[发明专利]逆变器前级保护系统

说明书

技术领域

本发明涉及电能变换装置中的一种保护系统，尤其涉及一种可以实现保护逆变器中开关管的装置。

背景技术

为了确保逆变器系统的可靠性及稳定性，在系统的输入端加入了一种缓启动电路保护装置。由可知辅助电源的工作开启电压为120V，在其输出电压开始上升并趋于稳定的过程中，前级交错并联BOOST电路及后级全桥逆变电路的功率开关管均有可能出现占空比异常的情况，甚至会发生全桥逆变电路开关管直通的可能。

在逆变器系统输入侧加入一输入继电器RL₁（如图1所示）。当辅助电源未到开启电压时，继电器RL₁截止，整个系统中除了辅助电源之外无其他器件带有主电；当输入电压到达120V时，第一路辅助电源及第二路辅助电源同时开始工作，待其输出电压建立起来之后由单片机控制继电器RL₁吸合，将主电加到前级直流变换器上。

但通过实际分析及仿真验证发现对并不完善，还具有以下两个问题：

1)当继电器RL₁吸合瞬间，输入电容C_in两端电压会在极短的时间内突变到120V，这将在输入电容上产生一很大的充电电流，容易对器件造成损坏。

2)输入继电器吸合时，由于母线电容C_bus比输入电容C_in大得多，将导致电容C_in两端电压上升到120V时母线上的电压刚刚充到一个很小的值，此时有U_bus＜＜U_in。由对BOOST电路的原理分析可知，要维持开关管截止时电感电流下降必需要使其输出电压大于输入电压。而上述这种情况电感电流是不会出现下降情况的，其电流波形时序分析如图2所示，仿真波形如图3所示。从时序图和仿真图中均可看出，由于继电器吸合后母线电压的抬升需要一段时间，而在这段母线电压的建立过程中，电感电流会一直上升并产生一个很大的尖峰，造成电路的工作异常甚至烧毁器件。

因此，基于上述两点原因，为了实现输入电压的突加，在逆变器系统输入端加入合理的硬件缓启动电路是必然的。

发明内容

本发明的技术效果能够克服上述缺陷，提供一种逆变器前级保护系统，其对逆变器中开关管保护。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：其包括逆变器系统，在逆变器系统输入侧加入继电器R_L2、电阻R1及二极管D3构成的充电缓启动回路，继电器R_L2与继电器R_L1串接，继电器R_L2连接电阻R1、二极管D3。

本发明的逆变器前级保护系统，在加入了硬件缓启动电路后电感电流的尖峰有了明显的减小，有效避免了功率器件的损坏。

附图说明

图1为现有逆变器示意图；

图2为本发明的前级直流变换器示意图；

图3为硬件缓启动仿真示意图。

具体实施方式

如图2所示，本发明的逆变器前级保护系统，包括逆变器系统，在逆变器系统输入侧加入继电器R_L2、电阻R1及二极管D3构成的充电缓启动回路，继电器R_L2与继电器R_L1串接，继电器R_L2连接电阻R1、二极管D3。硬件缓启动实现

由上对前级直流变换器突加输入时的分析可知，造成电感电流一直上升的主要原因是由于上电过程中母线电压建立时间过长所导致的，而构造一充电回路单独为电容C_in及C_bus充电为解决上述问题提供了一种简单可行的方法。基于上述思路，系统在图1的基础上加入一由继电器RL₂、电阻R₁及二极管D₃构成的充电缓启动回路如图2所示，通过单片机控制继电器的选通即可实现缓启动效果。

下面详细分析其缓启动原理：

1)模态一：此时，光伏阵列的输出U_PV小于辅助电源的开启电压120V，继电器RL₁及RL₂均不工作，光伏阵列的输出相当于断路。