光伏逆变器的制造方法_2

文档序号:8364881阅读:来源:国知局
明的是,上述电源131与电容Cl可以组成隔离电源,该隔离电源的作用可以有两点:一是升压,将取电处的电压提高到预先设置的电压值;二是隔离,因为电源131的输出端,即副边电源的“地”与PE是接在一起的,而原边的“控制地”与PV-是在一起的,这两个“地”是不连在一起的,需要基本绝缘。这里的隔离电源常见的实现方案就是开关电源,原边使用开关管斩波,再通过隔离变压器将能量传导副边。常见的拓扑有正激,反激,Push-Pull,半桥,全桥等拓扑形式,由于针对拓扑形式不限,具体的电路结构可以参见图4。
[0037]需要说明的是,控制器134可以沿用光伏逆变器中的控制器,例如光伏逆变器中的数字信号处理器(DSP,Digital Signal Processor),也可以是新加的控制器,例如其他有控制功能的集成电路(IC,Integrated Circuit)芯片。以控制器134沿用光伏逆变器中原有的DSP为例,为了实现光伏逆变器的绝缘强度检测的功能,可以在该DSP基础上增加电源131和开关器件132等器件的端口。
[0038]还需要说明的是,控制器134获知电容Cl两端电压达到预设电压的方式有多种,例如,可以预先设定好经过多长时间,控制器134默认电容Cl两端电压达到预设电压。当然,还可以采用其他软件或硬件的方式获知电容Cl两端电压是否达到预设电压,例如,控制器134可以是DSP,电容Cl两端电压通过ADC采样送给控制器134,控制器134可以计算出电容Cl两端的电压。或者,控制器134包括模拟1C,该模拟IC专门用于控制隔离电源(包括电容Cl和电源131),通过硬件电路,将输出电压送到模拟IC的电压环反馈引脚,实现稳压控制。
[0039]还需要说明的是,当控制器134控制开关器件132闭合之后,电容Cl、电流检测装置133、电阻Rpv和地PE组成的回路导通。此时,通过读取电流检测装置133中的电流,即可计算出电阻Rpv(应理解,图中的Rpv是一个示意性的等效电阻)的阻值,该阻值的大小即可表示逆变器到PE的绝缘强度。
[0040]还需要说明的是,开关器件132可以包括一个开关,也可以包括多个开关。当开关器件132为多个开关时,控制器14可以分别控制多个开关的断开与闭合。
[0041]如上文所述,电容Cl两端的电压达到预设电压后,控制器134控制开关器件132闭合,导通绝缘强度检测电路13。这里的预设电压可以根据逆变器并网后会承受的最高电压而定,例如,将该预设电压设定为大于等于逆变器并网后会承受的最高电压。在电容器Cl达到该预设电压时,如果逆变器的绝缘强度仍满足要求,可以推定该逆变器并网后不会与地发生击穿现象。
[0042]可选地,作为一个实施例,光伏组件的第一极为光伏组件的负极,控制器134还可与升压电路11相连,控制器134还用于在控制开关器件132闭合前,控制升压电路11中的连接在光伏组件两端的开关闭合,使光伏组件的正极和负极通过升压电路11中的电感短接。
[0043]应理解,现有技术中,需要分别计算PV+和PV-与地之间的绝缘阻抗R+和R-,然后基于R+和R-计算出光伏逆变器对地的总阻抗Rpv,本发明实施例中,通过将光伏组件的正极和负极通过电感短接,最终测得的放电电流就是光伏逆变器对地的总阻抗Rpv对应的放电电流,从而直接利用电容Cl两端电压计算出总阻抗Rpv,无需分开检测R+和R-,这种绝缘阻抗检测方式更加简单。
[0044]可选地,作为一个实施例,电流检测装置133为用于检测漏电流的霍尔元件,控制器134为数字信号处理器,电流检测装置133和控制器134之间还串联有模数转换器,控制器134通过以下方式获得放电电流:霍尔元件检测放电电流,通过模数转换器将放电电流转换成数字信号,并将转换后的数字信号发送至控制器。
[0045]可选地,作为一个实施例,开关器件132可包括相互串联的继电器和开关管,控制器134分别与继电器和开关管相连,上述控制器134控制开关器件闭合,具体可包括:控制器134先控制继电器闭合,再控制开关管闭合。
