专利名称：一种逆变器的过流保护装置及方法、逆变器的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种逆变器的过流保护装置及方法、逆变器。
背景技术：
逆变器是一种将直流电转化为交流电的装置，一般利用PWM(Pulse WidthModulation,脉冲宽度调制)原理控制半导体功率开关的接通或断开，进而控制输出电路与直流电路的接通或断开，再使所述输出电路经过滤波电路滤波即可得到预定频率的交流电。
其中，滤波电路通常可由滤波电容和滤波电感组成，负载、特别是纯容性负载在接入逆变器电路的瞬间使输出电压反向跌落严重，从而使电路产生较大的浪涌电流，在短短的时间内(如几微妙)，电感电流上升几百安培，因此导致半导体功率开关管常常因过流而损坏。现有技术中可以对电感电流进行采样，用采样值与相应的参考电流值相比较，当电感电流采样值大于参考电流值时，就按照一定的时序关闭半导体功率开关管，从而避免半导体功率开关管因过流被烧坏。然而，上述过程中，由于电流采样和电流比较操作需要耗费一定的时间，导致从电感电流采样值大于参考电流值的时刻到功率开关管成功关闭的时刻之间存在较大的延时，这样，在功率开关管关闭之前，实际的电感电流将远大于参考电流值，仍可能导致功率开关管的损坏。因此，现有技术中对逆变器的过流保护效果并不理想，可靠性不高。
发明内容
本发明实施例提供一种逆变器的过流保护装置及方法、逆变器，能够更好地实现对逆变器的过流保护，降低逆变器因过流而损坏的风险。为达上述目的，一方面，本发明实施例提供一种逆变器，包括用于将直流电转化为交流电的功率变换电路，还包括滤波电路和过流保护装置，所述滤波电路与所述功率变换电路相连，所述过流保护装置分别与所述功率变换电路和所述滤波电路相连；所述滤波电路包括滤波电容和滤波电感，用于对所述功率变换电路输出的交流电进行低通滤波，所述滤波电路的输出电压的变化超前于所述滤波电路的电感电流的变化；所述过流保护装置包括电压采样单元，用于采样所述滤波电路的输出电压；电压比较单元，用于将所述电压采样单元采样的输出电压与预先设定的电压相比较；限流单元，用于当所述滤波电路的输出电压与所述滤波电路的理论输出电压反向，且所述电压比较单元确定出所述滤波电路的输出电压的绝对值大于所述预先设定的电压的绝对值时，对所述功率变换电路进行限流。另一方面，本发明实施例提供一种逆变器的过流保护装置，包括电压采样单元，用于采样所述逆变器的滤波电路的输出电压，其中，所述滤波电路包括滤波电容和滤波电感，用于对所述逆变器的功率变换电路输出的交流电进行低通滤波，所述功率变换电路用于将直流电转化为交流电，所述滤波电路的输出电压的变化超前于所述滤波电路的电感电流的变化；电压比较单元，用于将所述电压采样单元采样的输出电压与预先设定的电压相比较；限流单元，用于当所述滤波电路的输出电压与所述滤波电路的理论输出电压反向且所述滤波电路的输出电压的绝对值大于所述预先设定的电压的绝对值时，对所述功率变换电路进行限流。另一方面，本发明实施例还提供一种逆变器的过流保护方法，包括采样所述逆变器的滤波电路的输出电压，所述滤波电路用于对所述逆变器的功率变换电路输出的交流电进行低通滤波，所述功率变换电路用于将直流电转化为交流电，所述滤波电路的输出电压的变化超前于所述滤波电路的电感电流的变化；将采样的所述滤波电路的输出电压与预先设定的电压相比较；当所述滤波电路的输出电压与所述滤波电路的理论输出电压反向且所述滤波电路的输出电压的绝对值大于所述预先设定的电压的绝对值时，对所述功率变换电路进行限流。采用上述技术方案后，本发明实施例提供的逆变器的过流保护装置及方法、逆变 器，能够采样所述逆变器的滤波电路的输出电压，在确定所述逆变器的滤波电路的输出电压与理论输出电压反向，且所述滤波电路的输出电压的绝对值大于预先设定的电压的绝对值时，对所述功率变换电路进行限流。这样，由于所述滤波电路的输出电压的变化超前于电感电流的变化，也就是说，如果所述滤波电路的输出电压在一段时间内经历较大的变化，则可以断定在这段时间之后，电感电流也会经历较大的变化，使其绝对值超过过流保护参考电流的绝对值。