离网逆变器的过流保护电路以及全桥逆变电路的制作方法

1.本实用新型涉及电力电子技术领域，特别是涉及一种离网逆变器的过流保护电路及全桥逆变电路。


背景技术：

2.离网逆变器是一种把直流电转换为交流电(dc/ac)的转换设备，是一种高电压大电流的转换设备，所以离网逆变器的过流保护是非常重要的。如果保护不及时或不保护，就会造成电路故障，功率器件损坏，转换设备不能工作，给用户带来非常大的经剂损失。
3.因此需要一个简单可靠、保护精准、反应及时的过流保护电路来保护离网逆变器。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种离网逆变器的过流保护电路及全桥逆变电路，当离网逆变器中出现电流过大时及时做出相应的过流保护动作，从而保护全桥逆变晶体管，保护离网逆变器。
5.一种离网逆变器的过流保护电路，所述过流保护电路包括电流采样模块、过流保护模块和控制器，所述过流保护模块包括第一过流保护单元、第二过流保护单元和第三过流保护单元；
6.所述电流采样模块与所述离网逆变器的负极端连接，用于采集所述离网逆变器的输出电流，得到采样电流；
7.所述第一过流保护单元与所述电流采样模块的输出端连接，用于将所述采样电流作为过载保护信号输出；所述第二过流保护单元与所述电流采样模块的输出端连接，用于将所述采样电流作为过流保护信号输出；所述第三过流保护单元与所述电流采样模块的输出端连接，用于将所述采样电流作为短路保护信号输出；
8.所述第一过流保护单元、所述第二过流保护单元和所述第三过流保护单元分别与所述控制器连接，所述控制器基于所述过载保护信号、所述过流保护信号以及所述短路保护信号中的任一项或多项关闭所述离网逆变器。
9.在一个实施例中，所述电流采样模块包括采样电阻，所述采样电阻的一端与所述离网逆变器的负极端连接，所述采样电阻的另一端接地。
10.在一个实施例中，所述第一过流保护单元包括差分运算放大器，所述差分运算放大器的第一输入端与所述采样电阻的一端连接，所述差分运算放大器的第二输入端与所述采样电阻的另一端连接，所述差分运算放大器的输出端分别与所述第一过流保护单元、所述第二过流保护单元和所述第三过流保护单元连接。
11.在一个实施例中，所述第一过流保护单元包括同相运算放大器，所述同相运算放大器的输入端与所述差分运算放大器的输出端连接，所述同相运算放大器的输出端与所述控制器连接。
12.在一个实施例中，所述第二过流保护单元包括第一电压比较器，所述第一电压比
较器的同相输入端与所述差分运算放大器的输出端连接，所述第一电压比较器的反相输入端用于接收第一设定电压值，所述第一电压比较器的输出端与所述控制器连接。
13.在一个实施例中，所述第三过流保护单元包括第二电压比较器，所述第二电压比较器的同相输入端与所述差分运算放大器的输出端连接，所述第二电压比较器的反相输入端用于接收第二设定电压值，所述第二电压比较器的输出端与所述控制器连接。
14.在一个实施例中，所述过流保护电路包括lc滤波模块，所述lc滤波模块与所述离网逆变器的负极端和正极端连接。
15.在一个实施例中，所述lc滤波模块包括电容和电感，所述电感的一端与所述正极端连接，所述电感的另一端与所述电容的一端连接，所述电容的另一端与所述负极端连接。
16.一种全桥逆变电路，所述全桥逆变电路包括离网逆变器，以及上述任一实施例所述的过流保护电路。
17.在一个实施例中，所述离网逆变器包括四个逆变功率管以及两组高频开关管。
18.上述一种离网逆变器的过流保护电路及全桥逆变电路，过流保护电路包括电流采样模块、过流保护模块和控制器，所述过流保护模块包括第一过流保护单元、第二过流保护单元和第三过流保护单元；所述电流采样模块与所述离网逆变器的负极端连接，用于采集所述离网逆变器的输出电流，得到采样电流；所述第一过流保护单元与所述电流采样模块的输出端连接，用于将所述采样电流作为过载保护信号输出；所述第二过流保护单元与所述电流采样模块的输出端连接，用于将所述采样电流作为过流保护信号输出；所述第三过流保护单元与所述电流采样模块的输出端连接，用于将所述采样电流作为短路保护信号输出；所述第一过流保护单元、所述第二过流保护单元和所述第三过流保护单元分别与所述控制器连接，所述控制器基于所述过载保护信号、所述过流保护信号以及所述短路保护信号中的任一项或多项关闭所述离网逆变器
19.因此，当离网逆变器输出过载、过流、短路时，过流保护电路中的第一过流保护单元、第二过流保护单元和第三过流保护单元能够及时检测到对应的过载保护信号、过流保护信号、短路保护信号，并将对应的信号输出到控制器中，以便控制器能够及时控制离网逆变器关闭，从而保护全桥逆变晶体管，保护离网逆变器，这种电路装置过流保护精准、反应及时、带载能力好、成本低、简单实用、安全可靠。
附图说明
20.图1为一个实施例中一种离网逆变器的过流保护电路的结构框图；
21.图2为一个实施例中离网逆变器和采样电阻的电路连接示意图；
22.图3所示为一个实施例中过流保护模块的电路连接示意图。
具体实施方式
