CN103715662A - 光伏储能逆控一体机的短路及过载保护电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏储能逆控一体机的短路及过载保护电路，主要由电流霍尔传感器、加法器、两个比较器和两个电阻分压式基准电压电路构成，电流霍尔传感器将测得的输出电流信号通过电阻转换为电压信号后，经过加法器得到电压信号Ub，电压信号Ub经电阻同时送入其中一个比较器的负极输入端和另一个比较器的正极输入端，两个电阻分压式基准电压电路分别为两个比较器提供基准电压，两个比较器的输出端通过一条保护信号与主控单片机电连接。由于采用上述的逆变输出短路保护电路，利用电流霍尔传感器检测逆变器的短路及过载保护电流，保护电流点可以通过参数设置，一般电流霍尔传感器的电流响应时间为200ns，能够快速响应故障电流。
Description
技术领域
本发明涉及一种光伏储能逆控一体机，具体是一种光伏储能逆控一体机的短路及过载保护电路。
背景技术
离网逆变器输出端连接的负载随机性很大，经常会出现过载的现象，甚至由于电器的损坏，而出现短路故障，这些故障一旦出现如果不能保护及时，逆变器将有可能损坏。
国家知识产权局于2007年4月25日公开了公开号为CN1954470，专利名称为逆变器桥短路保护方案的专利，逆变器桥短路保护方案具有三支路的三相多电平逆变器桥，每个支路提供三相输出中的一相，用于驱动电感负载，所述三相多电平逆变器桥具有“L”个母线电压电平(L≥3)，其中所述L个电平中的两个是最小负极母线电压和最大正极母线电压，任何中间母线电压电平与其它母线电压电平的差分是所述最大正极母线电压和所述最小负极母线电压之差再除以(L-1)，每个支路包括两个半支路：第一半支路和第二半支路，所述第一半支路包含(L-1)个串联连接在所述最大正极母线电压和所述相输出之间的开关，所述第二半支路包含(L-1)个串联连接在所述最小负极母线电压和所述相输出之间的开关，每个半支路包含：所述(L-1)个开关的最外侧开关，其就是连接到所述最大正极母线电压或所述最小负极母线电压的开关；所述(L-1)个开关的最内侧开关，其就是连接到所述相输出的开关；以及如果L＞3，则包含所述(L-1)个开关的(L-3)个中间开关，其串联连接在所述最内侧开关和所述最外侧开关之间，其中：每一个的所述(L-1)个开关都具有跨导，并且其被配置以通过控制信号来驱动，和每个最外侧开关具有的跨导低于同一半支路的所述最内侧开关的跨导，以及如果L＞3，半支路的每个中间开关具有这样的跨导：其不大于对着所述相输出连接的串联的下一个内侧开关的跨导，并且不小于对着所述最小负极母线电压或所述最大正极母线电压连接的串联的下一个外侧开关的跨导。
上述技术方案与本专利存在实质的区别。
发明内容
本发明的目的是提供一种光伏储能逆控一体机的短路及过载保护电路。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
光伏储能逆控一体机的短路及过载保护电路,主要由电流霍尔传感器、加法器U2A、比较器U1A、比较器U1B、电阻分压式基准电压电路A和电阻分压式基准电压电路B构成，电流霍尔传感器将测得的光伏储能逆控一体机的输出电流信号通过电阻R11转换为电压信号Ua,电压信号Ua经过加法器得到电压信号Ub,电压信号Ub经电阻R9同时送入比较器U1A的负极输入端和比较器U1B的正极输入端，电阻分压式基准电压电路A与比较器U1A的正极输入端电连接,为比较器U1A提供基准电压Uc，另一个电阻分压式基准电压电路与比较器U1B的负极输入端电连接,为比较器U1B提供基准电压Ud，比较器U1A的输出端和比较器U1B的输出端通过一条保护信号与主控单片机电连接。
所述电流霍尔传感器与光伏储能逆控一体机的滤波器的输入端电连接,电流检测时间更短，不会存在有滤波器的延时时间。
所述电阻分压式基准电压电路A由电阻R1、电阻R5和电容C1构成，电阻R1的一端与电阻R5的一端同时与比较器U1A的正极输入端电连接,电阻R1的另一端的电压为电路电压VCC，电阻R5的另一端接地GND,所述电容C1并联在电阻R5的两端。
所述电阻分压式基准电压电路B由电阻R15、电阻R16和电容C5构成，电阻R15的一端与电阻R16的一端同时与比较器U1B的负极输入端电连接,电阻R15的另一端的电压为电路电压VCC，电阻R16的另一端接地GND,所述电容C5并联在电阻R16的两端。
所述电压信号Ua经过加法器得到电压信号Ub，Ub的计算公式为：Ub=（3±Ua）/2。
本发明的有益效果：由于采用上述的逆变输出短路保护电路，利用电流霍尔传感器检测逆变器的短路及过载保护电流，保护电流点可以通过参数设置，一般电流霍尔传感器的电流响应时间为200ns，能够快速响应故障电流，立即关闭逆变器，防止逆变器因过流而损坏。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
