一种光伏逆变器用的硬件保护电路制造技术

本实用新型专利技术提供了一种光伏逆变器用的硬件保护电路，其可以兼顾故障保护响应时间和存在硬件故障时仍有效进行硬件全面保护的优点；包括：主功率拓扑模块，用于故障信号检测并将信号发送给硬件保护信号采样模块；驱动控制模块，用于为主功率拓扑模块提供驱动信号；硬件保护信号采样模块，用于对接收主功率拓扑模块的故障信号进行检测，并将产生的触发硬件故障信号发送给D型触发器硬件保护执行模块；D型触发器硬件保护执行模块，用于在接收到触发硬件故障信号后，封锁所有驱动信号；MCU模块，与主功率拓扑模块、驱动控制模块、硬件保护信号采样模块、D型触发器硬件保护执行模块均相连接，用于接收各功能模块的信号并及时反馈。用于接收各功能模块的信号并及时反馈。用于接收各功能模块的信号并及时反馈。

【技术实现步骤摘要】
一种光伏逆变器用的硬件保护电路


[0001]本技术涉及光伏逆变器及储能
，具体为一种光伏逆变器用的硬件保护电路。

技术介绍

[0002]传统光伏逆变器的硬件保护电路，诸如OCP过流保护、母线OVP过压保护等措施都是通过在保护设计点连接二极管阴极，开关管驱动电路输出端连接二极管阳极；未触发硬件保护时，保护设计点为高电平，二极管截止，功率开关电路正常工作，当触发OCP或OVP故障时，相应的保护设计点电平由正常时的高电平转换为低电平，故而通过二极管将对应的开关管驱动电路输出钳位到低电平，从而断开功率电路达到保护电路的功能。
[0003]但是上述逆变器保护电路也存在以下缺点：
[0004]1)保护动作时间较慢，实际保护工作点略高于设计值，硬件电路存在一定损坏的风险；
[0005]2)由于存在钳位二极管，所以硬件电路受温度影响较大，高低温时，保护点动作时间差异较大。
[0006]因此，如果硬件出现单点故障(功率开关管故障)时，若触发硬件保护仍无法完全断开故障，会造成进一步的硬件损坏风险。