23.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
24.本实用新型提供一种离网逆变器的过流保护电路。在一个实施例中，如图1所示，过流保护电路20包括电流采样模块202、过流保护模块204和控制器206，所述过流保护模块
204包括第一过流保护单元2042、第二过流保护单元2044和第三过流保护单元2046；所述电流采样模块202与所述离网逆变器10的负极端连接，用于采集所述离网逆变器10的输出电流，得到采样电流；所述第一过流保护单元2042与所述电流采样模块202的输出端连接，用于将所述采样电流作为过载保护信号输出；所述第二过流保护单元2044与所述电流采样模块202的输出端连接，用于将所述采样电流作为过流保护信号输出；所述第三过流保护单元2046与所述电流采样模块202的输出端连接，用于将所述采样电流作为短路保护信号输出；所述第一过流保护单元2042、所述第二过流保护单元2044和所述第三过流保护单元2046分别与所述控制器206连接，所述控制器206基于所述过载保护信号、所述过流保护信号以及所述短路保护信号中的任一项或多项关闭所述离网逆变器10。
25.在一个实施例中，所述电流采样模块202包括采样电阻，所述采样电阻的一端与所述离网逆变器10的负极端连接，所述采样电阻的另一端接地。
26.具体地，如图2所示，采样电阻为电阻rx1。电阻rx1串联在离网逆变电路的负极端，用于电流检测。采用功率电阻进行电流采样，成本低。当逆变器输出时，便能精确在线检测输出电流的大小。
27.在一个实施例中，所述第一过流保护单元包括差分运算放大器，所述差分运算放大器的第一输入端与所述采样电阻的一端连接，所述差分运算放大器的第二输入端与所述采样电阻的另一端连接，所述差分运算放大器的输出端分别与所述第一过流保护单元、所述第二过流保护单元和所述第三过流保护单元连接。
28.在一个实施例中，所述第一过流保护单元包括同相运算放大器电路，所述同相运算放大器的输入端与所述差分运算放大器的输出端连接，所述同相运算放大器的输出端与所述控制器连接。
29.在一个实施例中，所述第二过流保护单元包括第一电压比较器，所述第一电压比较器的同相输入端与所述差分运算放大器的输出端连接，所述第一电压比较器的反相输入端用于接收第一设定电压值，所述第一电压比较器的输出端与所述控制器连接。
30.在一个实施例中，所述第三过流保护单元包括第二电压比较器，所述第二电压比较器的同相输入端与所述差分运算放大器的输出端连接，所述第二电压比较器的反相输入端用于接收第二设定电压值，所述第二电压比较器的输出端与所述控制器连接。
31.具体地，如图3所示，差分运算放大器为差分运算放大器u5a，同相运算放大器为同相运放跟随器u5b，第一电压比较器为电压比较器u4a，第二电压比较器为电压比较器u4b。如图2所示，电阻rx1的正极端ct-和负极端ct+。通过正极端ct-和负极端ct+输出电流采样信号。如图3所示，电流采样信号转换为电压信号，经差分运算放大器u5a放大后分三路，一路经同相运放跟随器u5b后送给控制器cpu处理，作为电流信号检测，同时做为如图3所示的第三过流保护信号检测。第三过流保护信号一般用作功率信号和过载信号检测。通过延时来检测过载额定功率，一般延时为2-5分钟，发出过载保护信号。cpu发出过载保护信号从而关闭离网逆变器电路。如图3所示，另二路分别送到两个独立的高精度电压比较器同相输入端，与反相端设定值比较。其中，如图3所示，电压比较器u4a为离网逆变器的第二过流保护信号输出，即为慢保护，如过流保护。电压比较器u4b为离网逆变器的第一过流保护信号输出，即快保护，如短路保护。采样得到的过流电压信号分别和电压比较器u4a及电压比较器u4b设定的电压值比较，电压比较器u4a和电压比较器u4b及时准确的输出相应过流保护信
号给逆变器芯片cpu和相应的全桥驱动开关电路，从而关闭离网逆变器电路，保护离网逆变器。
32.在一个实施例中，所述过流保护电路包括lc滤波模块，所述lc滤波模块与所述离网逆变器的负极端和正极端连接。
33.具体地，所述lc滤波模块包括电容和电感，所述电感的一端与所述正极端连接，所述电感的另一端与所述电容的一端连接，所述电容的另一端与所述负极端连接。如图2所示，电容为电容c2，电感为电感l2。离网逆变器输出正负半周spwm调制波电压到电容c2以及电感l2构建的lc滤波后，得到交流的纯正弦波电压。
34.本技术还提供一种全桥逆变电路，所述全桥逆变电路包括离网逆变器，以及上述任一实施例所述的过流保护电路。
35.如图2所示，所述离网逆变器包括四个逆变功率管以及两组高频开关管。所述离网逆变器将高压直流电压变成具有50hz正负半周的spwm高频调制波电压输出。
36.本实用新型的有益效果：结合3层过流保护装置，能及时精准的保护离网逆变器，又能让离网逆变器带载能力加强，让用户带载更多不同类的负载，为用户带来更多的实用和经济价值，特别适用中小型功率离网逆变器。
37.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。