一種二級(jí)過載保護(hù)方法及應(yīng)用該方法的逆變器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種二級(jí)過載保護(hù)方法，包括，步驟一：檢測(cè)逆變器前級(jí)的DC/DC變換電路的電池電壓，通過直流反饋單元將該電壓值向CPU單元反饋，并將該電壓值與第一預(yù)設(shè)值比對(duì)，若該電壓值大于第一預(yù)設(shè)值，CPU單元使逆變器前級(jí)關(guān)閉輸出；步驟二：檢測(cè)逆變器后級(jí)的DC/AC逆變回路的負(fù)載電壓，通過交流反饋單元將該電壓值向CPU單元反饋，并將該電壓值與第二預(yù)設(shè)值比對(duì)，若該電壓值大于第二預(yù)設(shè)值，CPU單元使逆變器關(guān)閉輸出；還公開了一種逆變器，包括前級(jí)的DC/DC變換電路、后級(jí)的DC/AC逆變回路、電池單元、CPU單元、直流反饋單元、交流反饋單元。本發(fā)明提供的逆變器，該逆變器在前級(jí)過載保護(hù)失效時(shí)可通過后級(jí)進(jìn)行彌補(bǔ)，最終關(guān)閉輸出，從而達(dá)到過載保護(hù)目的。
【專利說明】
一種二級(jí)過載保護(hù)方法及應(yīng)用該方法的逆變器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電子電力技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及逆變器的二級(jí)過載保護(hù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]逆變器是把直流電能(電池、蓄電瓶)轉(zhuǎn)變成交流電(一般為220V，50Hz正弦波)。它由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成。簡(jiǎn)單地說，逆變器就是一種將低壓(12或24伏或48伏)直流電轉(zhuǎn)變?yōu)?20伏交流電的電子設(shè)備。
[0003]目前，市面已經(jīng)逐步出現(xiàn)一些逆變器，相應(yīng)的技術(shù)也比較成熟，尤其是在保護(hù)方面，例如，公開號(hào)為CN105514941A的專利文獻(xiàn)就公開了一種電動(dòng)汽車逆變器保護(hù)裝置，包括:逆變器控制器、驅(qū)動(dòng)電路、緩沖電路、輔助電源、緊急電路和母線電壓檢測(cè)電路；以及，串聯(lián)的第一 IGBT和第二 IGBT，第一 IGBT發(fā)射極與第二 IGBT集電極相連，第一 IGBT集電極連接母線電壓正極，第二IGBT發(fā)射極連接母線電壓負(fù)極；門極控制信號(hào)通過驅(qū)動(dòng)電路和緩沖電路輸出至第一 IGBT和第IGBT的門極，輔助電源將逆變器控制器的供電轉(zhuǎn)化為控制IGBT通斷的電壓并對(duì)驅(qū)動(dòng)電路供電，母線電壓檢測(cè)電路判斷母線電壓是否高于母線高壓閾值，并將電壓比較信號(hào)輸出給逆變器控制器，緊急電路由母線電壓供電輸出門極信號(hào)控制三相下半橋IGBT導(dǎo)通，使逆變器進(jìn)入主動(dòng)短路模式，逆變器控制器可輸出復(fù)位信號(hào)對(duì)驅(qū)動(dòng)電路復(fù)位；其中，主動(dòng)短路模式包括:上主動(dòng)短路模式，三相上半橋IGBT導(dǎo)通，三相下半橋IGBT關(guān)斷；下主動(dòng)短路模式，三相上半橋IGBT關(guān)斷，三相下半橋IGBT導(dǎo)通;驅(qū)動(dòng)電路和輔助電源具有高低壓隔離功能。
[0004]其中，該逆變器具有母線電壓(逆變器前級(jí)電壓)過壓故障保護(hù)功能，即將母線電壓與定義的安全閾值(母線高壓閾值)進(jìn)行實(shí)時(shí)比較，一旦母線電壓超過安全閾值，即向逆變器控制器發(fā)出高壓故障信號(hào)NFUZMAX，逆變器控制器使逆變器進(jìn)入ASC模式;母線電壓即母線電容的電壓，也是電池電壓。
