专利名称：一种光伏逆变器过流保护自锁电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及光伏逆变器，特别是一种太阳能光伏发电的并网逆变器的过流保护自锁电路。
背景技术：
在我国，光伏发电系统主要是直流系统，即将太阳电池发出的电能给蓄电池充电，而蓄电池直接给负载供电，如我国西北地区使用较多的太阳能户用照明系统以及远离电网的微波站供电系统均为直流系统。此类系统结构简单，成本低廉，但由于负载直流电压的不同(如12V.24V.48V等)，很难实现系统的标准化和兼容性，特别是民用电力，由于大多为交流负载，以直流电力供电的光伏电源很难作为商品进入市场。逆变器(inverter)又称电源调整器，是把直流电能(电池、蓄电瓶)转变成交流电(一般为220v50HZ正弦或方波)。通俗的讲，逆变器是一种将直流电(DC)转化为交流电(AC)的装置。在太阳能光伏发电系统中，根据逆变器在光伏发电系统中的用途可分为独立型电源用和并网用二种。光伏逆变器是应用在太阳能光伏发电领域的专用逆变器，它将太阳能电池产生的直流电通过电力电子变换技术转换为能够直接并入电网、负载的交流能量。是光伏系统中不可缺少的核心部件。现有的光伏逆变器，在实际应用中，由于环境的不稳定，往往存在负载突变大的问题，容易造成功率管烧毁。在保护手段中，采用的较多的是控制软件的软件调整、检测保护方法，但是这种保护手段响应速度慢，往往来不及响应就已经造成了功率元件的损坏。
发明内容
本发明的目的在于针对现有的光伏逆变器的较为波动的使用环境，发明一种应用于光伏逆变器的过流保护自锁电路，以减少因逆变器负载突变造成的功率管损坏。为达上述发明目的，本发明的具体技术手段是:
这种逆变器的过流保护自锁电路，包括保护输出电路，特别是还包括控制逆变器功率器件的第一运放器、第一段超载基准电压电路、回差电路、检测电路、第二运放器、第二段超载基准电压电路、单向输出高电平电路和自锁电路，第一运放器的同、反向输入端分别连接第一段超载基准电压电路和回差电路，回差电路连接在第一运放器的输出端和检测之间，第一运放器输出到保护输出电路；第二运放器的同、反向输入端分别连接检测电路和第二段超载基准电压电路，第二运放器输出连接单向输出高电平电路，单向输出高电平电路连接自锁电路，自锁电路输出连接到保护输出电路。优选的:第一、第二运放器是型号为LM224或者LM324的四运放集成电路中的一种。具体的电路:所述的自锁电路包括第三运放器和并联在其输出端和同向输入端的单向导通器件，第三运放器的反向输入端上连接第三基准电压。从霍尔检测导入的检测信号经过本电路的处理，根据设定的第一和第二超载基准电压，能够根据不同的超载情况，实现快速自锁保护，同时区分情节，在第一超载基准的情况下(一般设计为较低水平，如120%)可以在下降以后自动恢复；在达到第二超载基准的情况下(较高幅度的超载，危害严重，需要排查的情况下，如超载150%)，必须断电重启才能恢复。这样就能避免后级负载远远超过逆变器额定输出负载，避免输出负载过大没有排除，反复重启烧坏功率器件。整个电路成本低、速度快，比软件控制更加安全可靠。
图1，本发明的原理框图。图2，本发明的一个具体实施例电路图。
具体实施例方式图1是本发明的原理框图，其中，检测电路1、第一段超载基准电压电路2输入到第一运放器U1，是控制设计为较低水平的超载的比较保护电路，输入和输出端之间连接的回差电路4能够使输出的高电压更加稳定。同理，检测电路I和第二段超载基准电压电路U2是控制设计为较高超载幅度的比较保护电路，输出高电平电路5后输入自锁电路6，自锁电路也包括有运放器，该运放器输出和第一运放器Ul的输出构成了保护输出电路。图2是基于本发明的基本原理的具体实施电路图。结合图2说明本发明的具体工作方式:
