CN104811065A - 一种并联型逆变器的高频同步装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种并联型逆变器的高频同步装置及方法，包括1台主逆变单元、N台从逆变单元和高频同步BUS信号总线，1台主逆变单元和N台从逆变单元形成“1+N”型并联型逆变器，该主逆变单元和N台从逆变单元之间均通过高频同步BUS信号总线连接，实现并联型逆变单元之间脉宽调制步调一致。同步信号方法为主逆变单元的控制器产生同步信号，通过高频同步BUS信号总线发送，从逆变单元的控制器接收所述的同步信号，保证并联型逆变器之间脉宽调制步调一致，若任一从逆变单元没有接收到脉冲信号，则该逆变单元的数字信号处理器DSP保护关机，不会对系统和其他逆变单元的正常运行造成任何影响，保证各并联型逆变单元之间脉宽调制步调一致，具有良好抗噪能力。

Description

一种并联型逆变器的高频同步装置及其方法

技术领域

本发明涉及一种并联型逆变器的高频同步装置，本发明还涉及一种并联型逆变器的高频同步装置的同步信号方法，属于电源逆变器领域。

背景技术

     当今社会，石油、煤等化石能源越来越紧张并最终会完全枯竭，因此利用太阳能等可再生的能源是今后能源领域必然的发展方向，在太阳能、风能等离网型的电源系统中，有一个重要的环节就是把存储起来的直流电源的能量转化为交流电源，以供需要交流电源的电器使用。有些用电情况需要较大的交流电源的功率，因此也就需要大功率的电源逆变器。离网型大功率逆变器的最大功率一般都在5000W以内。因为大功率逆变器对器件的要求和对散热的要求都非常高，设计开发和生产的难度非常高，且目前各生产厂家所生产的大功率逆变器的质量也不是非常的稳定。

    并联型逆变器是由多个共交直流母线逆变器所组成，每个逆变器都可以独立工作，也可以作为“1+N”并联型逆变器的一个逆变单元。由于并联型逆变器是由多个相互独立逆变单元所构成，如果在工作过程中，逆变单元脉宽调制步调不一致，将造成逆变单元阻抗差异，导致逆变单元之间产生环流，环流越大，则并联型逆变器的效率越低，谐波越大。另一方面，传统DSP 中集成高频同步脉冲源，但是由于高频同步源发出脉冲信号脉冲宽度很窄，在高频同步总线上非常容易受到干扰，抗噪能力差。如果逆变单元接收到错误同步信号，会造成逆变单元误同步，导致系统不稳定。

发明内容

本发明的目的是提供一种并联型逆变器的高频同步装置及其方法，保证各并联型逆变单元之间脉宽调制步调一致，而且具有良好的抗噪能力。

本发明采用的技术方案为：一种并联型逆变器的高频同步装置，包括1台主逆变单元、N台从逆变单元和高频同步BUS信号总线，其创新点在于：所述1台主逆变单元和N台从逆变单元形成“1+N”型并联型逆变器，该主逆变单元和N台从逆变单元之间均通过高频同步BUS信号总线连接，实现并联型逆变单元之间脉宽调制步调一致。

进一步的，所述主逆变单元和从逆变单元的逆变单元为共交直流母线逆变器。

进一步的，所述每个逆变单元均还包含一个数字信号处理器DSP和一个CPLD逻辑元件，数字信号处理器DSP和一个CPLD逻辑元件分别与逆变单元中的控制器相连。

本发明的另一个目的是提供一种利用权利要求1所述的并联型逆变器的高频同步装置的同步信号方法，其创新点在于：所述主逆变单元的控制器产生同步信号，通过高频同步BUS信号总线发送，从逆变单元的控制器通过高频同步BUS信号总线接收所述的同步信号，保证并联型逆变器之间脉宽调制步调一致，若任一从逆变单元没有接收到脉冲信号，则该逆变单元的数字信号处理器DSP保护关机，不会对系统和其他逆变单元的正常运行造成任何影响。

本发明由1+N个逆变器所组成，每个逆变器都可以独立工作，也可以作为“1+N”并联型逆变器的一个逆变单元，主逆变单元和从逆变单元之间通过高频同步BUS总线进行通信，同时，在每个逆变单元中均包含一个DSP 和一个CPLD，使得脉冲信号的脉冲宽度变宽。

本发明的有益效果如下：

（1）本发明的并联型逆变器的高频同步装置，每个逆变单元均还包含一个数字信号处理器DSP和一个CPLD逻辑元件，由于传统DSP中集成的高频同步源发出脉冲信号的脉冲宽度很窄，在高频同步总线上非常容易受到干扰，抗噪能力差，通过增加CPLD使得脉冲信号的脉冲宽度变宽，从而提高系统的抗噪能力。

