CN203326577U - 逆变器的故障电流的检查和保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种逆变器的故障电流的检查和保护电路，包括：自恢复保险丝，与一直流输入正极相连接；一次性保险丝，一端与自恢复保险丝相连接，另一端与逆变器的机壳相连接，机壳接大地；以及电压采样模块，一端与机壳相连接，另一端接信号地；其中，一直流输入负极经过一电容连接到机壳与电压采样模块之间的连接线，直流输入负极接信号地；电压采样模块将直流输入的电压分压后得到一接地故障检测信号，并送入到后端一接地故障检测单元判定工作情况。本实用新型避免了故障后每次都要更换灌胶逆变器内部的一次性保险丝来维修的繁琐工作，并提高了逆变器使用时的安全性。
Description
技术领域
本实用新型涉及逆变器的保护电路技术领域，具体来说，本实用新型涉及一种逆变器的故障电流的检查和保护电路。
背景技术
传统的逆变器对故障电流的保护普遍采用单一的一次性保险丝来保护(当故障电流超过保险丝的额定熔断电流后熔断保险丝，从而检测并保护该逆变器)，如附图1为现有技术中的一种逆变器的故障电流的检查和保护电路的模块图。
对某些灌胶的或不易打开外壳(机壳)的逆变器，如果只采用传统的单一的一次性保险熔丝，当故障电流超过额定熔断电流而熔断后，如果要维修该灌胶逆变器就要打开外壳并扒开灌胶才能维修(更换保险熔丝)，并且无法根据故障的恶劣程度(如故障电流的大小)采用不同安全等级的保护策略。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种逆变器的故障电流的检查和保护电路，使得故障发生后，如果要维修该逆变器，无需打开机壳并扒开灌胶；另外可以根据故障的恶劣程度(如故障电流的大小)采用不同安全等级的保护策略。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种逆变器的故障电流的检查和保护电路，包括：
自恢复保险丝，与一直流输入正极相连接；
一次性保险丝，一端与所述自恢复保险丝相连接，另一端与所述逆变器的机壳相连接，所述机壳接大地；以及
电压采样模块，一端与所述机壳相连接，另一端接信号地；
其中，一直流输入负极经过一电容连接到所述机壳与所述电压采样模块之间的连接线，所述直流输入负极接信号地；
所述电压采样模块将直流输入的电压分压后得到一接地故障检测信号，并送入到后端一接地故障检测单元判定工作情况。
可选地，所述电压采样模块包括：
第一电阻，与所述机壳相连接；
第二电阻，与所述第一电阻相连接；以及
第三电阻，分别与所述第二电阻和一接信号地端相连接；
其中，所述接地故障检测信号可以是从所述第二电阻和所述第三电阻之间引出的。
可选地，所述自恢复保险丝的额定熔断电流为1A，所述一次性保险丝的额定熔断电流为2A。
可选地，所述接地故障检测单元由一MCU实现。
可选地，所述第一电阻和所述第二电阻的阻值均为1MΩ，所述第三电阻的阻值为82.5KΩ。
为解决上述技术问题，本实用新型还提供一种逆变器的故障电流的检查和保护电路，包括：
自恢复保险丝，与一直流输入负极相连接，所述直流输入负极接地；
一次性保险丝，一端与所述自恢复保险丝相连接，另一端与所述逆变器的机壳相连接，所述机壳接地；以及
电压采样模块，一端与所述机壳相连接，另一端与一直流电源相连接，所述直流电源接地；
其中，一直流输入正极经过一电容连接到所述机壳与所述电压采样模块之间的连接线；
所述电压采样模块将所述直流电源的电压分压后得到一接地故障检测信号，并送入到后端一接地故障检测单元判定工作情况。
可选地，所述电压采样模块包括：
第一电阻，与所述机壳相连接；
第二电阻，与所述第一电阻相连接；以及
第三电阻，分别与所述第二电阻和一接地端相连接；
其中，所述接地故障检测信号可以是从所述第二电阻和所述第三电阻之间引出的。
可选地，所述自恢复保险丝的额定熔断电流为1A，所述一次性保险丝的额定熔断电流为2A。
