CN107508268A - 一种双向变换器的防外灌电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双向变换器的防外灌电路，包括储能单元D、双向变换器E、故障脱离执行单元A、电流检测电路B和分析处理单元C，所述故障脱离执行单元A包括继电器RL1、开关管Q1、二极管D1和保险丝F1，所述双向变换器E的输出端Vin+分别连接继电器RL1的触点和开关管Q1的源极。本发明的有益效果是：1、采用了主动检测的方案，实时动态的检测变换器内部的短路故障情况。2、当检测到内部短路故障时，快速启动故障脱离电路，主动切断和储能单元的连接。3、故障的变换器迅速退出系统，不影响其他并联的变换器的正常运行，同时给出告警信号，发送给客户，提示进行故障的变换器进行更换。
Description
技术领域
本发明涉一种防外灌电路，具体是一种双向变换器的防外灌电路。
背景技术
随着智能电网和能源互联化的快速发展，将电能进行双向变换传输的产品的成为该领域的市场热点。双向变换器相对于单向变换器而言，其输出电流是双向的，可以从电网向储能单元传输功率，也可以从储能单元向电网传输功率。所以，当变换器在出现内部短路故障时，储能单元的能量会剧烈反灌到双向变换器中，从而导致变换器发生比较严重的损毁甚至着火，给市场和客户带来较大的损失。因此，需要一种有效的解决方案，能够在某些极端的内部短路故障情况下，双向变换器能够自动识别短路故障，快速的和储能单元进行脱离，并给和故障告警，提升客户进行故障产品的更换。这样就避免了在极端的短路故障情况下发生的严重损毁、着火的情况的发生。这一解决方案收到了客户和市场的广泛认可。
目前解决这类故障模式下外灌的传统方案是，采用被动式熔断脱离。即，在双向变换器和储能单元之间串联保险丝或者空气开关的方式。依靠双向变换器内部短路时产生的瞬间大电流，触发保险丝或则空气开关熔断或者脱开，从而实现变换器和储能单元的脱离，防止了能量的外灌引起的严重损毁和着火。传统方案的有点是，简单直接。缺点是，这类熔断脱离过度依赖短路电流的大小。当短路电流并不足够大时，保险丝或者空气开关等，不能进行有效的熔断/脱离，不能有效的防止储能单元的外灌，依然造成变换器的严重损毁和着火。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双向变换器的防外灌电路，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种双向变换器的防外灌电路，包括储能单元D、双向变换器E、故障脱离执行单元A、电流检测电路B和分析处理单元C，所述故障脱离执行单元A包括继电器RL1、开关管Q1、二极管D1和保险丝F1，所述双向变换器E的输出端Vin+分别连接继电器RL1的触点和开关管Q1的源极，开关管Q1的漏极连接二极管D1的阴极，二极管D1的阳极连接保险丝F1和继电器RL1的触点的另一端，保险丝F1的另一端连接储能单元D的正极，储能单元D的负极通过电流检测电路B连接双向变换器E的输出端Vin-，电流检测电路B还连接分析处理单元C，分析处理单元C输出drive1信号到开关管Q1的栅极，分析处理单元C还输出drive2信号到继电器RL1。
作为本发明进一步的方案：所述电流检测电路B是分流器或者霍尔元器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、采用了主动检测的方案，实时动态的检测变换器内部的短路故障情况。2、当检测到内部短路故障时，快速启动故障脱离电路，主动切断和储能单元的连接。3、故障的变换器迅速退出系统，不影响其他并联的变换器的正常运行，同时给出告警信号，发送给客户，提示进行故障的变换器进行更换。
附图说明
图1为本发明的电路图；
图2为本发明第一种实施例的电路图；
图3为本发明第二种实施例的电路图；
图4为本发明第三种实施例的电路图；
图5为本发明第四种实施例的电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例中，一种双向变换器的防外灌电路，包括储能单元D、双向变换器E、故障脱离执行单元A、电流检测电路B和分析处理单元C，所述故障脱离执行单元A包括继电器RL1、开关管Q1、二极管D1和保险丝F1，所述双向变换器E的输出端Vin+分别连接继电器RL1的触点和开关管Q1的源极，开关管Q1的漏极连接二极管D1的阴极，二极管D1的阳极连接保险丝F1和继电器RL1的触点的另一端，保险丝F1的另一端连接储能单元D的正极，储能单元D的负极通过电流检测电路B连接双向变换器E的输出端Vin-，电流检测电路B还连接分析处理单元C，分析处理单元C输出drive1信号到开关管Q1的栅极，分析处理单元C还输出drive2信号到继电器RL1。
