CN203522530U - 一种并网逆变电路的接触器供电电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及并网逆变控制技术领域，特别涉及一种并网逆变电路的接触器供电电路，本供电电路包括电压变换电路和限流电路，电压变换电路与母线电容C连接以从母线电容C取电为控制线圈供电，由于母线电容C处电压稳定，可以有效减少储能电容容量，避免大容量电容充电过程导致的大冲击电流，同时由于母线电容C提供直流电压，可采用降压式变换电路进行降压供电，无需使用工频变压器，减少产品体积和生产成本。此外，本电路还包括限流电路，限流电路根据电压变换电路的电流值反馈控制电压变换电路，实现在接触器启动时以恒定的电流对储能电容充电，使电容电压逐步上升，无冲击电流。
Description
技术领域
本实用新型涉及并网逆变控制技术领域，特别涉及一种并网逆变电路的接触器供电电路。
背景技术
在光伏等新能源发电系统中，需要采用并网逆变器实现发电系统与电网的连接，大功率并网逆变器为满足安全及控制需要，需在逆变器输出与电网间设置三相接触器。并网时，控制系统闭合接触器，逆变器输出与电网连接在一起。断网时，控制系统断开接触器，逆变器输出与电网断开连接。
一般的，接触器的控制线圈需要较大的功率的供电，特别时在启动时，需要的功率更大，以ABB公司的AF1350接触器为例，启动时所需功率为1700W（直流供电），正常运转功率为50~80W。另一方面，按国家电力部门要求，大功率光伏并网逆变器必须具备低电压穿越功能，所谓低电压穿越是指在并网逆变器并网点电压跌落的时候，并网逆变器能够保持并网，甚至能向电网提供一定的无功功率，支持电网运行，直到电网恢复正常，从而“穿越”这个低电压时间。按照国家相关标准，这个低电压点通常只有额定电压的20%，并且可能在后续设定为更低的点，而持续时间一般为2秒。
目前，接触器的控制线圈的主要是从并网点取电的，这就意味着在这个低电压区间，接触器的控制线圈的供电电压会远低于其额定输入电压范围，若不采用其他措施，接触器将由于控制线圈供电电压不足而断开，逆变器也不得不关闭，无法穿越低电压。
对此，现在通常采用措施是将并网点的三相交流电经三相工频变压器隔离变压后经整流桥整流电容滤波后变成直流为接触器线圈供电，同时滤波电容一般容量较大，高达上万微法，这样在接触器启动及低电压穿越时由储存在电容里的能量为线圈供电。这种做法电路比较简单，但也存在较多问题，一是采用工频变压器及大容量电容体积较大，占用较大空间，成本较高。另一方面，由于滤波电容作为主要储能装置容量较大，一般为几万微法，在启动时，储能电容要从0电压被充电到额定电压，由于电容本身的特性，这将导致很大的冲击电流，通常高达几十安，对元件的冲击很大。
发明内容
本发明创造的目的是避免上述现有技术中的不足之处而提供一种无需工频变压器，储能电容容量小，电路冲击电流小的并网逆变电路的接触器供电电路。
为此给出以下技术方案实现：
提供了一种并网逆变电路的接触器供电电路，包括主电路，所述主电路包括用于将发电输入逆变为市电输出的逆变器、与逆变器并联的用于滤波储能的母线电容C和用于控制主电路与电网之间断开/闭合的接触器，所述接触器包括控制线圈，所述控制线圈连接有为其供电的供电电路，所述供电电路包括电压变换电路和限流电路，所述电压变换电路输入端与母线电容C连接，输出端与控制线圈连接，所述限流电路根据电压变换电路的电流值反馈控制电压变换电路以调节其电流。
其中，所述电压变换电路包括开关管Q1，电感L1、电容C3和二极管D2，所述开关管Q1的输入极与母线电容C的正极连接，输出级与电感L1的一端连接，所述电感的另一端与控制线圈的一端连接，所述控制线圈的另一端与母线电容C的负极连接，所述电容C3并联于控制线圈两端，所述二极管D2正极与母线电容C的负极连接，负极与开关管Q1的输出极连接。
其中，所述限流电路包括电流取样电路和反馈控制电路，所述电流取样电路对主电路进行取样以获取取样信号并将该取样信号传送至反馈控制电路，所述反馈控制电路根据所述取样信号控制所述开关管Q1的通/断。
其中，所述反馈控制电路包括控制芯片U2，所述控制芯片U2输出端与开关管Q1的控制极连接，所述电流取样电路包括取样电阻R3和连接于取样电阻R3两端的差分放大电路，所述差分放大电路输出端连接控制芯片的输入端。