可选地，所述接地故障检测单元由一MCU实现。
可选地，所述第一电阻和所述第二电阻的阻值均为1MΩ，所述第三电阻的阻值为82.5KΩ。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
本实用新型避免了故障后每次都要更换灌胶逆变器内部的一次性保险丝来维修的繁琐工作，并提高了逆变器使用时的安全性。
附图说明
本实用新型的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：
图1为现有技术中的一种逆变器的故障电流的检查和保护电路的模块图；
图2为本实用新型一个实施例的逆变器的故障电流的检查和保护电路的示意图；
图3为本实用新型另一个实施例的逆变器的故障电流的检查和保护电路的示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本实用新型的保护范围。
图2为本实用新型一个实施例的逆变器的故障电流的检查和保护电路的示意图。但是需要注意的是，这个以及后续其他的附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本实用新型实际要求的保护范围构成限制。
如图2所示，该故障电流的检查和保护电路主要包括：自恢复保险丝PTC、一次性保险丝F3和电压采样模块123。其中，自恢复保险丝PTC(额定熔断电流例如为1A)与一直流输入正极PV+相连接；一次性保险丝F3(额定熔断电流例如为2A)一端与自恢复保险丝PTC相连接，另一端与逆变器的机壳Hole相连接，机壳Hole接大地；电压采样模块123一端与机壳Hole相连接，另一端接信号地。另外，一直流输入负极PV-经过一电容连接到机壳Hole与电压采样模块123之间的连接线，直流输入负极PV-接信号地。电压采样模块123用于将直流输入的电压分压后得到一接地故障检测信号，并送入到后端一接地故障检测单元判定工作情况，该接地故障检测单元可以由一MCU实现。
在本实施例中，该电压采样模块123可以包括：第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3。第一电阻R1(阻值可以为1MΩ)与机壳Hole相连接；第二电阻R2(阻值可以为1MΩ)与第一电阻R1相连接；第三电阻R3(阻值可以为82.5KΩ)分别与第二电阻R2和一接信号地端相连接。其中，接地故障检测信号是从第二电阻R2和第三电阻R3之间引出的。
与图1所示的现有技术相比，本实施例的故障电流的检查和保护电路在现有技术的基础上在直流输入正极PV+和大地(即机壳Hole)之间串联接入一个自恢复保险丝PTC。而自恢复保险丝PTC在熔断后，当流过它的故障电流又小于它的额定熔断电流的话，自恢复保险丝PTC可以再次恢复导通，从而使得：
正常情况下：
即光伏面板直流输入负极(PV-，同时PV-为电压采样模块123的信号地)对大地(即机壳Hole)的故障电流不超过自恢复保险丝PTC和一次性保险丝F3的额定熔断电流，则第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3将光伏面板直流输入的电压分压后得到接地故障检测信号并送入到后端接地故障检测单元(MCU)判定工作情况。
假设光伏面板直流输入的电压为54V，则接地故障检测信号＝2.6V＝54V×{82.5K/(82.5K+2000K)}，通过MCU的程序设定，在此电压的一定误差范围内可判定为没有故障。
而PV-对地的故障电流超标(Ground Fault)保护时：
情况一：
当故障电流不超过一次性保险丝F3的额定熔断电流(2A)，但已超过自恢复保险丝PTC的额定熔断电流(1A)使自恢复保险丝PTC熔断时，接地故障检测单元检测到0V可判定为故障电流超标需要保护，此时可以方便地在排除故障之后不用(扒开灌胶)维修(更换保险丝)，逆变器即可继续正常使用。
情况二：
