CN202886481U - 太阳能逆变器中的电容容量检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种太阳能逆变器中的电容容量检测电路，按照本实用新型提供的技术方案，所述太阳能逆变器中的电容容量检测电路，包括用于检测母线电容电流的电流传感器，所述电流传感器与用于计算母线电容容量的控制器相连，所述控制器与报警模块相连。本实用新型可在太阳能逆变器每天的启动或停止时，自动对母线电容C进行容量的检测，也可利用太阳能逆变器手动启动电容容量的测试，通过判断电容的容量衰减情况，可以有效判断电容寿命情况；结构紧凑，无需现场拆卸电容，通过每天早晚的上、下电过程，即可检测到电容容量变化，若发现容量异常，通过报警模块报警，提示进行进一步检查或更换，防止后续故障的扩大。

Description

太阳能逆变器中的电容容量检测电路

技术领域

本实用新型涉及一种检测电路，尤其是一种太阳能逆变器中的电容容量检测电路，属于太阳能的技术领域。 

背景技术

太阳能光伏发电系统是通过光伏电池板将太阳的光能转化成直流电能，然后在经过太阳能逆变器将直流电能转换成可利用的交流电能的一种新型发电方式。太阳能发电作为一种新兴的清洁能源发电形式，得到世界各个国家的广泛关注，也在全世界范围内得到了广泛的应用。 

目前，太阳能发电系统通常都建设在运行环境比较恶劣的地方，如荒漠、滩涂、屋顶等无法直接利用的地方，甚至人迹罕至的地方。考虑到投资收益，目前大多数光伏发电系统，对主要部件都要求具有25年以上的可维修寿命，这对于由精密电子部件组成的太阳能逆变器提出了很高的要求。 

在太阳能逆变器中，用于直流母线平滑作用的母线电容通常要求具有很高的可靠性，当其性能劣化时，无论是采用电解电容还是金属膜电容，将主要表现在电容容量的下降，从而导致母线电压纹波变大，输出指标变差，严重时可以导致功率开关器件的电压应力超标而损坏，或者母线电容自身过热而导致失效，因此直流母线电容通常是逆变器例行维护过程中需要重点检测的部件之一。 

但是，目前情况下即使是在停电维护的情况下，也很难有简单的方法判断电容的好坏，可能需要将电容整组拆下或单个进行测量，操作困难。 

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种太阳能逆变器中的电容容量检测电路，其结构紧凑，操作方便，适应范围广，提高对电容容量检测的精度，稳定可靠。 

按照本实用新型提供的技术方案，所述太阳能逆变器中的电容容量检测电路，包括用于检测母线电容电流的电流传感器，所述电流传感器与用于计算母线电容容量的控制器相连，所述控制器与报警模块相连。 

所述控制器为太阳能逆变器。 

本实用新型的优点：可在太阳能逆变器每天的启动或停止时，自动对母线电容C进行容量的检测，也可利用太阳能逆变器手动启动电容容量的测试，通过判断电容的容量衰减情况，可以有效判断电容寿命情况；结构紧凑，无需现场拆卸电容，通过每天早晚的上、下电过程，即可检测到电容容量变化，若发现容量异常，通过报警模块报警，提示进行进一步检查或更换，防止后续故障的扩大。 

附图说明

图1为本实用新型的结构框图。 

图2为本实用新型电流传感器测量母线电容的电路原理图。 

图3为本实用新型的工作流程图。 

附图标记说明：1-电流传感器、2-控制器、3-报警模块、C-母线电容及 R-负载电阻。 

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。 

如图1所示：为了能够方便有效地对母线电容C的电容容量进行检测，本实用新型包括用于检测母线电容C电流的电流传感器1，所述电流传感器1与用于计算母线电容C容量的控制器2相连，所述控制器2与报警模块3相连。当控制器2内计算得到的母线电容C的电容容量与控制器2内预置母线电容的容量不匹配时，控制器2通过报警模块3进行报警，所述不匹配是指控制器2测量得到母线电容C的电容容量与预置母线电容的电容容量差值超过设定的波动范围，预置母线电容的电容容量与初始安装在直流母线上母线电容C的电容容量。控制器2通过报警模块3进行报警后，便于工作人员进行对应检查，以能够及时更换对应的母线电容C，确保整个太阳能系统的稳定可靠，同时也能够省去大量的检测定位时间。本实用新型实施例中，控制器2可以直接采用太阳能逆变器，利用太阳能逆变器的计算功能来实现对电容容量的检测，降低检测成本。 

