一种大功率储能逆变器电流检测控制系统技术方案

一种大功率储能逆变器电流检测控制系统，系统提供了大电流、小电流无缝切换的两种控制工作方式，一种是模拟硬件切换控制方法，其基本原理是根据预先设定的阈值范围，通过检测大电流传感器的测量值与阈值经比较器后进行比较，比较的输出用于控制小电流传感器的接入或断开，实现大小电流的宽范围精密测量。另一种方法是通过高速数字信号处理器采集大电流传感器的电流值与设定的阈值进行比较，从而控制小电流传感器的接入或断开，实现电流的全范围精密测量与控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及储能逆变器领域,尤其涉及到一种大功率储能逆变器电流检测及其控制方法。
技术介绍
在储能逆变器领域，储能电池充电或放电时，都需要对储能电池的电流进行精确控制，特别是充电控制时，电池电流检测更为重要。一般电池电流检测有两种方法，一种检测方法是采用单一精密功率小电阻来检测电流，另外一种是采用单一霍尔电流传感器来检测电流。由于大功率储能逆变器的充放电电流范围很宽，测量功率电阻或电流传感器选择时都是以最大电流来选择其标称值，那么对于小电流的检测由于其输出值很小，由于大电流决定了信号调理电路的放大系数，虽经信号调理输出值仍很小，而一般处理器的AD采集精度有限，而增加较高精度的AD采集硬件势必增加较高的硬件成本，同时由于大功率电路中干扰信号不可避免，当输出值很小时，干扰对测量信号的影响也成倍增加，势必增加电路信号处理的技术难度。因此当前的大功率储能逆变器在使用时一般规定了最小充放电电流，当低于最小工作电流时大功率储能逆变器一般不能正常工作，这对于需要小电流精确控制的电池充放电性能场合还需更换小功率的储能逆变器，使用上是非常不方便的。因此，本领域技术人员需要一种大功率储能逆变装置的全范围电流检测及控制方法，以满足储能电池对小电流精确放电的控制要求。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足，一种大功率储能逆变器电流检测及控制系统，实现了对电流宽范围的数据采集。本专利技术技术方案一：一种大功率储能逆变器电流检测控制系统，包括电流
传感器M1、电流传感器M2、精密功率电阻R、信号调理电路Ⅰ、信号调理电路Ⅱ、AD数据采集模块、数字信号处理器、阈值比较控制电路、线圈驱动电路；储能逆变器输出的电流I通过常闭开关KM1连接电流传感器M2；精密功率电阻R串联电流传感器M1后并联在常闭开关KM1的两端，信号调理电路Ⅰ用于采集电阻R两端的电压差；信号调理电路Ⅱ采集电流传感器M2的测量值；储能逆变器输出的电流I经常闭开关KM1后到达电流传感器M2，信号调理电路Ⅱ对电流传感器M2的测量值进行调理后得到电流I2并输入至AD数据采集模块和阈值比较控制电路；阈值比较控制电路对电流I2与预设的阈值电流Ithreshold2进行比较，当I2＞Ithreshold2时，KM1线圈不得电，否则，由线圈驱动电路控制KM1线圈得电，KM1接触器断开，信号调理电路Ⅰ采集精密功率电阻R两端的压差，并进行调理后，将得到的电流I1输入AD数据采集模块；AD数据采集模块将输入的电流信号转换成数字信号后输出至数字信号处理器，数字信号处理器根据上述不同判断情况结合接收的数字信号完成储能逆变器电流检测。本专利技术技术方案二：一种大功率储能逆变器电流检测控制系统，包括电流传感器M1、电流传感器M2、精密功率电阻R、信号调理电路Ⅰ、信号调理电路Ⅱ、AD数据采集模块、数字信号处理器、驱动接口电路、线圈驱动电路；储能逆变器输出的电流I通过常闭开关KM1连接电流传感器M2后输出；精密功率电阻R串联电流传感器M1后并联在常闭开关KM1的两端，信号调理电路Ⅰ用于采集电阻R两端的电压差；信号调理电路Ⅱ采集电流传感器M2的测量值；储能逆变器输出的电流I经常闭开关KM1后到达电流传感器M2，信号调理电路Ⅱ对电流传感器M2的测量值进行调理后得到电流I2并输入至AD数据采集模块；AD数据采集模块对输入的电流进行模数转换后输出至数字信号处