只有当自恢复保险丝PTC还没有来得及熔断而故障电流已经超过一次性保险丝F3的额定熔断电流(2A)时，才熔断一次性保险丝F3。此时接地故障检测单元检测到0V可判定为故障电流超标需要保护，但此时在排除故障电流故障后无法继续正常使用逆变器(除非扒开灌胶更换保险丝)，此种情况比情况一更恶劣，所以采用了直接从硬件上锁死逆变器的更高安全等级的保护策略。
图3为本实用新型另一个实施例的逆变器的故障电流的检查和保护电路的示意图。本实施例沿用前述实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且选择性地省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参照前述实施例，本实施例不再重复赘述。
如图3所示，该故障电流的检查和保护电路主要包括：自恢复保险丝PTC、一次性保险丝F3和电压采样模块123。其中，自恢复保险丝PTC(额定熔断电流例如为1A)与一直流输入负极PV-相连接，直流输入负极PV-接地。一次性保险丝F3(额定熔断电流例如为2A)一端与自恢复保险丝PTC相连接，另一端与逆变器的机壳Hole相连接，机壳Hole接地。电压采样模块123一端与机壳Hole相连接，另一端与一直流电源Vcc相连接，直流电源Vcc接地。另外，一直流输入正极PV+经过一电容连接到机壳Hole与电压采样模块123之间的连接线。电压采样模块123用于将直流电源Vcc的电压分压后得到一接地故障检测信号，并送入到后端一接地故障检测单元判定工作情况，该接地故障检测单元可以由一MCU实现。
在本实施例中，该电压采样模块123可以包括：第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3。第一电阻R1(阻值可以为1MΩ)与机壳Hole相连接；第二电阻R2(阻值可以为1MΩ)与第一电阻R1相连接；第三电阻R3(阻值可以为82.5KΩ)分别与第二电阻R2和一接地端相连接。其中，接地故障检测信号是从第二电阻R2和第三电阻R3之间引出的。
图2中直流输入正极PV+通过自恢复保险丝PTC和一次性保险丝F3接地，对于不能是直流输入正极PV+接地的情况，比如组件要求是直流输入负极PV-接地，或者是两路逆变电路需要独立的最大功率点追踪(MPPT)，所以不能两个直流输入正极PV+同时接地，这时候就要用直流输入负极PV-接地。
图3为本发明的一个变化例，正常情况下：即光伏面板直流输入正极PV+对大地(即机壳Hole)的故障电流不超过自恢复保险丝PTC和一次性保险丝F3的额定熔断电流，则第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3将直流电源Vcc的电压分压后得到接地故障检测信号并送入到后端接地故障检测单元(MCU)判定工作情况。
假设光伏面板直流输入的电压为54V，则接地故障检测信号＝Vcc×{R3/(R1+R2+R3)}，通过MCU的程序设定，在此电压的一定误差范围内可判定为没有故障。
直流输入正极PV+对地的故障电流超标(Ground Fault)保护时：
情况一：
当故障电流不超过一次性保险丝F3的额定熔断电流(2A)但已超过自恢复保险丝PTC的额定熔断电流(1A)使自恢复保险丝PTC熔断时，接地故障检测单元检测到直流电压Vcc可判定为故障电流超标需要保护，此时可以方便地在排除故障之后不用(扒开灌胶)维修(更换保险丝)逆变器即可继续正常使用。
情况二：
只有当自恢复保险丝PTC还没有来得及熔断而故障电流已经超过一次性保险丝F3的额定熔断电流(2A)时，才熔断一次性保险丝F3，此时接地故障检测单元检测到直流电压Vcc可判定为故障电流超标需要保护，但此时在排除故障电流故障后无法继续正常使用逆变器(除非扒开灌胶更换保险丝)，此种情况比情况一更恶劣，所以采用了直接从硬件上锁死逆变器的更高安全等级的保护策略。
本实用新型避免了故障后每次都要更换灌胶逆变器内部的一次性保险丝来维修的繁琐工作，并提高了逆变器使用时的安全性。