具体地，根据电容的性质，具体下述表达式，为 

$C\frac{d{u}_c}{\mathrm{dt}}=i_c\left(t\right)---\left(1\right)$

对公式（1）两边积分可得 

$C{\∫}_{t1}^{t2}d{u}_c={\∫}_{t1}^{t2}{i}_c\left(t\right)\mathrm{dt}---\left(2\right)$

即 

从而能够得到电容容量的表达式 

$C=\frac{{\∫}_{t1}^{t2}{i}_c\left(t\right)\mathrm{dt}}{\mathrm{Uc}\left(t2\right)-\mathrm{Uc}\left(t1\right)}---\left(3\right)$

从公式（3）可以看出，如果可以知道t1～t2时刻，母线电容C两端的电压变化ΔUc和流过母线电容C的电流i_c(t)，便可根据公式（3）求得电容容量值；即ΔUc=Uc(t2)-Uc(t1)。 

为了确保检测的准确性，尽可能要求ΔUc大些，电容电流i_c(t)既不能太大，也不能太小。而太阳能逆变器输入电池板特性刚好符合这个要求：在每天早晨太阳能逆变器启动发电前，太阳能电池板随着太阳光线的逐渐变强，其端口电压也逐渐升高，对于大多数太阳能逆变器而言，此时直流母线电容C直接并联在电池板两端，相当于电池板直接给母线电容C充电，当母线电容C的电压达到一定电压值后，太阳能逆变器才开始启动发电。所以可以利用每天早晨太阳能逆变器启动前的这个过程，来实现对母线电容C电容容量的自动检测，因此控制器2采用太阳能逆变器具有可行性。 

如图2所示：电流传感器1并联在母线电容C的两端，母线电容C的两端还并联有负载电阻R。电流传感器1将检测的电流值传输到以太阳能逆变器为控制器2的内部。 

如图3所示：为本检测电路的检测流程图，可以包括如下步骤： 

步骤1、利用电流传感器1检测母线电容C的电流i_c及电压u_c； 

步骤2、控制器2对检测的电流i_c进行积分；当控制器2计算对母线电容C检测电流的时间达到是否达到设定时间或设定电压；当达到设定时间或设定电压时，控制器2启动计算母线电容C的容量； 

步骤3、控制器2对计算得到母线电容C的电容容量与预置的母线电容差值，并判断所述电容差值是否在设定范围内，当所述电容差值不在设定范围时，控制器2通过报警模块3进行报警，以方便对母线电容C进行检测或更换。 

本实用新型既可以用于太阳能逆变器，也可以用于其他类似的电源设备中；既可以进行整组电容容量的检测判断，也可以通过增加支路电流检测电路，以进行分组或单个电容容量的检测；如果在启动过程中母线电容C的两端并有其它负载，亦可根据母线电压的变换计算或者检测出并联负载的电流值，在总电流中减去该负载电流的影响；可在启动前测量，对于关机时的电容容量检测方法，如假定母线电容C上并联负载电阻R；则利用 

计算相应的母线电容值；可用于输出交流电容的容量测试，则利用 计算相应的母线电容值，其中，f表示交流频率、Uc表示电压有效值，Ic表示电流有效值。 

本实用新型可在太阳能逆变器每天的启动或停止时，自动对母线电容C进行容量的检测，也可利用太阳能逆变器手动启动电容容量的测试，通过判断电容的容量衰减情况，可以有效判断电容寿命情况；结构紧凑，无需现场拆卸电容，通过每天早晚的上、下电过程，即可检测到电容容量变化，若发现容量异常，通过报警模块3报警，提示进行进一步检查或更换，防止后续故障的扩大。 

Claims (2)

1.一种太阳能逆变器中的电容容量检测电路，其特征是：包括用于检测母线电容（C）电流的电流传感器（1），所述电流传感器（1）与用于计算母线电容（C）容量的控制器（2）相连，所述控制器（2）与报警模块（3）相连。

2.根据权利要求1所述的太阳能逆变器中的电容容量检测电路，其特征是：所述控制器（2）为太阳能逆变器。

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