逆變器前級保護(hù)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電能變換裝置中的一種保護(hù)系統(tǒng)，尤其涉及一種可以實(shí)現(xiàn)保護(hù)逆變器中開關(guān)管的裝置。本發(fā)明的逆變器前級保護(hù)系統(tǒng)，包括逆變器系統(tǒng)，在逆變器系統(tǒng)輸入側(cè)加入繼電器RL2、電阻R1及二極管D3構(gòu)成的充電緩啟動(dòng)回路，繼電器RL2與繼電器RL1串接，繼電器RL2連接電阻R1、二極管D3。本發(fā)明的逆變器前級保護(hù)系統(tǒng)，在加入了硬件緩啟動(dòng)電路后電感電流的尖峰有了明顯的減小，有效避免了功率器件的損壞。
【專利說明】逆變器前級保護(hù)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電能變換裝置中的一種保護(hù)系統(tǒng)，尤其涉及一種可以實(shí)現(xiàn)保護(hù)逆變器中開關(guān)管的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]為了確保逆變器系統(tǒng)的可靠性及穩(wěn)定性，在系統(tǒng)的輸入端加入了一種緩啟動(dòng)電路保護(hù)裝置。由可知輔助電源的工作開啟電壓為120V，在其輸出電壓開始上升并趨于穩(wěn)定的過程中，前級交錯(cuò)并聯(lián)BOOST電路及后級全橋逆變電路的功率開關(guān)管均有可能出現(xiàn)占空比異常的情況，甚至?xí)l(fā)生全橋逆變電路開關(guān)管直通的可能。
[0003]在逆變器系統(tǒng)輸入側(cè)加入一輸入繼電器RL1 (如圖1所示)。當(dāng)輔助電源未到開啟電壓時(shí)，繼電器RL1截止，整個(gè)系統(tǒng)中除了輔助電源之外無其他器件帶有主電；當(dāng)輸入電壓到達(dá)120V時(shí)，第一路輔助電源及第二路輔助電源同時(shí)開始工作，待其輸出電壓建立起來之后由單片機(jī)控制繼電器RL1吸合，將主電加到前級直流變換器上。
[0004]但通過實(shí)際分析及仿真驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)對并不完善，還具有以下兩個(gè)問題:
[0005]I)當(dāng)繼電器RL1吸合瞬間，輸入電容Cin兩端電壓會在極短的時(shí)間內(nèi)突變到120V，這將在輸入電容上產(chǎn)生一很大的充電電流，容易對器件造成損壞。
[0006]2)輸入繼電器吸合時(shí)，由于母線電容Cbus比輸入電容Cin大得多，將導(dǎo)致電容Cin兩端電壓上升到120V時(shí)母線上的電壓剛剛充到一個(gè)很小的值，此時(shí)有Ubus << Uin0由對BOOST電路的原理分析可知，要維持開關(guān)管截止時(shí)電感電流下降必需要使其輸出電壓大于輸入電壓。而上述這種情況電感電流是不會出現(xiàn)下降情況的，其電流波形時(shí)序分析如圖2所示，仿真波形如圖3所示。從時(shí)序圖和仿真圖中均可看出，由于繼電器吸合后母線電壓的抬升需要一段時(shí)間，而在這段母線電壓的建立過程中，電感電流會一直上升并產(chǎn)生一個(gè)很大的尖峰，造成電路的工作異常甚至燒毀器件。
[0007]因此，基于上述兩點(diǎn)原因，為了實(shí)現(xiàn)輸入電壓的突加，在逆變器系統(tǒng)輸入端加入合理的硬件緩啟動(dòng)電路是必然的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的技術(shù)效果能夠克服上述缺陷，提供一種逆變器前級保護(hù)系統(tǒng)，其對逆變器中開關(guān)管保護(hù)。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:其包括逆變器系統(tǒng)，在逆變器系統(tǒng)輸入側(cè)加入繼電器1、電阻Rl及二極管D3構(gòu)成的充電緩啟動(dòng)回路，繼電器&與繼電器Ru串接，繼電器Rl2連接電阻R1、二極管D3。
