[實用新型]防止太陽能逆變器中串聯(lián)電解電容電壓不平衡的電路裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120471699.1
• 申請日: 2011-11-24
• 公開（公告）號: CN202424497U
• 公開（公告）日: 2012-09-05
• 發(fā)明（設計）人: 李劍鐸
• 申請（專利權）人: 上海煦達新能源科技有限公司
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32
• 代理公司: 上海宏威知識產(chǎn)權代理有限公司 31250
• 代理人: 郭春遠

技術領域

本實用新型涉及國際分類H02J供電或配電的電路裝置或系統(tǒng)；電能存儲系統(tǒng)或H03G放大的控制技術領域，特別是一種防止太陽能逆變器中串聯(lián)電解電容電壓不平衡的電路裝置。?

背景技術

太陽能逆變器是一種將太陽能面板發(fā)出來的直流電轉(zhuǎn)換成可以接入公共電網(wǎng)的交流電的電力電子裝置。?

現(xiàn)有典型的太陽能逆變器將會包括以下幾個部分:直流-直流變換器(DC-DC),直流-交流逆變器(DC-AC),系統(tǒng)控制器(Controller)及輔助電源(SPS,Supplementary?Power?Supply)。?

如圖2所示，Cp與Cn作為直流母線連接DC-DC與DC-AC，為前后電路提供穩(wěn)定的電壓和吸收紋波電流。?

在實際的太陽能逆變器工作過程中，直流母線電壓最高可達600V以上，而市面上較常見的電解電容耐壓都無法滿足這一電壓要求。為了滿足直流母線電壓的要求，電解電容必須串聯(lián)使用。但是當鋁電解電容串聯(lián)時候，也需確保加在每個電容上的電壓不能超過其最大允許電壓。在這種情況下，必須考慮整個母線電壓按串聯(lián)電容的絕緣電阻來分配。由于單個電容的絕緣阻抗差異性很大，電壓分配差異也許會很大，可能會導致單個電容上的電壓超過允許值。?

為了確保在電解電容上的電壓是在本體的安全電壓范圍內(nèi)，一般采用均壓電阻來強制均壓的方法，給每個電容器并聯(lián)一個均壓電阻。流過電阻Rp和Rn的電流必須遠大于電容器的漏電流，否則電阻無法控制電壓分配過程。?

這種利用均壓電阻來強制串聯(lián)電解電容均壓的方法，會使均壓電阻長期處于工作狀態(tài)下，功耗巨大，不僅影響系統(tǒng)整體效率，還為散熱增加難度，也為長期穩(wěn)定運行帶來隱患，特別是在高輸入電壓的情況下功耗更顯著。?

已公開專利文獻中，也有個別相關技術方案，但并不能直接應用，如專利申請?zhí)?00580030190提供了一種超級電容器電壓平衡設備（2），其連接到具有Ｎ個串聯(lián)的單個超級電容器（10）的超級電容器模塊（1），用于對模塊中的單個超級電容器的電壓進行優(yōu)化。該電壓平衡設備包括：連接裝置（3），用于將所述電壓平衡設備（2）連接到所述超級電容器模塊（1）；選擇器單元（21），用于選擇性地連接一組Ｐ個單個超級電容器（10），其中Ｐ＜Ｎ，以同時對其進行電壓優(yōu)化處理；電壓測量單元（22），用于確定所選擇的一個（或多個）超級電容器（10）的電壓；充電調(diào)節(jié)單元（2?

3），其包括用于與Ｐ個超級電容器（10）并聯(lián)來同時調(diào)節(jié)所述Ｐ個單個超級電容器的電壓的電壓調(diào)節(jié)裝置；控制器（24），用于控制選擇器單元（21）、電壓測量單元（22）和充電調(diào)節(jié)單元（23），并且其包括估計裝置，以便確定所述單個超級電容器中的哪一個要進行電壓優(yōu)化處理。?

又如專利申請?zhí)?00720030861一種法拉電容多級串聯(lián)電壓均衡電路，該電路包括法拉電容（Ｃ1）和（Ｃ2），可控硅（Ｄ1）和（Ｄ2），限流電阻（Ｒ1）和（Ｒ2），法拉電容（Ｃ1）的正極接5Ｖ電壓，法拉電容（Ｃ?1）的負極接法拉電容（Ｃ2）的正極，法拉電容（Ｃ2）的負極接地，法拉電容（Ｃ1）的正極接可控硅（Ｄ1）的陰極，可控硅（Ｄ1）的控制極與可控硅（Ｄ1）的陰極短路；可控硅（Ｄ1）的陽極接限流電阻（Ｒ1），限流電阻（Ｒ1）接法拉電容（Ｃ1）的負極及可控硅（Ｄ2）的負極，可控硅（Ｄ2）的控制極與可控硅（Ｄ2）的負極短路，可控硅（Ｄ2）的陽極接限流電阻（Ｒ2），限流電阻（Ｒ2）的另一端接地。?

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種防止太陽能逆變器中串聯(lián)電解電容電壓不平衡的電路裝置。?

本實用新型的發(fā)明目的是通過如下技術措施實現(xiàn)的：對串聯(lián)電容的電壓增加電壓差判斷電路，同時在均壓電阻前增加選擇電路。?

本實用新型的有益效果是，增加電壓差判斷電路和選擇電路，避免電壓分配不均，顯著降低能耗，克服太陽能逆變器中串聯(lián)電解電容電壓不平衡，相比現(xiàn)有技術方案損耗顯著降低，提高系統(tǒng)效率，降低系統(tǒng)發(fā)熱，以保證太陽能逆變器可以長期高效穩(wěn)定運行。?

附圖說明

圖1是現(xiàn)有典型的太陽能逆變器電路結(jié)構(gòu)示意圖?

圖2是現(xiàn)有典型的太陽能逆變器電路結(jié)構(gòu)中的串聯(lián)電解電容示意圖?

圖3是本實用新型改進的防止串聯(lián)電解電容電壓不平衡的電路示意圖?

具體實施方式

從前面的分析中可以看到：均壓電阻強制均壓法有諸多缺點，為此需要對串聯(lián)電容的電壓增加電壓差判斷電路，同時在均壓電阻前增加選擇電路。?

下面結(jié)合具體實施方式，進一步闡述本發(fā)明。?