CN102801139B - 光伏并网逆变器的冗余保护电路及包括该电路的逆变器 - Google Patents

光伏并网逆变器的冗余保护电路及包括该电路的逆变器 Download PDF

Info

Publication number
CN102801139B
CN102801139B CN201210301380.3A CN201210301380A CN102801139B CN 102801139 B CN102801139 B CN 102801139B CN 201210301380 A CN201210301380 A CN 201210301380A CN 102801139 B CN102801139 B CN 102801139B
Authority
CN
China
Prior art keywords
triode
circuit
relay
cpu chip
inverter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201210301380.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102801139A (zh
Inventor
韦敏
卢方
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ANHUI KETONG ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
ANHUI KETONG ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ANHUI KETONG ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical ANHUI KETONG ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201210301380.3A priority Critical patent/CN102801139B/zh
Publication of CN102801139A publication Critical patent/CN102801139A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102801139B publication Critical patent/CN102801139B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Landscapes

  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

本发明实施例公开了一种光伏并网逆变器的冗余保护电路及包括该电路的逆变器，属于冗余保护电路技术领域，通过CPU芯片自带的振荡电路输出高频交流信号，利用电容控制继电器的通断，再不增大电路复杂程度及电路故障点的情况下，有效的实现对控制模块的冗余保护，同时也不会增大产品生产成本，还能有效的降低光伏逆变器的运行维护成本。

