一种功率单元检测电路、串联型电路及旁路检测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种功率单元检测电路，包括功率单元电路、旁路单元电路和外部检测设备，还包括：与功率单元电路连接的旁路检测电路。通过旁路检测电路检测功率单元电路的输出电压值，将功率单元电路的输出电压值进行放大、比较，最后输出至外部检测设备进行检测。在本发明专利技术中，旁路单元电路正常时，系统旁路成功，功率单元电路的输出电压值等于或接近0伏；旁路单元电路不正常时，系统旁路失败，功率单元电路的输出电压值与流经该功率单元电路的电流成一定比例。因此，通过旁路检测电路检测功率单元电路的输出电压值的大小即可实现检测旁路单元电路是否正常，有利于避免系统对旁路是否成功的误判的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种功率单元检测电路、串联型电路及旁路检测系统
本专利技术涉及电力电子系统领域，更具体的说，涉及一种功率单元检测电路、串联型电路及旁路检测系统。
技术介绍
目前，高压变频器及高压SVG（StaticVarGenerator，静止无功发生器）等系统的拓扑结构通常为功率单元串联型的拓扑结构，即系统中的功率单元电路采用串联形式连接，构成功率单元串联型电路。系统为了实现在一个或两个功率单元电路故障的情况下，实现降额运行，便要求系统有功率单元旁路功能。功率单元旁路后，功率单元电路不再输出功率，即此时功率单元电路的输出电压值为0伏。以高压变频器为例，目前市场上高压变频器的功率单元串联型电路中的旁路单元电路为使用旁路接触器的旁路电路，如图1所示，功率单元串联型电路中包括功率单元电路100和旁路单元电路200，其中，功率单元电路100的第一输出端与旁路单元电路200的一端连接，功率单元电路100的第二输出端与旁路单元电路200的另一端连接。其中，旁路单元电路200包括旁路接触器201、辅助触点202和控制线圈203。在功率单元电路100正常运行状态时，旁路单元电路200中的旁路接触器201处于断开状态，在功率单元电路100发生故障时，功率单元电路100发出故障信号至系统，系统根据该故障信号控制旁路单元电路200中控制线圈203通电，进而控制旁路接触器201吸合，实现系统旁路。通常，检测旁路单元电路200是否旁路成功的方法为：检测旁路单元电路200中控制线圈203是否存在电流来判断旁路是否成功，或检测辅助触点202的状态来判断旁路是否成功。然而，上述旁路检测方案存在如下问题：在采用检测旁路单元电路200中的控制线圈203是否存在电流来判断旁路是否成功时，如果接触器主触头损坏，主触头吸合失败，系统旁路失败。然而，控制线圈203的通电情况是由系统给定的，此时旁路单元电路200中的控制线圈203也是有电流的，系统就会判断旁路成功，导致系统误判。在采用检测旁路接触器中辅助触点202的状态来判断旁路是否成功时，如果主触头损坏，辅助触点202正常，同样会出现旁路失败时误判成旁路成功的情况；而如果辅助触点202损坏，主触头正常，则会导致实际系统旁路成功了却报旁路失败。由上述可知，在使用旁路接触器的旁路电路作为功率单元电路的旁路单元电路时，会发生系统对旁路是否成功的误判，进而影响系统的整体性能。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种功率单元检测电路、串联型电路及旁路检测系统，以解决现有技术中使用旁路接触器的旁路电路作为功率单元电路的旁路单元电路时，发生系统对旁路是否成功的误判的问题。技术方案如下：基于本专利技术的一方面，提供一种功率单元检测电路，包括功率单元电路、旁路单元电路和外部检测设备，所述功率单元检测电路还包括：与所述功率单元电路连接并用于检测所述功率单元电路的输出电压值的旁路检测电路；其中，所述旁路检测电路包括放大电路和比较电路，所述功率单元电路包括第一输出端和第二输出端；其中，所述放大电路的正相输入端与所述功率单元电路的第一输出端连接，所述放大电路的反相输入端与所述功率单元电路的第二输出端连接，所述放大电路的输出端与所述比较电路的输入端连接，用于检测所述功率单元电路的输出电压值，并将所述功率单元电路的输出电压值进行放大后输出至所述比较电路；其中，所述比较电路的输入端连接所述放大电路的输出端，所述比较电路的输出端连接所述外部检测设备，用于将所述放大电路放大后的电压值进行比较，并将比较结果输出至所述外部检测设备。优选地，所述旁路检测电路还包括：与所述比较电路的输出端连接的保护电路。优选地，所述保护电路包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管和所述第二二极管并联反向连接，其中，所述第一二极管的正极接地，所述第一二极管的负极连接所述第二二极管的正极，所述第二二极管的负极连接外部电源；所述第一二极管的负极与所述第二二极管的正极共同与所述比较电路的输出端连接。优选地，所述放大电路包括运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻；其中，所述第一电阻的一端与所述功率单元电路的第一输出端连接，所述第一电阻的另一端与所述运算放大器的正相输入端连接；所述第二电阻的一端与所述功率单元电路的第二输出端连接，所述第二电阻的另一端与所述运算放大器的反相输入端连接；所述第三电阻的一端与所述运算放大器的正相输入端连接，所述第三电阻的另一端接地；所述第四电阻的一端与所述运算放大器的反相输入端连接，所述第四电阻的另一端与所述运算放大器的输出端连接。