这样，通过对所述滤波电路的输出电压的采样以及与预先设定的电压进行比较，即可提前获知在一段时间后所述电感电流的绝对值是否会大于过流保护参考电流的绝对值，并提前对所述功率变换电路进行限流，补偿了对所述功率变换电路进行限流操作中由于硬件延时和软件延时造成的限流操作生效的滞后，从而在电感电流的绝对值大于过流保护参考电流的绝对值之前，对所述功率变换电路的限流操作及时生效，在不更换电路元件的条件下以较低成本改善了对逆变器的过流保护，降低逆变器因过流而损坏的风险。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为本发明实施例提供的逆变器的一种结构示意图；图2为本发明实施例提供的逆变器的过流保护的一种工作原理图；图3为本发明实施例提供的逆变器的另一种结构示意图；图4为图I或图3所示的逆变器的一种局部电路结构示意图；图5为图4所示的逆变器在带纯容性负载时输出电压波形和电感电流波形的示意图；图6为本发明实施例提供的用于逆变器的过流保护方法的一种流程图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。如图I所示，本发明的实施例提供一种逆变器1，包括用于将直流电转化为交流电的功率变换电路2，还包括滤波电路3和过流保护装置4，滤波电路3与功率变换电路2相连，过流保护装置4分别与功率变换电路2和滤波电路3相连，滤波电路3的输出端与负载5相连。滤波电路3包括滤波电容31和滤波电感32，用于对功率变换电路2输出的交流电进行低通滤波，滤波电路3的输出电压的变化超前于滤波电路3的电感电流的变化。
过流保护装置4包括电压采样单元41，用于采样滤波电路3的输出电压；电压比较单元42，用于将电压采样单元41采样的输出电压与预先设定的电压相比较；限流单元43，用于当滤波电路3的输出电压与理论输出电压反向，且经过电压比较单元42比较得出滤波电路3的输出电压的绝对值大于预先设定的电压的绝对值时，对功率变换电路2进行限流。其中，理论输出电压为根据滤波电路3中元器件参数以及输入电信号即可确定的滤波电路3的输出电压的理论值。在正常工作状态下，滤波电路3的输出电压等于其理论输出电压，但当滤波电路3瞬间接入纯容性负载时，输出电压往往会产生跌落，导致所述输出电压与其理论输出电压不等。采用上述技术方案后，本发明实施例提供的逆变器1，能够采样逆变器I的滤波电路3的输出电压，在确定逆变器I的滤波电路3的输出电压与其理论输出电压反向，且滤波电路3的输出电压的绝对值大于预先设定的电压的绝对值时，对功率变换电路2进行限流。这样，由于滤波电路3的输出电压的变化超前于电感电流的变化，也就是说，如果滤波电路3的输出电压在一段时间内经历较大的变化，则可以断定在这段时间之后，电感电流也会经历较大的变化，使其绝对值超过过流保护参考电流的绝对值。这样，通过对所述滤波电路的输出电压的采样以及与预先设定的电压进行比较，即可提前获知在一段时间后所述电感电流的绝对值是否会大于过流保护参考电流的绝对值，并提前对所述功率变换电路进行限流，补偿了对所述功率变换电路进行限流操作中由于硬件延时和软件延时造成的限流操作生效的滞后，从而在电感电流的绝对值大于过流保护参考电流的绝对值之前，对所述功率变换电路的限流操作及时生效，在不更换电路元件的条件下以较低成本有效改善了对逆变器的过流保护，降低逆变器因过流而损坏的风险。具体的，电压采样单元41可以为任一种具有电压采样功能的电路结构或芯片，电压比较单元42与电压采样单元41相连，可以为电压比较器或其它具有电压比较功能的软件或硬件电路，能够通过将电压采样单元41采样得到的滤波电路3的输出电压与0电压相比较来确定所述输出电压的方向的正或负。限流单元43，可以为具有一定软件滤波功能和/或逻辑分析功能的控制器等，以便对电压比较单元42输出的结果进行干扰滤除及逻辑分析，从而对功率变换电路2进行限流操作。需要说明的是，本实施例中，提前对功率变换电路2进行限流，是指滤波电路3的输出电压与所述理论输出电压反向且滤波电路3的输出电压的绝对值大于预先设定的电压的绝对值之后、电感电流的绝对值超过过流保护参考电流的绝对值之前，限流单元43就开始进行软 件滤波和/或逻辑分析，这样当对功率变换电路2的限流操作生效时电感电流的绝对值刚好等于过流保护参考电流的绝对值，从而及时对功率变换电路2进行限流操作，有效改善了逆变器I的过流保护效果。