图1为本发明的电原理图。
图中：1、电流霍尔传感器；2、加法器U2A；3、比较器U1A；4、比较器U1B；5、电阻分压式基准电压电路A；6、电阻分压式基准电压电路B；7、滤波器；8、逆变器。
具体实施方式
如图1所示，光伏储能逆控一体机的短路及过载保护电路,主要由电流霍尔传感器1、加法器U2A2、比较器U1A3、比较器U1B4、电阻分压式基准电压电路A5和电阻分压式基准电压电路B6构成，电流霍尔传感器将测得的光伏储能逆控一体机的输出电流信号通过电阻R11转换为电压信号Ua,电压信号Ua经过加法器得到电压信号Ub,电压信号Ub经电阻R9同时送入比较器U1A的负极输入端和比较器U1B的正极输入端，电阻分压式基准电压电路A与比较器U1A的正极输入端电连接,为比较器U1A提供基准电压Uc，另一个电阻分压式基准电压电路与比较器U1B的负极输入端电连接,为比较器U1B提供基准电压Ud，比较器U1A的输出端和比较器U1B的输出端通过一条保护信号与主控单片机电连接。
所述电流霍尔传感器1与光伏储能逆控一体机的滤波器7的输入端电连接,电流检测时间更短，不会存在有滤波器的延时时间。
所述电阻分压式基准电压电路A5由电阻R1、电阻R5和电容C1构成，电阻R1的一端与电阻R5的一端同时与比较器U1A的正极输入端电连接,电阻R1的另一端的电压为电路电压VCC，电阻R5的另一端接地GND,所述电容C1并联在电阻R5的两端。
所述电阻分压式基准电压电路B6由电阻R15、电阻R16和电容C5构成，电阻R15的一端与电阻R16的一端同时与比较器U1B的负极输入端电连接,电阻R15的另一端的电压为电路电压VCC，电阻R16的另一端接地GND,所述电容C5并联在电阻R16的两端。
本发明所采取的技术方案如下：
设输出电流为Iout，电流霍尔传感器的变比为X：1。
经过电流霍尔传感器采样后，得到电流的采样值AC_Current=Iout/X,
则 Ua=Iout*R11/X，经过加法运算电路Ub=（3±Ua）/2=1.5±Iout*R11/2X。
基准电压Uc和Ud分别为：Uc=R5*VCC/（R1+R5）；Ud= R16*VCC/（R15+R16）。
正常状态下OC点的电压为高电平，Ub与Uc、Ud比较，当Ub＞Uc或者Ub＜Ud时，OC点的电压拉低为低电平，一旦检测到OC为低电平后，主控单片机立即关闭逆变器8，防止逆变器因过流而损坏。直到负载故障恢复正常后，正常运行。
以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的保护范围。
Claims (5)
1.一种光伏储能逆控一体机的短路及过载保护电路,其特征在于：主要由电流霍尔传感器、加法器U2A、比较器U1A、比较器U1B、电阻分压式基准电压电路A和电阻分压式基准电压电路B构成，电流霍尔传感器将测得的光伏储能逆控一体机的输出电流信号通过电阻R11转换为电压信号Ua,电压信号Ua经过加法器得到电压信号Ub,电压信号Ub经电阻R9同时送入比较器U1A的负极输入端和比较器U1B的正极输入端，电阻分压式基准电压电路A与比较器U1A的正极输入端电连接,为比较器U1A提供基准电压Uc，另一个电阻分压式基准电压电路与比较器U1B的负极输入端电连接,为比较器U1B提供基准电压Ud，比较器U1A的输出端和比较器U1B的输出端通过一条保护信号与主控单片机电连接。
2.根据权利要求1所述的光伏储能逆控一体机的短路及过载保护电路，其特征在于：所述电流霍尔传感器与光伏储能逆控一体机的滤波器的输入端电连接。
3.根据权利要求1或2所述的光伏储能逆控一体机的短路及过载保护电路，其特征在于：所述电阻分压式基准电压电路A由电阻R1、电阻R5和电容C1构成，电阻R1的一端与电阻R5的一端同时与比较器U1A的正极输入端电连接,电阻R1的另一端的电压为电路电压VCC，电阻R5的另一端接地GND,所述电容C1并联在电阻R5的两端。
4.根据权利要求1或2所述的光伏储能逆控一体机的短路及过载保护电路，其特征在于：所述电阻分压式基准电压电路B由电阻R15、电阻R16和电容C5构成，电阻R15的一端与电阻R16的一端同时与比较器U1B的负极输入端电连接,电阻R15的另一端的电压为电路电压VCC，电阻R16的另一端接地GND,所述电容C5并联在电阻R16的两端。
5.根据权利要求1所述的光伏储能逆控一体机的短路及过载保护电路，其特征在于：所述电压信号Ua经过加法器得到电压信号Ub，Ub的计算公式为：Ub=（3±Ua）/2。
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