技术实现思路

[0007]针对上述问题，本技术提供了一种光伏逆变器用的硬件保护电路，其可以兼顾故障保护响应时间和存在硬件故障时仍有效进行硬件全面保护的优点。
[0008]其技术方案是这样的：一种光伏逆变器用的硬件保护电路，其特征在于：包括：
[0009]主功率拓扑模块，与硬件保护信号采样模块相连接，用于故障信号检测并将信号发送给所述硬件保护信号采样模块；
[0010]驱动控制模块，与所述主功率拓扑模块相连接，用于为所述主功率拓扑模块提供驱动信号；
[0011]硬件保护信号采样模块，与D型触发器硬件保护执行模块相连接，用于对接收所述主功率拓扑模块的故障信号进行检测，并将产生的触发硬件故障信号发送给所述D型触发器硬件保护执行模块；
[0012]D型触发器硬件保护执行模块，与所述驱动控制模块相连接，用于在接收到触发硬件故障信号后，封锁所有驱动信号；
[0013]MCU模块，与所述主功率拓扑模块、驱动控制模块、硬件保护信号采样模块、D型触发器硬件保护执行模块均相连接，用于接收各功能模块的信号并及时反馈。
[0014]其进一步特征在于：
[0015]所述主功率拓扑模块包括电池BT1、太阳能电池PV1、霍尔传感器CT1～CT3、电感L1～L4、MOS管Q1～Q9、二极管D1、电容C1、C2、电阻R1、R2、比较器 U1；所述电池BT1的正极经所
述霍尔传感器CT1后与所述电感L1的一端连接，所述电感L1的另一端与所述MOS管Q1的漏极、MOS管Q2的源极均相连接，所述MOS管Q2的漏极与所述二极管D1的负极、电阻R1、电容C1的一端、 MOS管Q4、Q6的漏极均相连接，所述电阻R1的另一端与所述电阻R2的一端、比较器U1的正输入端均相连接，所述比较器U1的负输入端接于所述比较器U1 的输出端，所述电阻R2的另一端接地，所述电池BT1的负极与所述MOS管Q1 的源极相连后接地，所述太阳能电池PV1的正极经所述霍尔传感器CT2后与所述电感L2的一端连接，所述电感L2的另一端与所述MOS管Q3的漏极、二极管D1的正极均相连接，所述太阳能电池PV1的负极与所述MOS管Q3的源极相连后接地，所述MOS管Q4的源极与所述MOS管Q5、Q8的漏极均相连，且所述MOS管Q4与所述MOS管Q5之间的连接端点经所述霍尔传感器CT3后与所述电感L3的一端连接，所述MOS管Q6的源极与所述MOS管Q7、Q9的漏极、电感L4的一端均相连，所述电容C1的另一端与所述MOS管Q5、Q7的源极均相连后接地，所述MOS管Q8的源极连接所述MOS管Q9的源极，所述电感L3的另一端连接所述电容C2的一端，所述电感L4的另一端连接所述电容 C2的另一端，且在所述电容C2的两端并联连接有信号源Grid；
[0016]所述驱动控制模块包括电阻R3～R11、光电耦合器U2～U10、三极管Q10、 Q11、电容C3；所述MCU模块包括MCU；所述光电耦合器U2～U10的正极端均与5V_W驱动供电电源连接，所述光电耦合器U2～U10的负极端分别经所述电阻R3～R11后对应接于所述MCU上的不同PWM输出口，且所述电阻R6、R7 相连后的连接端点接于所述MCU上的同一个PWM输出口，所述电阻R8、R9 相连后共用所述MCU上的同一个PWM输出口，所述光电耦合器U2～U10的集电极均与供电电源VCC连接后接地，且所述光电耦合器U2的集电极与所述光电耦合器U3的集电极相连，所述光电耦合器U2～U10的发射极分别对应连接所述MOS管Q3、Q1、Q2、Q4、Q7、Q6、Q5、Q8、Q9的栅极，并均作为驱动信号端，所述三极管Q10的发射极经所述供电电源VCC后接地，所述三极管Q10 的集电极与所述5V_W驱动供电电源、电容C3的一端均相连接，所述三极管 Q10的基极连接所述三极管Q11的集电极，所述三极管Q11的发射极与所述电容C3的另一端相连后接地；
[0017]所述硬件保护信号采样模块包括电阻R12～R21、比较器U11、U12_A、U12_B、 U13、U14_A、U14_B、与非门U15_A、U15_B、U15_C、U15_D；所述电阻R12、 R14、R17、R19的一端均相连后接于参考电源VCC1的正极，所述电阻R12的另一端与所述电阻R13的一端、比较器U11的正输入端均相连接，所述电阻R13 的另一端接地，所述电阻R14的另一端与所述电阻R15的一端、比较器U12_A 的正输入端均相连接，所述电阻R15的另一端与所述电阻R16的一端、比较器 U12_B的负输入端均相连接，所述电阻R16的另一端与所述参考电源VCC1的负极相连后接地，所述比较器U12_A的负输入端连接所述比较器U12_B的正输入端，所述比较器U12_A的输出端连接所述比较器U12_B的输出端；所述电阻 R17的另一端与所述电阻R18的一端、比较器U13的正输入端均相连接，所述电阻R18的另一端接地；所述电阻R19的另一端与所述电阻R20的一端、比较器U14_A的正输入端均相连接，所述电阻R20的另一端与所述电阻R21的一端、比较器U14_B的负输入端均相连接，所述比较器U14_A的负输入端连接所述比较器U14_B的正输入端，所述电阻R21的另一端接地，所述比较器U14_A 的输出端连接所述比较器U14_B的输出端；对应与所述电阻R4、R5连接的两个PWM输出口分别连接所述与非门U15_A的两个输入端，对应与所述电阻R6、 R8连接的两个PWM输出口分别连接所述与非门U15_B的两个输入端，对应与所述电阻R6、R10连接的两个PWM输出口分别连接所述与非门U15_C的两