需要指出的是，虽然上述实施例仅仅描述了通过对滤波电路3的输出电压的采样及比较来对功率变换电路2进行限流操作，但本发明不限于此。在本发明的其它实施例中，还可以通过对输出电压进行采样、比较与对电感电流进行采样、比较相结合的方式，对功率变换电路2进行限流。例如，如图2所示，在本发明的一个实施例中，当滤波电路3的输出电压与理论输出电压反向且滤波电路3的输出电压的绝对值超过预先设定的电压的绝对值时，或者当电感电流的绝对值超过过流保护参考电流的绝对值时，限流单元43都执行对功率变换电路2的限流操作。这样，通过同时检测滤波电路3的电感电流和输出电压来对功率变换电路2进行限流操作，即使其中一种检测方法出现故障，也能根据另一种检测方法对功率变换电路2进行限流，有效提高了逆变器I的过流保护的可靠性。需要说明的是，关于根据电感电流的绝对值是否大于预先设定的电流的绝对值来对功率变换电路2进行限流的内容可参见背景技术的描述，并非本发明实施例的重点，因此在后文的描述中省略不论。进一步地，如图3所示，前述实施例中，逆变器I的过流保护装置4还包括解除单元44以及电流采样及比较单元45。其中，电流采样及比较单元45可以用于对滤波电路3的电感电流进行采样，并将所述电感电流的绝对值与预先设定的电流的绝对值相比较；解除单元44可以用于当功率变换电路2被限流时，如果滤波电路3的输出电压与所述理论输出电压同向，且电流采样及比较单元45的比较结果为滤波电路3的电感电流的绝对值小于预先设定的电流的绝对值，解除对功率变换电路2的限流。其中，所述预先设定的电流的绝对值可以等于所述过流保护参考电流的绝对值，也可以小于所述过流保护参考电流的绝对值。具体的，图4所示的二极管中点箝位型三电平逆变电路为图I所示的功率变换电路2和滤波电路3的一个具体的实例。下面结合图I和图4具体介绍过流保护装置4是如何采样滤波电路3的输出电压并利用采样到的输出电压对功率变换电路2进行限流的。当然，在本发明的其它实施例中，功率变换电路2以及滤波电路3的具体结构还可以为其它，本发明的实施例对此不作限定。如图4所示，功率变换电路2包括四个功率开关管Q1-Q4，通过PWM控制信号输入Q1-Q4的栅极来控制功率开关管Q1-Q4的开启和关闭，即可以使功率变换电路2的输出电压Ub分别为正直流母线电压Uin或负直流母线电压-Uin或零电位。其中，D1-D4为寄生在Q1-Q4中的二极管，D5和D6为箝位二极管，电容Cl、C2能够将功率变换电路2的直流输入端的正、负直流母线电压中的交流纹波分量滤除。滤波电路3包括滤波电容31和滤波电感32，其中，滤波电感32的一端与功率变换电路2的功率开关管的输出端相连，另一端与滤波电容31相连，而滤波电容31 —端与滤波电感32相连，另一端接中性线(N线)。并且滤波电容31的与滤波电感32相连的一端与负载5相连。本实施例中，滤波电路3为低通滤波电路。具体的，功率变换电路2可将直流电转化为交流电，经过滤波电路3的低通滤波后可进一步将所述交流电转化为理论输出电压。此处，所述理论输出电压是指滤波电路3预期输出的、具有规定的幅频特性和相频特性的交流电的电压。可选的，该理论输出电压的幅频特性和相频特性可以通过记录在逆变器I中的指令指定，并可通过对指令的修改实现理论输出电压幅频特性和相频特性的设定。本实施例中，可以根据指令控制功率开关管Q1-Q4的开启和关闭以及对滤波电路3的滤波器件的参数进行适当的选择，得到具有规定幅频特性和相频特性的理论输出电压。具体的，本实施例中，在理论输出电压的正半周期内，可以 控制Q2开启、Q4关闭，Ql和Q3根据PWM的控制互补导通使Ub为正直流母线电压Uin或零电位，其中在互补导通的交替阶段，要确保功率开关管存在死区，而在交流电的负半周期内，可以控制Q3开启、Q1关闭，Q4和Q2根据PWM的控制互补导通，使Ub为负直流母线电压-Uin或零电位。同样，在互补导通的交替阶段，要确保功率开关管存在死区。