本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本实用新型权利要求所界定的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种逆变器的故障电流的检查和保护电路，其特征在于，包括：
自恢复保险丝(PTC)，与一直流输入正极(PV+)相连接；
一次性保险丝(F3)，一端与所述自恢复保险丝(PTC)相连接，另一端与所述逆变器的机壳(Hole)相连接，所述机壳(Hole)接大地；以及
电压采样模块(123)，一端与所述机壳(Hole)相连接，另一端接信号地；
其中，一直流输入负极(PV-)经过一电容连接到所述机壳(Hole)与所述电压采样模块(123)之间的连接线，所述直流输入负极(PV-)接信号地；
所述电压采样模块(123)将直流输入的电压分压后得到一接地故障检测信号，并送入到后端一接地故障检测单元判定工作情况。
2.根据权利要求1所述的检查和保护电路，其特征在于，所述电压采样模块(123)包括：
第一电阻(R1)，与所述机壳(Hole)相连接；
第二电阻(R2)，与所述第一电阻(R1)相连接；以及
第三电阻(R3)，分别与所述第二电阻(R2)和一接信号地端相连接；
其中，所述接地故障检测信号是从所述第二电阻(R2)和所述第三电阻(R3)之间引出的。
3.根据权利要求1所述的检查和保护电路，其特征在于：
所述自恢复保险丝(PTC)的额定熔断电流为1A；以及
所述一次性保险丝(F3)的额定熔断电流为2A。
4.根据权利要求1所述的检查和保护电路，其特征在于，所述接地故障检测单元由一MCU实现。
5.根据权利要求2所述的检查和保护电路，其特征在于：
所述第一电阻(R1)和所述第二电阻(R2)的阻值均为1MΩ；以及
所述第三电阻(R3)的阻值为82.5KΩ。
6.一种逆变器的故障电流的检查和保护电路，其特征在于，包括：
自恢复保险丝(PTC)，与一直流输入负极(PV-)相连接，所述直流输入负极(PV-)接地；
一次性保险丝(F3)，一端与所述自恢复保险丝(PTC)相连接，另一端与所述逆变器的机壳(Hole)相连接，所述机壳(Hole)接地；以及
电压采样模块(123)，一端与所述机壳(Hole)相连接，另一端与一直流电源(Vcc)相连接，所述直流电源(Vcc)接地；
其中，一直流输入正极(PV+)经过一电容连接到所述机壳(Hole)与所述电压采样模块(123)之间的连接线；
所述电压采样模块(123)将所述直流电源(Vcc)的电压分压后得到一接地故障检测信号，并送入到后端一接地故障检测单元判定工作情况。
7.根据权利要求6所述的检查和保护电路，其特征在于，所述电压采样模块(123)包括：
第一电阻(R1)，与所述机壳(Hole)相连接；
第二电阻(R2)，与所述第一电阻(R1)相连接；以及
第三电阻(R3)，分别与所述第二电阻(R2)和一接地端相连接；
其中，所述接地故障检测信号是从所述第二电阻(R2)和所述第三电阻(R3)之间引出的。
8.根据权利要求6所述的检查和保护电路，其特征在于：
所述自恢复保险丝(PTC)的额定熔断电流为1A；以及
所述一次性保险丝(F3)的额定熔断电流为2A。
9.根据权利要求6所述的检查和保护电路，其特征在于，所述接地故障检测单元由一MCU实现。
10.根据权利要求7所述的检查和保护电路，其特征在于：
所述第一电阻(R1)和所述第二电阻(R2)的阻值均为1MΩ；以及所述第三电阻(R3)的阻值为82.5KΩ。
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Owner name: ZHEJIANG YUNENG TECHNOLOGY CO., LTD. Free format text: FORMER NAME: ALTENERGY POWER SYSTEM INC. |
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