CN102798793B - 逆变器保护电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种逆变器保护电路，它包括多路分别与逆变器的输入端相连的进线电压，在每路进线电压的正负端之间设置有一非线性电压检测电路，所述非线性电压检测电路包括相互并联的第一路以及第二路，所述第一路上设置有相互串联的齐纳二极管、指示装置以及一导通方向与齐纳二极管击穿方向相反的反向二极管，所述第二路上设置有旁路电阻。在多路进线电压与所述逆变器之间设置有一断路器，该断路器具有与所述多路进线电压的任一路相对应的一路控制开关。
Description
技术领域
本发明中涉及了一种逆变器保护电路。
背景技术
目前，大功率逆变器产品直流端多采用多路进线方式。在实际安装过程中，易产生直流进线相互接错或单路接反的情况。在这种情况下，贸然开机会对设备和光伏电池造成损坏。
为了防止由错误接线而导致的意外，过去多以接线时用仪表人工手动检测进线电压的方式来判断接线正误。也有采用对直流进线电压进行检测的方法，在接线后开机前先对各路电压分别进行隔离采样模数转换，再由主控系统判断其接线正误。
人工手动检测极为不方便，且有安全问题。同时，为了提供人工测试点，设备结构设计时需考虑裸露或引出进线端，不仅给结构设计造成麻烦，且可能降低设备的可靠性和安全性。
对于增加模拟电压采样电路的方法，不易解决如下问题。
以两路进线接错为例，如图1a所示，PV1 PV2分别表示光伏电池板模组，V1、V2为进线端电压，未开机之前断路器处于断开状态。正常情况下，测量V1、V2可得PV1、PV2的开路电压，且PV1、PV2开路电压基本相同。
在设备安装过程中极易产生图1b错误接线形式。要检测V1，V2的电压，采样电路的输入回路必须接在V1、V2的两端，于是会有回路产生，在采样电路相似的情况下，V1、V2测得的电压值会接近于正常电压，误判接线正确。如果采用分时对每路依次采样的方法，则需要增加较多的断路器等控制元件（每一路至少需要一个单独的断路器控制电路），增加了系统复杂度，不仅可靠性不容易得到保证，也增加了成本。
发明内容
本发明提供了一种逆变器保护电路，在每个进线端的断路器前端接入此种电路，即可通过每个检测电路直接或间接输出的模拟量或逻辑量判断进线端的接线正确与否。
本发明公开了一种逆变器保护电路，它包括多路分别与逆变器的输入端相连的进线电压，在每路进线电压的正负端之间设置有一非线性电压检测电路，所述非线性电压检测电路包括相互并联的第一路以及第二路，所述第一路上设置有相互串联的齐纳二极管、指示装置以及一导通方向与齐纳二极管击穿方向相反的反向二极管，所述第二路上设置有旁路电阻。
优选地，多路进线电压的输出端上设置有一断路器，该断路器具有与所述多路进线电压的任一路相对应的一路控制开关。
优选地，所述第一路上还设置有限流电阻。
优选地，所述指示装置为由电流控制的指示电路。
优选地，所述电流控制的指示电路可包括LED灯、光耦隔离输出或电磁装置隔离输出中的一种或几种。
本发明采用以上结构，如有 X路接错，则会形成图3所示的回路。此时，所有的电压检测电路处于串联状态，由于不同的参数设计，它们的电压检测输入等效阻抗会由于相互之间的区别而发生非线性的变化，产生较大差异，导致每个检测电路两端的电压产生较大差异，使得最终输出信号不同，通过分析输出信号，即可很容易的判断接线错误。同时，也可以确定出错点。
附图说明
附图1a为正常情况下的接线形式。
附图1b为错误情况下的接线形式。
附图2为本发明结构及安装位置示意图（表示安装在进线端断路器或隔离开关之前）。
附图3为本发明在某几路（共X路）进线接错状态下与光伏电池板组成的等效电路结构示意图。
附图4为本发明中非线性电压检测电路的一种结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