一般情况下，滤波电路3实际输出的交流电总与理论输出电压相同，但当滤波电路3的负载5为纯容性负载棒，在纯容性负载接入逆变器时，滤波电路3实际的输出电压将受负载5影响产生较大的电压跌落，此时，滤波电路3实际的输出电压即与理论输出电压产生较大差异，甚至与理论输出电压反向。当滤波电路3实际的输出电压与理论输出电压反向时，本实施例的逆变器I的过流保护装置4，通过电压采样单元41采样滤波电容31两端的电压，即采样输出电压Uc，并通过电压比较单元42将滤波电路3的输出电压Uc与预先设定的电压相比较，判断输出电压Uc的方向，当滤波电路3的输出电压Uc与理论输出电压反向，且米样的输出电压Uc的绝对值大于预先设定的电压的绝对值时，根据滤波电路3的输出电压的变化超前于滤波电路3的电感电流的变化即可提前获知在一定时间后，滤波电路3的电感电流的绝对值将大于过流保护参考电流的绝对值，从而提前对功率变换电路2进行限流。具体分析如下。如图4所示，滤波电感32两端的电压为功率变换电路2的输出电压Ub与滤波电容31两端的电压Uc的差，SP Ul = Ub-Uc(I)由电路基本原理可知，流过滤波电感32的电流k与滤波电感32两端的电压队具有积分关系iL = 1/L / ULdt(2)将(I)代入(2)得iL = 1/L f (Ub-Uc) dt (3)本实施例中，Ub可等于正直流母线电压Uin或负直流母线电压-Uin或O。在滤波电路3与负载5接通的暂态响应中，负载5与滤波电容31并联，如果负载5是纯容性负载，则由于负载线路上杂散电感、负载电容的影响，滤波电路3的输出电压Uc将有一个振荡的过程，从而使输出电压U。产生较大的变化。特别的，当在此电压振荡过程中，滤波电路3的实际输出电压与预期转化为的理论输出电压反向时，(Ub-Uc)的绝对值也会大于一定值，根据(3)式，则预示着经过一段时间后，滤波电路3的输出电流的绝对值可能会大于过流保护参考电流的绝对值。例如，在本发明的一个实施例中，在理论输出电压的正半周期内，U。本应为正，而Ub可能为正直流母线电压或零，如果此时由于电路振荡的影响而使滤波电路3实际的输出电压与理论输出电压反向，即Uc为负,贝U (Ub-Uc)的绝对值也会大于一定值,根据
(3)式，积分延迟后，可能会使电感电流k过大，从而使功率开关管可能因过流而损坏。也就是说，在暂态响应的振荡过程中，当输出电压Uc与理论输出电压反向，且输出电压Uc的绝对值增大到超过预先设定的电压的绝对值时，可以预知经过一段时间后电感电流k的绝对值将超过过流保护参考电流的绝对值。考虑到从检测到过流到对功率变换电路2的限流作用的生效还需要一定的硬件延时和/或软件延时，可以提前对功率变换电路2进行限流。这样，当电压比较单元42确定滤波电路3实际的输出电压与理论输出电压反向时，如果限流单元43确定滤波电路3实际的输出电压的绝对值大于预先设定的电压值，即对功率变换电路2进行限流，可以使该限流作用在电感电流的绝对值超过过流保护参考电流的绝对值之前生效，从而有效改善了对逆变器I的过流保护。
逆变器I的过流保护装置4的过流保护作用可以通过一组电流-电压关系曲线直观的示出。图5所示为在滤波电路3的输出电压为理论输出电压的正半周期时，纯容性负载5接入滤波电路3后的短暂时间内，电路中的电压、电流变化曲线。其中，纯容性负载5的初始电压为负，与此段时间内滤波电路3的理论输出电压极性相反。如图5所示，曲线(a)为功率变换电路2的功率开关管Q1/Q2的在PWM控制下输出到滤波电路3的电压Ub，正常状态下，曲线(a)的高电平为正直流母线+BUS电压Uin，低电平为0;限流状态下，曲线(a)的高电平为正直流母线+BUS电压Uin，低电平根据功率开关管Q1-Q4的开启和关闭的时序不同，可以为0或者负直流母线电压-Uin;曲线(b)为与曲线(a)对应的时间阶段中滤波电容31两端的电压U。随时间的变化情况；曲线(C)为与曲线(a)、(b)相对应的时间阶段中，流过滤波电感32的电流k随时间的变化情况。其中，h表示负载5接入滤波电路3的时刻，to t3则表示负载5接入滤波电路3后的暂态过程中的一次限流过程，其时间例如可以为约100微秒。