一种逆变器及其控制装置、控制方法及逆变器系统的制作方法_2

文档序号:9690489阅读:来源:国知局
本发明实施例中BUS电压变化的曲线图;
[0037]图8是本发明实施例中逆变器控制方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0038]下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0039]本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三” “第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0040]本发明实施例提供了一种应用于逆变器的控制装置,可以提高逆变器的启动速度。本发明实施例还提供相应的逆变器的控制方法,以及相关的逆变器和逆变器系统,下面通过具体实施例,分别进行详细的说明。
[0041]本发明实施例提供的控制装置可应用在太阳能逆变器(以下简称为“逆变器”)中,该逆变器由太阳能(PV,Photo-Voltaic)电池供电。
[0042]本发明实施例提供的该应用于逆变器的控制装置100,主要可包括:过压保护电路10和检测电路20。其中,该逆变器至少可包括:辅助源电路200、逆变电路300和防护电路400。具体可参考图1,图1是本发明实施例提供的一种应用于逆变器的控制装置的一个结构示意图。需说明的是,图1中的PV电池500、辅助源电路200、逆变电路300、防护电路400和负载等均是为了辅助说明该控制装置100,不构成对本发明的限定。
[0043]其中,辅助源电路200可用于为逆变电路300提供辅助供电,防护电路400可用于当逆变器异常时保护逆变器。PV电池500通过向逆变器中的BUS电容充电来为逆变器供电,其中,BUS电容两端的电压为BUS电压,BUS电压用于为逆变器中的辅助源电路200、逆变电路300和防护电路400供电。
[0044]此外,辅助源电路200除了可用于为逆变电路300提供辅助供电外,还可用于为过压保护电路10、检测电路20和防护电路400提供辅助供电。例如,辅助源电路200可以为逆变电路300、过压保护电路10、检测电路20和防护电路400提供驱动电压,保证逆变电路300、过压保护电路10、检测电路20和防护电路400可以正常工作或启动。
[0045]具体的,检测电路20,用于检测逆变器的母线BUS电压,并将检测到的BUS电压输入到过压保护电路10 ;
[0046]过压保护电路10,用于接收检测电路20输入的BUS电压,当BUS电压大于或者等于第一阈值时,控制PV电池500短路,使得PV电池500停止给BUS电容供电,以使BUS电压下降;当BUS电压下降到第二阈值时,停止对PV电池500的短路控制,使得PV电池500继续给BUS电容供电,以使BUS电压上升,其中,第一阈值大于第二阈值,第一阈值小于或者等于逆变器的内部器件所能承受的最大工作电压,第二阈值大于或者等于辅助源电路200的最小工作电压。
[0047]需说明的是,第一阈值与逆变器中各个器件可承受的最大工作电压相关,第一阈值小于或者等于逆变器的内部器件可承受的最大工作电压,以使得逆变器中的低压器件不被损坏,例如,若逆变器中所能承受的最大工作电压为逆变器中的逆变电路300所能承受的最大工作电压,则第一阈值为逆变电路300的最小工作电压。第二阈值是保证逆变器正常工作的最小电压,辅助源电路200用于保证逆变器中的逆变电路300等可以正常工作,因此,第二阈值大于或者等于辅助源电路200的最小工作电压,使得逆变器中的逆变电路等部件可以正常工作。其中,第一阈值大于第二阈值。
[0048]由上可知,本发明实施例在检测到BUS电容两端的电压即BUS电压过大时,为了保证逆变器中的低压器件可以正常工作,控制太阳能PV电池短路,PV电池短路后则无法对BUS电容充电,PV电池停止充电后,BUS电容中存储的能量逐渐被负载消耗,从而使得BUS电压下降,在BUS电压下降到一定值时,为了保证逆变器中各器件可以正常工作,PV电池继续对BUS电容充电,从而控制BUS电压上升,使得BUS电压可以保持在逆变器工作电压范围以内,并重复上述过压保护控制,直到逆变器的各项参数满足预设指标值,则逆变器可以向电网或负载输送功率。因此,本发明实施例的逆变器可以配置具有更高开路电压的PV电池,可以提高BUS电容的充电速率,进而减少逆变器中辅助源电路和逆变电路的启动时间,使得逆变器可以快速启动。
