【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及直流储能系统，特别是涉及一种旁路驱动电路、储能模块及直流储能系统。
技术介绍
1、直流储能系统是一种将电能存储在直流形式的储能装置中，并能够在需要时释放能量的系统，其主要构成部分包括：储能模块、电力电子转换器、控制系统、监控与保护系统等。目前，直流储能系统中容易出现储能模块供电掉电或个别储能模块的“黑模块”故障，导致储能模块无法正常工作，储能系统的容量减少，严重时可能导致系统因保护机制而跳闸，影响系统运行的稳定性和可靠性。
2、中国专利cn 116960901 a公开了一种dc/dc子模块旁路开关触发电路及检测电路，包括可编程芯片fpga、推挽电路和晶闸管；所述fpga接收阀层控制器下发的旁路触发高电平命令后，通过旁路模块将其转化为周期脉冲信号，所述的周期脉冲信号进入推挽电路中，输出驱动电流，实现对晶闸管门极的控制；该专利中是基于晶闸管驱动电路方案实现半桥电路，此外配置有高靠性dc/dc子模块，结构复杂，成本较高。中国专利cn206575326 u公开了一种旁路电路，所述的旁路电路是基于igbt串联构成全控型电子开关，此开关布置在h桥端口，可以解决h桥的旁路需求，但无法解决因供电电源掉电和“黑模块”故障造成的级联h桥无法旁路问题。
3、综上，现有技术公开的旁路电路及储能系统还存在结构复杂、无法及时处理供电掉电及“黑模块”故障的问题，不利于直流储能系统的稳定可靠运行，因此需要本领域技术人员进一步进行技术改进及创新。
技术实现思路
1、本专利技术的
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、一种旁路驱动电路，所述旁路驱动电路通过半桥电路与电池包连接，所述旁路驱动电路包括mcu最小系统电路以及与mcu最小系统电路电连接的24v电源监测电路、2路pwm驱动电路、故障反馈和防直通电路和电源转换电路；
4、所述24v电源监测电路用于实时监测24v电源供电状态；
5、所述2路pwm驱动电路分别为半桥上管驱动电路、半桥下管驱动电路，分别与半桥电路中两个全控型半导体器件电连接，用于驱动两个全控型半导体器件的导通、关断；
6、所述故障反馈和防直通电路包括故障反馈电路和防直通电路，分别用于反馈故障信号及防直通；
7、所述电源转换电路用于转换外部电源，为所述旁路驱动电路供电；
8、所述mcu最小系统电路用于基于24v电源供电状态、反馈的故障信号，向2路pwm驱动电路发出脉冲控制信号，驱动两个全控型半导体器件的导通、关断。
9、进一步地，所述24v电源监测电路包括电阻r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7，电容c1、c2，光耦u1、u2；所述电阻r1、电阻r2串联，并分别连接24v电源的正极、负极，电阻r1和电阻r2的公共端分别与电容c1的一端、电阻r4的一端、电阻r3的一端连接；电阻r4的另一端和光耦u1的第一引脚连接，电阻r3的另一端与光耦u2连接，光耦u2连接故障反馈电路；光耦u1的第二引脚、电容c1的另一端分别与24v电源的负极连接；光耦u1的第四引脚分别与电阻r5的一端、电阻r6的一端连接，电阻r6的另一端、电容c2的一端连接到半桥下管驱动电路；所述电阻r5的另一端接20v电源的正极，光耦u1的第三引脚、电容c2的另一端分别接20v电源的负极。
10、进一步地，所述两个全控型半导体器件分别为全控型半导体器件q1和全控型半导体器件q2，全控型半导体器件q1与电池包正极连接，全控型半导体器件q2与电池包负极连接；
11、所述半桥上管驱动电路包括依次电连接的电阻r12、光耦u4、推挽电路一、电阻rg1，所述电阻r12与所述mcu最小系统电路连接，所述电阻rg1与全控型半导体器件q1连接；
12、所述半桥下管驱动电路包括依次电连接的电阻r8、光耦u5、二极管d2、推挽电路二、电阻rg2，所述电阻r8与所述mcu最小系统电路连接，所述电阻rg2与全控型半导体器件q2连接；所述推挽电路二的基极通过二极管d1连接到所述24v电源监测电路。
13、进一步地，所述故障反馈电路包括电阻r7，所述电阻r7的一端与所述mcu最小系统电路连接，另一端与所述24v电源监测电路连接，且所述电阻r7与所述24v电源监测电路的连接交点接入3.3v电源，3.3v电源与所述mcu最小系统电路连接。
