專利名稱：一種光伏逆變器過(guò)流保護(hù)自鎖電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光伏逆變器，特別是一種太陽(yáng)能光伏發(fā)電的并網(wǎng)逆變器的過(guò)流保護(hù)自鎖電路。
背景技術(shù)：
在我國(guó)，光伏發(fā)電系統(tǒng)主要是直流系統(tǒng)，即將太陽(yáng)電池發(fā)出的電能給蓄電池充電，而蓄電池直接給負(fù)載供電，如我國(guó)西北地區(qū)使用較多的太陽(yáng)能戶用照明系統(tǒng)以及遠(yuǎn)離電網(wǎng)的微波站供電系統(tǒng)均為直流系統(tǒng)。此類系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，但由于負(fù)載直流電壓的不同(如12V.24V.48V等)，很難實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化和兼容性，特別是民用電力，由于大多為交流負(fù)載，以直流電力供電的光伏電源很難作為商品進(jìn)入市場(chǎng)。逆變器(inverter)又稱電源調(diào)整器，是把直流電能(電池、蓄電瓶)轉(zhuǎn)變成交流電(一般為220v50HZ正弦或方波)。通俗的講，逆變器是一種將直流電(DC)轉(zhuǎn)化為交流電(AC)的裝置。在太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，根據(jù)逆變器在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的用途可分為獨(dú)立型電源用和并網(wǎng)用二種。光伏逆變器是應(yīng)用在太陽(yáng)能光伏發(fā)電領(lǐng)域的專用逆變器，它將太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的直流電通過(guò)電力電子變換技術(shù)轉(zhuǎn)換為能夠直接并入電網(wǎng)、負(fù)載的交流能量。是光伏系統(tǒng)中不可缺少的核心部件?，F(xiàn)有的光伏逆變器，在實(shí)際應(yīng)用中，由于環(huán)境的不穩(wěn)定，往往存在負(fù)載突變大的問(wèn)題，容易造成功率管燒毀。在保護(hù)手段中，采用的較多的是控制軟件的軟件調(diào)整、檢測(cè)保護(hù)方法，但是這種保護(hù)手段響應(yīng)速度慢，往往來(lái)不及響應(yīng)就已經(jīng)造成了功率元件的損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有的光伏逆變器的較為波動(dòng)的使用環(huán)境，發(fā)明一種應(yīng)用于光伏逆變器的過(guò)流保護(hù)自鎖電路，以減少因逆變器負(fù)載突變?cè)斐傻墓β使軗p壞。為達(dá)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的具體技術(shù)手段是:
這種逆變器的過(guò)流保護(hù)自鎖電路，包括保護(hù)輸出電路，特別是還包括控制逆變器功率器件的第一運(yùn)放器、第一段超載基準(zhǔn)電壓電路、回差電路、檢測(cè)電路、第二運(yùn)放器、第二段超載基準(zhǔn)電壓電路、單向輸出高電平電路和自鎖電路，第一運(yùn)放器的同、反向輸入端分別連接第一段超載基準(zhǔn)電壓電路和回差電路，回差電路連接在第一運(yùn)放器的輸出端和檢測(cè)之間，第一運(yùn)放器輸出到保護(hù)輸出電路；第二運(yùn)放器的同、反向輸入端分別連接檢測(cè)電路和第二段超載基準(zhǔn)電壓電路，第二運(yùn)放器輸出連接單向輸出高電平電路，單向輸出高電平電路連接自鎖電路，自鎖電路輸出連接到保護(hù)輸出電路。優(yōu)選的:第一、第二運(yùn)放器是型號(hào)為L(zhǎng)M224或者LM324的四運(yùn)放集成電路中的一種。具體的電路:所述的自鎖電路包括第三運(yùn)放器和并聯(lián)在其輸出端和同向輸入端的單向?qū)ㄆ骷谌\(yùn)放器的反向輸入端上連接第三基準(zhǔn)電壓。