下面结合图I、图4和图5，对本实施例提供的逆变器I的工作原理做详细介绍。需要说明的是，虽然本实施例仅以滤波电路3的输出电压为交流电压的正半周期的情况为例进行说明，但本发明不限于此，输出电压为交流电压的负半周的情况与其原理相似。具体的，当滤波电路3的输出电压为交流电压的正半周期时，Ql处于开启状态，功率开关管的输出端电压Ub等于正直流母线电压Uin。滤波电路3尚未与负载5相连时，输出电压Uc为Uco,负载5接入滤波电路3后的时间内，由于负载5是纯容性负载，且负载5两端的初始电压的极性与滤波电容31两端的输出电压Uc相反，因此，滤波电容31的输出电压Uc急剧跌落。此阶段中，输出电压Uc始终为负、且在不断减小，由于此时功率变换电路2的输出电压Ub为正，因此，(Ub-Uc)为正、且远远大于Ub。由(3)式可知,此情况下的输出电流k可能过大，甚至超过过流保护参考电流。由于滤波电路3的输出电压U。与电感电流k存在如(3)式所表达的积分关系，电感电流k是由(Ub-Uc)经过一段时间的积分而来，电感电流k的变化相对于输出电压Uc的变化具有一定的延时，即输出电压Uc的变化超前于输出电流k的变化。因此，本实施例中，采样输出电压Uc即可提前获知电感电流k的变化趋势，从而提前对功率变换电路2进行限流。例如，如图5所示，输出电压Uc在h时刻开始急剧下降，则相应的，输出电流k在t2*时刻开始才急剧上升。其中，输出电压Uc与输出电流k的变化趋势相反是由于(3)式中Uc前的负号所致。如果在h时刻即对功率变换电路2进行限流，将可能使限流作用在t2*时刻至t3时刻之间生效，有效避免了限流操作的延迟，从而有效改善了逆变器I的过流保护效果。进一步的，在已知限流操作中硬件延迟和/或软件延迟的时间以及电感电流k的过流保护参考电流的条 件下，可以根据根据(3)式，计算出所述预先设定的电压。以使经过限流作用生效所必需的软件延时和/或硬件延时后，限流作用恰好能在电感电流k超过过流参考电流时生效。当然，为了使过流保护具有更大的余量，也可以将预先设定的电压设定成使限流作用在输出电流k达到过流参考电流之前就生效，只要能避免电感电流k产生过流即可，本发明对此不做限制。例如，在本发明的一个实施例中，所述预先设定的电压为功率变换电路2的负直流母线电压_Uin，对应在t2时刻开始对功率变换电路2进行限流操作。则限流单元43，具体用于当滤波电路3预期输出的理论输出电压为正，滤波电路3实际的输出电压Uc为负，且Uc的绝对值小于Uin时，对功率变换电路2进行限流。即t2时刻开始对功率变换电路2进行限流操作则经过相应的硬件延迟和软件延迟后，过流保护装置4将在t2*至t3之间的某一时刻，使对功率变换电路2的限流作用生效。又例如，在本发明的另一个实施例中，所述预先设定的电压也可以为0电位，对应在^时刻开始对功率变换电路2进行限流操作。则限流单元43，具体用于当滤波电路3预期输出的理论输出电压为正，且滤波电路3的输出电压Uc小于0电位时，对功率变换电路2进行限流。即在h时刻开始对功率变换电路2进行限流操作，则经过相应的硬件延迟和软件延迟后，过流保护装置4将在t2*至t3之间的某一时刻，使对功率变换电路2的限流作用生效。无论在时刻还是在t2时刻开始对功率变换电路2进行限流操作，只要保证输出电流^在t3时刻不超过过流保护参考电流Irefl即可，本发明对此不做限制。其中，如图5所示，箭头所指的虚线代表了未提前对功率变换电路2进行限流操作的情况下，流过电感L的电流k。可见，由于对功率变换电路2的限流操作的生效存在延迟，如果在t3时刻开始对功率变换电路2进行限流，则该限流作用将在电感电流k大大超过过流保护参考电流IMfl时才生效，因此不能及时实现过流保护。在本发明的另一个实施例中，结合图3、图4和图5，逆变器I的限流过程与前述实施例相同，此处不再赘述。当功率变换电路2处于被过流保护装置4限流的状态时，解除单元44还用于如果滤波电路3的理论输出电压处于正半周期，滤波电路3的输出电压Uc为正，且流过滤波电感32的电流的绝对值小于预先设定的电流的绝对值Iref2，解除对功率变换电路2的限流。