CN109088440A - 一种储能逆变器并机同步信号电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电源类产品并联应用技术，具体为一种储能逆变器并机同步信号电路，包括控制单元MCU、输出隔离电路、输入隔离电路和组网传输电路，所述控制单元MCU为可编程控制芯片，还包含输出I/O口IO_out和IO_in，输出I/O口IO_out与输出隔离电路连接，输入I/O口IO_in与输入隔离电路连接用于发送和接收并机同步信号指令，所述输出隔离电路一端与控制单元MCU的输出I/O口IO_out连接，另一端与组网传输电路连接，再与组网传输电路连接，所述的输入隔离电路是一个隔离逻辑电路，其一端与组网传输电路连接，另一端与控制单元MCU的输入I/O口IO_in连接，再与控制单元MCU的输入I/O口IO_in连接，所述组网传输电路是一个信号转换与传输的电路。

Description

一种储能逆变器并机同步信号电路

技术领域

本发明涉及一种电源类产品并联应用技术，具体为一种储能逆变器并机同步信号电路。

背景技术

近年来，随着光伏储能技术的突飞猛进，特别是储能及离网逆变器技术的快速发展，储能逆变器的供电可靠性，模块化设计需求越来越高，系统要求功率越来越大，越来越多的产品开始增加并机或者组网功能，以满足模块化设计大功率及冗余的需求，如附图1所示，即为储能或者离网逆变器并机框图，包括逆变器、并机信号、输出并联线路，输入并联线路就能够成一个完整的并机系统。比如一个5kw的储能逆变器模块，如果有良好的并机功能，就可以组网并机为任意5KW的倍数等级的逆变器系统，那么，在实现储能逆变器并机或组网等功能的需求下，并机技术有了较为快速的发展。在并机技术中，对于并机有着重要依赖的并机信号电路的可靠性提出了更高的要求。现阶段，一般有两种并机信号电路实现方案：

方案一：采用通信方式传递并机同步信号，如附图2所示，该方案是通过逆变器与逆变器之间进行通信组网实现的，包括MCU、隔离电路、通信芯片、通信网络组成，该方案实现方式是：主机通过MCU发送同步信号，同步信号经过隔离电路，送给通信芯片进行转换，转换为通信所需的差分通信信号，该信号在通信网络中传播，然后各从机接受信号，并按照主机需求进行组网工作，同时，回馈主机需求信息；每个从机都有一套和主机一样的通信电路，以实现并机同步信号的交流。这种方案可以实现同步需求，但也有两个缺点：一是实时性不够好，一般通信方式采用RS485或者CAN网络，其通信速率一般为几百us到ms级，对于并机多的时候，或者复杂的并机需求，往往不能满足要求；二是通讯存在解码问题，如果出现误码或者干扰，可能导致并机出现问题，而导致整个系统故障。所以，现有系统方案中基本上不再使用这种方案。

方案二：采用非隔离TLL电路直连传递并机同步信号，如附图3所示，该方案是采用TTL电路直连方式实现并机同步信号传输，包括MCU、TTL逻辑电路、TTL通信线路组成。该方案的实现方式是主机的MCU发送并机同步信号，该信号是TTL电平，通过TTL逻辑电路进行转换，然后经过TTL通信线路传输给从机，从机按照主机传输的信号进行并机组网工作。这个方案中，主从机有同样的电路实现该功能，只不过主机的TTL逻辑信号发出口定义为输出口，而从机定义为接收口，以实现发送和接收指令的功能。该方案可以实现主从机之间的并机信号传输，但是，也存在两个主要的问题：一是整个电路没有隔离，同时，信号线路在逆变器外部传播，很容易引入干扰信号，从而导致并机失败甚至损坏逆变器MCU；二是该方案固化主从关系，更改主从关系需要重启系统，以完成MCU端口输入输出初始化工作，不便于生产及组网灵活性。

以上两种方案是在储能逆变器或者离网逆变器并机组网中较为常见的并机同步信号传输方式，都能实现其并机组网同步信号传输功能，但也都存在自身的一些缺点。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种新型储能逆变器并机同步信号电路。

发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种储能逆变器并机同步信号电路，包括控制单元MCU、输出隔离电路、输入隔离电路和组网传输电路，所述控制单元MCU为可编程控制芯片，还包含输出I/O口IO_out和IO_in，输出I/O口IO_out与输出隔离电路连接，输入I/O口IO_in与输入隔离电路连接用于发送和接收并机同步信号指令，所述输出隔离电路一端与控制单元MCU的输出I/O口IO_out连接，另一端与组网传输电路连接，再与组网传输电路连接，所述的输入隔离电路是一个隔离逻辑电路，其一端与组网传输电路连接，另一端与控制单元MCU的输入I/O口IO_in连接，再与控制单元MCU的输入I/O口IO_in连接，所述组网传输电路是一个信号转换与传输的电路。

