CN219892947U - 一种可防止误动作的控制电路以及变流系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于电力电子技术领域，具体涉及一种可防止误动作的控制电路以及变流系统。控制电路包括中间继电器和控制芯片，中间继电器的常开触点串联在变流器主电气回路上的开关器件的线圈支路上以控制所述开关器件的线圈接通或断开电源，控制芯片通过开出电路连接中间继电器，用于控制中间继电器的动作；在中间继电器的线圈支路上设置有用于断开中间继电器的电源的开关。采用本实用新型的可防止误动作的控制电路可以避免变流器控制芯片输出IO不受控制乱动作导致变流器主电气回路上的开关器件乱动作的问题。
Description
技术领域
本实用新型属于电力电子技术领域，具体涉及一种可防止误动作的控制电路以及变流系统。
背景技术
随着我国“双碳”发展战略目标的提出，发展以新能源为主力的电力系统成为未来的发展趋势和共识。并网变流器是新能源发电系统中的核心单元，如图1所示，变流器的主电气回路包括变流器以及与变流器串联的开关器件。变流器通常采用逆变器用于完成DC/AC转换，与变流器串联的开关器件用于完成变流器主电气回路的投切。其中开关器件的动作是由变流器的控制系统进行控制，因此控制系统的稳定性对变流器的安全可靠显得尤为重要。
并网变流器的控制系统取电一般是由取电模块从交流电网侧及直流母线上同时取电，输出的220V经过多路开关电源转换成控制电24V、±12V、5V等，供变流器的控制芯片使用。因此，并网变流器的控制芯片现场更新程序时，交流电网侧及直流电池侧均带电，若变流器主电气回路的开关器件误动作，整个回路导通，会导致并网变流器存在异常工作的风险。
目前，普遍采用FPGA芯片对变流器进行控制，国外进口FPGA芯片供货异常紧张，国产FPGA芯片层出不穷，其中国产FPGA芯片的IO引脚会出现输出为脉冲信号即高低电平交替的问题，例如FPGA芯片在程序更新过程中IO引脚输出为脉冲信号即高低电平交替，该问题会导致开出回路误动作，进而导致变流器主电气回路的开关器件误动作，影响并网变流器更新程序操作过程安全可靠。例如申请公布号为CN106655259A的中国发明专利说明书中公开的一种多电平变流器控制系统，该多电平变流器控制系统结构简单，稳定性好，控制精度高，但是当其FPGA芯片内的程序更新时，其IO引脚会输出脉冲信号即高低电平交替，导致开出回路误动作，进而导致变流器主电气回路的开关器件误动作，影响变流器的控制芯片更新程序操作过程的安全可靠。因此，设计有效的防止变流器控制芯片程序更新过程中变流器主电气回路的开关器件误动作的电路显得尤为必要。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种可防止误动作的控制电路以及变流系统，用以解决变流器控制芯片IO引脚输出为脉冲信号即高低电平交替导致变流器主电气回路的开关器件误动作的技术问题。
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种可防止误动作的控制电路，包括中间继电器和控制芯片，所述中间继电器的常开触点串联在变流器主电气回路上的开关器件的线圈支路上以控制所述开关器件的线圈接通或断开电源，所述控制芯片通过开出电路连接所述中间继电器，用于控制所述中间继电器的动作；在所述中间继电器的线圈支路上设置有用于断开所述中间继电器的电源的开关。
其有益效果为：由于在中间继电器的线圈和其电源之间设置有开关，在变流器控制系统需要更新程序时，可提前断开中间继电器线圈的电源，即便主控芯片输出IO乱动作，中间继电器也不会动作，从而避免了变流器控制系统更新程序时出现控制器主控芯片输出IO不受控制乱动作导致变流器主电气回路上的开关器件乱动作的问题。
优选地，所述的开出电路包括多个开出模块，所述开出模块包括控制开关，所述控制开关为接触器或继电器，所述控制开关的常开触点串联在所述中间继电器的线圈支路上用于控制所述中间继电器的电源通断，所述控制开关根据所述控制芯片输出的电平信号进行动作；所述的中间继电器为多个，不同的中间继电器分别由不同的开出模块进行控制，所有的中间继电器的线圈均通过电源总线与中间继电器的电源连接，所述开关设置在所述电源总线上。
