System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 三相交流电流过流保护电路、过流保护方法及三相逆变器技术_技高网

三相交流电流过流保护电路、过流保护方法及三相逆变器技术

技术编号:40955214 阅读:3 留言:0更新日期:2024-04-18 20:31
本发明专利技术提出一种三相交流电流过流保护电路、过流保护方法及三相逆变器,涉及电源领域,包括:第一信号筛选单元筛选出三相交流电流检测信号的正半周的幅值最大值;第二信号筛选单元筛选出三相交流电流检测信号的负半周的幅值最大值;第一比较器,其同向输入端接收第一参考值,其反向输入端连接第一信号筛选单元的输出端,并且第一比较器的反向输入端还接收第一基准电压;第二比较器,其反向输入端接收第二参考值,其同向输入端连接第二信号筛选单元的输出端,并且第二比较器的同向输入端还接收第二基准电压;其中第一比较器的输出端连接第二比较器的输出端,输出过流触发信号。可快速响应过流现象,占板面积小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电源领域,尤其是三相交流电流过流保护电路、过流保护方法及三相逆变器


技术介绍

1、电源类产品,如电源变换器,在实现能量转换功能的同时,都会需要设计相应的保护机制,如过压欠压保护、短路保护、过流保护等,以确保电源产品在工作条件异常的时候,能保护自己不烧毁,才能在异常条件消失之后,电源产品重新工作。

2、在光伏并网逆变器中,数字处理器芯片以pwm波控制光伏并网逆变器内igbt的开通和关断,产生正弦波的电流输出到电网侧。一般在电网电压突然变化,或者控制回路出现异常时,可能因为功率电感的饱和,导致流过igbt的电流急剧增大,进而烧毁igbt。为了限制产生过大电流,以保护igbt不被烧毁,则需要增加三相交流电流过流保护电路。通常设计中会增加硬件级别的三相交流电流过流保护电路,当检测到电流大于设定值时,不等软件响应,硬件电路就会立即动作以关断igbt的驱动,进而阻止电流持续增大。该种电路的延迟时间一般在1us以内,过流保护的保护点值一般为电流最大值的1.5倍。

3、目前的三相交流电流过流保护电路,多为基于参考做出的逻辑动作,主要以比较器为基础实施保护。具体的,电流采样信号会被送到比较器的反向端,比较器的同向端会设定一个稳定的参考电压作为比较值。当在反向端的电流采样信号的值超过同向端参考电压值时,比较器立即翻转,以关断igbt的驱动,阻止电流持续增大;当在反向端的电流采样信号的值小于同向端参考电压值时,根据控制回路驱动igbt以实现功率变换。

4、请参阅图1所示的常规的三相交流电流过流保护电路示意图,运放u1及其外围电路(如电阻r)单元形成差分采样电路以获得电流采样信号,电流采样信号被送到比较器u3的反向输入端,比较器u3的正向输入端设定参考电压vref,通过比较反向输入端的电流采样信号和正向输入端的参考电压vref实现正半轴过流保护。由于比较器的输入端无法接收负值,为实现负半周过流保护,电流采样信号需经过运放u2及其外围电路(如电阻r)形成的反向器电路做反向后,才能送到比较器u4与参考电压vref做比较,以实现负半周过流保护。

5、由此可见,为实现单相的过流保护,就需要一个运放u2及其外围电路和两个比较器(一个u3和一个u4)及其外围电路,如果在三相逆变器中使用,则需要三个运放u2及其外围电路和六个比较器(三个u3和三个u4)及其外围电路,成本高,pcb占空面积大。

6、另外由于比较器的输入端无法接收负值,则电流采样信号最小值只能是0v,用于负半周过流保护的比较器的参考电压vref也必须是正电压,不能是负电压,然而在某些特殊设计中为了极大的利用采样精度和分辨率,希望电流采样信号是负电压,图1所示的方案就无法实现。

7、并且,对于图1所示的现有技术,反向器会增加信号延迟,而增加了过流保护的响应时间,导致过流保护响应速度慢的问题。


技术实现思路

1、本专利技术提出一种三相交流电流过流保护电路,包括:

