三相并网逆变器的控制电路的制作方法

本实用新型涉及微电网供电技术领域，尤其涉及三相并网逆变器的控制电路。

背景技术：

在三相并网逆变器中，根据并网法规，需要在机器内部的电网侧到逆变侧每相均设置2个继电器冗余。通常在驱动继电器并网时，是分别同时闭合三相的主继电器组与从继电器组，然而根据三相电网电压之间存在的相位关系，这种控制方法有一个缺点：逆变器并网时刻是随机的，并不能使每个继电器都在零点附近闭合，并网点越偏离正弦电压的零点，滤波电容上的压差变化越大，同时，由于继电器闭合瞬间的时间非常短，从而会有一个很大的冲击电流流过继电器触点。根据测试，该电流值最大可达到几百安培，远远超出继电器的耐受规格，长此以往通常会造成继电器触点粘连等一些不可逆的损坏，影响继电器的使用寿命和逆变器的可靠性。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提出三相并网逆变器的控制电路。通过检测主继电器组两端的电压差，同时考虑了控制信号收发的延时，从而可以准确地控制各相主继电器在该相电压的压差较小时闭合，将冲击电流降到最低。

三相并网逆变器的控制电路，所述三相并网逆变器包括依次连接的DC-DC升压电路、DC-AC逆变电路，DC-AC逆变电路的第一输出端、第二输出端、第三输出端分别依次连接有主继电器组和次继电器组，所述次继电器组分别与电网的第一输入端、第二输入端、第三输入端连接，所述控制电路包括:

电压采样电路，其输入端分别连接DC-AC逆变电路的第一输出端、第二输出端、第三输出端以及电网的第一输入端、第二输入端、第三输入端；

电压比较电路，其输入端连接电压采样电路的输出端；

控制器，其输入端连接电压比较电路的输出端，控制器的输出端分别连接主继电器组和次继电器组。

优选的，所述电压采样电路包括第一电压采样电路、第二电压采样电路以及第三电压采样电路，所述第一电压采样电路、第二电压采样电路以及第三电压采样电路的输入端分别连接DC-AC逆变电路的第一输出端、第二输出端、第三输出端以及电网的第一输入端、第二输入端、第三输入端，第一电压采样电路、第二电压采样电路以及第三电压采样电路的输出端分别连接电压比较电路。

优选的，所述电压比较电路包括第一电压比较电路、第二电压比较电路以及第三电压比较电路，所述第一电压比较电路、第二电压比较电路以及第三电压比较电路的输入端分别连接第一电压采样电路、第二电压采样电路以及第三电压采样电路的输出端，第一电压比较电路、第二电压比较电路以及第三电压比较电路的输出端分别连接控制器的输入端。

优选的，所述第一电压采样电路包括第一差分运算放大器，所述第一差分运算放大器的负极输入端连接DC-AC逆变电路的第一输出端，正极输入端连接电网的第一输入端，第一差分运算放大器的输出端连接第一电压比较电路的输入端；

所述第二电压采样电路包括第二差分运算放大器，所述第二差分运算放大器的负极输入端连接DC-AC逆变电路的第一输出端，正极输入端连接电网的第二输入端，第二差分运算放大器的输出端连接第二电压比较电路的输入端；

所述第三电压采样电路包括第三差分运算放大器，所述第三差分运算放大器的负极输入端连接DC-AC逆变电路的第三输出端，正极输入端连接电网的第三输入端，第三差分运算放大器的输出端连接第三电压比较电路的输入端。

优选的，所述第一电压比较电路包括第一比较器，所述第一比较器的负极输入端连接第一差分运算放大器的输出端，第一比较器的输出端连接控制器；

所述第二电压比较电路包括第二比较器，所述第二比较器的负极输入端连接第二差分运算放大器的输出端，第二比较器的输出端连接控制器；

所述第三电压比较电路包括第三比较器，所述第三比较器的负极输入端连接第三差分运算放大器的输出端，第三比较器的输出端连接控制器。

本实用新型可以实现以下效果：根据主继电器组两端的电压差来控制主继电器组的闭合，降低了各相主继电器的冲击电流、电压冲击，延长了继电器的使用寿命。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型实施例中三相并网逆变器的结构示意图；

