[实用新型]一种具有故障诊断功能的双向双buck逆变器

说明书

本实用新型公开了一种具有故障诊断功能的双向双buck逆变器，利用电压电流传感器采集逆变器直流母线电压和交流并网电流，经采样电路至控制器，由控制器根据直流母线电压和交流并网电流的状态变量和当前周期输出开关信号判断正常工作状态或故障工作状态，正常工作状态下控制器根据下一周期状态变量输出控制开关信号，经隔离驱动电路发送至逆变器功率开关管的驱动端，故障工作状态下控制器进行故障诊断，对故障开关管进行故障报警与定位。本实用新型系统响应快，实时性和可靠性高，诊断时所需输入量少，无需增加额外的检测电路，快速诊断和定位出逆变器系统的故障，可以有效的提升直流微网的运行环境，保证系统安全可靠运行。

技术领域

本实用新型涉及双向电力电子变换器技术领域，尤其涉及一种具有故障诊断功能的双向双buck逆变器。

背景技术

环境恶化、能源短缺等问题促使电力行业积极寻找能源建设突破口。近年来，我国不断减少电力行业的碳排放量，大力推进可再生能源和新能源发展，为了适应国家新能源发展战略，使分布式电源得到充分开发和利用，将各类分布式电源通过不同层次的微电网接入电网并网运行，可以高效利用分布式电源。

微网作为一种新型高效的新能源架构，将分布式电源、相关负荷、电力电子变换器、储能设备以及监控保护模块聚集在一起而组成可实现高度自治的小型发配电系统。而直流微网中需要一个双向DC-AC接口变换器来接入交流电网以确保能量交互。而直流微网中大量的随机波动性的可再生能源以及负荷单元，会对直流母线电压乃至整个微网造成扰动冲击，为了保证直流微网的安全稳定运行，一款直流母线电压以及双向功率流可控的高效率、高可靠性并网双向DC-AC变换器就显得至关重要。

双向双buck逆变器克服了桥式结构的缺点，不存在开关管串接现象，无桥臂直通问题，无需设置死区时间，且续流回路由二极管代替体二极管，在传统双buck逆变器的基础上进一步提升功率密度。而电子电子装置逆变器常作为生产过程中能源系统中的关键设备也是较为薄弱的环节，因装置故障造成的损失巨大。因此电力电子电路的在线故障诊断能够在第一时间报警诊断和定位出逆变器系统的故障，做到及时维修或在线补救，减少意外停机时间，保护设备以及系统人员的安全，并且在故障诊断的基础上进行冗余设计和调整容错控制，可以大大提高系统的可靠性。

发明内容

针对上述现有技术不足，本实用新型提供一种具有故障诊断功能的双向双buck逆变器，无需增加额外的检测电路，实现对故障开关器件的故障报警与定位。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种具有故障诊断功能的双向双buck逆变器，包括：直流源Ud、功率开关管VT1、功率开关管VT2、功率开关管VT3、功率开关管VT4、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、滤波电容Cd、滤波电感L1和滤波电感L2，所述直流源Ud与滤波电容Cd并联，所述直流源Ud的一端与二极管D1的阴极、二极管D2的阴极、功率开关管VT3的漏极以及功率开关管VT4的漏极连接，所述直流源Ud的另一端与功率开关管VT1的源极、功率开关管VT2的源极、二极管D3的阳极以及二极管D4的阳极连接，所述二极管D1的阳极与功率开关管VT1的漏极、滤波电感L1的一端连接，所述二极管D2的阳极与功率开关管VT2的漏极、滤波电感L2的一端连接，所述二极管D3的阴极与功率开关管VT3的源极、滤波电感L1的另一端连接，所述二极管D4的阴极与功率开关管VT4的源极、滤波电感L2的另一端连接，所述滤波电感L1的另一端和滤波电感L2的另一端与电网Ug连接。

进一步地，所述功率开关管VT1、功率开关管VT2、功率开关管VT3和功率开关管VT4的驱动端连接一控制终端。

进一步地，所述控制终端包括用于检测逆变器直流母线电压的电压传感器、用于检测逆变器交流并网电流的电流传感器、控制器以及隔离驱动电路，所述电压传感器和电流传感器的输出端均经一采样电路与控制器连接，所述控制器经隔离驱动电路与功率开关管VT1、功率开关管VT2、功率开关管VT3和功率开关管VT4的驱动端连接。