專利名稱：一種光伏逆變器過流保護自鎖電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及光伏逆變器，特別是一種太陽能光伏發(fā)電的并網逆變器的過流保護自鎖電路。
背景技術：
在我國，光伏發(fā)電系統(tǒng)主要是直流系統(tǒng)，即將太陽電池發(fā)出的電能給蓄電池充電，而蓄電池直接給負載供電，如我國西北地區(qū)使用較多的太陽能戶用照明系統(tǒng)以及遠離電網的微波站供電系統(tǒng)均為直流系統(tǒng)。此類系統(tǒng)結構簡單，成本低廉，但由于負載直流電壓的不同(如12V.24V.48V等)，很難實現(xiàn)系統(tǒng)的標準化和兼容性，特別是民用電力，由于大多為交流負載，以直流電力供電的光伏電源很難作為商品進入市場。逆變器(inverter)又稱電源調整器，是把直流電能(電池、蓄電瓶)轉變成交流電(一般為220v50HZ正弦或方波)。通俗的講，逆變器是一種將直流電(DC)轉化為交流電(AC)的裝置。在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，根據逆變器在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的用途可分為獨立型電源用和并網用二種。光伏逆變器是應用在太陽能光伏發(fā)電領域的專用逆變器，它將太陽能電池產生的直流電通過電力電子變換技術轉換為能夠直接并入電網、負載的交流能量。是光伏系統(tǒng)中不可缺少的核心部件?，F(xiàn)有的光伏逆變器，在實際應用中，由于環(huán)境的不穩(wěn)定，往往存在負載突變大的問題，容易造成功率管燒毀。在保護手段中，采用的較多的是控制軟件的軟件調整、檢測保護方法，但是這種保護手段響應速度慢，往往來不及響應就已經造成了功率元件的損壞。
實用新型內容本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有的光伏逆變器的較為波動的使用環(huán)境，發(fā)明一種應用于光伏逆變器的過流保護自鎖電路，以減少因逆變器負載突變造成的功率管損壞。為達上述發(fā)明目的，本實用新型的具體技術手段是:這種逆變器的過流保護自鎖電路，包括保護輸出電路，特別是還包括控制逆變器功率器件的第一運放器、第一段超載基準電壓電路、回差電路、檢測電路、第二運放器、第二段超載基準電壓電路、單向輸出高電平電路和自鎖電路，第一運放器的同、反向輸入端分別連接第一段超載基準電壓電路和回差電路，回差電路連接在第一運放器的輸出端和檢測之間，第一運放器輸出到保護輸出電路；第二運放器的同、反向輸入端分別連接檢測電路和第二段超載基準電壓電路，第二運放器輸出連接單向輸出高電平電路，單向輸出高電平電路連接自鎖電路，自鎖電路輸出連接到保護輸出電路。優(yōu)選的:第一、第二運放器是型號為LM224或者LM324的四運放集成電路中的一種。具體的電路:所述的自鎖電路包括第三運放器和并聯(lián)在其輸出端和同向輸入端的單向導通器件，第三運放器的反向輸入端上連接第三基準電壓。從霍爾檢測導入的檢測信號經過本電路的處理，根據設定的第一和第二超載基準電壓，能夠根據不同的超載情況，實現(xiàn)快速自鎖保護，同時區(qū)分情節(jié)，在第一超載基準的情況下(一般設計為較低水平，如120%)可以在下降以后自動恢復；在達到第二超載基準的情況下(較高幅度的超載，危害嚴重，需要排查的情況下，如超載150%)，必須斷電重啟才能恢復。這樣就能避免后級負載遠遠超過逆變器額定輸出負載，避免輸出負載過大沒有排除，反復重啟燒壞功率器件。整個電路成本低、速度快，比軟件控制更加安全可靠。

圖1，本實用新型的原理框圖。圖2，本實用新型的一個具體實施例電路圖。
具體實施方式