本发明的第一实施例，一种逆变器保护电路，它包括多路分别与逆变器的输入端相连的进线电压，在每路进线电压的正负端之间设置有一非线性电压检测电路，非线性电压检测电路包括相互并联的第一路以及第二路，第一路上设置有相互串联的齐纳二极管Z、指示装置以及一导通方向与齐纳二极管Z击穿方向相反的反向二极管D，第二路上设置有旁路电阻R2，旁路电阻在有些情况下可配置为无穷大，即R2位置直接断开。
指示装置可以是各种由电流控制的指示电路，例如LED灯、光耦开关、电磁装置隔离输出等其他各种具有逻辑判断功能或通过模拟量对逆变器的工作状态进行判断的元器件。本实施例中，指示装置为串联在齐纳二极管Z与反向二极管D之间的LED灯。
在正常状态下，各路进线电压相互隔离，各检测电路之间没有耦合，逆变器的正负端通过齐纳二极管Z，并使得LED灯亮并给出正常的指示信号。
当逆变器的正负端相互接反时，逆变器的正负端不能通过反向二极管D导通，使得LED灯熄灭并给出异常的指示信号。若此时，逆变器被贸然打开，反向二极管D对整个电路起到反向保护的作用。
当逆变器的两路或多路进线电压的负负端或正正端相互接反时，如附图3所示，进线电压与分别设置在其上相互串联。此时，所有的电压检测电路处于串联状态，由于不同的参数设计，它们的电压检测输入等效阻抗会由于相互之间的区别而发生非线性的变化，产生较大差异，导致每个检测电路两端的电压产生较大差异。当任一路非线性电压检测电路中两侧的电压达不到齐纳二极管Z的击穿电压时，齐纳二极管Z的电阻就会变得无限大，以使得电流从旁路电阻R2中穿过，导致LED灯熄灭，指示装置的输出信号不同，通过分析输出信号，即可很容易的判断接线错误。同时，也可以确定出错点。
本发明的第二实施例中，在多路进线电压与所述逆变器之间即多路进线电压的输出端上设置有一断路器，该断路器具有与所述多路进线电压的任一路相对应的一路控制开关。由于各个电路分别独立，通过简单的断路器的控制开关即可控制使用或移除所有的电压检测电路，如一逆变器具有4路进线电压就仅需要一个具有4路控制开关的断路器控制逆变的分断即可，这会大幅降低无用损耗。
本发明的第三实施例中，限流电阻R1串联设置在第一电路中，起到限流分压的作用。限流电阻R1的阻值应小于旁路电阻R2的阻值。R1与R2的值有适当差别，应根据实际要求如进线电压等级，齐纳二极管选择等进行配置。
本发明采用以上结构，具有以下优点：
（1）成本较低，电路实现容易，电路本身可靠性高。
（2）判断逻辑简单，可以很容易判断多路接线错误，同时能判断出错位置，方便施工人员修正。
（3）可以根据实际需要改变电路输出信号形式，具有很好的扩展性和移植性。
以上对本发明的特定实施例结合图示进行了说明，很明显的在不离开本发明的范围和精神的基础上，可以对现有技术和工艺进行很多修改。在本发明的所属技术领域中，只要掌握通常知识，就可以在本发明的技术要旨范围内，进行多种多样的变更。
Claims (5)
1.一种逆变器保护电路，其特征在于：它包括多路分别与逆变器的输入端相连的进线电压，在每路进线电压的正负端之间设置有一非线性电压检测电路，所述非线性电压检测电路包括相互并联的第一路以及第二路，所述第一路上设置有相互串联的齐纳二极管、指示装置以及一导通方向与齐纳二极管击穿方向相反的反向二极管，所述第二路上设置有旁路电阻，所述的非线性电压检测电路具有不同的参数设计使得相互之间的输入等效阻抗有所不同。
2.根据权利要求1所述的逆变器保护电路，其特征在于：多路进线电压的输出端上设置有一继电器，该继电器具有与所述多路进线电压的任一路相对应的一路控制开关。
3.根据权利要求1所述的逆变器保护电路，其特征在于：所述第一路上还设置有限流电阻。
4.根据权利要求1或3所述的逆变器保护电路，其特征在于：所述指示装置为由电流控制的指示电路。
5.根据权利要求4所述的逆变器保护电路，其特征在于：所述电流控制的指示电路可包括LED灯、光耦隔离输出或电磁装置隔离输出中的一种或几种。
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