從霍爾檢測(cè)導(dǎo)入的檢測(cè)信號(hào)經(jīng)過(guò)本電路的處理，根據(jù)設(shè)定的第一和第二超載基準(zhǔn)電壓，能夠根據(jù)不同的超載情況，實(shí)現(xiàn)快速自鎖保護(hù)，同時(shí)區(qū)分情節(jié)，在第一超載基準(zhǔn)的情況下(一般設(shè)計(jì)為較低水平，如120%)可以在下降以后自動(dòng)恢復(fù)；在達(dá)到第二超載基準(zhǔn)的情況下(較高幅度的超載，危害嚴(yán)重，需要排查的情況下，如超載150%)，必須斷電重啟才能恢復(fù)。這樣就能避免后級(jí)負(fù)載遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)逆變器額定輸出負(fù)載，避免輸出負(fù)載過(guò)大沒(méi)有排除，反復(fù)重啟燒壞功率器件。整個(gè)電路成本低、速度快，比軟件控制更加安全可靠。


圖1，本發(fā)明的原理框圖。圖2，本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例電路圖。
具體實(shí)施例方式圖1是本發(fā)明的原理框圖，其中，檢測(cè)電路1、第一段超載基準(zhǔn)電壓電路2輸入到第一運(yùn)放器U1，是控制設(shè)計(jì)為較低水平的超載的比較保護(hù)電路，輸入和輸出端之間連接的回差電路4能夠使輸出的高電壓更加穩(wěn)定。同理，檢測(cè)電路I和第二段超載基準(zhǔn)電壓電路U2是控制設(shè)計(jì)為較高超載幅度的比較保護(hù)電路，輸出高電平電路5后輸入自鎖電路6，自鎖電路也包括有運(yùn)放器，該運(yùn)放器輸出和第一運(yùn)放器Ul的輸出構(gòu)成了保護(hù)輸出電路。圖2是基于本發(fā)明的基本原理的具體實(shí)施電路圖。結(jié)合圖2說(shuō)明本發(fā)明的具體工作方式:
第一段超載基準(zhǔn)電壓電路2包括兩個(gè)電阻R1、R2和+15V輸入電壓和接地，連接到第一運(yùn)放器Ul的反向輸入端口，檢測(cè)電路I是采集逆變器霍爾傳感器傳來(lái)的檢測(cè)信息，輸入到第一運(yùn)放器Ul的同向輸入端口。第一運(yùn)放器Ul輸出到二極管Dl。本實(shí)施例中，設(shè)定第一段超載為超過(guò)額定負(fù)載120%，第一運(yùn)放器Ul采用LM224通用運(yùn)放器。當(dāng)過(guò)載電流超過(guò)額定負(fù)載120%時(shí)，Ul輸出高電平，去控制功率器件的關(guān)斷，同時(shí)輸出的高電壓經(jīng)過(guò)二極管D2和電阻R5構(gòu)成回差電路4，進(jìn)一步抬高第一運(yùn)放器Ul同向輸入端口的電壓，使輸出的高電壓更加趨于穩(wěn)定。當(dāng)過(guò)載的峰值電流下降到100%時(shí)，第一運(yùn)放器Ul的正向輸入端正相壓低于反向輸入端負(fù)相電壓,第一運(yùn)放器Ul的輸出端輸出低電平，此時(shí)逆變器恢復(fù)正常工作。與檢測(cè)電路I連接的還有第二段超載基準(zhǔn)電壓電路3和第二運(yùn)放器U2，比較原理和第一段超載檢測(cè)保護(hù)相同。其中，第二段超載基準(zhǔn)電壓電路3由電阻R11、R12和+15V構(gòu)成。第二運(yùn)放器U2輸出連接一個(gè)由二極管D4和電阻R6接地構(gòu)成的高電平電路5，然后再輸入到構(gòu)成自鎖電路的第三運(yùn)放器U3的正向輸入端口，同樣，自鎖電路的第三運(yùn)放器U3的反向輸入端口上也連接一個(gè)由電阻R13、R15和+15V以及地構(gòu)成的基準(zhǔn)電路，自鎖電路6中還包括一個(gè)并聯(lián)在第三運(yùn)放器U3輸出端和正向輸入端的單向?qū)ㄆ骷O管D3。