用于光伏并网逆变器的输入反接保护电路的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于光伏并网逆变器的输入反接保护电路，包括在光伏电池与逆变器滤波电容的连接线路中串设的极性自适应单元和延时启动单元，极性自适应单元包括一个极性切换开关K1和极性切换线路，延时启动单元包括一个延时启动开关K2。本发明采用极性切换开关K1和极性切换线路，在极性接反时自动切换为正确极性，无需人为手工重新连接；采用延时启动开关K2，避免自动切换造成对滤波电容的冲击。
【专利说明】用于光伏并网逆变器的输入反接保护电路
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于光伏并网逆变器的输入反接保护电路。
【背景技术】
[0002] 随着近年来雾霾天气的逐渐增多和空气质量恶化，迫切需要清洁能源替代传统的 石油、煤炭等矿物能源，绿色环保且蕴藏量极其丰富的太阳能、风能等可再生自然能源越来 越受到人们的青睐。近期随着技术的进步，利用太阳能进行发电也越来越广泛。在太阳能 的光伏应用中，光伏并网发电是太阳能应用的重要发展趋势，己成为光伏应用的主要形式。 随着市场上光伏并网逆变器的广泛应用，其安全性也成为关注的焦点之一。光伏并网逆变 器主要是将光伏组件输出的直流电转化为与电网同频同相同幅值的交流电，如果直流输入 反接会导致逆变器内部损坏，在设计中需要采取一定的措施来防止这种情况的发生。
[0003] 有的光伏并网逆变器采用直接串联二极管的方式进行反接保护，虽然此方法简单 可靠，但是二极管的正向导通压降比较大，不仅使逆变效率降低，而且当电流较大时发热严 重，需解决散热问题。还有一种改进设计是利用限流电阻与防反二极管串联，旁路可控开关 与限流电阻和防反二极管所构成的串联电路并联，旁路可控开关的控制端与控制单元信号 连接，如图1所示。此种方式消除了防反二极管的管压降带来的功率损耗、发热等影响，但 是它仍然存在一定弊端：
[0004] 第一：当光伏电池输入接反时，必须人为手动正确连接。
[0005] 第二：在光照不足的情况下安装，光伏并网逆变器的电压采样单元和控制单元不 能正常工作，也就无法判断光伏电池输入端是否接反，安装条件受限。
[0006] 第三：当光伏电池电压较大时，防反接二极管的参数若选择不当会被反向击穿，对 滤波电容和逆变单元造成损坏。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供一种用于光伏并网逆变器的输入反接保护电路，能够在反接 时自动改变极性连接。
[0008] 为实现上述目的，本发明的方案包括：
[0009] -种用于光伏并网逆变器的输入反接保护电路，包括在光伏电池与逆变器滤波电 容的连接线路中串设的极性自适应单元和延时启动单元，极性自适应单元包括一个极性切 换开关Kl和极性切换线路，延时启动单元包括一个延时启动开关K2。
[0010] 所述极性自适应单元还包括电压霍尔器件，用于检测光伏电池的电压极性，所述 极性自适应单元和延时启动单元还包括控制器，控制器用于根据所述电压霍尔器件的检测 结果，控制所述极性切换开关K1、延时启动开关K2的动作。
[0011] 所述极性自适应单元的控制部分包括连接在光伏电池两极性端之间的检测控制 电路，该检测控制电路包括串联的防反二极管Dl和极性切换开关Kl的控制线圈RELAY1。
[0012] 所述延时启动单元的控制部分包括连接在光伏电池两极性端之间的控制电路，该 控制电路包括一个延时充电的RC电路，延时启动开关K2的控制线圈RELAY2与RC电路的 电容Cl并联。
[0013] 极性切换开关Kl的控制线圈RELAYl、延时启动开关K2的控制线圈RELAY2分别并 联有稳压管（ZD1、ZD2)。
[0014] 所述控制电路还包括一个整流桥D2,整流桥D2输入端连接在光伏电池两极性端 之间，输出端连接所述RC电路。
[0015] 本发明采用极性切换开关Kl和极性切换线路，在极性接反时自动切换为正确极 性，无需人为手工重新连接；采用延时启动开关K2,避免自动切换造成对滤波电容的冲击。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1是一种现有的反接保护电路；
[0017] 图2是本发明的反接保护电路的一种实施方式；
[0018] 图3是本发明的反接保护电路的另一种实施方式。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
[0020] 实施例1
[0021] 如图2所示，一种用于光伏并网逆变器的输入反接保护电路，包括在光伏电池与 逆变器滤波电容的连接线路中串设的极性自适应单元和延时启动单元，极性自适应单元包 括一个极性切换开关Kl和极性切换线路，延时启动单元包括一个延时启动开关K2。
