专利名称：光伏并网逆变器的冗余保护电路及包括该电路的逆变器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种冗余保护电路，尤其涉及一种光伏并网逆变器的冗余保护电路及包括该电路的逆变器。
背景技术：
目前，欧洲各国最新制定的光伏(photovoltaic,简称PV)标准如意大利的CEI0-2UENEL2. 2及德国的VDE4105等，均要求光伏逆变器(PV Inverter)的控制部分必须采用冗余电路，即当主控的CPU故障时，冗余电路能确保切断与电网连接的继电器(relay);现有技术中一般通过采用双CPU备份冗余电路、增设看门狗模块或D/A转换模块等以实现光伏逆变器的冗余保护。图I是本发明背景技术中采用双CPU备份冗余电路进行光伏逆变器的冗余保护的电路原理图；如图I所示，微控制单元(micro control unit,简称MCU) MCUOl与MCU02互
为冗余，当其中任--个出现故障时均会通过与门切断与电网连接的继电器Relay I或继
电器 Relay 2。图2是本发明背景技术中通过增设看门狗模块进行光伏逆变器的冗余保护的电路原理图；如图2所示，当DSP芯片出现故障或看门狗(watchdog)模块检测到DSP芯片出现故障时，通过与门切断与电网连接的继电器Relay I或继电器Relay 2。图3是本发明背景技术中通过增设D/A转换模块进行光伏逆变器的冗余保护的电路原理图；如图3所示，同样通过增设的D/A转换模块和与门实现当芯片故障时，及时切断与电网连接的继电器Relay I或继电器Relay 2。图4是本发明背景技术中直流继电器的驱动电路原理图；如图4所示，三极管Q的集电极c端与电源VCC连接，基极b端与直流电源DC连接，发射极e端通过继电器RELAY接地，既在现有技术中，一般是采用直流DC信号控制三极管Q来驱动继电器(RELAY)的。现有技术中至少存在如下问题
1、通过双CPU冗余备份或增设看门狗模块或D/A转换模块等实现电路的冗余保护，不仅增大了电路的复杂程度，还相应的增加了电路的故障点；
2、产品的生产成本和运行维护成本较高。
发明内容
现提供一种光伏并网逆变器的冗余保护电路及包括该电路的逆变器，应用于逆变器中控制模块的冗余保护，通过CPU芯片自带的振荡电路输出高频交流信号，利用电容控制继电器的通断，有效的实现对控制模块的冗余保护，具体是通过下述技术方案实现的
一种光伏并网逆变器的冗余保护电路，包括设置有振荡电路模块的CPU芯片、第一电容、第一三极管、第一继电器和电源；
所述第一三级管的集电极与所述电源连接，所述第一三级管的基极通过所述第一电容与所述CPU芯片的振荡电路模块电连接，所述第一三级管的发射极与所述第一继电器电连接；
其中，所述振荡电路模块输出与所述第一电容器匹配频率的交流电。优选地，所述第一三级管的发射极还设置一滤波电路。优选地，所述滤波电路包括第二电容、电感和二极管，所述第一三级管的发射极通过所述二极管的阳极与所述第一继电器连接，所述二极管的阳极和阴极分别通过所述电感和所述第二电容接地。优选地，还包括第二三极管和第二继电器，所述第二三极管的基极与所述CPU芯片的直流输出端连接，所述第二三级管的集电极与所述电源连接，所述第二三级管的发射极通过所述第二继电器连接。 优选地，所述第一三极管、所述第二三极管、所述第一继电器和所述第二继电器串联；其中，所述第一二极管的基极与所述CPU芯片的振荡电路模块电连接，所述第二三极管的基极与所述CPU芯片的直流输出端连接。优选地，所述CPU芯片还设置有A/D转换模块。一种逆变器，包括控制模块，所述控制模块上设置有上述任意一项所述的光伏并网逆变器的冗余保护电路。上述技术方案具有如下优点或有益效果
1、通过CPU芯片自带的振荡电路输出高频交流信号，利用电容控制继电器的通断，再不增大电路复杂程度及电路故障点的情况下，有效的实现对控制模块的冗余保护；
2、不会增大产品生产成本，还能有效的降低光伏逆变器的运行维护成本。
图I是本发明背景技术中采用双CPU备份冗余电路进行光伏逆变器的冗余保护的电路原理 图2是本发明背景技术中通过增设看门狗模块进行光伏逆变器的冗余保护的电路原理 图3是本发明背景技术中通过增设D/A转换模块进行光伏逆变器的冗余保护的电路原理 图4是本发明背景技术中直流继电器的驱动电路原理 图5为本发明光伏并网逆变器的冗余保护电路实施例一的电路原理 图6为本发明光伏并网逆变器的冗余保护电路实施例二的电路原理 图7为本发明光伏并网逆变器的冗余保护电路实施例三的电路原理图。
具体实施例方式 下面结合原理图和具体操作实施例对本发明作进一步说明。实施例一
如图5所示，本实施例中，提供一种光伏并网逆变器的冗余保护电路，第一三极管QO的集电极c端与电源VCC连接，栅极b端通过第一电容C与CPU芯片的振荡电路模块LC的RYl输出端连接，发射极e端通过第一继电器RELAYl接地；第二三极管Ql的集电极c端也与电源VCC连接，栅极b端与CPU芯片的直流输出端RY2连接，发射极e端通过第二继电器RELAY2接地；其中，振荡电路模块LC输出的交流信号的频率与第一电容C的额定频率匹配，且上述的第一继电器RELAY1、第二继电器RELAY2均能单独的控制光伏逆变器(PVinverter)与电网的断开状态。当光伏逆变器正常工作时，CPU芯片通过振荡电路模块LC输出高频交流信号，该高频交流信号频率远远高于第一三极管QO本身关断所需的时间，以保证第一三极管QO的持续导通；同时，CPU芯片的直流输出端RY2为第二三极管Ql的基极提供直流电。