[0005]該保護(hù)裝置同樣適用于除電動(dòng)汽車逆變器外的其他種類的逆變器，但是，如果母線電壓檢測(cè)出現(xiàn)故障而失效，使控制器無法發(fā)出高壓故障信號(hào)NFUZMAX，會(huì)導(dǎo)致故障保護(hù)失效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的第一目的在于提供二級(jí)過載保護(hù)方法，在逆變器前級(jí)過載保護(hù)失效時(shí)可通過逆變器后級(jí)進(jìn)行彌補(bǔ)，使逆變器關(guān)閉輸出，從而達(dá)到保護(hù)目的。
[0007]本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的。
[0008]一種二級(jí)過載保護(hù)方法，包括，
[0009]步驟一:檢測(cè)逆變器前級(jí)的DC/DC變換電路的電池電壓，通過直流反饋單元將該電壓值向CPU單元反饋，并將該電壓值與第一預(yù)設(shè)值比對(duì)，若該電壓值大于第一預(yù)設(shè)值，CPU單元使逆變器前級(jí)關(guān)閉輸出；
[0010]步驟二:檢測(cè)逆變器后級(jí)的DC/AC逆變回路的負(fù)載電壓，通過交流反饋單元將該電壓值向CPU單元反饋，并將該電壓值與第二預(yù)設(shè)值比對(duì)，若該電壓值大于第二預(yù)設(shè)值，CPU單元使逆變器關(guān)閉輸出。
[0011]優(yōu)選的:其中，在步驟二中，若負(fù)載電壓的電壓值大于第二預(yù)設(shè)值且電池電壓的電壓值不大于第一預(yù)設(shè)值，CPU單元使逆變器后級(jí)關(guān)閉輸出。
[0012]優(yōu)選的:其中，在步驟二中，若負(fù)載電壓的電壓值大于第二預(yù)設(shè)值且電池電壓的電壓值無法確定，CPU單元使逆變器后級(jí)關(guān)閉輸出。
[0013]通過采用上述技術(shù)方案，先對(duì)逆變器的前級(jí)，S卩DC/DC變換電路的電池電壓進(jìn)行檢測(cè)，若該電壓值大于第一預(yù)設(shè)值，CPU單元使逆變器前級(jí)關(guān)閉輸出，此技術(shù)手段與傳統(tǒng)手段并無差異。再對(duì)逆變器的前級(jí)，即DC/AC逆變回路的負(fù)載電壓進(jìn)行檢測(cè)，若該電壓值大于第二預(yù)設(shè)值，CPU單元使逆變器關(guān)閉輸出；這里值得注意的是，使逆變器關(guān)閉輸出的方式有兩種，先去判斷逆變器的前級(jí)的電池電壓是否正常，若正常，通過CPU單元使逆變器后級(jí)關(guān)閉輸出；若不正?；驘o法確定是否正常，通過CPU單元使逆變器前級(jí)關(guān)閉輸出。
[0014]優(yōu)選的:其中，在步驟二中，若負(fù)載電壓的電壓值大于第二預(yù)設(shè)值且差值超過第一預(yù)設(shè)差值，CPU單元使逆變器延時(shí)關(guān)閉輸出；若負(fù)載電壓的電壓值大于第二預(yù)設(shè)值且差值超過第二預(yù)設(shè)差值，CPU單元使逆變器立即關(guān)閉輸出；
[0015]其中，第二預(yù)設(shè)差值的幅值大于第一預(yù)設(shè)差值。
[0016]通過采用上述技術(shù)方案，可將第一預(yù)設(shè)差值設(shè)置成第二預(yù)設(shè)值的10%，將第二預(yù)設(shè)差值設(shè)置成第二預(yù)設(shè)值的20%，這樣，若負(fù)載電壓的電壓值大于第二預(yù)設(shè)值且差值超過第二預(yù)設(shè)值的10%時(shí)，CPU單元使逆變器延時(shí)關(guān)閉輸出；若負(fù)載電壓的電壓值大于第二預(yù)設(shè)值且差值超過第二預(yù)設(shè)值的20%時(shí)，CPU單元使逆變器立即關(guān)閉輸出；這樣，可為逆變器預(yù)留出緩沖的時(shí)段，提高穩(wěn)定性。