本实施例中，所述预先设定的电流的绝对值IMf2小于所述过流保护参考电流的绝对值IMfl，以保证解除单元44解除对功率变换电路2的限流后，电感电流的绝对值不超过所述过流保护参考电流的绝对值。但在本发明的其它实施例中，预先设定的电流的绝对值IMf2也可以等于过流保护参考电流的绝对值Irefl，本发明实施例对此不作限定。需要说明的是，上述实施例主要分析滤波电路3的理论输出电压处于正半周期，且滤波电路3实际的输出电压为负时，逆变器I的过流保护装置4的工作原理，但本发明不限于此，对于理论输出电压处于负半周期内的情况，逆变器I的工作原理与上述实施例大体相似，只是电流、电压等电路参数的符号与理论输出电压为正半周期的情况相反。例如，在本发明的一个实施例中，当滤波电路3预期输出的理论输出电压为负时，限流单元43，可具体用于当滤波电路3实际的输出电压Uc为正且大于所述预先设定的电压时，对功率变换电路2进行限流。可选的，所述预先设定的电压可以为0或正直 流母线电压，当然也可以是根据具体的电路参数所确定的其它的电压值，本发明对此不做限制。进一步的，当滤波电路3预期输出的理论输出电压处于负半周期时，解除单元44，还可以用于当滤波电路3实际的输出电压Uc为负时，如果滤波电感32的电流k的绝对值小于预先设定的电流的绝对值如IMf2，解除对功率变换电路2的限流。相应的，本发明实施例还提供一种逆变器的过流保护装置，所述用于逆变器的过流保护装置可以为前述实施例中的任一种逆变器中设置的过流保护装置，因此同样能够根据滤波电路的输出电压的绝对值是否超过预先设定的电压的绝对值，提前获知在一定时间后所述电感电流的绝对值是否会大于过流保护参考电流的绝对值，并确定是否需要提前对功率变换电路进行限流，从而使其对功率变换电路的限流操作及时生效，在不更换电路元件的条件下以较低成本有效改善了对逆变器的过流保护，降低逆变器因过流而损坏的风险。相应的，如图6所示，本发明实施例还提供一种用于逆变器的过流保护方法，包括S11，采样所述逆变器的滤波电路的输出电压；所述滤波电路用于对所述逆变器的功率变换电路输出的交流电进行低通滤波，其中，所述功率变换电路用于将直流电转化为交流电，所述功率变换电路用于将直流电转化为交流电，所述滤波电路的输出电压的变化超前于所述滤波电路的电感电流的变化；S12，将采样的所述滤波电路的输出电压与预先设定的电压相比较；S13，当所述滤波电路的输出电压与所述理论输出电压反向且所述滤波电路的输出电压的绝对值大于所述预先设定的电压的绝对值时，对所述功率变换电路进行限流。采用上述技术方案后，本发明实施例提供的逆变器的过流保护方法，能够采样所述逆变器的滤波电路的输出电压，在确定所述逆变器的滤波电路的输出电压与理论输出电压反向，且所述滤波电路的输出电压的绝对值大于预先设定的电压的绝对值时，对所述功率变换电路进行限流。这样，由于所述滤波电路的输出电压的变化超前于电感电流的变化，也就是说，如果所述滤波电路的输出电压在一段时间内经历较大的变化，则可以断定在这段时间之后，电感电流也会经历较大的变化，使其绝对值超过过流保护参考电流的绝对值。这样，通过对所述滤波电路的输出电压的采样以及与预先设定的电压进行比较，即可提前获知在一段时间后所述电感电流的绝对值是否会大于过流保护参考电流的绝对值，并提前对所述功率变换电路进行限流，补偿了对所述功率变换电路进行限流操作中由于硬件延时和软件延时造成的限流操作生效的滞后，从而在电感电流的绝对值大于过流保护参考电流的绝对值之前，对所述功率变换电路的限流操作及时生效，在不更换电路元件的条件下以较低成本有效改善了对逆变器的过流保护，降低逆变器因过流而损坏的风险。在步骤Sll中，采样所述逆变器的输出电压可具体为采样所述逆变器的滤波电路的滤波电容两端的电压。可选的，在本发明的一个实施例中，步骤S12具体可包括当所述理论输出电压为正，且所述滤波电路的输出电压为负时，对所述功率变换电路进行限流，其中所述预先设定的电压为O ;或者当所述理论输出电压为负，且所述滤波电路的输出电压为正时，对所述功率变换电路进行限流，其中所述预先设定的电压为O。可选的，在本发明的另一个实施例中，步骤S12具体可包括当所述理论输出电压为正，所述输出电压为负且小于负直流母线电压时，对所述功率变换电路进行限流，其中所述预先设定的电压为负直流母线电压；或者当所述理论输出电压为负，所述输出电压为正且大于正直流母线电压时，对所述功率变换电路进行限流，其中所述预先设定的电压为正直流母线电压。进一步地，在步骤S13之后，即所述对功率变换电路进行限流之后，所述方法还包括