作为优选，对控制单元MCU和输出I/O口IO_out和IO_in进行光耦隔离，主要是对输出I/O口IO_out输出的并机同步信号进行逻辑转换和隔离。

作为优选，对控制单元MCU和输出I/O口IO_out和IO_in进行隔离变压器隔离实现，主要是对输出I/O口IO_out输出的并机同步信号进行逻辑转换和隔离。

发明的有益效果是：该电路提供信号传输所需的能量，该能量是一个与控制单元MCU电气隔离的电源提供，能够在逆变器外部传输而不影响控制单元MCU工作，其一端与输出隔离电路和输入隔离电路连接，另一端与其他组网并机的储能逆变器的组网传输电路连接。

附图说明

图1为现有技术的储能或者离网逆变器并机框图。

图2为现有技术的通讯方式并机同步型号电路示意图。

图3为现有技术的非隔离TTL直连并机同步型号电路示意图。

图4为本发明的储能逆变器并机同步信号电路的原理图。

图5为本发明的实施例一的电路示意图。

图6为本发明的实施例二的电路示意图。

具体实施方式

现在结合附图对发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明发明的基本结构，因此其仅显示与发明有关的构成。

附图5和附图6构成本发明的具体实施例。一种储能逆变器并机同步信号电路，包括控制MCU、输出逻辑处理电路A、输出隔离电路B、输出组网传输电路C、输入组网传输电路D、输入隔离电路E、输入逻辑处理电路F等部分构成。所述的控制MCU包含一个输出IO口IO_out和一个输入IO口IO_in；所述的输出逻辑处理电路A与控制MCU的IO_out连接，将处理后的信号送入到所述的输出隔离电路B；所述的输出隔离电路B为一隔离电路，可以是光耦或者隔离变压器实现，经过隔离后的信号送入到输出组网传输电路C，经过C处理后的并机信号送入到通信线中传输给其他设备；所述的输入组网传输电路D接收通信线中的信号，然后传输给输入隔离电路E；所述的输入隔离电路E为一隔离电路，可以是光耦或者隔离变压器实现，隔离后的信号送给输入逻辑处理电路F进行逻辑变换后，传输给控制MCU输入IO口IO_in进行处理。整个电路，主从机保持一致，可以实现信号传输，同时，主从机可以任意切换。

本实施例工作原理：

本实施例的主机工作原理为：参照附图5所示，控制MCU通过输出IO口IO_out发出并机同步信号，经过输出逻辑处理电路A、输出隔离电路B、输出组网传输电路C之后，传输到公共并机网络线，同时，主机电路通过输入组网传输电路D、输入隔离电路E、输入逻辑处理电路F接收发出的并机同步信号，从而实现并机同步信号的自检。主机发出的并机同步信号，在公共传输线路上将接收到相同的同步信号，这个同步信号经过逻辑转换和隔离，能够安全传输到其他并机设备上，同时，主机还能自检自身发出的同步信号。

本实施例的从机工作原理为：参照附图6所示，从机的控制MCU的输出IO口IO_out不发出并机同步信号，输出一个低电平，那么，经过输出逻辑处理电路A、输出隔离电路B、输出组网传输电路C后将不影响公共传输线路上主机发出的信号。而输入组网传输电路D、输入隔离电路E、输入逻辑处理电路F接收主机发出的并机同步信号，经过逻辑变换和隔离后，送入到从机的控制MCU的输入IO口IO_in，从机将按照主机的并机同步信号进行并机操作。

以上就是本实施例的工作原理，可以有效且快速地实现储能逆变器的并机组网功能，同时电路经过隔离，传输的又是逻辑信号，安全和实时性都比较好。

以上述依据发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改，本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (3)

1.一种储能逆变器并机同步信号电路，包括控制单元MCU、输出隔离电路、输入隔离电路和组网传输电路，所述控制单元MCU为可编程控制芯片，还包含输出I/O口IO_out和IO_in，输出I/O口IO_out与输出隔离电路连接，输入I/O口IO_in与输入隔离电路连接用于发送和接收并机同步信号指令，所述输出隔离电路一端与控制单元MCU的输出I/O口IO_out连接，另一端与组网传输电路连接，再与组网传输电路连接，所述的输入隔离电路是一个隔离逻辑电路，其一端与组网传输电路连接，另一端与控制单元MCU的输入I/O口IO_in连接，再与控制单元MCU的输入I/O口IO_in连接，所述组网传输电路是一个信号转换与传输的电路。

2.根据权利要求1所述的储能逆变器并机同步信号电路，其特征在于：对控制单元MCU和输出I/O口IO_out和IO_in进行光耦隔离。

3.根据权利要求1所述的储能逆变器并机同步信号电路，其特征在于：对控制单元MCU和输出I/O口IO_out和IO_in进行隔离变压器隔离实现。