一种过流保护电路、过流保护方法与流程

本发明涉及保护电路，具体涉及一种pid修复过程中进行过流保护的电路及方法。

背景技术：

1、太阳能电池模块作为整个光伏系统中成本最高的部分，太阳能电池模块的故障直接影响到整个项目周期的发电收益。太阳能电池模块的pid效应是一种影响发电效率同时可以预防和修复的故障。pid效应是太阳能电池模块长期在直流侧系统的高电压作用下，导致玻璃、封装材料之间出现漏电流，大量电荷聚集在电池表面，使得太阳能电池模块表面的钝化效果恶化，太阳能电池模块的填充因子、开路电压、短路电流减少，导致电池性能衰减，极端情况下，pid效应会导致太阳能电池模块50%以上的功率损失，影响整个组串的功率输出。

2、针对上述问题，现有技术手段通过pid修复电源，将pv-或者pv+电位抬高至半bus电压即半母线电压，使得与pid修复电源相连的母线侧（下称pid修复连接侧）相对于pe电压呈反向，进而进行夜间修复。pid修复电源现有方法主要是通过采样pid修复电源的输出电压进行过压保护，采样pid修复连接侧对pe的对地电压，基于这两个采样电压进行闭环控制，并在此基础上增加限流环。然而，在逆变器出现pid修复连接侧对pe短路等意外瞬间，将导致pid修复电源的副边电流过大，这种情况下即使软件限流环动作，但由于其响应时间较长，使得电器元件仍存在损坏的可能，甚至导致更严重的故障或者损失发生，导致同样不满足安规要求。

3、因此，如何优化pid修复过程中的过流保护，缩短过流保护的响应时间，是本申请所针对解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的一个主要目的在于克服上述的至少一种缺陷，是要提供一种过流保护电路、过流保护方法，其可实现基于硬件电路的过流保护，响应速度快，更好地满足安规要求，且能够降低所投入的成本。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

3、本发明提供了一种过流保护电路，用于pid修复电路的过流保护，所述pid修复电路包括直流电源、隔离电路、对地电压采样电路、输出电压采样电路和cmu管理单元，所述直流电源经所述隔离电路处理后连接待进行pid修复的太阳能电池模块的正极端pv+或者负极端pv-，用于输出修复电压对太阳能电池模块进行pid修复，所述对地电压采样电路用于采集正极端pv+或者负极端pv-与pe端之间的对地电压，所述输出电压采样电路用于采集所述隔离电路的输出电压，其中，所述过流保护电路包括第三运算放大器和第二比较器，所述对地电压采样电路、输出电压采样电路的输出信号接入所述第三运算放大器的输入端，所述第三运算放大器的输出端与所述第二比较器相连，所述第二比较器的输出端再接入所述cmu管理单元。

4、根据本发明的其中一个实施方式，所述输出电压采样电路的输出端分为至少两路输出，包括第一路输出与第二路输出，其中，所述第一路输出与所述cmu管理单元相连，所述第二路输出连接所述第三运算放大器的一个输入端；

5、所述对地电压采样电路的输出端分为至少两路输出，包括第四路输出与第五路输出，其中，所述第四路输出与所述cmu管理单元相连，所述第五路输出连接所述第三运算放大器的另一个输入端。

6、根据本发明的其中一个实施方式，所述输出电压采样电路的输出端具有第三路输出，所述第三路输出与第一比较器的输入端相连，所述第一比较器的输出端与所述cmu管理单元相连。

7、根据本发明的其中一个实施方式，所述第三运算放大器的输出端分为两路输出，包括第六路输出与第七路输出，其中，所述第六路输出与所述cmu管理单元相连，所述第七路输出与所述第二比较器相连。

8、根据本发明的其中一个实施方式，所述过流保护电路包括限流保护电阻，所述限流保护电阻串联在所述隔离电路的输出侧。

9、根据本发明的其中一个实施方式，所述直流电源连接所述隔离电路的输入侧，在所述直流电源与所述隔离电路的连接通路中设置有控制开关，所述控制开关与所述cmu管理单元相连，根据所述cmu管理单元所输出的控制信号导通或者关断。

10、根据本发明的其中一个实施方式，所述隔离电路包括隔离变压器，其中，所述隔离变压器的原边侧与所述直流电源相连，所述隔离变压器的副边侧与所述太阳能电池模块相连。

11、根据本发明的其中一个实施方式，所述控制开关串联设置于所述直流电源与所述隔离变压器的原边侧间的连接通路。

12、特别地，本发明提供了一种过流保护方法，用于pid修复电路的过流保护，pid修复电路连接所述太阳能电池模块的正极端pv+或者负极端pv-，输出修复电压对太阳能电池模块进行pid修复，通过对地电压采样电路采集所述正极端pv+或者负极端pv-与pe端之间的对地电压，通过输出电压采样电路采集所述pid修复电路输出至所述太阳能电池模块的输出电压，其中，复用所述输出电压采样电路与所述对地电压采样电路的输出信号至差分电路后生成电压差信号，所述电压差信号为所述输出电压与所述对地电压之间的电压差，cmu管理单元根据所述电压差信号的变化判断所述pid修复电路是否存在过流。