[0017]優(yōu)選的:其中，在步驟一中，若電池電壓的電壓值大于第一預(yù)設(shè)值，指示單元依據(jù)該電壓值做出工作狀態(tài)指示。
[0018]通過采用上述技術(shù)方案，當(dāng)電池電壓存在過壓狀況時(shí)，采用指示單元做出工作狀態(tài)指示，以便人機(jī)交互。
[0019]本發(fā)明的第二目的在于提供逆變器，該逆變器在前級(jí)過載保護(hù)失效時(shí)可通過后級(jí)進(jìn)行彌補(bǔ)，最終關(guān)閉輸出，從而達(dá)到過載保護(hù)目的。
[0020]本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的。
[0021]—種逆變器，包括前級(jí)的DC/DC變換電路、后級(jí)的DC/AC逆變回路、電池單元和CPU單元，其特征在于，還包括直流反饋單元、交流反饋單元，所述直流反饋單元親接于DC/DC變換電路以采集電池電壓，還耦接于CHJ單元以向CPU單元反饋電池電壓的電壓值;所述交流反饋單元親接于DC/AC逆變回路以采集負(fù)載電壓，還親接于CPU單元以向CPU單元反饋負(fù)載電壓的電壓值。
[0022]通過采用上述技術(shù)方案，由于在變壓器的前端設(shè)有直流反饋單元，且在變壓器的后端設(shè)有交流反饋單元，CPU單元可先對(duì)逆變器的前級(jí)，S卩DC/DC變換電路的電池電壓進(jìn)行檢測(cè)，若該電壓值大于第一預(yù)設(shè)值，CPU單元使逆變器前級(jí)關(guān)閉輸出。再對(duì)逆變器的前級(jí)，SPDC/AC逆變回路的負(fù)載電壓進(jìn)行檢測(cè)，若該電壓值大于第二預(yù)設(shè)值，CPU單元使逆變器關(guān)閉輸出；這里值得注意的是，使逆變器關(guān)閉輸出的方式有兩種，先去判斷逆變器的前級(jí)的電池電壓是否正常，若正常，通過CPU單元使逆變器后級(jí)關(guān)閉輸出；若不正常或無法確定是否正常，通過CPU單元使逆變器前級(jí)關(guān)閉輸出。
[0023]優(yōu)選的:所述直流反饋單元包括取樣電阻，所述取樣電阻的一端用于采集電池電壓、另一端用于向CPU單元反饋電池電壓的電壓值。
[0024]優(yōu)選的:所述交流反饋單元包括限流電阻和串聯(lián)于限流電阻的RC電路，所述RC電路用于向CPU單元反饋負(fù)載電壓的電壓值。
[0025]這樣，采用限流電阻可對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行限流，采用RC電路可提高響應(yīng)速度，提高采樣信號(hào)的精度。
[0026]優(yōu)選的:還包括由開關(guān)器件、指示燈構(gòu)成的指示單元，所述開關(guān)器件耦接于變壓器前級(jí)，依據(jù)電池電壓的電壓值變化導(dǎo)通或關(guān)閉，控制指示燈點(diǎn)亮或熄滅。
[0027]這樣，通過設(shè)置開關(guān)器件、指示燈以及相應(yīng)的輔助電路，當(dāng)電池電壓存在過壓狀況時(shí)可做出工作狀態(tài)指示，以便人機(jī)交互。
【附圖說明】
[0028]圖1是逆變器前級(jí)過載保護(hù)方法流程圖；
[0029]圖2是逆變器后級(jí)過載保護(hù)方法流程圖；
[0030]圖3是實(shí)施例一的二級(jí)過載保護(hù)方法流程圖；
[0031 ]圖4是實(shí)施例二的二級(jí)過載保護(hù)方法流程圖；
[0032]圖5是逆變器的功能框圖；
[0033]圖6是逆變器中直流反饋單元的原理圖；
[0034]圖7是逆變器中交流反饋單元的原理圖；