Description

光伏并网逆变器的冗余保护电路及包括该电路的逆变器
技术领域
本发明涉及一种冗余保护电路，尤其涉及一种光伏并网逆变器的冗余保护电路及包括该电路的逆变器。
背景技术
目前，欧洲各国最新制定的光伏（photovoltaic，简称PV）标准如意大利的CEIO-21、ENEL2.2及德国的VDE4105等，均要求光伏逆变器（PV Inverter）的控制部分必须采用冗余电路，即当主控的CPU故障时，冗余电路能确保切断与电网连接的继电器（relay）；现有技术中一般通过采用双CPU备份冗余电路、增设看门狗模块或D/A转换模块等以实现光伏逆变器的冗余保护。
图1是本发明背景技术中采用双CPU备份冗余电路进行光伏逆变器的冗余保护的电路原理图；如图1所示，微控制单元（micro control unit，简称MCU）MCU01与MCU02互为冗余，当其中任一一个出现故障时均会通过与门切断与电网连接的继电器Relay1或继电器Relay2。
图2是本发明背景技术中通过增设看门狗模块进行光伏逆变器的冗余保护的电路原理图；如图2所示，当DSP芯片出现故障或看门狗（watchdog）模块检测到DSP芯片出现故障时，通过与门切断与电网连接的继电器Relay1或继电器Relay2。
图3是本发明背景技术中通过增设D/A转换模块进行光伏逆变器的冗余保护的电路原理图；如图3所示，同样通过增设的D/A转换模块和与门实现当芯片故障时，及时切断与电网连接的继电器Relay1或继电器Relay2。
图4是本发明背景技术中直流继电器的驱动电路原理图；如图4所示，三极管Q的集电极c端与电源VCC连接，基极b端与直流电源DC连接，发射极e端通过继电器RELAY接地，既在现有技术中，一般是采用直流DC信号控制三极管Q来驱动继电器（RELAY）的。
现有技术中至少存在如下问题：
1、通过双CPU冗余备份或增设看门狗模块或D/A转换模块等实现电路的冗余保护，不仅增大了电路的复杂程度，还相应的增加了电路的故障点；
2、产品的生产成本和运行维护成本较高。
发明内容
现提供一种光伏并网逆变器的冗余保护电路及包括该电路的逆变器，应用于逆变器中控制模块的冗余保护，通过CPU芯片自带的振荡电路输出高频交流信号，利用电容控制继电器的通断，有效的实现对控制模块的冗余保护，具体是通过下述技术方案实现的：
一种光伏并网逆变器的冗余保护电路，包括设置有振荡电路模块的CPU芯片、第一电容、第一三极管、第一继电器和电源；
所述第一三极管的集电极与所述电源连接，所述第一三极管的基极通过所述第一电容与所述CPU芯片的振荡电路模块电连接，所述第一三极管的发射极与所述第一继电器电连接；
其中，所述振荡电路模块输出与所述第一电容匹配频率的交流电，所述CPU芯片通过所述震荡电路模块输出高频交流信号，以保证所述第一三极管的持续导通。
优选地，所述第一三极管的发射极还设置一滤波电路。
优选地，所述滤波电路包括第二电容、电感和二极管，所述第一三极管的发射极与所述二极管的阳极连接，所述二极管的阴极与所述第一继电器连接，所述二极管的阳极和阴极分别通过所述电感和所述第二电容接地。
优选地，还包括第二三极管和第二继电器，所述第二三极管的基极与所述CPU芯片的直流输出端连接，所述第二三极管的集电极与所述电源连接，所述第二三极管的发射极与所述第二继电器连接。
优选地，还包括第二三极管和第二继电器，所述第一三极管、所述第一继电器、所述第二三极管和所述第二继电器依次串联于所述电源和地之间；其中，所述第一三极管的基极通过所述第一电容与所述CPU芯片的振荡电路模块电连接，所述第二三极管的基极与所述CPU芯片的直流输出端连接。
优选地，所述CPU芯片还设置有A/D转换模块。
一种逆变器，包括控制模块，所述控制模块上设置有上述任意一项所述的光伏并网逆变器的冗余保护电路。
上述技术方案具有如下优点或有益效果：
1、通过CPU芯片自带的振荡电路输出高频交流信号，利用电容控制继电器的通断，再不增大电路复杂程度及电路故障点的情况下，有效的实现对控制模块的冗余保护；
2、不会增大产品生产成本，还能有效的降低光伏逆变器的运行维护成本。
附图说明
图1是本发明背景技术中采用双CPU备份冗余电路进行光伏逆变器的冗余保护的电路原理图；
图2是本发明背景技术中通过增设看门狗模块进行光伏逆变器的冗余保护的电路原理图；
图3是本发明背景技术中通过增设D/A转换模块进行光伏逆变器的冗余保护的电路原理图；
图4是本发明背景技术中直流继电器的驱动电路原理图；
图5为本发明光伏并网逆变器的冗余保护电路实施例一的电路原理图；
图6为本发明光伏并网逆变器的冗余保护电路实施例二的电路原理图；
图7为本发明光伏并网逆变器的冗余保护电路实施例三的电路原理图。
具体实施方式
下面结合原理图和具体操作实施例对本发明作进一步说明。
实施例一：
如图5所示，本实施例中，提供一种光伏并网逆变器的冗余保护电路，第一三极管Q0的集电极c端与电源VCC连接，栅极b端通过第一电容C与CPU芯片的振荡电路模块LC的RY1输出端连接，发射极e端通过第一继电器RELAY1接地；第二三极管Q1的集电极c端也与电源VCC连接，栅极b端与CPU芯片的直流输出端RY2连接，发射极e端通过第二继电器RELAY2接地；其中，振荡电路模块LC输出的交流信号的频率与第一电容C的额定频率匹配，且上述的第一继电器RELAY1、第二继电器RELAY2均能单独的控制光伏逆变器（PVinverter）与电网的断开状态。
当光伏逆变器正常工作时，CPU芯片通过振荡电路模块LC输出高频交流信号，该高频交流信号频率远远高于第一三极管Q0本身关断所需的时间，以保证第一三极管Q0的持续导通；同时，CPU芯片的直流输出端RY2为第二三极管Q1的基极提供直流电。由于，在CPU芯片的RY1输出端串联第一电容C，利用电容的隔直流电路特性，就能保证第一三极管Q0和第二三极管Q1不可能同时接受直流信号。
当CPU芯片发生故障时，会导致振荡电路LC停止工作，由于CPU芯片本身是采用直流供电，其交流输出端RY1的高频交流信号是通过内部振荡电路LC发生的，所以，振荡电路LC停止工作，会将第一三极管Q0关断，相应的第一继电器RELAY1也会断开；若CPU芯片的内部部分电路被击穿，直流电压直接施加在CPU芯片的交流输出端RY1上，由于有隔直的第一电容C的存在，第一三极管Q0同样不能接受信号，第一继电器RELAY1断开。
综上所述，当CPU芯片故障时，不论被振荡电路LC停止工作或是CPU芯片的内部部分电路被击穿，第一继电器RELAY1肯定会断开，控制信号至少有一路会停止输出，由于在PV Inverter中与电网连接的继电器是串联连接，只要在CPU芯片故障时任意一只继电器断开，都能达到冗余保护效果。
实施例二：
如图6所示，在实施例一的基础上，将第一三极管Q0的基极通过第一电容C与CPU芯片的RY1输出端连接，第二三极管Q1的基极与CPU芯片的RY2端连接，第一三极管Q0、第一继电器RELAY1、第二三极管Q2和第二继电器RELAY2进行串联，亦可实现实施例一的技术效果，具体连接关系请参照实施例一，在此不再累述。
实施例三：
如图7所示，在结合实施例一的基础上，于第一三极管Q0的发射极e端设置由二极管D、电感L和第二电容C1构成的滤波电路，其中，第一三极管Q0的发射极e端通过二极管D（第一三极管Q0的发射极e端与二极管D的阳极连接）与第一继电器RELAY1连接，二极管D的阳极端通过电感L接地，二极管D的阴极端通过第二电容C1接地；通过设置上述的滤波电路，以滤去整流输出电压中的纹波，促使第一三极管Q0稳定的运行。本实施例也可结合实例二的基础上，将第一三极管Q0、第一继电器RELAY1、第二三极管Q2和第二继电器RELAY2进行串联进行串联，并在第一继电器RELAY1的发射极e端设置上述滤波电路即可
除了上述光伏逆变器的冗余保护电路，本发明实施例还提供了一种逆变器，包括控制模块，其中，控制模块上设置有以上所介绍的光伏并网逆变器的冗余保护电路，其余结构请参考现有技术，在此不予赘述。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但本发明并不限制于以上描述的具体实施例，其只是作为范例。例如采用其他类型的滤波电路对荣誉保护电路进行滤波，只要能够达到滤波的效果即可。对于本领域技术人员而言，任何等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作出的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
通过说明和附图，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例，基于本发明精神，还可作其他的转换。尽管上述发明提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。
对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。

