一种对称三电平BOOST变换器及其短路保护方法技术

本发明专利技术提供一种对称三电平BOOST变换器及其短路保护方法，根据该BOOST变换器的后级母线与其内部各路BOOST电路的检测信息，判断不同路BOOST电路之间是否存在输入正负极短路；若存在，则控制输入正负极短路所涉及的BOOST电路内的开关管支路直通，进而避免对后级母线上下电容过充导致后级母线或半母线过压，能够避免母线电容过压爆裂，以及进而造成的更广泛区域短路等严重次生危害和财产损失。区域短路等严重次生危害和财产损失。区域短路等严重次生危害和财产损失。

【技术实现步骤摘要】
一种对称三电平BOOST变换器及其短路保护方法


[0001]本专利技术涉及电力电子
，特别涉及一种对称三电平BOOST变换器及其短路保护方法。

技术介绍

[0002]近年来，为了适应电力电子的电压等级和功率等级要求的不断提高，多电平变换器越来越受到关注，同时，本领域技术人员为了简化电路结构，将单输入变换器替换为多输入变换器，能够实现能源的优先利用，并提高其灵活性。
[0003]但是，对于两路或者多路输入的对称三电平BOOST拓扑，如果不同路BOOST电路之间存在输入正负极短路，例如，某一路输入的正极和另外一路输入的负极同时短路时，会造成该对称三电平BOOST拓扑的半母线和全母线过压；同时，由于母线过压后直流输入侧和后级电网往往并不会自动切断，因此，母线过压容易引起电解电容爆裂并喷出电解液在产品内部任意漫流，进而引起更广泛的短路，甚至有引发火灾的风险。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术实施例提供一种对称三电平BOOST变换器及其短路保护方法，在BOOST电路输入侧短路时，避免后级母线和半母线过压。
[0005]为实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：
[0006]本专利技术第一方面提供了一种对称三电平BOOST变换器的短路保护方法，所述对称三电平BOOST变换器存在至少两路BOOST电路，该短路保护方法包括：
[0007]根据各路所述BOOST电路及其后级母线的检测信息，判断不同路 BOOST电路之间是否存在输入正负极短路；
[0008]若判断结果为是，则控制所述输入正负极短路所涉及所述BOOST电路内的开关管支路直通。
[0009]优选的，所述控制所述输入正负极短路所涉及所述BOOST电路内的开关管支路直通，包括：
[0010]通过软件控制或者硬件控制方式，主动控制所述输入正负极短路所涉及所述BOOST电路内的上下两个半导体开关管均导通，实现对应开关管支路直通。
[0011]优选的，各路所述BOOST电路及其后级母线的检测信息包括：
[0012]所述后级母线的母线电压或者半母线电压；及，
[0013]各路所述BOOST电路的输入电压和输入电流。
[0014]优选的，所述根据各路所述BOOST电路及其后级母线的检测信息，判断不同路BOOST电路之间是否存在输入正负极短路，包括：
[0015]判断所述后级母线的母线电压或者半母线电压，以及，各路所述BOOST 电路的输入电流，是否满足不同路输入正负极短路特征；
[0016]若所述母线电压或者半母线电压，以及，至少一路所述BOOST电路的输入电压和输
入电流，满足所述不同路输入正负极短路特征，则判定不同路 BOOST电路之间存在输入正负极短路。
[0017]优选的，所述不同路输入正负极短路特征包括：
[0018]至少两路所述BOOST电路出现输入串联的第一不同路输入正负极短路特征；
[0019]至少一路所述BOOST电路的输入正负极与其他所述BOOST电路的输入负极出现多点同时短路的第二不同路输入正负极短路特征；
[0020]至少一路所述BOOST电路的输入正负极与其他所述BOOST电路的输入正极出现多点同时短路的第三不同路输入正负极短路特征。
[0021]优选的，所述第一不同路输入正负极短路特征，包括：至少两路所述 BOOST电路出现输入直接串联的特征，和，至少两路所述BOOST电路通过各自对应电源出现输入间接串联的特征。
[0022]优选的，判断所述后级母线的母线电压或者半母线电压，以及，各路所述BOOST电路的输入电压和输入电流，是否满足不同路输入正负极短路特征，包括：
[0023]判断预设时间内是否存在至少两路所述BOOST电路的输入电压阶跃跳变至半母线电压的第一预设范围内，且其输入电流出现冲击，以及，之后上母线电压和下半母线电压均按照预设规律增大；若判断结果为是，则判定至少两路所述BOOST电路出现所述第一不同路输入正负极短路特征；
[0024]判断预设时间内是否存在至少一路所述BOOST电路的输入电压阶跃跳变至上半母线电压的第一预设范围内，且其输入电流出现冲击，以及，之后上母线电压按照预设规律增大，而下半母线电压维持在自身的第二预设范围内；若判断结果为是，则判定至少两路所述BOOST电路出现所述第二不同路输入正负极短路特征；
[0025]判断预设时间内是否存在至少一路所述BOOST电路的输入电压阶跃跳变至下半母线电压的第一预设范围内，且其输入电流出现冲击，以及，之后下母线电压按照预设规律增大，而上半母线电压维持在自身的第二预设范围内；若判断结果为是，则判定至少两路所述BOOST电路出现所述第三不同路输入正负极短路特征。