[0010]本發(fā)明的逆變器前級保護(hù)系統(tǒng)，在加入了硬件緩啟動(dòng)電路后電感電流的尖峰有了明顯的減小，有效避免了功率器件的損壞。
【專利附圖】

【附圖說明】[0011]圖1為現(xiàn)有逆變器示意圖；
[0012]圖2為本發(fā)明的前級直流變換器示意圖；
[0013]圖3為硬件緩啟動(dòng)仿真示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]如圖2所示，本發(fā)明的逆變器前級保護(hù)系統(tǒng)，包括逆變器系統(tǒng)，在逆變器系統(tǒng)輸入側(cè)加入繼電器Ru、電阻Rl及二極管D3構(gòu)成的充電緩啟動(dòng)回路，繼電器&與繼電器Ru串接，繼電器I連接電阻R1、二極管D3。硬件緩啟動(dòng)實(shí)現(xiàn)
[0015]由上對前級直流變換器突加輸入時(shí)的分析可知，造成電感電流一直上升的主要原因是由于上電過程中母線電壓建立時(shí)間過長所導(dǎo)致的，而構(gòu)造一充電回路單獨(dú)為電容Cin及Cbus充電為解決上述問題提供了一種簡單可行的方法?；谏鲜鏊悸罚到y(tǒng)在圖1的基礎(chǔ)上加入一由繼電器RL2、電阻R1及二極管D3構(gòu)成的充電緩啟動(dòng)回路如圖2所示，通過單片機(jī)控制繼電器的選通即可實(shí)現(xiàn)緩啟動(dòng)效果。
[0016]下面詳細(xì)分析其緩啟動(dòng)原理:
[0017]I)模態(tài)一:此時(shí),光伏陣列的輸出Upv小于輔助電源的開啟電壓120V,繼電器RLi及RL2均不工作，光伏陣列的輸出相當(dāng)于斷路。
[0018]2)模態(tài)二:當(dāng)光伏陣列的輸出Upv大于輔助電源的開啟電壓120V時(shí)，輔助電源開始工作，輸出電壓建立起來之后通過單片機(jī)控制繼電器RL1吸合，此時(shí)Upv分別通過如圖所示回路對輸入電容Cin及母線電容Cbus充電。此處電阻R1起限流作用。
[0019]3)模態(tài)三:當(dāng)輸入、輸出電容兩端電壓已被充至輸入電壓值時(shí)，Upv不再對電路充電，進(jìn)入等待硬件緩啟動(dòng)結(jié)束狀態(tài)。
[0020]4)模態(tài)四:當(dāng)輸入電壓到達(dá)200V時(shí)，通過單片機(jī)控制繼電器RL2吸合，使限流電阻R1短路，輸入電壓Upv直接加到BOOST電路的輸入端。此時(shí)硬件緩啟動(dòng)已結(jié)束，BOOST電路準(zhǔn)備開始工作。
[0021]通過上述分析可知，當(dāng)BOOST電路開始工作時(shí)，其輸出端電壓Ubus等于輸入端電壓Uin，這樣即可實(shí)現(xiàn)其電感電流工作于“上升-下降”模式，有效地避免了啟動(dòng)時(shí)造成的電流尖峰。
[0022]如圖3所示，從圖中可以看出，在加入了硬件緩啟動(dòng)電路后電感電流的尖峰有了明顯的減小，這將有效避免功率器件的損壞。
【權(quán)利要求】
1.一種逆變器前級保護(hù)系統(tǒng)，包括逆變器系統(tǒng)，其特征在于，在逆變器系統(tǒng)輸入側(cè)加入繼電器Ru、電阻Rl及二極管D3構(gòu)成的充電緩啟動(dòng)回路，繼電器Ru與繼電器Ru串接，繼電器Rl2連接電阻R1、二極管D3。
【文檔編號】H02M1/36GK103595235SQ201310524729
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月29日
【發(fā)明者】蔡習(xí)榮, 高顯揚(yáng) 申請人:江蘇綠揚(yáng)電子儀器集團(tuán)有限公司