圖1是本實用新型的原理框圖，其中，檢測電路1、第一段超載基準電壓電路2輸入到第一運放器U1，是控制設計為較低水平的超載的比較保護電路，輸入和輸出端之間連接的回差電路4能夠使輸出的高電壓更加穩(wěn)定。同理，檢測電路I和第二段超載基準電壓電路U2是控制設計為較高超載幅度的比較保護電路，輸出高電平電路5后輸入自鎖電路6，自鎖電路也包括有運放器，該運放器輸出和第一運放器Ul的輸出構成了保護輸出電路。圖2是基于本實用新型的基本原理的具體實施電路圖。結合圖2說明本實用新型的具體工作方式:第一段超 載基準電壓電路2包括兩個電阻Rl、R2和+15V輸入電壓和接地，連接到第一運放器Ul的反向輸入端口，檢測電路I是采集逆變器霍爾傳感器傳來的檢測信息，輸入到第一運放器Ul的同向輸入端口。第一運放器Ul輸出到二極管Dl。本實施例中，設定第一段超載為超過額定負載120%，第一運放器Ul采用LM224通用運放器。當過載電流超過額定負載120%時，Ul輸出高電平，去控制功率器件的關斷，同時輸出的高電壓經過二極管D2和電阻R5構成回差電路4，進一步抬高第一運放器Ul同向輸入端口的電壓，使輸出的高電壓更加趨于穩(wěn)定。當過載的峰值電流下降到100%時，第一運放器Ul的正向輸入端正相壓低于反向輸入端負相電壓,第一運放器Ul的輸出端輸出低電平，此時逆變器恢復正常工作。與檢測電路I連接的還有第二段超載基準電壓電路3和第二運放器U2，比較原理和第一段超載檢測保護相同。其中，第二段超載基準電壓電路3由電阻R11、R12和+15V構成。第二運放器U2輸出連接一個由二極管D4和電阻R6接地構成的高電平電路5，然后再輸入到構成自鎖電路的第三運放器U3的正向輸入端口，同樣，自鎖電路的第三運放器U3的反向輸入端口上也連接一個由電阻R13、R15和+15V以及地構成的基準電路，自鎖電路6中還包括一個并聯(lián)在第三運放器U3輸出端和正向輸入端的單向導通器件——二極管D3。設定的第二段超載基準電壓為超載150%，當用戶使用負載超過額定負載的150%時，第二運放器U2的反向輸入端正相電壓高于正向輸入端負相電壓，此時第二運放器U2的輸出端輸出高電平，輸出的高電平經過二極管D4送到第三運放器U3的正向輸入端，正向輸入端電壓比反向輸入端的基準電壓高，第三運放器U3輸出端輸出高電平。輸出的高電平通過二極管D3把第三運放器U3的正向輸入端同相端鉗制在高電平狀態(tài)。這樣，即使當超過的150%的負載電流降低過后，第三運放器U3的正向輸入端的電壓始終為高電平，第三運放器U3始終輸出高電平，把逆變器完全關閉，只有待用戶把負載恢復正常后，重新啟動逆變器后才能恢復正常工作狀態(tài)。通過上述原理和方式，實現(xiàn)本實用新型的目的。若使用本實用新型的電路，應用于太陽能光伏逆變器，明顯制造成本低、控制簡單可靠，速度快，比軟件效率更高更安全，能有效避免功率器件的過載損·壞。
權利要求1.一種光伏逆變器過流保護自鎖電路，包括保護輸出電路，其特征是:包括控制逆變器功率器件的第一運放器(U1)、第一段超載基準電壓電路(2)、回差電路(4)、檢測電路(I)、第二運放器(U2)、第二段超載基準電壓電路(3)、單向輸出高電平電路(5)和自鎖電路(6)，所述的第一運放器(Ul)的同、反向輸入端分別連接第一段超載基準電壓電路(2)和回差電路(4)，回差電路(4)連接在第一運放器的輸出端和檢測電路(I)之間，第一運放器輸出到保護輸出電路；第二運放器(U2)的同、反向輸入端分別連接檢測電路(I)和第二段超載基準電壓電路(3)，第二運放器輸出連接單向輸出高電平電路(5)，單向輸出高電平電路連接自鎖電路(6 )，自鎖電路輸出連接到保護輸出電路。
2.根據權利要求1所述一種光伏逆變器過流保護自鎖電路，其特征是:第一、第二運放器是型號為LM224或者LM324的四運放集成電路中的一種。
3.根據權利要求1所述一種光伏逆變器過流保護自鎖電路，其特征是:所述的自鎖電路(6)包括第三運放器(U3)和并聯(lián)在其輸出端和同向輸入端的單向導通器件，第三運放器的反向輸入端上連 接第三基準電壓。
專利摘要本實用新型揭示了一種光伏逆變器的過流保護自鎖電路，包括保護輸出電路，利用運放器進行比較保護，具體是第一運放器的同、反向輸入端分別連接第一段超載基準電壓電路和回差電路，回差電路連接在第一運放器的輸出端和檢測之間，第一運放器輸出到保護輸出電路；第二運放器的同、反向輸入端分別連接檢測電路和第二段超載基準電壓電路，第二運放器輸出連接單向輸出高電平電路，單向輸出高電平電路連接自鎖電路，自鎖電路輸出連接到保護輸出電路。本實用新型成本低、速度快，控制安全可靠，能有效避免后級負載遠遠超過逆變器額定輸出負載，避免輸出負載過大沒有排除，反復重啟燒壞功率器件。
文檔編號H02H7/122GK203135412SQ20132010637
公開日2013年8月14日 申請日期2013年3月8日 優(yōu)先權日2013年3月8日
發(fā)明者杜安明 申請人:無錫和晶科技股份有限公司