[0026]优选的，所述预设规律为：相应所述BOOST电路的输入电压变化规律。
[0027]优选的，在控制所述输入正负极短路所涉及所述BOOST电路内的开关管支路直通之后，还包括：
[0028]通过软件控制或者硬件控制方式，控制散热装置运行，以降低所述开关管支路的温度。
[0029]优选的，在控制所述输入正负极短路所涉及所述BOOST电路内的开关管支路直通之后，还包括：
[0030]通过软件控制或者硬件控制方式，生成并输出短路报警信号。
[0031]本专利技术第二方面提供了一种对称三电平BOOST变换器，包括：控制单元、检测单元以及至少两路BOOST电路；其中：
[0032]各路所述BOOST电路的输入端分别连接一个相应的输入源；
[0033]各所述BOOST电路的输出端并联连接至后级母线；
[0034]所述控制单元分别与所述检测单元的输出端以及各所述BOOST电路内的开关管支路的控制端连接，用于执行如上述任一项所述的对称三电平 BOOST变换器的短路保护方
法。
[0035]优选的，所述控制单元为软件控制器件或者硬件控制电路。
[0036]优选的，所述检测单元，包括：电压检测单元和电流检测单元；其中：
[0037]所述电压检测单元用于检测所述后级母线的母线电压和/或半母线电压，以及，各所述BOOST电路的输入电压；
[0038]所述电流检测单元用于检测各所述BOOST电路的输入电流。
[0039]优选的，还包括：受控于所述控制单元的散热装置。
[0040]基于上述本专利技术实施例提供的对称三电平BOOST变换器的短路保护方法，根据该BOOST变换器的后级母线与其内部各路BOOST电路的检测信息，判断不同路BOOST电路之间是否存在输入正负极短路；若存在，则控制输入正负极短路所涉及的BOOST电路内的开关管支路直通，即BOOST电路内上下两个半导体开关管均导通，避免对后级母线上下电容过充导致后级母线和半母线过压，能够避免母线电容过压爆裂，以及进而造成的更广泛区域短路等严重次生危害和财产损失。
附图说明
[0041]为了更清楚地说明本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种对称三电平BOOST变换器的短路保护方法，其特征在于，所述对称三电平BOOST变换器存在至少两路BOOST电路，该短路保护方法包括：根据各路所述BOOST电路及其后级母线的检测信息，判断不同路BOOST电路之间是否存在输入正负极短路；若判断结果为是，则控制所述输入正负极短路所涉及所述BOOST电路内的开关管支路直通。2.根据权利要求1所述的对称三电平BOOST变换器的短路保护方法，其特征在于，所述控制所述输入正负极短路所涉及所述BOOST电路内的开关管支路直通，包括：通过软件控制或者硬件控制方式，主动控制所述输入正负极短路所涉及所述BOOST电路内的上下两个半导体开关管均导通，实现对应开关管支路直通。3.根据权利要求1所述的对称三电平BOOST变换器的短路保护方法，其特征在于，各路所述BOOST电路及其后级母线的检测信息包括：所述后级母线的母线电压或者半母线电压；及，各路所述BOOST电路的输入电压和输入电流。4.根据权利要求3所述的对称三电平BOOST变换器的短路保护方法，其特征在于，所述根据各路所述BOOST电路及其后级母线的检测信息，判断不同路BOOST电路之间是否存在输入正负极短路，包括：判断所述后级母线的母线电压或者半母线电压，以及，各路所述BOOST电路的输入电压和输入电流，是否满足不同路输入正负极短路特征；若所述母线电压或者半母线电压，以及，至少一路所述BOOST电路的输入电压和输入电流，满足所述不同路输入正负极短路特征，则判定不同路BOOST电路之间存在输入正负极短路。5.根据权利要求4所述的对称三电平BOOST变换器的短路保护方法，其特征在于，所述不同路输入正负极短路特征包括：至少两路所述BOOST电路出现输入串联的第一不同路输入正负极短路特征；至少一路所述BOOST电路的输入正负极与其他所述BOOST电路的输入负极出现多点同时短路的第二不同路输入正负极短路特征；至少一路所述BOOST电路的输入正负极与其他所述BOOST电路的输入正极出现多点同时短路的第三不同路输入正负极短路特征。6.根据权利要求5所述的对称三电平BOOST变换器的短路保护方法，其特征在于，所述第一不同路输入正负极短路特征，包括：至少两路所述BOOST电路出现输入直接串联的特征，和，至少两路所述BOOST电路通过各自对应电源出现输入间接串联的特征。7.根据权利要求5所述的对称三电平BOOST变换器的短路保护方法，其特征在于，判断所述后级母线的母线电压或者半母线电压，以及，各路所述BOOST电路的输入电压和输入电流，是否满足不同路输入正负极短路特征，包括：判断预设时间内是否存在至少两路所述BOOST电路的输入电压阶跃跳变至半母线电压的第一预设范围内，且其输入电流出现冲击，以及，之后上母线电压和下...

【专利技术属性】
技术研发人员：别伟，张兵，徐安安，曹金虎，胡凡宇，潘年安，王武博，
申请(专利权)人：阳光电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：