13、根据本发明的其中一个实施方式，所述cmu管理单元判断所述pid修复电路存在过流时，或者发出告警，或者控制所述pid修复电路停止供电。

14、与现有技术相比较，本发明专利申请的过流保护电路、过流保护方法的优点及有益效果在于：

15、本申请利用了pid修复电路中已有的对地电压采样电路、输出电压采样电路和cmu管理单元，通过新增的运算放大器和比较器构建一个差分电路即过流保护电路，复用所述输出电压采样电路与所述对地电压采样电路的输出信号至这一差分电路后生成电压差信号，所述电压差信号为所述输出电压与所述对地电压之间的电压差，cmu管理单元根据所述电压差信号的变化判断所述pid修复电路是否存在过流。本申请进行过流保护的响应速度快，更好地满足安规要求，且能够降低所投入的成本。

技术特征：

1.一种过流保护电路，用于pid修复电路的过流保护，所述pid修复电路包括直流电源、隔离电路、对地电压采样电路、输出电压采样电路和cmu管理单元，所述直流电源经所述隔离电路处理后连接待进行pid修复的太阳能电池模块的正极端pv+或者负极端pv-，用于输出修复电压对太阳能电池模块进行pid修复，所述对地电压采样电路用于采集正极端pv+或者负极端pv-与pe端之间的对地电压，所述输出电压采样电路用于采集所述隔离电路的输出电压，其特征在于，所述过流保护电路包括第三运算放大器和第二比较器，所述对地电压采样电路、输出电压采样电路的输出信号接入所述第三运算放大器的输入端，所述第三运算放大器的输出端与所述第二比较器相连，所述第二比较器的输出端再接入所述cmu管理单元。

2.根据权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，所述输出电压采样电路的输出端分为至少两路输出，包括第一路输出与第二路输出，其中，所述第一路输出与所述cmu管理单元相连，所述第二路输出连接所述第三运算放大器的一个输入端；

3.根据权利要求1或2所述的过流保护电路，其特征在于，所述输出电压采样电路的输出端具有第三路输出，所述第三路输出与第一比较器的输入端相连，所述第一比较器的输出端与所述cmu管理单元相连。

4.根据权利要求1或2所述的过流保护电路，其特征在于，所述第三运算放大器的输出端分为两路输出，包括第六路输出与第七路输出，其中，所述第六路输出与所述cmu管理单元相连，所述第七路输出与所述第二比较器相连。

5.根据权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，所述过流保护电路包括限流保护电阻，所述限流保护电阻串联在所述隔离电路的输出侧。

6.根据权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，所述直流电源连接所述隔离电路的输入侧，在所述直流电源与所述隔离电路的连接通路中设置有控制开关，所述控制开关与所述cmu管理单元相连，根据所述cmu管理单元所输出的控制信号导通或者关断。

7.根据权利要求6所述的过流保护电路，其特征在于，所述隔离电路包括隔离变压器，其中，所述隔离变压器的原边侧与所述直流电源相连，所述隔离变压器的副边侧与所述太阳能电池模块相连。

8.根据权利要求7所述的过流保护电路，其特征在于，所述控制开关串联设置于所述直流电源与所述隔离变压器的原边侧间的连接通路。

9.一种过流保护方法，用于pid修复电路的过流保护，pid修复电路连接所述太阳能电池模块的正极端pv+或者负极端pv-，输出修复电压对太阳能电池模块进行pid修复，通过对地电压采样电路采集所述正极端pv+或者负极端pv-与pe端之间的对地电压，通过输出电压采样电路采集所述pid修复电路输出至所述太阳能电池模块的输出电压，其特征在于，复用所述输出电压采样电路与所述对地电压采样电路的输出信号至差分电路后生成电压差信号，所述电压差信号为所述输出电压与所述对地电压之间的电压差，cmu管理单元根据所述电压差信号的变化判断所述pid修复电路是否存在过流。

10.根据权利要求9所述的过流保护方法，其特征在于，所述cmu管理单元判断所述pid修复电路存在过流时，或者发出告警，或者控制所述pid修复电路停止供电。

技术总结
本发明涉及一种过流保护电路、过流保护方法，其中利用了PID修复电路中已有的对地电压采样电路、输出电压采样电路和CMU管理单元，通过新增的运算放大器和比较器构建一个差分电路即过流保护电路，复用所述输出电压采样电路与所述对地电压采样电路的输出信号至这一差分电路后生成电压差信号，所述电压差信号为所述输出电压与所述对地电压之间的电压差，CMU管理单元根据所述电压差信号的变化判断所述PID修复电路是否存在过流。本申请进行过流保护的响应速度快，更好地满足安规要求，且能够降低所投入的成本。

技术研发人员：刘锋,余紫薇,蒋利影,李世龙
受保护的技术使用者：上海思格源智能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/4/7