模块化变流器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种模块化变流器，包括多个功率单元，以及与多个功率单元一一对应连接的多个功率单元控制装置；所述功率单元控制装置包括功率单元控制器、IGBT驱动电路、故障综合电路、AD采样芯片、通信芯片、数字量输入芯片和数字量输出芯片，并分别与所述功率单元控制器相连接。该模块化变流器，实现了为模块化变流器中各个功率单元提供及时、可靠的控制及保护功能的同时，满足了变流器运行的同步性要求，并且，使得功率单元之间无环流。

【技术实现步骤摘要】
模块化变流器
本技术涉及电力电子控制
，尤其涉及一种模块化变流器。
技术介绍
与传统的变流器对比而言，变流器的模块化设计具有更高的可靠性、可维护性、设计灵活性等特点。以模块化逆变器为例，模块化逆变器就是将交流逆变部分作为一个功率单元设计，每台模块化逆变器都由若干个功率单元组成。然而，上述模块化设计增加了控制难度。控制难度主要体现在以下几方面，一是模块化变流器运行时，需满足变流器运行的同步性要求，且功率单元之间无环流；二是需要为模块化变流器中各个功率单元提供及时、可靠的控制及保护功能。
技术实现思路
本技术实施例的目的在于，提供一种模块化变流器，使模块化变流器中各个功率单元能够获得及时、可靠的控制及保护功能的同时，满足了变流器运行同步性的要求，并且，使得功率单元之间无环流。为实现上述技术目的，本技术的实施例提供了一种模块化变流器，还包括：与所述多个功率单元一一对应连接的多个功率单元控制装置；所述功率单元控制装置包括功率单元控制器、IGBT驱动电路、故障综合电路、AD采样芯片、通信芯片、数字量输入芯片和数字量输出芯片，并分别与所述功率单元控制器相连接。优选地，所述功率单元控制器包括：PWM控制模块、AD控制模块、故障处理模块、开入控制模块、开出控制模块和通信模块；所述PWM控制模块分别与所述故障处理模块、所述AD控制模块和所述通信模块相连接，所述AD控制模块、所述故障处理模块、所述开入控制模块、所述开出控制模块分别与所述通信模块相连接。优选地，所述PWM控制模块与所述IGBT驱动电路相连接，所述AD控制模块与所述AD采样芯片相连接，所述故障处理模块与所述故障综合电路相连接，所述开入控制模块与所述数字量输入芯片相连接，所述开出控制模块与所述数字量输出芯片相连接，所述通信模块与所述通信芯片相连接。优选地，所述PWM模块接收所述通信模块下发的占空比数据，并根据所述占空比数据输出PWM脉冲至所述IGBT驱动电路。优选地，所述故障处理模块从接收到的所述故障综合电路发送的故障信号中获得故障信息，并将故障信息上传至通信模块。优选地，所述通信模块为光纤通信模块、蓝牙模块、WIFI模块、红外模块中的任意一种。优选地，所述功率单元控制器为现场可编程逻辑门阵列FPGA或复杂可编程逻辑器件CPLD。优选地，所述模块化变流器为模块化光伏逆变器。本技术实施例提供的模块化变流器，通过为每个功率单元都配置一个功率单元控制装置，每个功率单元控制装置中包括了功率单元控制器和IGBT驱动电路、故障综合电路、AD采样芯片等外围电路及芯片，功率单元控制器与外围电路及芯片之间协同工作，使模块化变流器中各个功率单元能够获得及时、可靠的控制及保护功能的同时，满足了变流器运行的同步性要求，并且，使得功率单元之间无环流，从而提高了并网性能。附图说明图1为本技术实施例一的模块化变流器的结构框图；为方便理解，图中示出了功率单元；图2为本技术实施例一的模块化变流器中功率单元控制器的工作原理示意图；图3为本技术实施例一的模块化变流器中功率单元控制器的结构框图；为方便理解，图中示出了IGBT驱动电路、故障综合电路、AD采样芯片、通信芯片、数字量输入芯片和数字量输出芯片。具体实施方式下面结合附图对本技术实施例模块化变流器进行详细描述。以下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。本领域技术人员可以理解，本技术实施例中的“第一”、“第二”等术语仅用于区别不同步骤、设备或模块等，既不代表任何特定技术含义，也不表示它们之间的必然逻辑顺序。实施例一图1为本技术实施例一的模块化变流器的结构框图。参照图1，模块化变流器包括：多个功率单元110，以及与多个功率单元110一一对应连接的多个功率单元控制装置120；功率单元控制装置120包括功率单元控制器121、IGBT驱动电路122、故障综合电路123、AD采样芯片124、通信芯片125、数字量输入芯片126和数字量输出芯片127，其中，IGBT驱动电路122、故障综合电路123、AD采样芯片124、通信芯片125、数字量输入芯片126和数字量输出芯片127分别与功率单元控制器121相连接。