（2）本发明的并联型逆变器的高频同步装置及方法中，在具备良好的抗噪能力，而且能主动识别高频同步信号线路故障，使相关逆变单元及时退出，避免造成整个系统不稳定。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

图1为本发明并联型逆变器的高频同步装置拓扑结构示意图。

图2为本发明并联型逆变器的高频同步装置中主从逆变单元工作原理图。

图3为本发明并联型逆变器的高频同步装置主逆变单元逻辑图。

图4为本发明并联型逆变器的高频同步装置从逆变单元逻辑图。

具体实施方式

    下面结合附图及实施例详细说明本发明的工作原理。

    本实施涉及一种并联型逆变器的高频同步装置，如图1所示：包括1台主逆变单元、N台从逆变单元和高频同步BUS信号总线，1台主逆变单元和N台从逆变单元形成“1+N”型并联型逆变器，该主逆变单元和N台从逆变单元之间均通过高频同步BUS信号总线连接进行通信，实现并联型逆变单元之间脉宽调制步调一致。

换言之，“1+N”并联型逆变器是由1+N个配置相同的逆变单元组成，其中1 个逆变器为主逆变单元，其余N个逆变器为从逆变单元，每个主逆变单元和每个从逆变单元的逆变单元选择为共交直流母线逆变器。

每个逆变单元均包含1个DSP 和1个CPLD，逆变单元连接有2种端口：分别是P1端口和P2端口。P1端口用于主逆变单元向高频同步信号总线上发送信号，P2端口用于CPLD向DSP发送高频同步信号，以及从逆变单元接收同步总线上的信号。

如图2中所示：设脉冲信号周期为Ts，脉冲宽度为T1，T2为脉宽T1的一半宽度。

如图3所示：主逆变单元逻辑流程如下：

令计时器由脉冲信号上升沿开始进行计时，若计时器计时到Ts 时，主逆变单元P1端口置位，主逆变单元向高频同步信号总线上发送高频信号，同时计时器清零；否则，若计时器计时到T2时，CPLD 向

DSP发送高频同步信号，P2端口置位；若计时器计时T1时，主逆变

单元接收到信号下降沿，则主逆变单元P1和P2 端口均复位。

    如图4所示：从逆变单元逻辑流程如下：

    令计时器由脉冲信号上升沿开始进行计时，若计时器计时到Ts时，从逆变单元接收到信号上升沿，并且从逆变单元P1端口两次上升沿时间间隔为Ts，同时清计时器，若计时器大于Ts，从逆变单元故障退出并网，否则判断P1端口在T2时间持续为有效电平,则可以判断从逆变单元接收到有效高频同步信号，端口P2置位，从逆变单元CPLD给DSP发送高频同步信号，计时器计时到T1时，复位逆变单元P1和P2端口；此外，若任一从逆变单元在周期Ts 内没有接收到任何信号，则该逆变单元的DSP自动保护关机，不会对系统和其他逆变单元的正常运行造成任何影响。

以上所述是本发明的优选实施方式，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，都不脱离本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种并联型逆变器的高频同步装置，包括1台主逆变单元、N台从逆变单元和高频同步BUS信号总线，其特征在于：所述1台主逆变单元和N台从逆变单元形成“1+N”型并联型逆变器，该主逆变单元和N台从逆变单元之间均通过高频同步BUS信号总线连接，实现并联型逆变单元之间脉宽调制步调一致。

2.根据权利要求1所述的并联型逆变器的高频同步装置，其特征在于：所述主逆变单元和从逆变单元的逆变单元为共交直流母线逆变器。

3.根据权利要求2所述的并联型逆变器的高频同步装置，其特征在于：所述每个逆变单元均还包含一个数字信号处理器DSP和一个CPLD逻辑元件，数字信号处理器DSP和一个CPLD逻辑元件分别与逆变单元中的控制器相连。

4.一种利用权利要求1所述的并联型逆变器的高频同步装置的同步信号方法，其特征在于：所述主逆变单元的控制器产生同步信号，通过高频同步BUS信号总线发送，从逆变单元的控制器通过高频同步BUS信号总线接收所述的同步信号，保证并联型逆变器之间脉宽调制步调一致，若任一从逆变单元没有接收到脉冲信号，则该逆变单元的数字信号处理器DSP保护关机，不会对系统和其他逆变单元的正常运行造成任何影响。