專利名稱：防止太陽能逆變器中串聯(lián)電解電容電壓不平衡的電路裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及國際分類H02J供電或配電的電路裝置或系統(tǒng)；電能存儲(chǔ)系統(tǒng)或H03G放大的控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種防止太陽能逆變器中串聯(lián)電解電容電壓不平衡的電
路裝置。
背景技術(shù)：
太陽能逆變器是一種將太陽能面板發(fā)出來的直流電轉(zhuǎn)換成可以接入公共電網(wǎng)的交流電的電力電子裝置?，F(xiàn)有典型的太陽能逆變器將會(huì)包括以下幾個(gè)部分直流-直流變換器(DC-DC)，直流-交流逆變器(DC-AC)，系統(tǒng)控制器(Controller)及輔助電源(SPS, SupplementaryPower Supply)。如圖2所示，Cp與Cn作為直流母線連接DC-DC與DC-AC，為前后電路提供穩(wěn)定的電壓和吸收紋波電流。在實(shí)際的太陽能逆變器工作過程中，直流母線電壓最高可達(dá)600V以上，而市面上較常見的電解電容耐壓都無法滿足這一電壓要求。為了滿足直流母線電壓的要求，電解電容必須串聯(lián)使用。但是當(dāng)鋁電解電容串聯(lián)時(shí)候，也需確保加在每個(gè)電容上的電壓不能超過其最大允許電壓。在這種情況下，必須考慮整個(gè)母線電壓按串聯(lián)電容的絕緣電阻來分配。由于單個(gè)電容的絕緣阻抗差異性很大，電壓分配差異也許會(huì)很大，可能會(huì)導(dǎo)致單個(gè)電容上的電壓超過允許值。為了確保在電解電容上的電壓是在本體的安全電壓范圍內(nèi)，一般采用均壓電阻來強(qiáng)制均壓的方法，給每個(gè)電容器并聯(lián)一個(gè)均壓電阻。流過電阻Rp和Rn的電流必須遠(yuǎn)大于電容器的漏電流，否則電阻無法控制電壓分配過程。這種利用均壓電阻來強(qiáng)制串聯(lián)電解電容均壓的方法，會(huì)使均壓電阻長(zhǎng)期處于工作狀態(tài)下，功耗巨大，不僅影響系統(tǒng)整體效率，還為散熱增加難度，也為長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行帶來隱患，特別是在高輸入電壓的情況下功耗更顯著。已公開專利文獻(xiàn)中，也有個(gè)別相關(guān)技術(shù)方案，但并不能直接應(yīng)用，如專利申請(qǐng)?zhí)?00580030190提供了一種超級(jí)電容器電壓平衡設(shè)備(2)，其連接到具有N個(gè)串聯(lián)的單個(gè)超級(jí)電容器(10)的超級(jí)電容器模塊(1)，用于對(duì)模塊中的單個(gè)超級(jí)電容器的電壓進(jìn)行優(yōu)化。該電壓平衡設(shè)備包括連接裝置(3)，用于將所述電壓平衡設(shè)備(2)連接到所述超級(jí)電容器模塊(I);選擇器單元(21)，用于選擇性地連接一組P個(gè)單個(gè)超級(jí)電容器(10)，其中P< N，以同時(shí)對(duì)其進(jìn)行電壓優(yōu)化處理；電壓測(cè)量單元(22 )，用于確定所選擇的一個(gè)(或多個(gè))超級(jí)電容器(10)的電壓；充電調(diào)節(jié)單元(23 )，其包括用于與P個(gè)超級(jí)電容器(10 )并聯(lián)來同時(shí)調(diào)節(jié)所述P個(gè)單個(gè)超級(jí)電容器的電壓的電壓調(diào)節(jié)裝置；控制器(24)，用于控制選擇器單元(21)、電壓測(cè)量單元(22)和充 電調(diào)節(jié)單元(23)，并且其包括估計(jì)裝置，以便確定所述單個(gè)超級(jí)電容器中的哪一個(gè)要進(jìn)行電壓優(yōu)化處理。[0010]又如專利申請(qǐng)?zhí)?00720030861 —種法拉電容多級(jí)串聯(lián)電壓均衡電路，該電路包括法拉電容(C 1)和(。2)，可控硅(D 1)和(。2)，限流電阻(R 1)和(只2)，法拉電容(CI)的正極接5 V電壓，法拉電容(C I)的負(fù)極接法拉電容(C 2)的正極，法拉電容(C 2)的負(fù)極接地，法拉電容(C I)的正極接可控硅(D I)的陰極，可控硅(D I)的控制極與可控硅(D I)的陰極短路；可控硅(D I)的陽極接限流電阻(R 1)，限流電阻(R I)接法拉電容(C I)的負(fù)極及可控硅(D 2)的負(fù)極，可控硅(D 2)的控制極與可控硅(D 2)的負(fù)極短路，可控硅(D 2)的陽極接限流電阻(R 2)，限流電阻(R 2)的另一端接地。