[0022] 本实施例中，Kl采用双刀双掷开关，当光伏电池正接时，Kl为图1所示位置，当光 伏电池反接时，Kl动作，通过极性切换线路仍然对滤波电容输出正向电压。
[0023] 本实施例中，K2为常开触点，不论正接或反接，K2均延时闭合,连通光伏电池与滤 波电容之间的线路。避免较大的充电电流对滤波电容的冲击造成寿命缩短。
[0024] 通过电压霍尔器件检测光伏电池是否反接，若反接则通过控制器控制Kl动作，同 时给出使K2延时动作的指令。
[0025] 实施例2
[0026] 实施例1中，反接检测与开关控制均由控制器完成，以下给出一种不使用控制器 的方案，以节约成本，提高稳定性；其电路图如图3所示。
[0027] 电路包括极性自适应单元和延时启动单元，极性自适应单元包括一个极性切换开 关Kl和极性切换线路，延时启动单元包括一个延时启动开关K2。
[0028] Kl、K2为继电器，由相应的线圈RELAYl和RELAY2控制。Kl的控制部分包括：双刀 双掷继电器的线圈RELAY1，防反二极管D1、稳压管ZD1、限流电阻R1。防反二极管D1，限流 电阻Rl和RELAYl串联后跨接于继电器RELAYl两组开关的公共端之间，Kl的两组开关的 常开触点和常闭触点互连，形成极性切换线路。稳压管ZDl与RELAYl并联。
[0029] 延时启动单元的控制部分包括单刀常开继电器Κ2的线圈RELAY2,整流桥D2、稳压 管ZD2、限流电阻R2和R3、电容Cl。RELAY2和稳压管ZD2、电容Cl并联，再与限流电阻R2 串联后跨接在整流桥D2的输出端，整流桥D2的输入端跨接于光伏电池的输入端，限流电阻 R3与K2常开开关并联。其中，R2、C1构成延时充电电路，保证RELAY2的电压在延时一定时 间后达到工作电压，才使K2动作，闭合回路。
[0030] 极性自适应单元和延时启动单元的稳压管、限流电阻的设计保证在光伏电池电压 较大时，防反接二极管的参数若选择不当会被反向击穿，对滤波电容和逆变单元造成损坏。
[0031] 当光伏电池的负极连接极性自适应单元中防反接二极管Dl的阳极时，由于防反 接二极管Dl的反向截止功能继电器Kl不动作。当光伏电池的阳极连接极性自适应单元中 防反接二极管Dl的阳极时，继电器RELAYl经二极管Dl和限流电阻Rl导通，双刀双掷开关 Kl动作完成极性切换。稳压二极管ZDl与RELAYl线圈并联，其击穿电压Uzdi等于继电器 Kl的正常工作电压，保护继电器Kl不会损坏，限流电阻Rl的阻僅
【权利要求】
1. 一种用于光伏并网逆变器的输入反接保护电路，其特征在于，包括在光伏电池与逆 变器滤波电容的连接线路中串设的极性自适应单元和延时启动单元，极性自适应单元包括 一个极性切换开关（K1)和极性切换线路，延时启动单元包括一个延时启动开关（K2)。
2. 根据权利要求1所述的一种用于光伏并网逆变器的输入反接保护电路，其特征在 于，所述极性自适应单元还包括电压霍尔器件，用于检测光伏电池的电压极性，所述极性自 适应单元和延时启动单元还包括控制器，控制器用于根据所述电压霍尔器件的检测结果， 控制所述极性切换开关（K1)、延时启动开关（K2)的动作。
3. 根据权利要求1所述的一种用于光伏并网逆变器的输入反接保护电路，其特征在 于，所述极性自适应单元的控制部分包括连接在光伏电池两极性端之间的检测控制电路， 该检测控制电路包括串联的防反二极管（D1)和极性切换开关（K1)的控制线圈（RELAY1)。
4. 根据权利要求3所述的一种用于光伏并网逆变器的输入反接保护电路，其特征在 于，所述延时启动单元的控制部分包括连接在光伏电池两极性端之间的控制电路，该控制 电路包括一个延时充电的RC电路，延时启动开关（K2)的控制线圈（RELAY2)与RC电路的 电容（C1)并联。
5. 根据权利要求4所述的一种用于光伏并网逆变器的输入反接保护电路，其特征在 于，极性切换开关（K1)的控制线圈（RELAY1)、延时启动开关（K2)的控制线圈（RELAY2)分 别并联有稳压管（ZD1、ZD2)。
6. 根据权利要求4所述的一种用于光伏并网逆变器的输入反接保护电路，其特征在 于，所述控制电路还包括一个整流桥（D2)，整流桥（D2)输入端连接在光伏电池两极性端之 间，输出端连接所述RC电路。
【文档编号】H02S40/30GK104333319SQ201410629212
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年11月10日 优先权日:2014年11月10日
【发明者】王志鹏, 王振华, 周俊华, 郭震, 王晋华, 马国红, 陈智杰 申请人:许继电气股份有限公司, 许昌许继软件技术有限公司