电流检测电路B是分流器或者霍尔元器。
本发明的工作原理是：本发明的核心有3部分组成：如图1所示的A、B、C三部分组成。D、E分别是外部的储能单元和内部的双向变换器。A、B、C组成的核心电路串联连接在外部的储能单元和内部的双向变换器之间。这部分电路，实现对短路故障的检测、分析处理、故障脱离、告警几个功能。具体如下：B是电流检测电路，串联在储能单元的负极上，用以实现电流检测。电流检测电路是分流器、或者霍尔元器件将电流信号进行采集转换成电压信号。电流检测电路不限于串联在负极，也可以串联在储能单元的正极。
C是分析处理单元，即对采集到的电流信号进行实时动态采集和处理，当内部发生短路故障是，采集电路立即发出drive1、drive2信号控制脱离电路进行分段脱离，同时给出告警信号。
这部分电路极大的增加了防外灌电路的自适应性，可以根据不同的管路故障模式采用不同的控制算法，控制脱离单元电路进行可靠脱离。
A是故障脱离执行单元。主要由保险丝F1、继电器RL1、二极管D1、开关管Q1组成以及继电器RL1的驱动电路、开关管Q1的驱动电路组成。这部分串联在储能单元的正极，但不限于正极。
继电器RL1、二极管D1、开关管Q1的组合可以实现，继电器RL1的零电压脱离，极大的提高了继电器脱离的可靠性。
图2中保险F1的串联位置可以放在负极；
图3中电流检测CS1的串联位置可以放在正极；
图4中二极管D1可以换成开关管Q2，可以实现同样的效果；
图5中二极管D1和Q1位置互换，可以实现同样的效果。
Claims (2)
1.一种双向变换器的防外灌电路，包括储能单元D、双向变换器E、故障脱离执行单元A、电流检测电路B和分析处理单元C，其特征在于，所述故障脱离执行单元A包括继电器RL1、开关管Q1、二极管D1和保险丝F1，所述双向变换器E的输出端Vin+分别连接继电器RL1的触点和开关管Q1的源极，开关管Q1的漏极连接二极管D1的阴极，二极管D1的阳极连接保险丝F1和继电器RL1的触点的另一端，保险丝F1的另一端连接储能单元D的正极，储能单元D的负极通过电流检测电路B连接双向变换器E的输出端Vin-，电流检测电路B还连接分析处理单元C，分析处理单元C输出drive1信号到开关管Q1的栅极，分析处理单元C还输出drive2信号到继电器RL1。
2.根据权利要求1所述的一种双向变换器的防外灌电路，其特征在于，所述电流检测电路B是分流器或者霍尔元器。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201710970436.7A CN107508268A (zh) | 2017-10-18 | 2017-10-18 | 一种双向变换器的防外灌电路 |
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| CN201710970436.7A CN107508268A (zh) | 2017-10-18 | 2017-10-18 | 一种双向变换器的防外灌电路 |
Publications (1)
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| CN107508268A true CN107508268A (zh) | 2017-12-22 |
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ID=60701908
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| CN201710970436.7A Pending CN107508268A (zh) | 2017-10-18 | 2017-10-18 | 一种双向变换器的防外灌电路 |
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| CN102549907A (zh) * | 2009-07-31 | 2012-07-04 | 阿尔斯通格瑞德英国有限公司 | 具有主动故障电流限制的变换器 |
| CN106058811A (zh) * | 2015-04-09 | 2016-10-26 | 株式会社电装 | 电机控制装置 |
| CN207368647U (zh) * | 2017-10-18 | 2018-05-15 | 深圳英飞源技术有限公司 | 一种双向变换器的防外灌电路 |
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