其中，所述限流电路还包括比较电路，所述比较电路包括参考电压端、取样输入端和输出端，所述控制芯片U2包括基准电压输出端，所述参考电压端与所述基准电压输出端连接，所述取样输入端与所述差分放大电路的输出端连接，所述比较电路的输出端与控制芯片连接，所述比较电路在参考电压端电压小于取样输入端时输出限压反馈信号至控制芯片U2，所述控制芯片U2根据所述限压反馈信号调节输出。
本实用新型的有益效果：本实用新型提供了一种并网逆变电路的接触器供电电路，本供电电路包括电压变换电路和限流电路，电压变换电路与母线电容C连接以从母线电容C取电为控制线圈供电，由于母线电容C处电压稳定，即使在低电压穿越时该处电压也保持在稳定值，可以提供持续能量，只需要考虑接触器启动时冲击负载的需求，无需考虑低电压穿越时的能量需求及接触器启动时冲击负载的需求，可以有效减少储能电容容量，避免大容量电容充电过程导致的大冲击电流，同时由于母线电容C提供直流电压，可采用降压式变换电路进行降压供电，无需使用工频变压器，减少产品体积和生产成本。此外，本电路还包括限流电路，限流电路根据电压变换电路的电流值反馈控制电压变换电路，实现在接触器启动时以恒定的电流对储能电容充电，使电容电压逐步上升，无冲击电流。
附图说明
利用附图对本实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1为本实用新型一种并网逆变电路的接触器供电电路的实施例的电路框图。
图2为本实用新型一种并网逆变电路的接触器供电电路的实施例的电路图。
具体实施方式
结合以下实施例对本实用新型作进一步描述。
本实用新型一种并网逆变电路的接触器供电电路的具体实施方式，如图1所示，包括：
主电路，所述主电路包括太阳能电池板（也可为其他发电模块），太阳能电池板所产生电能依次经过第一滤波器、用于将发电输入逆变为市电输出的逆变器、第二滤波器和用于控制主电路与电网之间断开/闭合的接触器后被传送至电网，所述逆变器并联有用于滤波储能的母线电容C，所述接触器包括控制线圈，所述控制线圈连接有为其供电的供电电路，所述供电电路包括电压变换电路1和限流电路2，所述电压变换电路1输入端与母线电容C连接，输出端与控制线圈连接，所述限流电路2根据电压变换电路1的电流值反馈控制电压变换电路1以调节其电流。
与现有技术相比，本供电电路包括电压变换电路1和限流电路2，电压变换电路1与母线电容C连接以从母线电容C取电为控制线圈供电，由于该电压稳定，即使在低电压穿越时该处电压也保持在稳定值，可以提供持续能量，只需要考虑接触器启动时冲击负载的需求，无需考虑低电压穿越时的能量需求，可以有效减少储能电容容量，避免大容量电容充电过程导致的大冲击电流，同时由于母线电容C提供直流电压，可采用降压式变换电路进行降压供电，无需使用工频变压器，减少产品体积和生产成本；另外，电压变换电路1工作时，限流电路2根据电压变换电路1的电流值反馈控制电压变换电路1，实现在接触器启动时以恒定的电流对电容C3充电，使电容电压逐步上升，无冲击电流。
如图2所示，电压变换电路1为BUCK降压电路，包括开关管Q1，电感L1、电容C3和二极管D2，所述开关管Q1的输入极与母线电容C的正极连接，输出级与电感L1的端脚5连接，所述电感的端脚4与控制线圈的一端连接，控制线圈的另一端经取样电阻R3与母线电容C的负极连接，所述电容C3并联于控制线圈两端，所述二极管D2正极与母线电容C的负极连接，负极与开关管Q1的输出极连接。
如图2所示，限流电路2包括电流取样电路21、比较电路23和反馈控制电路22，本实施例中，反馈控制电路22包括控制芯片U2，所述控制芯片U2输出端与开关管Q1的控制极连接，所述电流取样电路21包括取样电阻R3和连接于取样电阻R3两端的差分放大电路，差分放大电路包括电阻R5、电阻R6(与电阻R5阻值相同)、电阻R14、电容C4及运算放大器U1B，运算放大器U1B的输出端即差分放大电路的输出端，其连接控制芯片U2的输入端以将差分放大后的采样的电流信号经电阻R12反馈至控制芯片U2，所述控制芯片U2根据所述电流信号调节对开关管Q1的控制信号的占空比，实现电流内环控制；另一方面，比较电路23包括运算放大器U1A、分压电阻R8、分压电阻R9和由电阻R13、电容C6、C7构成的补偿环，本实施