14、进一步地，所述防直通电路包括二极管d3、电阻r9、光耦u3、电阻r10、电阻r11、电容c3、二极管d4，所述mcu最小系统与所述二极管d3的阳极连接，二极管d3的阴极与电阻r9的一端连接，所述电阻r9的另一端与光耦u3的第一引脚连接，光耦u3的第四引脚分别与电阻r10的一端、电阻r11的一端连接，电阻r10的另一端分别与电容c3的一端、二极管d4的阳极连接；电阻r11的另一端接20v_b电源的正极，光耦u3的第三引脚、电容c3的另一端分别接20v_b电源的负极；二极管d4的阴极连接到半桥下管驱动电路。
15、进一步地，所述电源转换电路设置有2组，2组电源转换电路采用不同电压、功率，一组是由外部24v电源经过电气隔离输出多路电源，包括20v电源、3.3v电源，另一组由外部12v电源经过电气隔离输出单路电源，为20v电源。
16、进一步地，所述mcu最小系统电路用于基于24v电源供电状态、反馈的故障信号，向2路pwm驱动电路发出脉冲控制信号，驱动两个全控型半导体器件的导通、关断，具体包括：
17、所述mcu最小系统电路接收到24v电源掉电信号或“黑模块”故障信号，控制半桥下管驱动电路输出高电平信号，使得全控型半导体器件q2导通，电池包被全控型半导体器件q2旁路。
18、本专利技术还提供一种储能模块，包括电池包、半桥电路以及上述的旁路驱动电路，所述半桥电路包括两个全控型半导体器件，两个全控型半导体器件串接，两个全控型半导体器件之间形成半桥中点；两个全控型半导体器件分别连接电池包的正极、负极，所述电池包的两端还并联有电容器c0。
19、本专利技术还提供一种直流储能系统，包括若干并联设置的直流链式储能单元，每个所述直流链式储能单元包括多个上述的储能模块，多个所述储能模块级联后依次与电抗器、直流开关连接。
20、进一步地，每个所述直流链式储能单元中，第一个储能模块的半桥中点依次与电抗器、直流开关连接，直流开关连接到直流正端dc+，第一个储能模块的负极与第二个储能模块的半桥中点连接，第二个储能模块的负极与第三个储能模块的半桥中点连接，以此类推，最后一个储能模块的负极连接到直流负端dc－。
21、与现有技术相比，本专利技术提供的旁路驱动电路、储能模块及直流储能系统的技术效果如下：
22、(本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种旁路驱动电路，其特征在于，所述旁路驱动电路通过半桥电路与电池包连接，所述旁路驱动电路包括MCU最小系统电路以及与MCU最小系统电路电连接的24V电源监测电路、2路PWM驱动电路、故障反馈和防直通电路和电源转换电路；
2.根据权利要求1所述的旁路驱动电路，其特征在于，所述24V电源监测电路包括电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7，电容C1、C2，光耦U1、U2；所述电阻R1、电阻R2串联，并分别连接24V电源的正极、负极，电阻R1和电阻R2的公共端分别与电容C1的一端、电阻R4的一端、电阻R3的一端连接；电阻R4的另一端和光耦U1的第一引脚连接，电阻R3的另一端与光耦U2连接，光耦U2连接故障反馈电路；光耦U1的第二引脚、电容C1的另一端分别与24V电源的负极连接；光耦U1的第四引脚分别与电阻R5的一端、电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端、电容C2的一端连接到半桥下管驱动电路；所述电阻R5的另一端接20V电源的正极，光耦U1的第三引脚、电容C2的另一端分别接20V电源的负极。
3.根据权利要求1所述的旁路驱动电路，其特征在于，所述两个全控型
4.根据权利要求1所述的旁路驱动电路，其特征在于，所述故障反馈电路包括电阻R7，所述电阻R7的一端与所述MCU最小系统电路连接，另一端与所述24V电源监测电路连接，且所述电阻R7与所述24V电源监测电路的连接交点接入3.3V电源，3.3V电源与所述MCU最小系统电路连接。