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種防止太陽能逆變器中串聯(lián)電解電容電壓不平衡的電路裝置。本實(shí)用新型的發(fā)明目的是通過如下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)的對(duì)串聯(lián)電容的電壓增加電壓差判斷電路，同時(shí)在均壓電阻前增加選擇電路。本實(shí)用新型的有益效果是，增加電壓差判斷電路和選擇電路，避免電壓分配不均，顯著降低能耗，克服太陽能逆變器中串聯(lián)電解電容電壓不平衡，相比現(xiàn)有技術(shù)方案損耗顯著降低，提高系統(tǒng)效率，降低系統(tǒng)發(fā)熱，以保證太陽能逆變器可以長(zhǎng)期高效穩(wěn)定運(yùn)行。

圖I是現(xiàn)有典型的太陽能逆變器電路結(jié)構(gòu)示意圖圖2是現(xiàn)有典型的太陽能逆變器電路結(jié)構(gòu)中的串聯(lián)電解電容示意圖圖3是本實(shí)用新型改進(jìn)的防止串聯(lián)電解電容電壓不平衡的電路示意圖
具體實(shí)施方式從前面的分析中可以看到均壓電阻強(qiáng)制均壓法有諸多缺點(diǎn)，為此需要對(duì)串聯(lián)電容的電壓增加電壓差判斷電路，同時(shí)在均壓電阻前增加選擇電路。下面結(jié)合具體實(shí)施方式
，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。所述電壓判斷電路的核心由采樣電阻和比較器組成，當(dāng)偵測(cè)到電容Cp的電壓超過電容Cn時(shí)，控制信號(hào)控制選擇電路連接電阻Rp，使得電容Cp并聯(lián)電阻變小，這樣電容Cp分擔(dān)的電壓就會(huì)下降；當(dāng)偵測(cè)到電容Cp的電壓小于電容Cn時(shí)，控制信號(hào)控制選擇電路連接電阻Rn，使得電容Cn并聯(lián)電阻變小，電容Cn分擔(dān)電壓下降；當(dāng)偵測(cè)到電容Cp的電壓與電容Cn相等時(shí)，控制信號(hào)控制選擇電路均不連接電阻Rn和電阻Rp，維持電壓均衡狀態(tài)。如上所述，在本實(shí)用新型技術(shù)方案中，當(dāng)電容Cp與電容Cn電壓不均衡時(shí)，對(duì)應(yīng)的電阻Rp或電阻Rn才會(huì)接入電路中；而當(dāng)兩者電壓均衡時(shí)，電阻Rp和電阻Rn均不會(huì)接入電路。本實(shí)用新型技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)方案對(duì)比如下
權(quán)利要求1.防止太陽能逆變器中串聯(lián)電解電容電壓不平衡的電路裝置，其特征是對(duì)串聯(lián)電容的電壓增加電壓差判斷電路，同時(shí)在均壓電阻前増加選擇電路。
2.如權(quán)利要求I所述的防止太陽能逆變器中串聯(lián)電解電容電壓不平衡的電路裝置，其特征是電壓判斷電路的核心由采樣電阻和比較器組成，當(dāng)偵測(cè)到電容Cp的電壓超過電容Cn時(shí)，控制信號(hào)控制選擇電路連接電阻Rp，使得電容Cp并聯(lián)電阻變小，這樣電容Cp分擔(dān)的電壓就會(huì)下降；當(dāng)偵測(cè)到電容Cp的電壓小于電容Cn時(shí)，控制信號(hào)控制選擇電路連接電阻Rn,使得電容Cn并聯(lián)電阻變小，電容Cn分擔(dān)電壓下降；當(dāng)偵測(cè)到Cp的電壓與電容Cn相等時(shí)，控制信號(hào)控制選擇電路均不連接電阻Rn和電阻Rp，維持電壓均衡狀態(tài)。
專利摘要防止太陽能逆變器中串聯(lián)電解電容電壓不平衡的電路裝置，對(duì)串聯(lián)電容的電壓增加電壓差判斷電路，同時(shí)在均壓電阻前增加選擇電路。增加電壓差判斷電路和選擇電路，避免電壓分配不均，顯著降低能耗，克服太陽能逆變器中串聯(lián)電解電容電壓不平衡，相比現(xiàn)有技術(shù)方案損耗顯著降低，提高系統(tǒng)效率，降低系統(tǒng)發(fā)熱，以保證太陽能逆變器可以長(zhǎng)期高效穩(wěn)定運(yùn)行。
文檔編號(hào)H02M1/32GK202424497SQ201120471699
公開日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2011年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月24日
發(fā)明者李劍鐸 申請(qǐng)人:上海煦達(dá)新能源科技有限公司