由于，在CPU芯片的RYl输出端串联第一电容C，利用电容的隔直流电路特性，就能保证第一三极管QO和第二三极管Ql不可能同时接受直流信号。当CPU芯片发生故障时，会导致振荡电路LC停止工作，由于CPU芯片本身是采用直流供电，其交流输出端RYl的高频交流信号是通过内部振荡电路LC发生的，所以，振荡电路LC停止工作，会将第一三极管QO关断，相应的第一继电器RELAYl也会断开；若CPU芯片的内部部分电路被击穿，直流电压直接施加在CPU芯片的交流输出端RYl上，由于有隔直的第一电容C的存在,第一三极管QO同样不能接受信号,第一继电器RELAYl断开。综上所述，当CPU芯片故障时，不论被振荡电路LC停止工作或是CPU芯片的内部 部分电路被击穿，第一继电器RELAYl肯定会断开,控制信号至少有一路会停止输出，由于在PV Inverter中与电网连接的继电器是串联连接，只要在CPU芯片故障时任意一只继电器断开，都能达到冗余保护效果。实施例二
如图6所示，在实施例一的基础上，将第一三极管QO的基极通过第一电容C与CPU芯片的RYl输出端连接，第二三极管Ql的基极与CPU芯片的RY2端连接，第一三极管Q0、第一继电器RELAYl、第二三极管Q2和第二继电器RELAY2进行串联，亦可实现实施例一的技术效果，具体连接关系请参照实施例一，在此不再累述。实施例三
如图7所示，在结合实施例一的基础上，于第一三极管QO的发射极e端设置由二极管D、电感L和第二电容Cl构成的滤波电路，其中，第一三极管QO的发射极e端通过二极管D (第一三极管QO的发射极e端与二极管D的阳极连接)与第一继电器RELAYl连接，二极管D的阳极端通过电感L接地，二极管D的阴极端通过第二电容Cl接地；通过设置上述的滤波电路，以滤去整流输出电压中的纹波，促使第一三极管QO稳定的运行。本实施例也可结合实例二的基础上，将第一三极管Q0、第一继电器RELAYl、第二三极管Q2和第二继电器RELAY2进行串联进行串联，并在第一继电器RELAYl的发射极e端设置上述滤波电路即可除了上述光伏逆变器的冗余保护电路，本发明实施例还提供了一种逆变器，包括控制模块，其中，控制模块上设置有以上所介绍的光伏并网逆变器的冗余保护电路，其余结构请参考现有技术，在此不予赘述。以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但本发明并不限制于以上描述的具体实施例，其只是作为范例。例如采用其他类型的滤波电路对荣誉保护电路进行滤波，只要能够达到滤波的效果即可。对于本领域技术人员而言，任何等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作出的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。通过说明和附图，给出了具体实施方式
的特定结构的典型实施例，基于本发明精神，还可作其他的转换。尽管上述发明提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。 因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。
权利要求
1.一种光伏并网逆变器的冗余保护电路，应用于逆变器中控制模块的冗余保护，其特征在于，包括设置有振荡电路模块的CPU芯片、第一电容、第一三极管、第一继电器和电源； 所述第一三级管的集电极与所述电源连接，所述第一三级管的基极通过所述第一电容与所述CPU芯片的振荡电路模块电连接，所述第一三级管的发射极与所述第一继电器电连接； 其中，所述振荡电路模块输出与所述第一电容器匹配频率的交流电。
2.根据权利要求I所述的光伏并网逆变器的冗余保护电路，其特征在于，所述第一三级管的发射极还设置一滤波电路。
3.根据权利要求2所述的光伏并网逆变器的冗余保护电路，其特征在于，所述滤波电路包括第二电容、电感和二极管，所述第一三级管的发射极通过所述二极管的阳极与所述第一继电器连接，所述二极管的阳极和阴极分别通过所述电感和所述第二电容接地。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的光伏并网逆变器的冗余保护电路，其特征在于，还包括第二三极管和第二继电器，所述第二三极管的基极与所述CPU芯片的直流输出端连接，所述第二三级管的集电极与所述电源连接，所述第二三级管的发射极通过所述第二继电器连接。
5.根据权利要求4所述的光伏并网逆变器的冗余保护电路，其特征在于，所述第一三极管、所述第二三极管、所述第一继电器和所述第二继电器串联；其中，所述第一二极管的基极与所述CPU芯片的振荡电路模块电连接，所述第二三极管的基极与所述CPU芯片的直流输出端连接。
6.根据权利要求I所述的光伏并网逆变器的冗余保护电路，其特征在于，所述CPU芯片还设置有A/D转换模块。
7.一种逆变器，包括控制模块，其特征在于，所述控制模块上设置有上述权利要求I至6中任意一项所述的光伏并网逆变器的冗余保护电路。
全文摘要
本发明实施例公开了一种光伏并网逆变器的冗余保护电路及包括该电路的逆变器，属于冗余保护电路技术领域，通过CPU芯片自带的振荡电路输出高频交流信号，利用电容控制继电器的通断，再不增大电路复杂程度及电路故障点的情况下，有效的实现对控制模块的冗余保护，同时也不会增大产品生产成本，还能有效的降低光伏逆变器的运行维护成本。
文档编号H02H7/122GK102801139SQ201210301380
公开日2012年11月28日 申请日期2012年8月23日 优先权日2012年8月23日
发明者韦敏, 卢方 申请人:安徽科通能源科技有限公司