Claims (7)

1.一种光伏并网逆变器的冗余保护电路，应用于逆变器中控制模块的冗余保护，其特征在于，包括设置有振荡电路模块的CPU芯片、第一电容、第一三极管、第一继电器和电源；
所述第一三极管的集电极与所述电源连接，所述第一三极管的基极通过所述第一电容与所述CPU芯片的振荡电路模块电连接，所述第一三极管的发射极与所述第一继电器电连接；
其中，所述振荡电路模块输出与所述第一电容匹配频率的交流电，所述CPU芯片通过所述振荡电路模块输出高频交流信号，以保证所述第一三极管的持续导通。
2.根据权利要求1所述的光伏并网逆变器的冗余保护电路，其特征在于，所述第一三极管的发射极还设置一滤波电路。
3.根据权利要求2所述的光伏并网逆变器的冗余保护电路，其特征在于，所述滤波电路包括第二电容、电感和二极管，所述第一三极管的发射极与所述二极管的阳极连接，所述二极管的阴极与所述第一继电器连接，所述二极管的阳极和阴极分别通过所述电感和所述第二电容接地。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的光伏并网逆变器的冗余保护电路，其特征在于，还包括第二三极管和第二继电器，所述第二三极管的基极与所述CPU芯片的直流输出端连接，所述第二三极管的集电极与所述电源连接，所述第二三极管的发射极与所述第二继电器连接。
5.根据权利要求1-3中任意一项所述的光伏并网逆变器的冗余保护电路，其特征在于，还包括第二三极管和第二继电器，所述第一三极管、所述第一继电器、所述第二三极管和所述第二继电器依次串联于所述电源和地之间；
其中，所述第一三极管的基极通过所述第一电容与所述CPU芯片的振荡电路模块电连接，所述第二三极管的基极与所述CPU芯片的直流输出端连接。
6.根据权利要求1所述的光伏并网逆变器的冗余保护电路，其特征在于，所述CPU芯片还设置有A/D转换模块。
7.一种逆变器，包括控制模块，其特征在于，所述控制模块上设置有上述权利要求1至6中任意一项所述的光伏并网逆变器的冗余保护电路。
CN201210301380.3A 2012-08-23 2012-08-23 光伏并网逆变器的冗余保护电路及包括该电路的逆变器 Expired - Fee Related CN102801139B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210301380.3A CN102801139B (zh) 2012-08-23 2012-08-23 光伏并网逆变器的冗余保护电路及包括该电路的逆变器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210301380.3A CN102801139B (zh) 2012-08-23 2012-08-23 光伏并网逆变器的冗余保护电路及包括该电路的逆变器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102801139A CN102801139A (zh) 2012-11-28
CN102801139B true CN102801139B (zh) 2014-10-08

