，電流經(jīng)過的是繼電器的常閉端，功耗小，對光伏系統(tǒng)的發(fā)電效率影響小。本實用新型可以同時控制8 32路光伏組件，可以滿足同步控制一組常用串聯(lián)光伏方陣，多個串聯(lián)后可以達(dá)到集中控制光伏陣列發(fā)電的目的。使用蓄電池供電，安裝安全，方便。

圖1為本實用新型實施例的原理圖；圖2為本實用新型實施例的主控電路圖；圖3為本實用新型實施例的電源電路圖；圖4為本實用新型實施例的通信電路圖；圖5為本實用新型實施例的繼電器控制電路圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例，進(jìn)一步闡明本實用新型。如圖1所示，光伏防火斷路器電路，包括主控制電路、電源電路、通信電路和繼電器控制電路；所述通信電路將用于使太陽電池組件工作、開路或者短路遠(yuǎn)程控制信號模數(shù)轉(zhuǎn)換后發(fā)送給主控制電路；所述主控制電路根據(jù)接收到的控制信號，通過繼電器控制電路控制太陽電池組件進(jìn)行工作、開路或者短路；所述電源電路分別給主控制電路、通信電路和繼電器控制電路供電。如圖2所示，主控制器使用ST的STM8S207S6T6C處理器，數(shù)據(jù)處理速率20MIPS;容量32KFlash和2KRAM ;通路數(shù)341/0。使用SWl和SW2兩個撥碼開關(guān)為光伏防火斷路器設(shè)置地址，插件Jl用于軟件調(diào)試。芯片STM8S207S6T6C的UARTl接口和UART3接口各與I路485電路相接，分別用于與PC控制端和控制臺端通訊，芯片STM8S207S6T6C的PBO PB5接口用于控制繼電器工作，PB6、PB7可根據(jù)需要進(jìn)行擴展。如圖3所示，由24V蓄電池接到J2接口為系統(tǒng)供電，電源經(jīng)電解電容C5濾波后輸入DC/DC芯片LM2596，穩(wěn)壓濾波后輸出5V的電壓給主芯片STM8S207S6T6C供電，485電路的電壓由電源隔離芯片B0505S-1W穩(wěn)壓后供給，以隔離通信電路，較小其受到的干擾。如圖4所示，通信電路使用Modbus-RTU通訊協(xié)議，其物理接口選用最常用的RS485兩線制接口。光伏防火斷路器上備有兩路485通道，分別供PC控制端和控制臺通信。485電路采用高速光耦6N137，保證電路可以進(jìn)行高速通信，控制芯片使用常用的MAX487芯片。如圖5所示，繼電器控制電路:集中控制光伏串聯(lián)組件間的通斷，并匯流輸出。預(yù)留有6個繼電器控制端口，并且還可以根據(jù)需要進(jìn)行擴展，繼電器常閉端串聯(lián)在光伏組件之間，常開端并聯(lián)在光伏組件兩端，繼電器工作時可以同時實現(xiàn)光伏陣列的裂解和光伏組件的短路。當(dāng)繼電器控制端輸出高電平時，NPN管S9013導(dǎo)通工作，繼電器輸入端被施加24V的正向電壓，繼電器工作；當(dāng)繼電器控制端輸出低電平時，NPN管S9013截止，繼電器輸入端沒有電壓，繼電器恢復(fù)原狀態(tài)。以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本實用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種光伏防火斷路器電路，其特征在于:包括主控制電路、電源電路、通信電路和繼電器控制電路；所述通信電路將用于使太陽電池組件工作、開路或者短路遠(yuǎn)程控制信號模數(shù)轉(zhuǎn)換后發(fā)送給主控制電路；所述主控制電路根據(jù)接收到的控制信號，通過繼電器控制電路控制太陽電池組件進(jìn)行工作、開路或者短路；所述電源電路分別給主控制電路、通信電路和繼電器控制電路供電。
2.如權(quán)利要求1所述的光伏防火斷路器電路，其特征在于:所述主控制電路通過STM8S207S6T6C處理器的SWl和SW2兩個撥碼開關(guān)為光伏防火斷路器設(shè)置地址；STM8S207S6T6C處理器的UARTl接口和UART3接口分別與通信電路的一路485電路連接，分別用于與PC控制端和控制臺端通訊；STM8S207S6T6C處理器的ΡΒ(ΓΡΒ5接口用于控制繼電器工作，ΡΒ6、ΡΒ7為擴展接口。
3.如權(quán)利要求1所述的光伏防火斷路器電路，其特征在于:所述電源電路由24V蓄電池接到接線端子J2接口為光伏防火斷路器電路供電，電源經(jīng)電解電容C5濾波后輸入DC/DC芯片LM2596，穩(wěn)壓濾波后輸出5V的電壓給STM8S207S6T6C處理器供電，485電路的電壓由電源隔離芯片B0505S-1W穩(wěn)壓后供給。
4.如權(quán)利要求1所述的光伏防火斷路器電路，其特征在于:所述通信電路使用Modbus-RTU通訊協(xié)議，其物理接口選用RS485兩線制接口 ；光伏防火斷路器上備有兩路485通道，分別供PC控制端和控制臺通信；485電路采用高速光耦6Ν137，控制芯片為ΜΑΧ487芯片。
5.如權(quán)利要求1所述的光伏防火斷路器電路，其特征在于:所述繼電器控制電路集中控制光伏串聯(lián)組件間的通斷，并匯流輸出；并預(yù)留有6個繼電器控制端口，繼電器常閉端串聯(lián)在光伏組件之間，常開端并聯(lián)在光伏組件兩端，繼電器工作時同時實現(xiàn)光伏陣列的裂解和光伏組件的短路；當(dāng)繼電器控制端輸出高電平時，NPN管S9013導(dǎo)通工作，繼電器輸入端被施加24V的正向電壓， 繼電器工作；當(dāng)繼電器控制端輸出低電平時，NPN管S9013截止。
專利摘要本實用新型公開一種光伏防火斷路器電路，包括主控制電路、電源電路、通信電路和繼電器控制電路；通信電路將用于使太陽電池組件工作、開路或者短路遠(yuǎn)程控制信號模數(shù)轉(zhuǎn)換后發(fā)送給主控制電路；主控制電路根據(jù)接收到的控制信號，通過繼電器控制電路控制太陽電池組件進(jìn)行工作、開路或者短路；電源電路分別給主控制電路、通信電路和繼電器控制電路供電。本實用新型集中控制光伏組件，在建筑物發(fā)生火災(zāi)、或者光伏組件發(fā)生漏電時，光伏方陣中各個串聯(lián)的光伏組件能夠迅速裂解為低電壓的單體光伏組件，并將單體光伏組件短路，使方陣停止發(fā)電，待事故過后回復(fù)正常。正常情況下，電流經(jīng)過的是繼電器的常閉端，功耗小，對光伏系統(tǒng)的發(fā)電效率影響小。
文檔編號G05B19/048GK202995358SQ20122062725
公開日2013年6月12日 申請日期2012年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月23日
發(fā)明者賈艷剛, 文霞, 田介花, 張著俊, 付廣躍, 馮建 申請人:中電電氣(南京)太陽能研究院有限公司