当所述功率变换电路被限流时，如果所述滤波电路的输出电压与所述理论输出电压同向，且所述滤波电路的电感电流的绝对值小于预先设定的电流的绝对值，解除对所述功率变换电路的限流。本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施例的全部或部分流程可以通过计算机程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括R0M、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。以上所述，仅为本发明的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.一种逆变器，包括用于将直流电转化为交流电的功率变换电路，其特征在于，还包括滤波电路和过流保护装置，所述滤波电路与所述功率变换电路相连，所述过流保护装置分别与所述功率变换电路和所述滤波电路相连； 所述滤波电路包括滤波电容和滤波电感，用于对所述功率变换电路输出的交流电进行低通滤波，所述滤波电路的输出电压的变化超前于所述滤波电路的电感电流的变化； 所述过流保护装置包括 电压采样单元，用于采样所述滤波电路的输出电压； 电压比较单元，用于将所述电压采样单元采样的输出电压与预先设定的电压相比较； 限流单元，用于当所述滤波电路的输出电压与所述滤波电路的理论输出电压反向，且所述电压比较单元确定出所述滤波电路的输出电压的绝对值大于所述预先设定的电压的绝对值时，对所述功率变换电路进行限流。·
2.根据权利要求I所述的逆变器，其特征在于，所述预先设定的电压为O;相应地，所述限流单元，具体用于当所述理论输出电压为正，且所述滤波电路的输出电压为负时，对所述功率变换电路进行限流；或者当所述理论输出电压为负，且所述滤波电路的输出电压为正时，对所述功率变换电路进行限流。
3.根据权利要求I所述的逆变器，其特征在于， 所述预先设定的电压为负直流母线电压，所述限流单元具体用于当所述理论输出电压为正，且所述滤波电路的输出电压为负且小于负直流母线电压时，对所述功率变换电路进行限流； 或者所述预先设定的电压为正直流母线电压，所述限流单元具体用于当所述理论输出电压为负，且所述滤波电路的输出电压为正且大于正直流母线电压时，对所述功率变换电路进行限流。
4.根据权利要求I所述的逆变器，其特征在于，所述过流保护装置还包括解除单元，用于当所述功率变换电路被限流时，如果所述滤波电路的输出电压与所述滤波电路的理论输出电压同向，且所述滤波电路的电感电流的绝对值小于预先设定的电流的绝对值时，解除对所述功率变换电路的限流。
5.一种逆变器的过流保护装置，其特征在于，包括 电压采样单元，用于采样逆变器的滤波电路的输出电压，其中， 所述滤波电路包括滤波电容和滤波电感，用于对所述逆变器的功率变换电路输出的交流电进行低通滤波，所述功率变换电路用于将直流电转化为交流电，所述滤波电路的输出电压的变化超前于所述滤波电路的电感电流的变化； 电压比较单元，用于将所述电压采样单元采样的输出电压与预先设定的电压相比较； 限流单元，用于当所述滤波电路的输出电压与所述滤波电路的理论输出电压反向，且所述电压比较单元确定出所述滤波电路的输出电压的绝对值大于所述预先设定的电压的绝对值时，对所述功率变换电路进行限流。
6.根据权利要求5所述的过流保护装置，其特征在于，所述电压比较单元用于比较的预先设定的电压为O ;所述限流单元，具体用于当所述理论输出电压为正，且所述滤波电路的输出电压为负时，对所述功率变换电路进行限流；或者当所述理论输出电压为负，且所述滤波电路的输出电压为正时，对所述功率变换电路进行限流。