2、第一信号筛选单元,其三个输入端接收三相交流电流检测信号,其输出端输出三相交流电流检测信号的正半周的幅值最大值;

3、第二信号筛选单元,其三个输入端接收三相交流电流检测信号,其输出端输出三相交流电流检测信号的负半周的幅值最大值;

4、第一比较器,其同向输入端接收第一参考值,其反向输入端连接第一信号筛选单元的输出端,并且第一比较器的反向输入端还接收第一基准电压;

5、第二比较器,其反向输入端接收第二参考值,其同向输入端连接第二信号筛选单元的输出端,并且第二比较器的同向输入端还接收第二基准电压;

6、其中第一比较器的输出端连接第二比较器的输出端,输出过流触发信号。

7、更进一步的,在三相交流电流检测信号的正半周,三相交流电流检测信号中与设定电压的差大于第一基准电压的交流电流检测信号从第一信号筛选单元的输出端输出;在三相交流电流检测信号的负半周,三相交流电流检测信号中与设定电压的和小于第二基准电压的交流电流检测信号从第二信号筛选单元的输出端输出。

8、更进一步的,第一信号筛选单元包括第一二极管、第二二极管和第三二极管,第一二极管的阳极接收第一相交流电流检测信号,第二二极管的阳极接收第二相交流电流检测信号,第三二极管的阳极接收第三相交流电流检测信号,第一二极管、第二二极管和第三二极管的阴极相互连接,形成第一信号筛选单元的输出端;

9、第二信号筛选单元包括第四二极管、第五二极管和第六二极管,第四二极管的阴极接收第一相交流电流检测信号,第五二极管的阴极接收第二相交流电流检测信号,第六二极管的阴极接收第三相交流电流检测信号,第四二极管、第五二极管和第六二极管的阳极相互连接,形成第二信号筛选单元的输出端。

10、更进一步的,第一基准电压等于第二基准电压。

11、本申请还提供一种三相逆变器,包括:

12、三相逆变单元,在其输出端输出三相交流电;

13、三相电流检测单元,检测三相交流电,以输出三相交流电流检测信号;

14、第一信号筛选单元,其三个输入端接收三相交流电流检测信号,其输出端输出三相交流电流检测信号的正半周的幅值最大值;

15、第二信号筛选单元,其三个输入端接收三相交流电流检测信号,其输出端输出三相交流电流检测信号的负半周的幅值最大值;

16、第一比较器,其同向输入端接收第一参考值,其反向输入端连接第一信号筛选单元的输出端,并且第一比较器的反向输入端还接收第一基准电压;

17、第二比较器,其反向输入端接收第二参考值,其同向输入端连接第二信号筛选单元的输出端,并且第二比较器的同向输入端还接收第二基准电压;

18、其中第一比较器的输出端连接第二比较器的输出端,输出过流触发信号;

19、控制器,接收过流触发信号,输出控制三相逆变单元内开关管的开关控制信号。

20、更进一步的,当三相交流电流检测信号的正半周的任一相与设定电压的差小于第一参考值,或当三相交流电流检测信号的负半周的任一相与设定电压的和大于第二参考值时,过流触发信号为第一电平,否则,过流触发信号为第二电平,

21、其中,第一电平的过流触发信号使得控制器停止驱动三相逆变单元内的开关管;第二电平的过流触发信号使得控制器输出开关控制信号以驱动三相逆变单元实现逆变功能。

22、更进一步的,第一信号筛选单元包括第一二极管、第二二极管和第三二极管,第一二极管的阳极接收第一相交流电流检测信号,第二二极管的阳极接收第二相交流电流检测信号,第三二极管的阳极接收第三相交流电流检测信号,第一二极管、第二二极管和第三二极管的阴极相互连接,形成第一信号筛选单元的输出端;