优选地，所述比较电路包括第一比较器、第二比较器、第一限流电阻、第二限流电阻和上拉电阻；其中，所述第一比较器的正相输入端与所述第二比较器的反相输入端连接，并共同与所述运算放大器的输出端连接；所述第一比较器的反相输入端连接预设电源电压的负极，所述第二比较器的正相输入端连接预设电源电压的正极；所述第一比较器的输出端连接所述第一限流电阻的一端；所述第二比较器的输出端连接所述第二限流电阻的一端；所述第一限流电阻的另一端连接所述外部检测设备；所述第二限流电阻的另一端连接所述外部检测设备；所述上拉电阻的一端与外部电源连接，所述上拉电阻的另一端与所述外部检测设备连接。优选地，所述外部检测设备包括单片机。基于本专利技术的另一方面，提供一种功率单元串联型电路，包括多个如上所述的功率单元检测电路，多个所述功率单元检测电路串联连接，其中，一个所述功率单元检测电路中功率单元电路的第一输出端与相邻的上一个功率单元检测电路中功率单元电路的第二输出端相连，一个所述功率单元检测电路中功率单元电路的第二输出端与相邻的下一个功率单元检测电路中功率单元电路的第一输出端相连。基于本专利技术的再一方面，提供一种功率单元旁路检测系统，包括如上所述的功率单元串联型电路。应用上述技术方案，本专利技术提供一种功率单元检测电路，包括功率单元电路、旁路单元电路和外部检测设备，还包括：与功率单元电路连接的旁路检测电路，其中，旁路检测电路包括放大电路和比较电路。通过旁路检测电路检测功率单元电路的输出电压值，将功率单元电路的输出电压值进行放大、比较，最后输出至外部检测设备进行检测。在本专利技术中，旁路单元电路正常时，对功率单元电路进行旁路后，功率单元电路不再输出功率，即功率单元电路的输出电压值等于或接近0伏；旁路单元电路不正常时，功率单元电路无法实现旁路，此时功率单元电路的输出电压值不再为0伏，而是与流经该功率单元电路的电流成一定比例。因此，通过本专利技术中的旁路检测电路检测功率单元电路的输出电压值的大小即可实现检测旁路单元电路是否正常，有利于避免系统对旁路是否成功的误判的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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专利技术的一些实施例，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为现有技术中高压变频器的功率单元电路和旁路单元电路的连接结构示意图；图2为本专利技术提供的一种功率单元检测电路的结构示意图；图3为本专利技术提供的一种功率单元检测电路中系统电流走向示意图；图4为本专利技术提供的一种功率单元检测电路中放大电路的结构示意图；图5为本专利技术提供的一种功本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率单元检测电路，包括功率单元电路、旁路单元电路和外部检测设备，其特征在于，所述功率单元检测电路还包括：与所述功率单元电路连接并用于检测所述功率单元电路的输出电压值的旁路检测电路；其中，所述旁路检测电路包括放大电路和比较电路，所述功率单元电路包括第一输出端和第二输出端；其中，所述放大电路的正相输入端与所述功率单元电路的第一输出端连接，所述放大电路的反相输入端与所述功率单元电路的第二输出端连接，所述放大电路的输出端与所述比较电路的输入端连接，用于检测所述功率单元电路的输出电压值，并将所述功率单元电路的输出电压值进行放大后输出至所述比较电路；其中，所述比较电路的输入端连接所述放大电路的输出端，所述比较电路的输出端连接所述外部检测设备，用于将所述放大电路放大后的电压值进行比较，并将比较结果输出至所述外部检测设备。

【技术特征摘要】
1.一种功率单元检测电路，包括功率单元电路、旁路单元电路和外部检测设备，其特征在于，所述功率单元检测电路还包括：与所述功率单元电路连接并用于检测所述功率单元电路的输出电压值的旁路检测电路；其中，所述旁路检测电路包括放大电路和比较电路，所述功率单元电路包括第一输出端和第二输出端；其中，所述放大电路的正相输入端与所述功率单元电路的第一输出端连接，所述放大电路的反相输入端与所述功率单元电路的第二输出端连接，所述放大电路的输出端与所述比较电路的输入端连接，用于检测所述功率单元电路的输出电压值，并将所述功率单元电路的输出电压值进行放大后输出至所述比较电路；其中，所述比较电路的输入端连接所述放大电路的输出端，所述比较电路的输出端连接所述外部检测设备，用于将所述放大电路放大后的电压值进行比较，并将比较结果输出至所述外部检测设备；所述外部检测设备接收所述比较电路输出的比较结果，依据比较结果判断与该功率单元电路相连的旁路单元电路是否旁路成功。2.根据权利要求1所述的功率单元检测电路，其特征在于，所述旁路检测电路还包括：与所述比较电路的输出端连接的保护电路。3.根据权利要求2所述的功率单元检测电路，其特征在于，所述保护电路包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管和所述第二二极管并联反向连接，其中，所述第一二极管的正极接地，所述第一二极管的负极连接所述第二二极管的正极，所述第二二极管的负极连接外部电源；所述第一二极管的负极与所述第二二极管的正极共同与所述比较电路的输出端连接。4.根据权利要求1所述的功率单元检测电路，其特征在于，所述放大电路包括运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻；其中，所述第一电阻的一端与所述功率单元电路的第一输出端连接，所述第一电...

【专利技术属性】
技术研发人员：李肇帆，
申请(专利权)人：深圳市英威腾电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：