7.根据权利要求5所述的过流保护装置，其特征在于， 所述电压比较单元用于比较的预先设定的电压为负直流母线电压，所述限流单元具体用于当所述理论输出电压为正，且所述滤波电路的输出电压为负且小于负直流母线电压时，对所述功率变换电路进行限流； 或者，所述电压比较单元用于比较的预先设定的电压为正直流母线电压，所述限流单元具体用于当所述理论输出电压为负，且所述滤波电路的输出电压为正且大于正直流母线电压时，对所述功率变换电路进行限流。
8.根据权利要求5所述的过流保护装置，其特征在于，所述过流保护装置还包括解除单元，用于当所述功率变换电路被限流时，如果所述滤波电路的输出电压与所述理论输出电压同向，且所述滤波电路的电感电流的绝对值小于预先设定的电流的绝对值时，解除对所述功率变换电路的限流。
9.一种逆变器的过流保护方法，其特征在于，包括 采样逆变器的滤波电路的输出电压，所述滤波电路用于对所述逆变器的功率变换电路输出的交流电进行低通滤波，所述功率变换电路用于将直流电转化为交流电，所述滤波电路的输出电压的变化超前于所述滤波电路的电感电流的变化； 将采样的所述滤波电路的输出电压与预先设定的电压相比较； 当所述滤波电路的输出电压与所述滤波电路的理论输出电压反向且所述滤波电路的输出电压的绝对值大于所述预先设定的电压的绝对值时，对所述功率变换电路进行限流。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述采样所述逆变器的滤波电路的输出电压，具体包括采样所述逆变器的滤波电路的滤波电容两端的电压。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述预先设定的电压为0; 所述当所述滤波电路的输出电压与所述滤波电路的理论输出电压反向且所述滤波电路的输出电压的绝对值大于所述预先设定的电压的绝对值时，对所述功率变换电路进行限流，具体包括 当所述理论输出电压为正，且所述滤波电路的输出电压为负时，对所述功率变换电路进行限流；或者当所述理论输出电压为负，且所述滤波电路的输出电压为正时，对所述功率变换电路进行限流。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述预先设定的电压为负直流母线电压； 所述当所述滤波电路的输出电压与所述理论输出电压反向且所述滤波电路的输出电压的绝对值大于所述预先设定的电压的绝对值时，对所述功率变换电路进行限流，具体包括 当所述理论输出电压为正，所述输出电压为负且小于负直流母线电压时，对所述功率变换电路进行限流。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述预先设定的电压为正直流母线电压； 所述当所述滤波电路的输出电压与所述滤波电路的理论输出电压反向且所述滤波电路的输出电压的绝对值大于所述预先设定的电压的绝对值时，对所述功率变换电路进行限流，具体包括当所述理论输出电压为负，所述输出电压为正且大于正直流母线电压时，对所述功率变换电路进行限流。
14.根据权利要求9-13任一项所述的方法，其特征在于，在所述对功率变换电路进行限流之后，所述方法还包括 如果所述滤波电路的输出电压与所述理论输出电压同向，且所述滤波电路的电感电流的绝对值小于预先设定的电流的绝对值，解除对所述功率变换电路的限流。
全文摘要
本发明的实施例提供了一种逆变器的过流保护装置及方法、逆变器，涉及电力电子领域，为以较低成本有效改善对逆变器的过流保护而发明。所述逆变器，包括功率变换电路、滤波电路和过流保护装置，所述滤波电路的输出电压的变化超前于所述滤波电路的电感电流的变化；所述过流保护装置包括电压采样单元，用于采样所述滤波电路的输出电压；电压比较单元，用于将所述电压采样单元采样的输出电压与预先设定的电压相比较；限流单元，用于当所述滤波电路的输出电压与理论输出电压反向且所述滤波电路的输出电压的绝对值大于预先设定的电压的绝对值时，对所述功率变换电路进行限流。本发明可用于逆变电源中。
文档编号H02M7/48GK102739090SQ20121022532
公开日2012年10月17日 申请日期2012年7月2日 优先权日2012年7月2日
发明者陈志寅, 陈构宜 申请人:华为技术有限公司