理器，数字信号处理器将数字化的电流I2与预设的阈值电流Ithreshold2进行比较，当I2＞Ithreshold2时，KM1线圈不得电，KM1常闭触点闭合，电流只通过电流传感器M2，此时数字化的电流I2即为实际电流的检测值；否则，数字信号处理器输出电流信号值驱动接口电路，由驱动接口电路对接收的电流信号进行一级放大后输出至线圈驱动电路，由线圈驱动电路驱动KM1线圈得电，KM1接触器断开，信号调理电路Ⅰ采集精密功率电阻R两端的压差，并进行调理后，将得到的电流I1输入AD数据采集模块；AD数据采集模块将输入的电流信号转换成数字信号后输出至数字信号处理器，数字信号处理器根据数字化后电流I2的大小进一步判断I1的准确性，数字化后的I1即为最终的电流检测值。本专利技术技术方案三：一种大功率储能逆变器电流检测控制系统，包括电流传感器M1、电流传感器M2、精密功率电阻R、信号调理电路Ⅰ、信号调理电路Ⅱ、AD数据采集模块、数字信号处理器、驱动接口电路、阈值比较控制电路、线圈驱动电路；系统设置硬件切换控制和软件切换控制两种工作方式，两种工作方式并行工作或者根据需要择一工作；储能逆变器输出的电流I通过常闭开关KM1连接电流传感器M2；精密功率电阻R串联电流传感器M1后并联在常闭开关KM1的两端，信号调理电路Ⅰ用于采集电阻R两端的电压差；信号调理电路Ⅱ采集电流传感器M2的测量值；储能逆变器输出的电流I经常闭开关KM1后到达电流传感器M2，信号调理电路Ⅱ对电流传感器M2的测量值进行调理后得到电流I2，在硬件切换控制工作方式下，I2输入至AD数据采集模块和阈值比较控制电路；软件切换控制工作模式下，I2输入至AD数据采集模块；AD数据采集模块将输入的电流信号转换成数字信号后输出至数字信号处理器；硬件切换控制工作方式下，阈值比较控制电路对电流I2与预设的阈值电流Ithreshold2进行比较，当I2＞Ithreshold2时，KM1线圈不得电，否则，由线
圈驱动电路控制KM1线圈得电，KM1接触器断开；软件切换控制工作模式下，数字信号处理器将数字化的电流I2与预设的阈值电流Ithreshold2进行比较，当I2＞Ithreshold2时，KM1线圈不得电；否则，数字信号处理器输出电流信号值驱动接口电路，由驱动接口电路对接收的电流信号进行一级放大后输出至线圈驱动电路，由线圈驱动电路驱动KM1线圈得电，KM1接触器断开；KM1接触器断开时，信号调理电路Ⅰ采集精密功率电阻R两端的压差，并进行调理，将得到的电流I1输入AD数据采集模块；AD数据采集模块将输入的电流信号转换成数字信号后输出至数字信号处理器；数字信号处理器根据上述不同判断情况结合接收的数字信号完成储能逆变器电流检测。上述三个方案中，Imin≤Ithreshold2≤Ithreshold1，其中Ithreshold1为阈值电流，取值应大于大电流传感器的最小精度范围Imin。所述的Ithreshold1一般需大于Imin的10倍左右，但最大一般不超过M1传感器最大量程的85％。本专利技术与现有技术相比有益效果为：(1)本专利技术系统提供了大电流、小电流无缝切换的两种控制工作方式，一种是模拟硬件切换控制方法，其基本原理是根据预先设定的阈值范围，通过检测大电流传感器的测量值与阈值经比较器后进行比较，比较的输出用于控制小电流传感器的接入或断开，实现大小电流的宽范围精密测量。另一种方法是通过高速数字信号处理器采集大电流传感器的电流值与设定的阈值进行比较，从而控制小电流传感器的接入或断开，实现电流的全范围精密测量与控制。(2)本专利技术采取的技术方案为充分发挥传感器的精度范围优势，通过大小传感器器的组合控制,充分发挥数字信号处理器采集控制优势和大小传感器的各自测量范围优势，确保测量精度。