个输入端，对应与所述电阻R8、R11连接的两个PWM输出口分别连接所述与非门U15_D的两个输入端，所述与非门U15_A、U15_B、U15_C、U15_D的输出端相连后与D触发器U16的5D引脚端连接；
[0018]所述D型触发器硬件保本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光伏逆变器用的硬件保护电路，其特征在于：包括：主功率拓扑模块，与硬件保护信号采样模块相连接，用于故障信号检测并将信号发送给所述硬件保护信号采样模块；驱动控制模块，与所述主功率拓扑模块相连接，用于为所述主功率拓扑模块提供驱动信号；硬件保护信号采样模块，与D型触发器硬件保护执行模块相连接，用于对接收所述主功率拓扑模块的故障信号进行检测，并将产生的触发硬件故障信号发送给所述D型触发器硬件保护执行模块；D型触发器硬件保护执行模块，与所述驱动控制模块相连接，用于在接收到触发硬件故障信号后，封锁所有驱动信号；MCU模块，与所述主功率拓扑模块、驱动控制模块、硬件保护信号采样模块、D型触发器硬件保护执行模块均相连接，用于接收各功能模块的信号并及时反馈。2.根据权利要求1所述的一种光伏逆变器用的硬件保护电路，其特征在于：所述主功率拓扑模块包括电池BT1、太阳能电池PV1、霍尔传感器CT1～CT3、电感L1～L4、MOS管Q1～Q9、二极管D1、电容C1、C2、电阻R1、R2、比较器U1；所述电池BT1的正极经所述霍尔传感器CT1后与所述电感L1的一端连接，所述电感L1的另一端与所述MOS管Q1的漏极、MOS管Q2的源极均相连接，所述MOS管Q2的漏极与所述二极管D1的负极、电阻R1、电容C1的一端、MOS管Q4、Q6的漏极均相连接，所述电阻R1的另一端与所述电阻R2的一端、比较器U1的正输入端均相连接，所述比较器U1的负输入端接于所述比较器U1的输出端，所述电阻R2的另一端接地，所述电池BT1的负极与所述MOS管Q1的源极相连后接地，所述太阳能电池PV1的正极经所述霍尔传感器CT2后与所述电感L2的一端连接，所述电感L2的另一端与所述MOS管Q3的漏极、二极管D1的正极均相连接，所述太阳能电池PV1的负极与所述MOS管Q3的源极相连后接地，所述MOS管Q4的源极与所述MOS管Q5、Q8的漏极均相连，且所述MOS管Q4与所述MOS管Q5之间的连接端点经所述霍尔传感器CT3后与所述电感L3的一端连接，所述MOS管Q6的源极与所述MOS管Q7、Q9的漏极、电感L4的一端均相连，所述电容C1的另一端与所述MOS管Q5、Q7的源极均相连后接地，所述MOS管Q8的源极连接所述MOS管Q9的源极，所述电感L3的另一端连接所述电容C2的一端，所述电感L4的另一端连接所述电容C2的另一端，且在所述电容C2的两端并联连接有信号源Grid。3.根据权利要求2所述的一种光伏逆变器用的硬件保护电路，其特征在于：所述驱动控制模块包括电阻R3～R11、光电耦合器U2～U10、三极管Q10、Q11、电容C3；所述MCU模块包括MCU；所述光电耦合器U2～U10的正极端均与5V_W驱动供电电源连接，所述光电耦合器U2～U10的负极端分别经所述电阻R3～R11后对应接于所述MCU上的不同PWM输出口，且所述电阻R6、R7相连后的连接端点接于所述MCU上的同一个PWM输出口，所述电阻R8、R9相连后共用所述MCU上的同一个PWM输出口，所述光电耦合器U2～U10的集电极均与供电电源VCC连接后接地，且所述光电耦合器U2的集电极与所述光电耦合器U3的集电极相连，所述光电耦合器U2～U10的发射极分别对应连接所述MOS管Q3、Q1、Q2、Q4、Q7、Q6、Q5、Q8、Q9的栅极，并均作为驱动信号端，所述三极管Q10的发射极经所述供电电源VCC后接地，所述三极管Q10的集电极与所述5V_W驱动供电电源、电容C3的一端均相连接，所述三极管Q10的基极连接所述三极管Q11的集电极，所述三极管Q11的发射极与所述电容C3的另一端相连后接地。
4.根据权利要求3所述的一种光伏逆变器用的硬件保护电路，其特征在于：所述硬件保护信号采样模块包括电阻R12～R21、比较器U11、U12_A、U12_B、U13、U14_A、U14_B、与非门U15_A、U15_B、U15_C、U15_D；所述电...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭颖，付洪，金铭杨，吴振国，戴明华，
申请(专利权)人：江苏阿诗特能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：