設(shè)定的第二段超載基準(zhǔn)電壓為超載150%，當(dāng)用戶使用負(fù)載超過(guò)額定負(fù)載的150%時(shí)，第二運(yùn)放器U2的反向輸入端正相電壓高于正向輸入端負(fù)相電壓，此時(shí)第二運(yùn)放器U2的輸出端輸出高電平，輸出的高電平經(jīng)過(guò)二極管D4送到第三運(yùn)放器U3的正向輸入端，正向輸入端電壓比反向輸入端的基準(zhǔn)電壓高，第三運(yùn)放器U3輸出端輸出高電平。輸出的高電平通過(guò)二極管D3把第三運(yùn)放器U3的正向輸入端同相端鉗制在高電平狀態(tài)。這樣，即使當(dāng)超過(guò)的150%的負(fù)載電流降低過(guò)后，第三運(yùn)放器U3的正向輸入端的電壓始終為高電平，第三運(yùn)放器U3始終輸出高電平，把逆變器完全關(guān)閉，只有待用戶把負(fù)載恢復(fù)正常后，重新啟動(dòng)逆變器后才能恢復(fù)正常工作狀態(tài)。 通過(guò)上述原理和方式，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。若使用本發(fā)明的電路，應(yīng)用于太陽(yáng)能光伏逆變器，明顯制造成本低、控制簡(jiǎn)單可靠，速度快，比軟件效率更高更安全，能有效避免功率器件的過(guò)載損壞。
權(quán)利要求
1.一種光伏逆變器過(guò)流保護(hù)自鎖電路，包括保護(hù)輸出電路，其特征是:包括控制逆變器功率器件的第一運(yùn)放器(U1)、第一段超載基準(zhǔn)電壓電路(2)、回差電路(4)、檢測(cè)電路(I)、第二運(yùn)放器(U2)、第二段超載基準(zhǔn)電壓電路(3)、單向輸出高電平電路(5)和自鎖電路(6)，所述的第一運(yùn)放器(Ul)的同、反向輸入端分別連接第一段超載基準(zhǔn)電壓電路(2)和回差電路(4)，回差電路(4)連接在第一運(yùn)放器的輸出端和檢測(cè)電路(I)之間，第一運(yùn)放器輸出到保護(hù)輸出電路；第二運(yùn)放器(U2)的同、反向輸入端分別連接檢測(cè)電路(I)和第二段超載基準(zhǔn)電壓電路(3)，第二運(yùn)放器輸出連接單向輸出高電平電路(5)，單向輸出高電平電路連接自鎖電路(6 )，自鎖電路輸出連接到保護(hù)輸出電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種光伏逆變器過(guò)流保護(hù)自鎖電路，其特征是:第一、第二運(yùn)放器是型號(hào)為L(zhǎng)M224或者LM324的四運(yùn)放集成電路中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種光伏逆變器過(guò)流保護(hù)自鎖電路，其特征是:所述的自鎖電路(6)包括第三運(yùn)放器(U3)和并聯(lián)在其輸出端和同向輸入端的單向?qū)ㄆ骷谌\(yùn)放器的反向輸入端上連接第三基準(zhǔn)電壓。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種光伏逆變器的過(guò)流保護(hù)自鎖電路，包括保護(hù)輸出電路，利用運(yùn)放器進(jìn)行比較保護(hù)，具體是第一運(yùn)放器的同、反向輸入端分別連接第一段超載基準(zhǔn)電壓電路和回差電路，回差電路連接在第一運(yùn)放器的輸出端和檢測(cè)之間，第一運(yùn)放器輸出到保護(hù)輸出電路；第二運(yùn)放器的同、反向輸入端分別連接檢測(cè)電路和第二段超載基準(zhǔn)電壓電路，第二運(yùn)放器輸出連接單向輸出高電平電路，單向輸出高電平電路連接自鎖電路，自鎖電路輸出連接到保護(hù)輸出電路。本發(fā)明成本低、速度快，控制安全可靠，能有效避免后級(jí)負(fù)載遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)逆變器額定輸出負(fù)載，避免輸出負(fù)載過(guò)大沒(méi)有排除，反復(fù)重啟燒壞功率器件。
文檔編號(hào)H02H7/122GK103117535SQ20131007431
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月8日
發(fā)明者杜安明 申請(qǐng)人:無(wú)錫和晶科技股份有限公司