23、第二信号筛选单元包括第四二极管、第五二极管和第六二极管,第四二极管的阴极接收第一相交流电流检测信号,第五二极管的阴极接收第二相交流电流检测信号,第六二极管的阴极接收第三相交流电流检测信号,第四二极管本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种三相交流电流过流保护电路,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的三相交流电流过流保护电路,其特征在于,在三相交流电流检测信号的正半周,三相交流电流检测信号中与设定电压的差大于第一基准电压的交流电流检测信号从第一信号筛选单元的输出端输出;在三相交流电流检测信号的负半周,三相交流电流检测信号中与设定电压的和小于第二基准电压的交流电流检测信号从第二信号筛选单元的输出端输出。

3.根据权利要求2所述的三相交流电流过流保护电路,其特征在于,第一信号筛选单元包括第一二极管、第二二极管和第三二极管,第一二极管的阳极接收第一相交流电流检测信号,第二二极管的阳极接收第二相交流电流检测信号,第三二极管的阳极接收第三相交流电流检测信号,第一二极管、第二二极管和第三二极管的阴极相互连接,形成第一信号筛选单元的输出端;

4.根据权利要求1所述的三相交流电流过流保护电路,其特征在于,第一基准电压等于第二基准电压。

5.一种三相逆变器,其特征在于,包括:

6.根据权利要求5所述的三相逆变器,其特征在于,当三相交流电流检测信号的正半周的任一相与设定电压的差小于第一参考值,或当三相交流电流检测信号的负半周的任一相与设定电压的和大于第二参考值时,过流触发信号为第一电平,否则,过流触发信号为第二电平,

7.根据权利要求6所述的三相逆变器,其特征在于,第一信号筛选单元包括第一二极管、第二二极管和第三二极管,第一二极管的阳极接收第一相交流电流检测信号,第二二极管的阳极接收第二相交流电流检测信号,第三二极管的阳极接收第三相交流电流检测信号,第一二极管、第二二极管和第三二极管的阴极相互连接,形成第一信号筛选单元的输出端;

8.一种三相交流电流过流保护方法,应用于一三相逆变器,其特征在于,包括:

9.根据权利要求8所述的三相交流电流过流保护方法,其特征在于,步骤S2包括:第一信号筛选单元接收三相交流电流检测信号,在正半周的同一时刻,三相交流电流检测信号中与设定电压的差大于第一基准电压的交流电流检测信号中的幅值最大值传递至第一信号筛选单元的输出端,小于第一基准电压的部分被钳位在第一基准电压,而得到正半周幅值最大值信号;

10.根据权利要求9所述的三相交流电流过流保护方法,其特征在于,第一信号筛选单元包括第一二极管、第二二极管和第三二极管,第一二极管的阳极接收第一相交流电流检测信号,第二二极管的阳极接收第二相交流电流检测信号,第三二极管的阳极接收第三相交流电流检测信号,第一二极管、第二二极管和第三二极管的阴极相互连接,形成第一信号筛选单元的输出端;

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【技术特征摘要】

1.一种三相交流电流过流保护电路,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的三相交流电流过流保护电路,其特征在于,在三相交流电流检测信号的正半周,三相交流电流检测信号中与设定电压的差大于第一基准电压的交流电流检测信号从第一信号筛选单元的输出端输出;在三相交流电流检测信号的负半周,三相交流电流检测信号中与设定电压的和小于第二基准电压的交流电流检测信号从第二信号筛选单元的输出端输出。

3.根据权利要求2所述的三相交流电流过流保护电路,其特征在于,第一信号筛选单元包括第一二极管、第二二极管和第三二极管,第一二极管的阳极接收第一相交流电流检测信号,第二二极管的阳极接收第二相交流电流检测信号,第三二极管的阳极接收第三相交流电流检测信号,第一二极管、第二二极管和第三二极管的阴极相互连接,形成第一信号筛选单元的输出端;

4.根据权利要求1所述的三相交流电流过流保护电路,其特征在于,第一基准电压等于第二基准电压。

5.一种三相逆变器,其特征在于,包括:

6.根据权利要求5所述的三相逆变器,其特征在于,当三相交流电流检测信号的正半周的任一相与设定电压的差小于第一参考值,或当三相交流电流检测信号的负半周的任一相与设定电压的和大于第二参考值时,过流触发信号为第一电平,否则...

【专利技术属性】
技术研发人员:包有鹏李春涛邓志江
申请(专利权)人:麦田能源股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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