例中运算放大器U1A的同相端为参考电压端，其经由分压电阻R8和分压电阻R9构成的分压电路从控制芯片U2包括基准电压输出端Vref获取参考电压，运算放大器U1A的反相端作为取样输入端，经电阻R11从运算放大器U1B的输出端获取取样电压值，当运算放大器U1A的反相端端的电压小于运算放大器U1A的同相端的电压时，运算放大器U1A的输出高电平，但由于被二极管D4隔离，无法将信号送到控制芯片，也就是说当电流小于设定值，这部分电路不起作用，当运算放大器U1A的反相端的电压大于运算放大器U1A的同相端的电压时，U1A的输出低电平，会将控制芯片U2的COMP脚拉低，限制占空比，从而实现限流控制。
图2中电阻R2、R7为电压检测网络，用于检测输出电压，并将信号传到控制芯片U2，用作电压外环控制。
通过电流控制，本限流电路2能够有效的避免电路出现冲击电流，提高电路稳定性和安全性。
进一步的，功率电感L1的辅助绕组及启动电阻R4为控制芯片U2及运算放大器U1A、运算放大器U1B供电，D3及C5为整流滤波元件，为该辅助供电电路整流滤波。
本实施例及系统图中的接触器放置在交流输出端，当然如果放置在与太阳能电池的输入端的接触器线圈也可以采用该电路供电，不影响本发明所要求的权利。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。
Claims (5)
1.一种并网逆变电路的接触器供电电路，包括主电路，所述主电路包括用于将发电输入逆变为市电输出的逆变器、与逆变器并联的用于滤波储能的母线电容C和用于控制主电路与电网之间断开/闭合的接触器，所述接触器包括控制线圈，所述控制线圈连接有为其供电的供电电路，其特征在于：所述供电电路包括电压变换电路和限流电路，所述电压变换电路输入端与母线电容C连接，输出端与控制线圈连接，所述限流电路根据电压变换电路的电流值反馈控制电压变换电路以调节其电流。
2.如权利要求1所述的一种并网逆变电路的接触器供电电路，其特征在于：所述电压变换电路包括开关管Q1，电感L1、电容C3和二极管D2，所述开关管Q1的输入极与母线电容C的正极连接，输出级与电感L1的一端连接，所述电感的另一端与控制线圈的一端连接，所述控制线圈的另一端与母线电容C的负极连接，所述电容C3并联于控制线圈两端，所述二极管D2正极与母线电容C的负极连接，负极与开关管Q1的输出极连接。
3.如权利要求2所述的一种并网逆变电路的接触器供电电路，其特征在于：所述限流电路包括电流取样电路和反馈控制电路，所述电流取样电路对主电路进行取样以获取取样信号并将该取样信号传送至反馈控制电路，所述反馈控制电路根据所述取样信号控制所述开关管Q1的通/断。
4.如权利要求3所述的一种并网逆变电路的接触器供电电路，其特征在于：所述反馈控制电路包括控制芯片U2，所述控制芯片U2输出端与开关管Q1的控制极连接，所述电流取样电路包括取样电阻R3和连接于取样电阻R3两端的差分放大电路，所述差分放大电路输出端连接控制芯片的输入端。
5.如权利要求4所述的一种并网逆变电路的接触器供电电路，其特征在于：所述限流电路还包括比较电路，所述比较电路包括参考电压端、取样输入端和输出端，所述控制芯片U2包括基准电压输出端，所述参考电压端与所述基准电压输出端连接，所述取样输入端与所述差分放大电路的输出端连接，所述比较电路的输出端与控制芯片连接，所述比较电路在参考电压端电压小于取样输入端时输出限压反馈信号至控制芯片U2，所述控制芯片U2根据所述限压反馈信号调节输出。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108667126A (zh) * | 2018-04-20 | 2018-10-16 | 厦门科华恒盛股份有限公司 | 一种应用于ups的接触器动作控制方法、系统及ups |
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2013
- 2013-10-29 CN CN201320671608.8U patent/CN203522530U/zh not_active Expired - Lifetime
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