附图说明图1为本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大功率储能逆变器电流检测控制系统，其特征在于：包括电流传感器M1、电流传感器M2、精密功率电阻R、信号调理电路Ⅰ、信号调理电路Ⅱ、AD数据采集模块、数字信号处理器、阈值比较控制电路、线圈驱动电路；储能逆变器输出的电流I通过常闭开关KM1连接电流传感器M2；精密功率电阻R串联电流传感器M1后并联在常闭开关KM1的两端，信号调理电路Ⅰ用于采集电阻R两端的电压差；信号调理电路Ⅱ采集电流传感器M2的测量值；储能逆变器输出的电流I经常闭开关KM1后到达电流传感器M2，信号调理电路Ⅱ对电流传感器M2的测量值进行调理后得到电流I2并输入至AD数据采集模块和阈值比较控制电路；阈值比较控制电路对电流I2与预设的阈值电流Ithreshold2进行比较，当I2＞Ithreshold2时，KM1线圈不得电，否则，由线圈驱动电路控制KM1线圈得电，KM1接触器断开，信号调理电路Ⅰ采集精密功率电阻R两端的压差，并进行调理后，将得到的电流I1输入AD数据采集模块；AD数据采集模块将输入的电流信号转换成数字信号后输出至数字信号处理器，数字信号处理器根据上述不同判断情况结合接收的数字信号完成储能逆变器电流检测。

【技术特征摘要】
1.一种大功率储能逆变器电流检测控制系统，其特征在于：包括电流传感器M1、电流传感器M2、精密功率电阻R、信号调理电路Ⅰ、信号调理电路Ⅱ、AD数据采集模块、数字信号处理器、阈值比较控制电路、线圈驱动电路；储能逆变器输出的电流I通过常闭开关KM1连接电流传感器M2；精密功率电阻R串联电流传感器M1后并联在常闭开关KM1的两端，信号调理电路Ⅰ用于采集电阻R两端的电压差；信号调理电路Ⅱ采集电流传感器M2的测量值；储能逆变器输出的电流I经常闭开关KM1后到达电流传感器M2，信号调理电路Ⅱ对电流传感器M2的测量值进行调理后得到电流I2并输入至AD数据采集模块和阈值比较控制电路；阈值比较控制电路对电流I2与预设的阈值电流Ithreshold2进行比较，当I2＞Ithreshold2时，KM1线圈不得电，否则，由线圈驱动电路控制KM1线圈得电，KM1接触器断开，信号调理电路Ⅰ采集精密功率电阻R两端的压差，并进行调理后，将得到的电流I1输入AD数据采集模块；AD数据采集模块将输入的电流信号转换成数字信号后输出至数字信号处理器，数字信号处理器根据上述不同判断情况结合接收的数字信号完成储能逆变器电流检测。2.一种大功率储能逆变器电流检测控制系统，其特征在于：包括电流传感器M1、电流传感器M2、精密功率电阻R、信号调理电路Ⅰ、信号调理电路Ⅱ、AD数据采集模块、数字信号处理器、驱动接口电路、线圈驱动电路；储能逆变器输出的电流I通过常闭开关KM1连接电流传感器M2后输出；精密功率电阻R串联电流传感器M1后并联在常闭开关KM1的两端，信号调理电路Ⅰ用于采集电阻R两端的电压差；信号调理电路Ⅱ采集电流传感器M2的测量值；储能逆变器输出的电流I经常闭开关KM1后到达电流传感器M2，信号调理电路Ⅱ对电流传感器M2的测量值进行调理后得到电流I2并输入至AD数据
\t采集模块；AD数据采集模块对输入的电流进行模数转换后输出至数字信号处理器，数字信号处理器将数字化的电流I2与预设的阈值电流Ithreshold2进行比较，当I2＞Ithreshold2时，KM1线圈不得电，KM1常闭触点闭合，电流只通过电流传感器M2，此时数字化的电流I2即为实际电流的检测值；否则，数字信号处理器输出电流信号值驱动接口电路，由驱动接口电路对接收的电流信号进行一级放大后输出至线圈驱动电路，由线圈驱动电路驱动KM1线圈得电，KM1接触器断开，信号调理电路Ⅰ采集精密功率电阻R两端的压差，并进行调理后，将得到的电流I1输入AD数据采集模块；AD数据采集模块将输入的电流信号转换成数字信...

【专利技术属性】
技术研发人员：王移川，郑再平，蒋建文，宋浩，杨斌，
申请(专利权)人：北京精密机电控制设备研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11