一种对地短路保护装置及逆变器系统制造方法及图纸

本申请公开了一种对地短路保护装置及逆变器系统，包括隔离运算放大器、采样模块、控制器和电源模块；采样模块的输出端与隔离运算放大器的输入端连接，隔离运算放大器的输出端与控制器连接，隔离运算放大器与电源模块连接；采样模块用于采集逆变回路的电压，得到采样电压；隔离运算放大器用于将采样电压放大得到运放电压；控制器用于在运放电压大于预设阈值时控制逆变回路断开。本申请在对逆变回路进行监测时，实时采集逆变回路的电压得到采样电压，将采样电压放大后输出给控制器，控制器确定发生对地短路时，控制逆变回路断开以保护逆变器。由于控制器的响应快，可在3us内完成保护动作，能有效地起到保护逆变器的作用，降低了起火风险。

A Ground-to-Ground Short Circuit Protection Device and Inverter System

This application discloses a ground short circuit protection device and an inverter system, including an isolated operational amplifier, a sampling module, a controller and a power module; the output end of the sampling module is connected with the input end of the isolated operational amplifier, the output end of the isolated operational amplifier is connected with the controller, and the isolated operational amplifier is connected with the power module; and the sampling module is used to collect the inverting circuit. Voltage is used to get the sampling voltage; isolation operational amplifier is used to amplify the sampling voltage to get the operational voltage; controller is used to control the inverter circuit to disconnect when the operational voltage is greater than the preset threshold. This application collects the voltage of the inverting circuit in real time to get the sampling voltage when monitoring the inverting circuit. The sampling voltage is amplified and output to the controller. When the controller determines that the short circuit to the ground occurs, the control inverting circuit is disconnected to protect the inverter. Because of the fast response of the controller, the protection action can be completed within 3us, which can effectively protect the inverter and reduce the fire risk.