[0049]进一步地,可一并参阅图2,图2是本发明提供的一种应用于逆变器的控制装置的电路结构示意图。需说明的是,图2中的BUS电容C、PV电池500、辅助源电路200、逆变电路300和负载等均是为了辅助说明该控制装置,不构成对本发明的限定。
[0050]本发明实施例包括:过压保护电路10和检测电路20,其中,过压保护电路10可包括开关Q1和控制单元11,其中,Q1的第一连接端和第二连接端分别与PV电池500的两端连接,Q1的第三连接端与控制单元11连接;
[0051]控制单元11,用于接收检测电路20输入的BUS电压,并在BUS电压大于或者等于第一阈值时,控制Q1导通,以控制PV电池500短路,使得PV电池500停止给BUS电容C供电,以使BUS电压下降;iBUS电压下降到第二阈值时,控制Q1断开,以停止对PV电池500的短路控制,使得PV电池500继续给BUS电容C供电,从而控制BUS电压上升。
[0052]可以理解的是,Q1可为开关管,控制单元11可为复杂可编程逻辑器件(CPLD,Complex Programmable Logic Device)或数字信号处理器(DSP, Digital SignalProcessor)等。
[0053]可一并参阅图3,图3是本发明提供的一种应用于逆变器的控制装置的另一个结构示意图。
[0054]进一步地,为了提高逆变器的稳定性,该控制装置还可包括:瞬间启动电路30,用于瞬间将辅助源电路200启动。需说明的是,辅助源电路200可以为逆变电路300、过压保护电路10、检测电路20和防护电路400辅助供电,保证逆变电路300、过压保护电路10、检测电路20和防护电路400可以正常工作或启动。
[0055]其中,瞬间启动电路30可接收检测电路20检测到的BUS电压,或由瞬间启动电路30自检测BUS电压,根据检测电路20检测到的BUS电压或自检测的BUS电压对辅助电源200进行瞬间启动。
[0056]在一种实施方式中,瞬间启动电路30可接收检测电路20检测到的BUS电压,根据检测电路20检测到的BUS电压对辅助电源200进行瞬间启动。请参阅图3,该瞬间启动电路30可包括:电流源单元31和电流源关断单元32。
[0057]其中,检测电路20可以检测逆变器的母线BUS电压,并将检测到的BUS电压输入到电流源单元31 ;
[0058]电流源单元31,可接收检测电路20输入的BUS电压,当BUS电压大于或等于第三阈值时,启动电流源单元31,使得电流源单元31给辅助源电路200的内部芯片充电以达到辅助源电路200的内部芯片的工作电压,进而启动辅助源电路200,其中,第三阈值大于或等于辅助源电路200的内部芯片的最小工作电压,第三阈值小于第一阈值;
[0059]电流源关断单元32,用于当电流源单元31启动辅助源电路200后,控制电流源单元31停止对辅助源电路200的内部芯片充电。
[0060]在另一种实现方式中,瞬间启动电路30可自检测BUS电压,根据自检测的BUS电压对辅助电源200进行瞬间启动。请参阅图4,图4是该瞬间启动电路的结构示意图。该瞬间启动电路30可包括:电流源单元31、电流源关断单元32和启动检测单元33。
[0061]其中,启动检测单元33,用于检测逆变器的BUS电压,并将BUS电压输入到电流源单元31 ;
[0062]电流源单元31,用于接收启动检测单元33输入的BUS电压,当BUS电压大于或等于第三阈值时,启动电流源单元31,使得电流源单元31给辅助源电路200的内部芯片充电以达到辅助源电路200的内部芯片的工作电压,进而启动辅助源电路200,其中,第三阈值大于或等于辅助源电路200的内部芯片的最小工作电压,第三阈值小于第一阈值;
[0063]电流源关断单元32,用于当电流源单元31启动辅助源电路200后,控制电流源单元31停止对辅助源电路200的内部芯片充电。
[0064]本发明实施例采用电流源单元31对辅助源电路200的内部芯片进行充电,相比于现有技术中通过母线连接大电阻给辅助源电路200的内部芯片充电,本发明实施例中可以更快速达到辅助源电路200的内部芯片的工作电压,从而瞬间将辅助源电路200启动,提高了逆变器的可靠性和稳定性。
[0065]为了更好
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