图2本实用新型实施例中三相并网逆变器的控制电路的结构示意图；

图3本实用新型实施例中电压采样电路和电压比较电路的连接示意图；

图4本实用新型实施例中三相并网逆变器的控制电路的电路原理图；

图5本实用新型实施例中三相并网逆变器与三相并网逆变器的控制电路的电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

本实用新型提供了一种三相并网逆变器的控制电路，根据主继电器组两端的电压差来控制主继电器组的闭合，降低了各相主继电器的冲击电流、电压冲击，延长了继电器的使用寿命。

结合附图1，三相并网逆变器包括依次连接的DC-DC升压电路、DC-AC逆变电路，DC-AC逆变电路的第一输出端L_R、第二输出端L_S、第三输出端L_T分别依次连接有主继电器组和次继电器组，次继电器组组与电网的第一输入端R、第二输入端S、第三输入端T连接，在DC-AC逆变电路的各相输出端之间还连接有用于滤波的电容CR、CS、CT。其中，主继电器组包括主继电器RY1、RY3、RY5，次继电器组包括次继电器RY2、RY4、RY6。主继电器RY1、RY3、RY5的控制段分别连接控制信号M_RELAY_R、M_RELAY_S、M_RELAY_T,次继电器RY2、RY4、RY6的控制端分别连接控制信号S_RELAY_R、S_RELAY_S、S_RELAY_T。

结合附图2，三相并网逆变器的控制电路包括:电压采样电路，其输入端分别连接DC-AC逆变电路的第一输出端L_R、第二输出端L_S、第三输出端L_T以及第一输入端R、第二输入端S、第三输入端T；电压比较电路，其输入端连接电压采样电路的输出端；控制器，其输入端连接电压比较电路的输出端，控制器的输出端分别连接主继电器组和次继电器组。

其中，电压采样电路用于采集DC-AC逆变电路的第一输出端L_R、第二输出端L_S、第三输出端L_T以及电网的第一输入端R、第二输入端S、第三输入端T的电压，并分别计算得到电压差。

其中，电压比较电路用于将电压采样电路计算得到的各相的电压差与设定阈值比较，并输出对应的高电平信号。

其中，控制器用于根据输入的高电平信号来对对应的主继电器进行闭合控制。

结合附图3，在本实施例中，电压采样电路包括第一电压采样电路、第二电压采样电路以及第三电压采样电路，所述第一电压采样电路、第二电压采样电路以及第三电压采样电路的输入端分别连接DC-AC逆变电路的第一输出端L_R、第二输出端L_S、第三输出端L_T以及电网的第一输入端R、第二输入端S、第三输入端T，第一电压采样电路、第二电压采样电路以及第三电压采样电路的输出端分别连接电压比较电路。

在本实施例中，电压比较电路包括第一电压比较电路、第二电压比较电路以及第三电压比较电路，所述第一电压比较电路、第二电压比较电路以及第三电压比较电路的输入端分别连接第一电压采样电路、第二电压采样电路以及第三电压采样电路的输出端，第一电压比较电路、第二电压比较电路以及第三电压比较电路的输出端分别连接控制器的输入端。

在本实施例中，采用第一电压采样电路、第二电压采样电路以及第三电压采样电路分别采集DC-AC逆变电路的第一输出端L_R、第二输出端L_S、第三输出端L_T以及电网的第一输入端R、第二输入端S、第三输入端T的电压，并分别计算得到电压差；同时采用第一电压比较电路、第二电压比较电路以及第三电压比较电路，将第一电压采样电路、第二电压采样电路以及第三电压采样电路计算得到的各相的电压差与设定阈值比较，并输出对应的高电平信号。