【技术实现步骤摘要】
一种对地短路保护装置及逆变器系统
本申请涉及电气自动化
，特别是涉及一种对地短路保护装置及逆变器系统。
技术介绍
随着技术的发展，逆变器已被广泛应用于很多领域。逆变器在使用过程中会因器件老化或损坏、高温以及接线错误等发生对地短路的情况，如果缺少对地短路保护装置会造成逆变器损坏，甚至会引起火灾，因此，对地短路保护装置是非常重要的。目前，常见的对地短路保护方式是在逆变回路输入前端连接保险丝，发生对地短路时保险丝熔断，进而切断逆变回路来保证不发生重大安全事故。但是，这种方式由于要等保险丝熔断导致保护时响应时间过长，而逆变器的功率模块在超过10us后就会由于发热造成逆变器损坏，可见，现有的对地短路保护方式不能有效地起到保护逆变器的作用，也无法降低起火风险。因此，如何提供一种能解决上述技术问题的方案，是本领域的技术人员目前需要解决的问题。
技术实现思路
本申请的目的是提供一种对地短路保护装置，能有效地起到保护逆变器的作用，降低了起火风险；本申请的另一目的是提供一种逆变器系统，与上述对地短路保护装置具有相同的有益效果。为解决上述技术问题，本申请提供了一种对地短路保护装置，包括隔离运算放大器、采样模块、控制器和电源模块；所述采样模块的输出端与所述隔离运算放大器的输入端连接，所述隔离运算放大器的输出端与所述控制器连接，所述隔离运算放大器与所述电源模块连接；所述采样模块用于采集逆变回路的电压，得到采样电压；所述隔离运算放大器用于将所述采样电压放大得到运放电压；所述控制器用于在所述运放电压大于预设阈值时控制所述逆变回路断开。优选地，该对地短路保护装置还包括用于对所述采样电压滤波的第一滤波模块；所述第一滤波模块的输入端与所述采样模块的输出端连接，所述第一滤波模块的输出端与所述隔离运算放大器的输入端连接。优选地，所述第一滤波模块包括第一电阻、第二电阻和第一电容；所述第一电阻的第一端和所述第二电阻的第一端作为所述第一滤波模块的输入端，所述第一电阻的第二端和所述第二电阻的第二端作为所述第一滤波模块的输出端，所述第一电容的第一端和所述第一电阻的第二端连接，所述第一电容的第二端与所述第二电阻的第二端连接。优选地，所述采样模块为第三电阻；则所述第三电阻的第一端和所述第三电阻的第二端作为所述采样模块的输出端。优选地，所述隔离运算放大器的型号为AMC1200；则所述AMC1200的第二引脚和所述AMC1200的第三引脚作为所述隔离运算放大器的输入端，所述AMC1200的第六引脚和所述AMC1200的第七引脚作为所述隔离运算放大器的输出端。优选地，该对地短路保护装置还包括：与所述隔离运算放大器连接、用于保护所述隔离运算放大器的保护模块。优选地，所述保护模块包括二极管；所述二极管的阴极与所述电源模块连接，所述二极管的阳极接地。优选地，该对地短路保护装置还包括：与所述AMC1200连接、用于滤除所述AMC1200的输出端的干扰信号的第二滤波模块。优选地，该对地短路保护装置还包括：与所述控制器连接、用于当所述运放电压大于所述预设阈值时发出告警的报警模块。为解决上述技术问题，本申请还提供了一种逆变器系统，包括逆变回路，还包括如上任一项所述的对地短路保护装置。本申请提供了一种对地短路保护装置，包括隔离运算放大器、采样模块、控制器和电源模块；采样模块的输出端与隔离运算放大器的输入端连接，隔离运算放大器的输出端与控制器连接，隔离运算放大器与电源模块连接；采样模块用于采集逆变回路的电压，得到采样电压；隔离运算放大器用于将采样电压放大得到运放电压；控制器用于在运放电压大于预设阈值时控制逆变回路断开。本申请中，在对逆变回路进行监测时，采样模块可以实时采集逆变回路的电压得到采样电压，利用隔离运算放大器将逆变回路与短路保护的控制器隔离开来，提高安全性；然后将采样电压放大后输出给控制器，控制器通过比较隔离运算放大器放大后的采样电压与预设阈值的大小，确定是否发生对地短路，如果发生对地短路，控制器控制逆变器的逆变回路断开，以达到保护逆变器的目的。由于控制器的响应时间快，可在3us内完成保护动作，不会出现由于响应时间长而导致逆变器损坏的问题，能有效地起到保护逆变器的作用，降低了起火风险。本申请还提供了一种逆变器系统，与上述对地短路保护装置具有相同的有益效果。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请所提供的一种对地短路保护装置的结构示意图；图2为本申请所提供的另一种对地短路保护装置的结构示意图。具体实施方式本申请的核心是提供一种对地短路保护装置，能有效地起到保护逆变器的作用，降低了起火风险；本申请的另一核心是提供一种逆变器系统，与上述对地短路保护装置具有相同的有益效果。为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通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，都属于本申请保护的范围。请参考图1，图1为本申请所提供的一种对地短路保护装置的结构示意图，包括隔离运算放大器2、采样模块1、控制器3和电源模块4；采样模块1的输出端与隔离运算放大器2的输入端连接，隔离运算放大器2的输出端与控制器3连接，隔离运算放大器2与电源模块4连接；采样模块1用于采集逆变回路的电压，得到采样电压；隔离运算放大器2用于将采样电压放大得到运放电压；控制器3用于在运放电压大于预设阈值时控制逆变回路断开。具体地，为了解决现有技术中存在的问题，本申请提供了一种响应时间快、结构简单、成本低且能够应用在高压场合的对地短路保护装置，包括采样模块1、隔离运算放大器2、控制器3和电源模块4，其中，本申请的采样模块1实际采集的是逆变回路的电流，当逆变器发生对地短路时，对地短路电流一般是5～10倍的额定工作电流，根据电流的明显变化来判断是否发生对地短路，因此，采集模块可以串联在逆变回路中。相应地，采集模块采集的电流需要转换为电压信号，即采样电压输入隔离运算放大器2，这里的隔离运算放大器2具有较大的绝缘等级，所以可以在高电压等级的产品中使用，采用隔离放大器后，EMC(ElectroMagneticCompatibility，电磁兼容性)环境适应性更好，更适合工业这类强干扰场合使用。而且，隔离运算放大器2目前已有多种成熟的产品，均能实现隔离与放大的功能，本申请中的隔离运算放大器2并不需要额外的功能，只需将逆变回路与控制器3隔离开来以及对采样电压放大的功能，以解决高压电场合的电气隔离问题，提高安全性且实现方式简单。相应地，本申请的控制器3可以为成本较低，响应较快的MCU(MicroControllerUnit，微控制单元)，隔离运算放大器2将采样电压放大以及整型后变为差分信号输入至MCU短路专用中断进行处理，判断是否发生对地短路，达到对地短路保护的目的。此处的短路专用中断可以设置为优先级最高的中断，以保证响应时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对地短路保护装置，其特征在于，包括隔离运算放大器、采样模块、控制器和电源模块；所述采样模块的输出端与所述隔离运算放大器的输入端连接，所述隔离运算放大器的输出端与所述控制器连接，所述隔离运算放大器与所述电源模块连接；所述采样模块用于采集逆变回路的电压，得到采样电压；所述隔离运算放大器用于将所述采样电压放大得到运放电压；所述控制器用于在所述运放电压大于预设阈值时控制所述逆变回路断开。

【技术特征摘要】
1.一种对地短路保护装置，其特征在于，包括隔离运算放大器、采样模块、控制器和电源模块；所述采样模块的输出端与所述隔离运算放大器的输入端连接，所述隔离运算放大器的输出端与所述控制器连接，所述隔离运算放大器与所述电源模块连接；所述采样模块用于采集逆变回路的电压，得到采样电压；所述隔离运算放大器用于将所述采样电压放大得到运放电压；所述控制器用于在所述运放电压大于预设阈值时控制所述逆变回路断开。2.根据权利要求1所述的对地短路保护装置，其特征在于，该对地短路保护装置还包括用于对所述采样电压滤波的第一滤波模块；所述第一滤波模块的输入端与所述采样模块的输出端连接，所述第一滤波模块的输出端与所述隔离运算放大器的输入端连接。3.根据权利要求2所述的对地短路保护装置，其特征在于，所述第一滤波模块包括第一电阻、第二电阻和第一电容；所述第一电阻的第一端和所述第二电阻的第一端作为所述第一滤波模块的输入端，所述第一电阻的第二端和所述第二电阻的第二端作为所述第一滤波模块的输出端，所述第一电容的第一端和所述第一电阻的第二端连接，所述第一电容的第二端与所述第二电阻的第二端连接。4.根据权利要求1所述的对地短路保护装置，其特征在于，所述采样模块为第三电阻；则所述第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢周悦，
申请(专利权)人：浙江禾川科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33