[实用新型]太阳能充电控制器的功率开关管的电压尖峰吸收保护电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能控制器技术领域，尤其涉及太阳能充电控制器的功率开关管的电压尖峰吸收保护电路。

背景技术

太阳能充电控制器用于太阳能电池向蓄电池充电过程的全程控制，采用PWM充电策略，通过控制功率开关管的开通与关断，来调节太阳能电池的输出电压和输出电流，进而可以实现太阳能电池功率输出的最大功率点跟踪（MPPT）。在实际应用中，一般采用低导通内阻的功率MOSFET作为功率开关管。太阳能控制器和太阳能电池以及蓄电池之间一般都通过较长的导线连接，在大电流充电的情况下，由于连接导线存在的分布电感、蓄电池内部等效的分布电感以及线路板上存在的寄生电感，当功率开关管快速导通和关断时，尤其是在功率开关管快速关断时，会产生很大的电流变化率，在上述分布电感和寄生电感的共同作用下，会形成很高的电压尖峰脉冲，增加了功率开关管的电压应力，极易导致功率开关管被击穿事故的发生。一旦功率开关管被击穿，那么充电过程就进入不可控状态，不仅太阳能电池功率输出的最大功率点跟踪无法实现，而且会造成蓄电池的输入过压和过充状态，大大缩短了蓄电池的使用寿命，严重情况下还会导致蓄电池过热爆炸事故的发生。

通过实际测试，在PWM信号的控制和驱动下，当功率开关管关断时，在控制器的太阳能电池正、负极输入端会产生正向电压尖峰，而在控制器的蓄电池正、负极输入端会产生负向电压尖峰，从而导致功率开关管的漏极和源极之间正电压尖峰脉冲。

目前市场上的目前市场上的太阳能充电控制器电路，包括太阳能电池、蓄电池、主控制器、功率开关管，太阳能电池正极与蓄电池正极连接，太阳能电池负极与蓄电池负极连接，功率开关管与太阳能电池、蓄电池构成充电回路，功率开关管的源极与太阳能电池的负极连接，功率开关管的的栅极与主控制器连接；功率开关管的的漏极与蓄电池的负极连接,有的太阳能充电控制器都没有完善的电压吸收保护机制，难以彻底消除潜在的安全隐患，而有的太阳能充电控制器仅仅在功率开关管的漏极和源极之间并联RC吸收电路或者RCD吸收电路，但是，仅靠功率开关管本身的RC吸收电路或者RCD吸收电路是难以有效地保证功率开关管安全可靠地工作，这种情况下，在功率开关管关断的瞬间，功率开关管的漏极和源极之间还是会产生很高的正电压尖峰脉冲，在功率开关管关断的瞬间，功率开关管的漏极和源极之间产生的正电压尖峰脉冲的峰峰值可以达到太阳能电池输出电压的3倍多，在这种情况下功率开关管被击穿的概率是非常大的。尤其是当太阳能电池输出电压很高以及充电电流很大时，就大大地加大了功率开关管被击穿的风险。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足而提供一种太阳能充电控制器的功率开关管的电压尖峰吸收保护电路，其降低了太阳能充电控制器的功率开关管的电压应力，防止功率开关管被击穿，同时也减小了功率开关管的功率损耗，功率开关管工作更安全。

本实用新型的目的通过以下技术措施实现：

太阳能充电控制器的功率开关管的电压尖峰吸收保护电路，包括主吸收保护电路、第二吸收保护电路，太阳能充电控制器采用共正极电路拓扑结构，太阳能电池的正极输入端和蓄电池的正极输入端连接，主吸收保护电路一端与太阳能电池的正极输入端连接，主吸收保护电路另一端与太阳能电池的负极输入端连接，第二吸收保护电路一端与蓄电池的正极输入端连接，第二吸收保护电路另一端与蓄电池的负极输入端连接。

主吸收保护电路包括电容C1、电阻R1、二极管D1；C1负极输入端与太阳能电池的负极输入端连接，C1的正极输入端与D1的负极输入端、R1的一端连接；D1的正极输入端、R1的另一端与太阳能电池的正极输入端连接。

第二吸收保护电路包括电容C2、电阻R2、二极管D2；C2负极输入端与蓄电池的负极输入端连接，C2的正极输入端与D2的正极输入端、R2的一端连接；D2的负极输入端、R2的另一端与蓄电池的正极输入端连接。

太阳能充电控制器的功率开关管的电压尖峰吸收保护电路还包括功率管Q2、电流检测电路，Q2的漏极与功率开关管Q1的漏极连接，Q2的源极与电流检测电路的一端连接，电流检测电路的另一端与蓄电池的负极连接。

太阳能充电控制器的功率开关管的电压尖峰吸收保护电路还包括第一个RCD吸收电路和第二个RCD吸收电路，第一个RCD吸收电路一端与功率开关管Q1的漏极连接，第一个RCD吸收电路另一端与功率开关管Q1的源极连接，第二个RCD吸收电路一端Q2的漏极连接，第二个RCD吸收电路的另一端与Q2的源极连接。