这里，模块化变流器可以为模块化光伏逆变器，但不限于此。图2为本技术实施例一的模块化变流器中功率单元控制器的工作原理示意图，下面结合图2对功率单元控制器121的工作原理进行详细说明。其工作原理具体如下：在实际应用中，多个功率单元控制装置各自的功率单元控制器分别与主控系统相连接。以模块化光伏逆变器为例，当模块化光伏逆变器上电时，主控系统将外围硬件电路的工作模式配置命令下发给功率单元控制器。该功率单元控制器根据配置命令，发送相应的控制命令给AD采样芯片、数字量输入芯片和数字量输出芯片并执行相应的操作。例如，功率单元控制器控制AD采样芯片采集每个功率单元的交流电压、电流，直流电压、电流数据，并采用光纤通信的方式上传采样数据至主控系统。当主控系统判断模块化光伏逆变器无故障可以启动时，则下发启动和占空比命令，功率单元控制器完成PWM驱动信号的产生。在功率单元工作过程中，功率单元控制器实时监测各电压电流以及故障信号，当发生故障时，封锁PWM脉冲，通过开出电路断开交流功率回路开关S，并且上传故障信息至主控系统，等待主控系统的故障处理。等待系统故障恢复后，功率单元控制器重新启动驱动功能，使得与其对应连接的功率单元重新工作。在实际应用中，上述IGBT驱动电路122具体可包括顺序连接的光电隔离芯片、功率放大电路和保护电路。其中，光电隔离芯片用于隔离从功率单元控制器121(如FPGA)输出的弱电PWM驱动信号和强电部分的功率电路；功率放大电路用于区分正反向驱动，确保驱动电路有足够的驱动能力和反向关断能力；保护电路集成了驱动电路的过欠压保护以及IGBT的过流关断功能。故障综合电路123具体可包括顺序连接的信号采集电路、信号放大电路和比较电路，通过硬件电路参数配置设置比较电路的阈值。当采集并放大后的信号高于或者低于该阈值时，产生低电平信号，输出到功率单元控制器121。本技术实施例的模块化变流器，通过为每个功率单元都配置一个功率单元控制装置，每个功率单元控制装置中包括了功率单元控制器和IGBT驱动电路、故障综合电路、AD采样芯片等外围电路及芯片。功率单元控制器与外围电路及芯片之间协同工作，实现了为模块化变流器中各个功率单元提供及时、可靠的控制及保护功能的同时，满足了变流器运行的同步性要求，并且，使得功率单元之间无环流，从而提高了并网性能。在上述实施例的基础上，图3为本技术实施例一的模块化变流器中功率单元控制器的结构框图，参照图3，该功率单元控制器121可以包括：PWM控制模块210、AD控制模块220、故障处理模块230、开入控制模块240、开出控制模块250和通信模块260；PWM控制模块210分别与故障处理模块230、AD控制模块220和通信模块260相连接，AD控制模块220、故障处理模块230、开入控制模块240、开出控制模块250分别与通信模块260相连接。此外，功率单元控制器121中的PWM控制模块210、AD控制模块220、故障处理模块230、开入控制模块240、开出控制模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模块化变流器，包括多个功率单元，其特征在于，还包括：与所述多个功率单元一一对应连接的多个功率单元控制装置；所述功率单元控制装置包括功率单元控制器、IGBT驱动电路、故障综合电路、AD采样芯片、通信芯片、数字量输入芯片和数字量输出芯片，并分别与所述功率单元控制器相连接。

【技术特征摘要】
1.一种模块化变流器，包括多个功率单元，其特征在于，还包括：与所述多个功率单元一一对应连接的多个功率单元控制装置；所述功率单元控制装置包括功率单元控制器、IGBT驱动电路、故障综合电路、AD采样芯片、通信芯片、数字量输入芯片和数字量输出芯片，并分别与所述功率单元控制器相连接。2.根据权利要求1所述的模块化变流器，其特征在于，所述功率单元控制器包括：PWM控制模块、AD控制模块、故障处理模块、开入控制模块、开出控制模块和通信模块；所述PWM控制模块分别与所述故障处理模块、所述AD控制模块和所述通信模块相连接，所述AD控制模块、所述故障处理模块、所述开入控制模块、所述开出控制模块分别与所述通信模块相连接。3.根据权利要求2所述的模块化变流器，其特征在于，所述PWM控制模块与所述IGBT驱动电路相连接，所述AD控制模块与所述AD采样芯片相连接，所述故障处理模块与所述故障综合电路相连接，所述开...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵茵茵，赵帅央，马乐，
申请(专利权)人：北京天诚同创电气有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11