用于光伏逆变器直流输入侧的防反接电路的制作方法

本实用新型涉及反接电路领域，特别是指一种用于光伏逆变器直流输入侧的防反接电路。

背景技术：

逆变器是一种把直流电能转变成交流电的设备，广泛应用于太阳能光伏发电系统、电机控制等领域。逆变器与直流电源连接的过程中，正、负极必须接正确，否则会导致逆变器短路烧毁。在相关标准中对防止直流端极性反接有明确的要求：“逆变器直流输入极性误接时能自动保护”，目前比较常见的几种极性防反接保护有以下几种：

1)光伏逆变器直流输入侧直接串联二极管，此种方法虽然简单，但是二极管的正向导通压降比较大，造成逆变器效率降低，同时随着逆变器功率的提高，防反接二极管需要加装散热器，导致系统体积增大。

2)光伏逆变器直流侧的防反接二极管与继电器或者接触器相并联，逆变器正常工作时旁路防反二极管，此种方法虽然消除了防反二极管的功率损耗，但是由于后级支撑电容的存在，直流上电瞬间存在很大的充电电流，会对电容造成一定的损害，影响电容寿命；同时由于直流母线杂散电感的存在，瞬间通过一个大电流会产生很大的尖峰电压，有可能损坏IGBT模块。

3)针对上述第二种方案的一种改进设计是在防反二极管处串联一个电阻，这样虽然能够起到限制充电电流的作用，但是仍然存在一定的弊端，如：极性反接时，二极管所带来的漏电流仍会造成一定的系统损耗；极性正确时，接触器或者继电器会一直闭合，同样会带来一定的电路损耗；针对不同功率的逆变器其预充电时间不可控等。

技术实现要素：

本实用新型提出一种用于光伏逆变器直流输入侧的防反接电路，解决了现有技术中极性防反接保护电路存在的安全性不足、使用寿命不高、损耗过大等问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种用于光伏逆变器直流输入侧的防反接电路，包括：直流输入单元、与直流输入单元电连接的逆变单元、控制单元、直流支撑电容C、保护单元以及与控制单元电连接的电压采样电路，保护单元设于直流输入单元与逆变单元的一个输入端之间的电路上，直流支撑电容C跨接于逆变单元的两个输入端之间；保护单元包括：第一开关S1、预充电电阻R和第二开关S2，第一开关S1和预充电电阻R串联组成串联电路，第二开关S2与串联电路并联；第一开关S1和第二开关S2的控制端分别与控制单元电连接；用于对直流输入单元两端的电压进行采样的电压采样电路连接在直流输入单元的一侧。

作为本实用新型的进一步改进，第一开关S1和第二开关S2为继电器或接触器。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型中用于光伏逆变器直流输入侧的防反接电路，既实现了光伏逆变器直流侧防反接功能，又实现了直流支撑电容充电速度可调的问题，同时实现了直流输入的过欠压保护功能。在直流输入极性出现错误时，不存在由二极管漏电流带来的系统损耗，节能效果更加明显；直流支撑电容的预充电时间可以根据其容值进行调节，避免出现大电流的情况；同时只有在直流侧电压在设定的电压范围内且极性正确时，第二开关才闭合，这样既减少了继电器或者接触器一直闭合带来的线圈损耗，又进一步提高了系统的可靠性；由于电压采样电路连接在直流输入单元的一侧，只有在极性正常的情况下，直流母排才允许接入支撑电容，这样可以有效避免极性反接时，由于电路故障造成的元器件损坏以及安全事故问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例中用于光伏逆变器直流输入侧的防反接电路的结构示意图；

图2为实施例中用于光伏逆变器直流输入侧的防反接电路的控制流程图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，为实施例中用于光伏逆变器直流输入侧的防反接电路的结构示意图。

实施例中的用于光伏逆变器直流输入侧的防反接电路，包括：直流输入单元、与直流输入单元电连接的逆变单元、控制单元、直流支撑电容C、保护单元以及与控制单元电连接的电压采样电路，保护单元设于直流输入单元与逆变单元的一个输入端之间的电路上，直流支撑电容跨接于逆变单元的两个输入端之间；保护单元包括：第一开关S1、预充电电阻R和第二开关S2，第一开关S1和预充电电阻R串联组成串联电路，第二开关S2与串联电路并联；第一开关S1和第二开关S2的控制端分别与控制单元电连接；用于对直流输入单元两端的电压进行采样的电压采样电路连接在直流输入单元的一侧，并将采样结果传输至控制单元。

实施例中第一开关S1和第二开关S2为继电器或接触器。

上述实施例中，直流输入单元来自光伏电池组串(汇流箱)直流输出侧；所述电压采样电路是通过电阻分压的方式，利用采样电阻和直流支撑电容并联进行直流电压采样，为现有技术；所述控制单元是由比较器、电阻、电容、开关管等组成的模拟电路，其中包括由极性判断电路、欠压比较电路和过压比较电路组成的线与功能电路，时间可控的继电器(接触器)线圈通电电路，为现有技术；所述保护单元中第一开关S1为防反接开关，第二开关S2既有防反接功能又有过欠压保护功能。

如图2所示，为实施例中用于光伏逆变器直流输入侧的防反接电路的控制流程图。

上述实施例中用于光伏逆变器直流输入侧的防反接电路的控制方法，包括以下步骤：

步骤一、通过电压采样电路对光伏阵列输出的电压极性进行判断，如果极性正确，第一开关S1导通，同时经过预充电电阻R对直流支撑电容C预充电，其充电时间可通过调节继电器(接触器)线圈通电电路的参数进行调整；如果极性错误，第一开关S1会一直处于断开状态，逆变单元不启动并报警；

步骤二、如果光伏阵列输出电压的极性正确，并且输入电压在设定的正常电压范围内，第二开关S2导通，逆变单元启动；如果输入电压低于或者高于设定的启动电压的下限或者上限，第二开关S2会一直处于断开状态，逆变单元不启动并报警。

实施例中用于光伏逆变器直流输入侧的防反接电路，既实现了光伏逆变器直流侧防反接功能，又实现了直流支撑电容充电速度可调的问题，同时实现了直流输入的过欠压保护功能。在直流输入极性出现错误时，不存在由二极管漏电流带来的系统损耗，节能效果更加明显；直流支撑电容的预充电时间可以根据其容值进行调节，避免出现大电流的情况，同时具备过欠压的保护功能；同时只有在直流侧电压在设定的电压范围内且极性正确时，第二开关S2才闭合，这样既减少了继电器或者接触器一直闭合带来的线圈损耗，又进一步提高了系统的可靠性；只有在极性正常的情况下，直流母排才允许接入支撑电容，这样可以有效避免极性反接时，由于电路故障造成的元器件损坏以及安全事故问题。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。