Family

ID=47200158

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210301380.3A Expired - Fee Related CN102801139B (zh) 2012-08-23 2012-08-23 光伏并网逆变器的冗余保护电路及包括该电路的逆变器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102801139B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108832661A (zh) * 2018-07-13 2018-11-16 华南师范大学 一种多冗余型的光伏并网发电系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1877951A (zh) * 2005-06-09 2006-12-13 王健 具有statcom功能的光伏并网装置的双dsp控制电路
CN102232165A (zh) * 2008-10-01 2011-11-02 佩斯科股份有限公司 用于监测及控制太阳能电池板阵列的网络拓扑
CN202333835U (zh) * 2011-11-18 2012-07-11 湖南大学 一种高频光伏并网发电系统

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09322555A (ja) * 1996-05-29 1997-12-12 Sanyo Electric Co Ltd 系統連系システム

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1877951A (zh) * 2005-06-09 2006-12-13 王健 具有statcom功能的光伏并网装置的双dsp控制电路
CN102232165A (zh) * 2008-10-01 2011-11-02 佩斯科股份有限公司 用于监测及控制太阳能电池板阵列的网络拓扑
CN202333835U (zh) * 2011-11-18 2012-07-11 湖南大学 一种高频光伏并网发电系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开平9-322555A 1997.12.12

Also Published As

Publication number Publication date
CN102801139A (zh) 2012-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201623650U (zh) 一种模块化安装的逆变器
CN104158208A (zh) 一种单级光伏并网逆变器及其控制方法和应用
CN203368360U (zh) 改进了电路结构的无变压器的单相pv逆变器
CN103743069A (zh) 一种新能源变频空调及其控制方法
CN203747688U (zh) 一种三电平并网逆变器
CN103269170A (zh) 一种斩波式等离子弧切割的电源电路
CN202231632U (zh) 单相非隔离型低共模电流光伏并网逆变器
CN103715869B (zh) 功率变换控制器的多路隔离型功率器件开关驱动模块
CN105656051A (zh) 一种暂态能量耗散装置
CN104795985A (zh) 一种防pid效应的光伏系统
CN103001313B (zh) 一种离线式不间断电源系统
CN110429644B (zh) 逆变装置及供电系统
CN109617126A (zh) 一种新型抗pid装置
CN102801139B (zh) 光伏并网逆变器的冗余保护电路及包括该电路的逆变器
CN203827203U (zh) 一种大功率光储一体化变流器
CN104868772A (zh) 应用于光伏发电系统的单相小功率逆变器
CN208849706U (zh) 一种大功率电机控制器分立式igbt输入输出叠成母排的安装结构
CN103023064B (zh) 高压变频低电压穿越方法
CN209913569U (zh) 一种磁悬浮轴承多重冗余供电装置
CN203537259U (zh) 五电平单相光伏并网逆变器
CN204349903U (zh) 一种光伏并网逆变器辅助电源
CN203984236U (zh) 一种用于中高压直流负载的电压暂降保护设备
CN103427435A (zh) 一种三相非隔离型光伏并网逆变器和一种光伏发电系统
CN202435257U (zh) 一种用于高压变频器的功率单元的保护旁路
CN103199611B (zh) 一种网络设备的电源电路

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20141008

Termination date: 20150823

EXPY Termination of patent right or utility model