[0035]圖8是逆變器中指示單元的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0037]參見圖1，一種逆變器前級(jí)過載保護(hù)方法，包括檢測(cè)逆變器前級(jí)的DC/DC變換電路的電池電壓的步驟、判斷電池電壓的電壓值大小的步驟，當(dāng)電池電壓的電壓值大于第一預(yù)設(shè)值時(shí)，即判定電池電壓的電壓值過大，使逆變器前級(jí)關(guān)閉輸出，當(dāng)電池電壓的電壓值不大于第一預(yù)設(shè)值時(shí)，即判定電池電壓的電壓值正常。
[0038]參見圖2，一種逆變器后級(jí)過載保護(hù)方法，包括檢測(cè)逆變器后級(jí)的DC/AC逆變回路的負(fù)載電壓的步驟、判斷負(fù)載電壓的電壓值大小的步驟，當(dāng)負(fù)載電壓的電壓值大于第二預(yù)設(shè)值時(shí)，即判定負(fù)載電壓的電壓值過大，使逆變器后級(jí)關(guān)閉輸出，當(dāng)負(fù)載電壓的電壓值不大于第二預(yù)設(shè)值時(shí)，即判定負(fù)載電壓的電壓值正常。
[0039]參見圖3，一種二級(jí)過載保護(hù)方法，基于對(duì)逆變器前級(jí)過載保護(hù)方法和逆變器后級(jí)過載保護(hù)方法的改進(jìn)，包括兩大步驟，步驟一:檢測(cè)逆變器前級(jí)的DC/DC變換電路的電池電壓，通過直流反饋單元將該電壓值向CPU單元反饋，并將該電壓值與第一預(yù)設(shè)值比對(duì)，若該電壓值大于第一預(yù)設(shè)值，CPU單元使逆變器前級(jí)關(guān)閉輸出；步驟二:檢測(cè)逆變器后級(jí)的DC/AC逆變回路的負(fù)載電壓，通過交流反饋單元將該電壓值向CPU單元反饋，并將該電壓值與第二預(yù)設(shè)值比對(duì)，若該電壓值大于第二預(yù)設(shè)值，CPU單元使逆變器關(guān)閉輸出。
[0040]在步驟二中，若負(fù)載電壓的電壓值大于第二預(yù)設(shè)值且電池電壓的電壓值不大于第一預(yù)設(shè)值，CPU單元使逆變器后級(jí)關(guān)閉輸出。
[0041]在步驟二中，若負(fù)載電壓的電壓值大于第二預(yù)設(shè)值且電池電壓的電壓值無法確定，CPU單元使逆變器后級(jí)關(guān)閉輸出。
[0042]這樣，先對(duì)逆變器的前級(jí)，S卩DC/DC變換電路的電池電壓進(jìn)行檢測(cè)，若該電壓值大于第一預(yù)設(shè)值，CPU單元使逆變器前級(jí)關(guān)閉輸出，此技術(shù)手段與傳統(tǒng)手段并無差異。再對(duì)逆變器的前級(jí)，即DC/AC逆變回路的負(fù)載電壓進(jìn)行檢測(cè)，若該電壓值大于第二預(yù)設(shè)值，CPU單元使逆變器關(guān)閉輸出;這里值得注意的是，使逆變器關(guān)閉輸出的方式有兩種，先去判斷逆變器的前級(jí)的電池電壓是否正常，若正常，通過CHJ單元使逆變器后級(jí)關(guān)閉輸出；若不正?；驘o法確定是否正常，通過CPU單元使逆變器前級(jí)關(guān)閉輸出。
[0043]參見圖4，一種二級(jí)過載保護(hù)方法，基于對(duì)逆變器前級(jí)過載保護(hù)方法和逆變器后級(jí)過載保護(hù)方法的改進(jìn)，包括兩大步驟，步驟一:檢測(cè)逆變器前級(jí)的DC/DC變換電路的電池電壓，通過直流反饋單元將該電壓值向CPU單元反饋，并將該電壓值與第一預(yù)設(shè)值比對(duì)，若該電壓值大于第一預(yù)設(shè)值，CPU單元使逆變器前級(jí)關(guān)閉輸出；步驟二:檢測(cè)逆變器后級(jí)的DC/AC逆變回路的負(fù)載電壓，通過交流反饋單元將該電壓值向CPU單元反饋，并將該電壓值與第二預(yù)設(shè)值比對(duì)，若該電壓值大于第二預(yù)設(shè)值，CPU單元使逆變器關(guān)閉輸出。