其有益效果为：通过将开关设置在电源总线上，只需一个开关即可断开所有中间继电器的电源，节约成本。
优选地，所述的开出模块还包括光耦，所述光耦的副边串联在所述控制开关的线圈支路上，其原边一端接供电电压，另一端与所述控制芯片连接。
其有益效果为：通过设置光耦，从而隔离输入开出电路的IO信号和板载继电器线圈支路的电信号，防止两者互相干扰，从而提高了变流器控制电路工作的稳定性。
优选地，所述的开出电路还包括接口芯片，开出模块通过所述接口芯片与所述控制芯片连接。
其有益效果为：通过设置接口芯片，以便设置数据的寄存和缓冲逻辑，以适应控制芯片和开出电路之间的速度差异。
优选地，在所述光耦的原边两端并联有电阻。
其有益效果为：通过在光耦的原边两端两端并联电阻，使得开出电路的光偶原边输入的IO信号通过电阻上拉至光偶原边的直流电源电压值，当接口芯片失效时，开出信号被拉高无效，开出无误动作。
为解决上述技术问题，本实用新型还提供了一种变流系统，包括变流器、控制电路以及与串联在变流器主电气回路上的开关器件，所述控制电路包括中间继电器和控制芯片，所述中间继电器的常开触点串联在所述开关器件的线圈支路上以便控制所述开关器件的线圈接通或断开交流电源，所述控制芯片通过开出电路连接所述中间继电器，用于控制所述中间继电器的动作；其特征在于，在所述中间继电器的线圈支路上设置有用于断开所述中间继电器的电源的开关。
优选地，所述的开出电路包括多个开出模块，所述开出模块包括控制开关，所述控制开关为接触器或继电器，所述控制开关的常开触点串联在所述中间继电器的线圈支路上用于控制所述中间继电器的电源通断，所述控制开关根据所述控制芯片输出的电平信号进行动作；所述的中间继电器为多个，不同的中间继电器分别由不同的开出模块进行控制，所有的中间继电器的线圈均通过电源总线与中间继电器的电源连接，所述开关设置在所述电源总线上。
优选地，所述的开出模块还包括光耦，所述光耦的副边串联在所述控制开关的线圈支路上，其原边一端接供电电压，另一端与所述控制芯片连接。
优选地，所述变流器的主电气回路上串联的开关器件包括刀开关、断路器、与刀开关并联的直流侧软启动开关、以及与断路器并联的交流侧继电器。
优选地，变流器的交流侧还设置有LC滤波器。
附图说明
图1是变流器主电气回路示意图；
图2是本实用新型的控制电路的电路原理图；
图3是本实用新型的开出电路电路原理图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。
变流系统实施例：
如图1所示，本实用新型的变流系统包括变流器、用于对变流器的动作进行控制的控制电路以及LC滤波器，变流器的直流侧串联有刀开关QS，在刀开关两端并联有软启动开关KR以及电阻RZ，变流器的交流侧与滤波器的进线端连接，滤波器的出线端连接至断路器QF的进线端，在断路器的两端并联有继电器KM。变流器为DC/AC变换器。
如图2至图3所示，控制电路包括用于对变流器的开关器件的动作进行控制的N个中间继电器K1、K2…KN以及变流器控制芯片，中间继电器的常开触点串联在变流器的开关器件的线圈支路上；控制芯片的IO口连接有用于控制中间继电器动作的开出电路，开出电路包括N个开出模块，开出模块包括具有线圈和常开触点的控制开关K、以及光耦OPT，不同的开出模块分别控制不同的中间继电器。所有中间继电器线圈通过电源总线连接24V电源输出端，在电源总线上设置有急停按钮；中间继电器线圈的另一端串接控制开关的常开触点后接地。控制开关的线圈一端与24V电源输出端连接，另一端串接光耦的副边后接地；通过设置光耦，从而隔离输入到开出模块的IO信号和控制开关线圈支路的电信号，防止两者互相干扰，从而提高了变流器控制电路工作的稳定性。在控制芯片的IO口与光耦原边之间设置有接口芯片，所有光耦的原边一端接供电电压VCC，另一端与接口芯片的输出端口连接，接口芯片的输入端与控制芯片的IO口连接；通过设置接口芯片，以便设置数据的寄存和缓冲逻辑，以适应控制芯片和开出电路之间的速度差异。在每个光耦的原边的两端还并联有电阻R；通过在光耦的原边两端并联电阻，使得开出电路的光偶原边输入的IO信号通过电阻上拉至光偶原边的直流电源电压值，当接口芯片失效时，开出信号被拉高无效，保障开出无误动作。