第一段超载基准电压电路2包括两个电阻R1、R2和+15V输入电压和接地，连接到第一运放器Ul的反向输入端口，检测电路I是采集逆变器霍尔传感器传来的检测信息，输入到第一运放器Ul的同向输入端口。第一运放器Ul输出到二极管Dl。本实施例中，设定第一段超载为超过额定负载120%，第一运放器Ul采用LM224通用运放器。当过载电流超过额定负载120%时，Ul输出高电平，去控制功率器件的关断，同时输出的高电压经过二极管D2和电阻R5构成回差电路4，进一步抬高第一运放器Ul同向输入端口的电压，使输出的高电压更加趋于稳定。当过载的峰值电流下降到100%时，第一运放器Ul的正向输入端正相压低于反向输入端负相电压,第一运放器Ul的输出端输出低电平，此时逆变器恢复正常工作。与检测电路I连接的还有第二段超载基准电压电路3和第二运放器U2，比较原理和第一段超载检测保护相同。其中，第二段超载基准电压电路3由电阻R11、R12和+15V构成。第二运放器U2输出连接一个由二极管D4和电阻R6接地构成的高电平电路5，然后再输入到构成自锁电路的第三运放器U3的正向输入端口，同样，自锁电路的第三运放器U3的反向输入端口上也连接一个由电阻R13、R15和+15V以及地构成的基准电路，自锁电路6中还包括一个并联在第三运放器U3输出端和正向输入端的单向导通器件——二极管D3。设定的第二段超载基准电压为超载150%，当用户使用负载超过额定负载的150%时，第二运放器U2的反向输入端正相电压高于正向输入端负相电压，此时第二运放器U2的输出端输出高电平，输出的高电平经过二极管D4送到第三运放器U3的正向输入端，正向输入端电压比反向输入端的基准电压高，第三运放器U3输出端输出高电平。输出的高电平通过二极管D3把第三运放器U3的正向输入端同相端钳制在高电平状态。这样，即使当超过的150%的负载电流降低过后，第三运放器U3的正向输入端的电压始终为高电平，第三运放器U3始终输出高电平，把逆变器完全关闭，只有待用户把负载恢复正常后，重新启动逆变器后才能恢复正常工作状态。 通过上述原理和方式，实现本发明的目的。若使用本发明的电路，应用于太阳能光伏逆变器，明显制造成本低、控制简单可靠，速度快，比软件效率更高更安全，能有效避免功率器件的过载损坏。
权利要求
1.一种光伏逆变器过流保护自锁电路，包括保护输出电路，其特征是:包括控制逆变器功率器件的第一运放器(U1)、第一段超载基准电压电路(2)、回差电路(4)、检测电路(I)、第二运放器(U2)、第二段超载基准电压电路(3)、单向输出高电平电路(5)和自锁电路(6)，所述的第一运放器(Ul)的同、反向输入端分别连接第一段超载基准电压电路(2)和回差电路(4)，回差电路(4)连接在第一运放器的输出端和检测电路(I)之间，第一运放器输出到保护输出电路；第二运放器(U2)的同、反向输入端分别连接检测电路(I)和第二段超载基准电压电路(3)，第二运放器输出连接单向输出高电平电路(5)，单向输出高电平电路连接自锁电路(6 )，自锁电路输出连接到保护输出电路。
2.根据权利要求1所述一种光伏逆变器过流保护自锁电路，其特征是:第一、第二运放器是型号为LM224或者LM324的四运放集成电路中的一种。
3.根据权利要求1所述一种光伏逆变器过流保护自锁电路，其特征是:所述的自锁电路(6)包括第三运放器(U3)和并联在其输出端和同向输入端的单向导通器件，第三运放器的反向输入端上连接第三基准电压。
全文摘要
本发明揭示了一种光伏逆变器的过流保护自锁电路，包括保护输出电路，利用运放器进行比较保护，具体是第一运放器的同、反向输入端分别连接第一段超载基准电压电路和回差电路，回差电路连接在第一运放器的输出端和检测之间，第一运放器输出到保护输出电路；第二运放器的同、反向输入端分别连接检测电路和第二段超载基准电压电路，第二运放器输出连接单向输出高电平电路，单向输出高电平电路连接自锁电路，自锁电路输出连接到保护输出电路。本发明成本低、速度快，控制安全可靠，能有效避免后级负载远远超过逆变器额定输出负载，避免输出负载过大没有排除，反复重启烧坏功率器件。
文档编号H02H7/122GK103117535SQ20131007431
公开日2013年5月22日 申请日期2013年3月8日 优先权日2013年3月8日
发明者杜安明 申请人:无锡和晶科技股份有限公司