[0044]與圖3中提出實(shí)施方式的不同之處在于，在步驟二中，若負(fù)載電壓的電壓值大于第二預(yù)設(shè)值且差值超過第一預(yù)設(shè)差值，CPU單元使逆變器延時(shí)關(guān)閉輸出;若負(fù)載電壓的電壓值大于第二預(yù)設(shè)值且差值超過第二預(yù)設(shè)差值，CPU單元使逆變器立即關(guān)閉輸出；其中，第二預(yù)設(shè)差值的幅值大于第一預(yù)設(shè)差值。
[0045]參照?qǐng)D5，一種逆變器，包括前級(jí)的DC/DC變換電路100、后級(jí)的DC/AC逆變回路200、電池單元300、CPU單元400、直流反饋單元500、交流反饋單元600，直流反饋單元500親接于DC/DC變換電路100以采集電池電壓，還耦接于CPU單元400以向CPU單元400反饋電池電壓的電壓值;交流反饋單元600耦接于DC/AC逆變回路200以采集負(fù)載電壓，還耦接于CPU單元400以向CPU單元400反饋負(fù)載電壓的電壓值。由于在變壓器的前置設(shè)有直流反饋單元500，且在變壓器的后置設(shè)有交流反饋單元600，CPU單元400可先對(duì)逆變器的前級(jí)，S卩DC/DC變換電路100的電池電壓進(jìn)行檢測(cè)，若該電壓值大于第一預(yù)設(shè)值，CPU單元400使逆變器前級(jí)關(guān)閉輸出。再對(duì)逆變器的前級(jí)，即DC/AC逆變回路200的負(fù)載電壓進(jìn)行檢測(cè)，若該電壓值大于第二預(yù)設(shè)值，CHJ單元400使逆變器關(guān)閉輸出；這里值得注意的是，使逆變器關(guān)閉輸出的方式有兩種，先去判斷逆變器的前級(jí)的電池電壓是否正常，若正常，通過CPU單元400使逆變器后級(jí)關(guān)閉輸出；若不正?；驘o法確定是否正常，通過(PU單元400使逆變器前級(jí)關(guān)閉輸出。
[0046]參照?qǐng)D6，在一個(gè)實(shí)施例中，直流反饋單元包500括取樣電阻RX，取樣電阻RX的一端用于采集電池電壓、另一端用于向CPU單元反饋電池電壓的電壓值。
[0047]參照?qǐng)D7，在一個(gè)實(shí)施例中，交流反饋單元600包括限流電阻和串聯(lián)于限流電阻的RC電路，RC電路用于向CPU單元反饋負(fù)載電壓的電壓值。這樣，采用限流電阻可對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行限流，采用RC電路可提高響應(yīng)速度，提高采樣信號(hào)的精度。
[0048]參照?qǐng)D8，在一個(gè)實(shí)施例中，指示單元包括開關(guān)器件NOl、指示燈LED-R，開關(guān)器件耦接于前級(jí)的DC/DC變換電路100，依據(jù)電池電壓的電壓值變化導(dǎo)通或關(guān)閉，控制指示燈LED-R點(diǎn)亮或熄滅。這樣，通過設(shè)置開關(guān)器件N01、指示燈LED-R以及相應(yīng)的輔助電路，當(dāng)電池電壓存在過壓狀況時(shí)可做出工作狀態(tài)指示，以便人機(jī)交互。
[0049]本具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的解釋，其并不是對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對(duì)本實(shí)施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的修改，但只要在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護(hù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種二級(jí)過載保護(hù)方法，包括， 