控制芯片可采用FPGA芯片。控制开关可采用继电器或接触器。
本实用新型的可防止变流器误动作的变流系统的工作原理为：控制芯片发出的低电平信号经过接口芯片传输至光耦的原边，光耦原边接收到低电平信号时，光耦原边的两端产生电压差，光耦动作，从而接通控制开关的电源，控制开关的常开触点闭合，进而接通中间继电器线圈的电源，中间继电器动作，其常开触点闭合，进而接通开关器件的线圈电源，与变流器串联的开关器件动作，对变流器进行投切操作。当FPGA芯片搭载的变流器控制系统需要更新程序时，可提前通过按钮开关断开中间继电器线圈的电源，即便主控芯片输出IO乱动作，中间继电器也不会动作，从而避免了变流器控制系统更新程序时出现控制器主控芯片输出IO不受控制乱动作导致变流器乱动作的问题。
可防止误动作的控制电路实施例
本实用新型的可防止变流器误动作的变流器控制电路的结构、工作原理以及有益效果已在以上可防止变流器误动作的变流系统实施例中详细描述，此处不再赘述。
Claims (10)
1.一种可防止误动作的控制电路，包括中间继电器和控制芯片，所述中间继电器的常开触点串联在变流器主电气回路上的开关器件的线圈支路上以控制所述开关器件的线圈接通或断开电源，所述控制芯片通过开出电路连接所述中间继电器，用于控制所述中间继电器的动作；其特征在于，在所述中间继电器的线圈支路上设置有用于断开所述中间继电器的电源的开关。
2.如权利要求1所述的可防止误动作的控制电路，其特征在于，所述的开出电路包括多个开出模块，所述开出模块包括控制开关，所述控制开关为接触器或继电器，所述控制开关的常开触点串联在所述中间继电器的线圈支路上用于控制所述中间继电器的电源通断，所述控制开关根据所述控制芯片输出的电平信号进行动作；所述的中间继电器为多个，不同的中间继电器分别由不同的开出模块进行控制，所有的中间继电器的线圈均通过电源总线与中间继电器的电源连接，所述开关设置在所述电源总线上。
3.如权利要求2所述的可防止误动作的控制电路，其特征在于，所述的开出模块还包括光耦，所述光耦的副边串联在所述控制开关的线圈支路上，其原边一端接供电电压，另一端与所述控制芯片连接。
4.如权利要求3所述的可防止误动作的控制电路，其特征在于，所述的开出电路还包括接口芯片，开出模块通过所述接口芯片与所述控制芯片连接。
5.如权利要求3-4任意一项所述的可防止误动作的控制电路，其特征在于，在所述光耦的原边两端并联有电阻。
6.一种变流系统，包括变流器、控制电路以及串联在变流器主电气回路上的开关器件，所述控制电路包括中间继电器和控制芯片，所述中间继电器的常开触点串联在所述开关器件的线圈支路上以便控制所述开关器件的线圈接通或断开交流电源，所述控制芯片通过开出电路连接所述中间继电器，用于控制所述中间继电器的动作；其特征在于，在所述中间继电器的线圈支路上设置有用于断开所述中间继电器的电源的开关。
7.如权利要求6所述的变流系统，其特征在于，所述的开出电路包括多个开出模块，所述开出模块包括控制开关，所述控制开关为接触器或继电器，所述控制开关的常开触点串联在所述中间继电器的线圈支路上用于控制所述中间继电器的电源通断，所述控制开关根据所述控制芯片输出的电平信号进行动作；所述的中间继电器为多个，不同的中间继电器分别由不同的开出模块进行控制，所有的中间继电器的线圈均通过电源总线与中间继电器的电源连接，所述开关设置在所述电源总线上。
8.如权利要求7所述的变流系统，其特征在于，所述的开出模块还包括光耦，所述光耦的副边串联在所述控制开关的线圈支路上，其原边一端接供电电压，另一端与所述控制芯片连接。
9.如权利要求6所述的变流系统，其特征在于，所述变流器的主电气回路上串联的开关器件包括刀开关、断路器、与刀开关并联的直流侧软启动开关、以及与断路器并联的交流侧继电器。
10.如权利要求6-9任意一项所述的变流系统，其特征在于，变流器的交流侧还设置有LC滤波器。
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