[0046]应理解,本发明实施例的开关管可以是但不限于金属氧化物半导体(Metal OxideSemiconductor,MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)、集成门极换流晶闸管(Integrated Gate Commutated Thyristors,IGCT)或可控娃整流器(Silicon Controlled Rectifier,SCR)等功率器件或上述不同功率器件的任意组合形式。
[0047]本发明实施例中,控制器134控制继电器闭合时,由于开关管还未闭合,电路中不会有电流流过继电器,实现了继电器的零电流切换,增加了继电器的寿命。
[0048]下面结合具体例子,更加详细地描述本发明实施例。应注意,图5至图11的例子仅仅是为了帮助本领域技术人员理解本发明实施例,而非要将本发明实施例限于所例示的具体数值或具体场景。本领域技术人员根据所给出的图5至图11的例子,显然可以进行各种等价的修改或变化,这样的修改或变化也落入本发明实施例的范围内。
[0049]图5是本发明实施例的光伏逆变器的电路的示例图。在图5的实施例中,电源131采用的是隔离电源,该隔离电源从光伏逆变器的BUS上取电,开关器件132采用的是继电器RLYl与开关管Ql串联的形式。控制器14是DSP,可以沿用原光伏逆变器中的DSP,并在该DSP基础上扩展与ADC采用端口,控制继电器RLYl的端口,以及控制开关管Ql导的端口,例如,可以是通用输入/输出(GP1,General Purpose Input Output) 口。此外,DSP控制升压电路中的开关管Q2,使得光伏组件的两端短接。电容Cl两端连接了用于电容Cl放电的电阻Rl。电流检测装置133是检测漏电电流的霍尔器件,该霍尔器件通过ADC与DSP相连。
[0050]具体而言,绝缘强度检测电路13包含防逆流的二极管D1、隔离电压源、输出高压电容Cl及其放电电阻R1、半导体开关管Ql及其驱动器(图5中的驱动器2)、继电器RLYl及其驱动器(图5中的驱动器I)和漏电流检测HALL。其中DSP可以复用原系统的DSP,可以由原DSP提供脉冲宽度调制(PWM,Pulse Width Modulat1n)端口,两个GP1端口,一个ADC采样端口。开关管Q2的驱动沿用之前的端口即可。该电路可以采用如下工作方式:在逆变器并网前,DSP发出PWM控制隔离电源,使得隔离电源的输出产生一个高压,能量储存在高压电容Cl上。当Cl上的电压满足要求后,DSP在给开关管Q2发一个高电平驱动,使电池板PV+与PV-通过电感与开关管Q2形成短路。然后在给继电器RLYl发高电平,吸合继电器RLY1,最后给出开关管Ql发驱动,使得开关管Ql导通。从而将高压电容Cl上的电压施加在电池板PV+/-与大地PE之间。此高压通过Ql、RLYl,漏电流检测HALL器件以及组件与大地之间绝缘阻抗进行泄放。此泄放电流通过漏电流检测HALL之后,产生的漏电流通过ADC电路后产生采样信号送给DSP的ADC端口。DSP侦测到采样信号后,通过软件处理判断,来识别系统的绝缘强度是否满足要求。
[0051]下面结合图6,举例说明图5中的DSP的控制逻辑。绝缘强度检测流程如图6左侧的流程图所示。在逆变器PV侧上电后即可进行绝缘强度检测,当检测到漏电流大小后,将其与预设值进行比较。如果漏电流超过预设值,可以发出告警信号;如果漏电流没有超过预设值,则不会告警,此时可以将此漏电流的数值记录到DSP中,以便后续处理。最后将隔离电源的PWM封波,继电器RLYl与开关管Ql,开关管Q2都封波,至此绝缘强度检测功能结束。当绝缘强度检测结束之后,绝缘强度检测电路与PV侧完全断开,既不会消耗PV侧的能量,也不会减小系统的绝缘阻抗。
[0052]此外,继电器RLYl与开关管Ql的开通与关断时序逻辑如图6右侧所示。为减小继电器RLYl触点因冲击电流而造成损伤,与之串联有半导体开关管Q1。在吸合时,先吸合继电器RLY1,实现零电流吸合,延迟一段时间后,再吸合开关管Q1。当断开时,先断开开关管Q1,延迟一段时间后再断开继电器RLY1。这样就可以实现RLY的零电流切换,增加了继电器的寿命。
[0053
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1