结合附图4，作为本实施例的优选，第一电压采样电路包括第一差分运算放大器OP1，所述第一差分运算放大器OP1的负极输入端连接DC-AC逆变电路的第一输出端，正极输入端连接电网的第一输入端，第一差分运算放大器OP1的输出端连接第一电压比较电路的输入端；第二电压采样电路包括第二差分运算放大器OP2，第二差分运算放大器OP2的负极输入端连接DC-AC逆变电路的第一输出端，正极输入端连接电网的第二输入端，第二差分运算放大器OP2的输出端连接第二电压比较电路的输入端；第三电压采样电路包括第三差分运算放大器OP3，第三差分运算放大器OP3的负极输入端连接DC-AC逆变电路的第三输出端，正极输入端连接电网的第三输入端，第三差分运算放大器OP3的输出端连接第三电压比较电路的输入端。

作为本实施例的优选，第一电压比较电路包括第一比较器OP4，所述第一比较器OP4的负极输入端连接第一差分运算放大器OP1的输出端，第一比较器OP4的正极输入端连接设定阈值Rvef输入端；第一比较器OP4的输出端连接控制器；所述第二电压比较电路包括第二比较器OP5，第二比较器OP5的负极输入端连接第二差分运算放大器OP2的输出端，第二比较器OP5的正极输入端连接设定阈值Rvef输入端，第二比较器OP5的输出端连接控制器；第三电压比较电路包括第三比较器OP6，第三比较器OP6的负极输入端连接第三差分运算放大器OP3的输出端，第三比较器OP6的正极输入端连接设定阈值Rvef输入端，第三比较器OP6的输出端连接控制器。

控制器采用DSP芯片，其包括输入引脚a1-a6，输出引脚b1-b6。如图4所示，引脚a1-a3分别连接第一比较器OP4、第二比较器OP5、第三比较器OP6的输出端；引脚b1-b6分别输出控制信号M_RELAY_R、M_RELAY_S、M_RELAY_T、S_RELAY_R、S_RELAY_S、S_RELAY_T。对于DSP芯片的具体工作原理，属于现有技术，故在此不再赘述。

本实施例中的第一差分运算放大器OP1、第二差分运算放大器OP2、第三差分运算放大器OP3、第一比较器OP4、第二比较器OP5、第三比较器OP6均为典型的结构。本实用新型的技术方案不局限于此，也可以采用现有技术中其他的合适结构。对于差分运算放大器以及的具体原理，均属于现有技术，本实用新型没有对其作出改变，故在此不再赘述。

结合附图5，本实施例的工作过程为：

初始状态下各继电器不动作，控制器的各个控制信号均处于低电平。控制器接收到并网信号后，控制信号S_RELAY_R、S_RELAY_S、S_RELAY_T同时由低电平转换为高电平，从继电器RY2、RY4、RY6闭合，此时主继电器RY1、RY3、RY5两端产生电压差。

从继电器RY2、RY4、RY6闭合后，第一差分运算放大器OP1、第二差分运算放大器OP2、第三差分运算放大器OP3检测到DC-AC逆变电路的第一输出端L_R、第二输出端L_S、第三输出端L_T与电网的第一输入端R、第二输入端S、第三输入端T的差值，该差值即为主继电器RY1、RY3、RY5两端的差值。该差值与设定阈值Vref分别通过第一比较器OP4、第二比较器OP5、第三比较器OP6进行比较，当小于设定阈值Vref时，控制器的a1、a2、a3脚分别接收到高电平，控制器将延时20ms-Δt发出主控继电器的控制信号，Δt为实验测得的从控制器发出控制信号到主继电器实际闭合的时间差，控制信号M_RELAY_R、M_RELAY_S、M_RELAY_T分别转换为高电平，主继电器RY1、RY3、RY5的线圈先后得电、触点吸合，逆变器开始并网。控制信号的发送考虑了控制信号收发的延时，从而可以准确地控制主继电器在两侧压差较小时闭合，进一步降低了各相主继电器的冲击电流、电压冲击，延长了继电器的使用寿命。

本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。