[发明专利]逆变器及其过流保护方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种电源转换技术，且特别是有关于一种逆变器及其过流保护方法。

背景技术

在逆变器的设计中，为了保护整体电路运作稳定性，设计者通常会在逆变器中加入过流保护电路，以使大电流流经逆变器的电路中时，启动对应的过流保护机制以保护整个电路不受损坏。

在现有技术中，过流保护电路一般会在逆变器的输出侧进行电流取样，藉以根据所取样到的电流来判断逆变器是否发生过流。但是由于逆变器的输出一般含有直流成分，因此传统的过流保护电路一般还必需使用霍尔传感器（Hall sensor）来做为电流取样电路。然而，霍尔传感器一般都有高延迟与高损耗的缺点，使得过流保护电路无法在逆变器发生过流时立即启动过流保护机制。

此外，由于逆变器的输出侧通常还会与由电容和电感所组成的滤波电路相连。于此组态下，在逆变器接入纯容性负载的瞬间，会使得逆变器的交流输出电压产生严重的反向跌落，从而令逆变器产生较大的浪涌电流（surge current），而在短时间内（如数微秒）使流经电感的电流大幅地上升（如数百安培）。上述传统的过流保护电路并无法对此一情形有效地进行过流保护。

发明内容

本发明提供一种逆变器及其过流保护方法，其可在逆变器发生过流时快速地启动过流保护机制。

本发明的逆变器包括逆变电路、滤波电容以及过流保护电路。逆变电路用以将直流输入电压转换为交流输出电压，以提供交流输出电压予负载。滤波电容并接于逆变电路与负载。过流保护电路耦接逆变电路与滤波电容，用以提供过流保护机制。其中，过流保护电路检测滤波电容上的交流电流，并且依据交流电流决定是否启动过流保护机制，以限制逆变电路的电源转换运作。

在本发明一实施例中，过流保护电路包括电流取样单元、过流判断单元以及限流单元。电流取样单元耦接滤波电容。电流取样单元用以取样交流电流，并且对所取样的交流电流进行整流以产生取样电流讯号。过流判断单元耦接电流取样单元。过流判断单元用以依据取样电流讯号产生过流判断讯号，其中过流判断讯号指示取样电流讯号与参考值之间的相对关系。限流单元耦接逆变电路与过流判断单元，用以依据过流判断讯号而决定是否启动过流保护机制。

在本发明一实施例中，当取样电流讯号大于等于参考值时，限流单元依据过流判断讯号而启动过流保护机制，以限制逆变电路的电源转换运作，以及当取样电流讯号小于参考值时，限流单元依据过流判断讯号而不启动过流保护机制，以使逆变电路正常工作。

在本发明一实施例中，电流取样单元包括电流互感器以及整流器。电流互感器具有一次侧绕组与二次侧绕组，其中一次侧绕组与滤波电容相互串接。整流器耦接电流互感器的二次侧绕组，以根据二次侧绕组上的讯号产生取样电流讯号。

在本发明一实施例中，过流判断单元包括比较器。比较器具有第一输入端、第二输入端以及输出端。第一输入端耦接整流器以接收取样电流讯号，第二输入端接收参考值，以及输出端输出过流判断讯号。

在本发明一实施例中，限流单元包括驱动电路。驱动电路耦接逆变电路与比较器的输出端，用以依据过流判断讯号控制逆变电路的开关切换。

本发明的逆变器的过流保护方法包括以下步骤：检测滤波电容上的交流电流，其中滤波电容并接于逆变电路与负载；以及依据交流电流决定是否启动过流保护机制以限制逆变电器的电源转换运作。

在本发明一实施例中，检测滤波电容上的交流电流的步骤包括：取样交流电流；以及对所取样的交流电流进行整流以产生取样电流讯号。

在本发明一实施例中，依据交流电流决定是否启动过流保护机制以限制逆变电器的电源转换运作的步骤包括：比较取样电流讯号与参考值；若取样电流讯号大于等于参考值，启动过流保护机制，以限制逆变器的电源转换运作；以及若取样电流讯号小于参考值，不启动过流保护机制，以使逆变器正常工作。

基于上述，本发明实施例提出一种逆变器及其过流保护方法。所述逆变器可藉由检测滤波电容上的交流电流来做为决定是否启动过流保护机制的依据，因此本发明实施例的逆变器可在发生过流时快速地进行过流保护。更具体地说，由于滤波电容上的电流变化会超前于电压变化，因此当逆变器的交流输出电压发生瞬变时，逆变器即可反应于滤波电容上的交流电流而提前启动过流保护机制，使得逆变器不会因其本身硬件或软件的延迟而造成过流保护机制无法适时地对逆变器进行限流，进而提高逆变器电源转换运作的稳定性。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明