步驟一:檢測(cè)逆變器前級(jí)的DC/DC變換電路的電池電壓，通過直流反饋單元將該電壓值向CPU單元反饋，并將該電壓值與第一預(yù)設(shè)值比對(duì)，若該電壓值大于第一預(yù)設(shè)值，CPU單元使逆變器前級(jí)關(guān)閉輸出； 步驟二:檢測(cè)逆變器后級(jí)的DC/AC逆變回路的負(fù)載電壓，通過交流反饋單元將該電壓值向CPU單元反饋，并將該電壓值與第二預(yù)設(shè)值比對(duì)，若該電壓值大于第二預(yù)設(shè)值，CPU單元使逆變器關(guān)閉輸出。2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的二級(jí)過載保護(hù)方法，其中，在步驟二中，若負(fù)載電壓的電壓值大于第二預(yù)設(shè)值且電池電壓的電壓值不大于第一預(yù)設(shè)值，CPU單元使逆變器后級(jí)關(guān)閉輸出。3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的二級(jí)過載保護(hù)方法，其中，在步驟二中，若負(fù)載電壓的電壓值大于第二預(yù)設(shè)值且電池電壓的電壓值無法確定，CPU單元使逆變器后級(jí)關(guān)閉輸出。4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的二級(jí)過載保護(hù)方法，其中，在步驟二中，若負(fù)載電壓的電壓值大于第二預(yù)設(shè)值且差值超過第一預(yù)設(shè)差值，CPU單元使逆變器延時(shí)關(guān)閉輸出；若負(fù)載電壓的電壓值大于第二預(yù)設(shè)值且差值超過第二預(yù)設(shè)差值，CPU單元使逆變器立即關(guān)閉輸出； 其中，第二預(yù)設(shè)差值的幅值大于第一預(yù)設(shè)差值。5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的二級(jí)過載保護(hù)方法，其中，在步驟一中，若電池電壓的電壓值大于第一預(yù)設(shè)值，指示單元依據(jù)該電壓值做出工作狀態(tài)指示。6.—種逆變器，包括前級(jí)的DC/DC變換電路、后級(jí)的DC/AC逆變回路、電池單元和CPU單元，其特征在于，還包括直流反饋單元、交流反饋單元，所述直流反饋單元親接于DC/DC變換電路以采集電池電壓，還耦接于CHJ單元以向CPU單元反饋電池電壓的電壓值;所述交流反饋單元親接于DC/AC逆變回路以采集負(fù)載電壓，還親接于CPU單元以向CPU單元反饋負(fù)載電壓的電壓值。7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的逆變器，其特征在于，所述直流反饋單元包括取樣電阻，所述取樣電阻的一端用于采集電池電壓、另一端用于向CPU單元反饋電池電壓的電壓值。8.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的逆變器，其特征在于，所述交流反饋單元包括限流電阻和串聯(lián)于限流電阻的RC電路，所述RC電路用于向CPU單元反饋負(fù)載電壓的電壓值。9.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的逆變器，其特征在于，還包括由開關(guān)器件、指示燈構(gòu)成的指示單元，所述開關(guān)器件耦接于DC/DC變換電路，依據(jù)電池電壓的電壓值變化導(dǎo)通或關(guān)閉，控制指不燈點(diǎn)殼或媳滅。
【文檔編號(hào)】H02H7/122GK106058816SQ201610624706
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年7月29日
【發(fā)明人】楊金勇
【申請(qǐng)人】樂清市永茂電源有限公司