5.根据权利要求1所述的旁路驱动电路，其特征在于，所述防直通电路包括二极管D3、电阻R9、光耦U3、电阻R10、电阻R11、电容C3、二极管D4，所述MCU最小系统与所述二极管D3的阳极连接，二极管D3的阴极与电阻R9的一端连接，所述电阻R9的另一端与光耦U3的第一引脚连接，光耦U3的第四引脚分别与电阻R10的一端、电阻R11的一端连接，电阻R10的另一端分别与电容C3的一端、二极管D4的阳极连接；电阻R11的另一端接20V电源的正极，光耦U3的第三引脚、电容C3的另一端分别接20V电源的负极；所述二极管D4的阴极连接到半桥下管驱动电路。
6.根据权利要求1所述的旁路驱动电路，其特征在于，所述电源转换电路设置有2组，2组电源转换电路采用不同电压、功率，一组是由外部24V电源经过电气隔离输出多路电源，包括20V电源、3.3V电源；另一组由外部12V电源经过电气隔离输出单路电源，为20V电源。
7.根据权利要求3所述的旁路驱动电路，其特征在于，所述MCU最小系统电路用于基于24V电源供电状态、反馈的故障信号，向2路PWM驱动电路发出脉冲控制信号，驱动两个全控型半导体器件的导通、关断，具体包括：
8.一种储能模块，其特征在于，包括电池包、半桥电路以及权利要求1-7任一项所述的旁路驱动电路，所述半桥电路包括两个全控型半导体器件，两个全控型半导体器件串接，两个全控型半导体器件之间形成半桥中点；两个全控型半导体器件分别连接电池包的正极、负极，所述电池包的两端还并联有电容器C0。
9.一种直流储能系统，其特征在于，包括若干并联设置的直流链式储能单元，每个所述直流链式储能单元包括多个权利要求8所述的储能模块，多个所述储能模块级联后依次与电抗器、直流开关连接。
10.根据权利要求9所述的直流储能系统，其特征在于，每个所述直流链式储能单元中，第一个储能模块的半桥中点依次与电抗器、直流开关连接，直流开关连接到直流正端DC+，第一个储能模块的负极与第二个储能模块的半桥中点连接，第二个储能模块的负极与第三个储能模块的半桥中点连接，以此类推，最后一个储能模块的负极连接到直流负端DC－。
...【技术特征摘要】
1.一种旁路驱动电路，其特征在于，所述旁路驱动电路通过半桥电路与电池包连接，所述旁路驱动电路包括mcu最小系统电路以及与mcu最小系统电路电连接的24v电源监测电路、2路pwm驱动电路、故障反馈和防直通电路和电源转换电路；
2.根据权利要求1所述的旁路驱动电路，其特征在于，所述24v电源监测电路包括电阻r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7，电容c1、c2，光耦u1、u2；所述电阻r1、电阻r2串联，并分别连接24v电源的正极、负极，电阻r1和电阻r2的公共端分别与电容c1的一端、电阻r4的一端、电阻r3的一端连接；电阻r4的另一端和光耦u1的第一引脚连接，电阻r3的另一端与光耦u2连接，光耦u2连接故障反馈电路；光耦u1的第二引脚、电容c1的另一端分别与24v电源的负极连接；光耦u1的第四引脚分别与电阻r5的一端、电阻r6的一端连接，电阻r6的另一端、电容c2的一端连接到半桥下管驱动电路；所述电阻r5的另一端接20v电源的正极，光耦u1的第三引脚、电容c2的另一端分别接20v电源的负极。
3.根据权利要求1所述的旁路驱动电路，其特征在于，所述两个全控型半导体器件分别为全控型半导体器件q1和全控型半导体器件q2，全控型半导体器件q1与电池包正极连接，全控型半导体器件q2与电池包负极连接；
4.根据权利要求1所述的旁路驱动电路，其特征在于，所述故障反馈电路包括电阻r7，所述电阻r7的一端与所述mcu最小系统电路连接，另一端与所述24v电源监测电路连接，且所述电阻r7与所述24v电源监测电路的连接交点接入3.3v电源，3.3v电源与所述mcu最小系统电路连接。
5.根据权利要求1所述的旁路驱动电路，其特征在于，所述防直通电路包括二极管d3、电阻r9、光耦u3、电阻r10、电阻r11、电容c3、二极管d4，所述mcu最小系统与所述二极管d3的阳极连接，二极管d3的阴极与...
【专利技术属性】
技术研发人员：张红波，林卫星，吕海宝，王佩，仇润鎏，张明露，左文平，
申请(专利权)人：厦门和储能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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