[發明專利]一種帶漏電保護功能的正弦波逆變器

有效

• 申請號: 201410044708.7
• 申請日: 2014-02-07
• 公開（公告）號: CN103746344A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 周洋;周煜
• 申請（專利權）人: 蘇州雷克森能源科技有限公司
• 主分類號: H02H7/122
• 分類號: H02H7/122;H02M7/44
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本專利涉及電力變換技術領域，為將低壓直流電逆變成常規220V正弦交流電的正弦逆變技術，具體為一種具有漏電保護的正弦波逆變器。按照國際專利目錄索引（IPC）屬于電學部（H部），電力的發電、變電及配電分部（H02部），交流和交流之間，交流和直流之間，或直流和直流之間以及用于電源或類似的電力系統的變換設備；直流或交流輸入功率轉變為浪涌功率輸出；以及它們的控制或調節（H02M）。

背景技術

近年由于汽車等蓄電池儲能設備的大量普及應用，導致直流儲能場所的電力應用廣泛。但由于常規電力電子設備基本都是使用交流電源供電，因此，推動了直流電到交流電變換技術的飛速發展，由此產生的正弦波逆變器已經廣泛應用在車載移動辦公，野外電力工程，太陽能獨離發電系統等領域。

現有的正弦波逆變器（如附圖1示意），包括直流斬波電路，升壓電路，全橋逆變電路，濾波輸出電路，電壓檢測電路，溫度檢測電路及保護電路組成。通常由一個微控制器產生直流斬波波形，驅動斬波電路將直流電轉換成高頻的交流電，然后經高頻變壓器升壓，將低壓的交變電轉換成高壓的交流電。另一個微控制器產生SPWM波驅動全橋整流電路，輸出符合正弦規律的工頻交流電，然后經濾波電路過濾諧波信號，輸出純凈的交流工頻電。

但是這類逆變器通常應用于汽車車載設備，野外電力工程，太陽能家庭獨立發電系統等，使用環境比較惡劣，如汽車上到處都有金屬導電部分，而且汽車的金屬導體部分都是與蓄電池的負極連接的，當發生設備漏電，或者人身誤觸電時，由于逆變器自身沒有漏電保護裝置，使用時存在一定的安全隱患。

與本發明最接近的技術是美固電子（深圳）有限公司申請的，公告號為?202586293U的“一種車載逆變器的漏電保護電路及相應的車載逆變器”，其中漏電檢測電路部分采用并聯于交流輸出端AC1、AC2之間的絕緣電阻檢測電路檢查絕緣電阻，然后將檢測得到的絕緣電阻值傳送到比較器于預先設定的標準絕緣電阻進行比較，當比較到檢測的絕緣電阻值發生變化時，比較電路輸出故障信號驅動后面的保護電路動作。

發明內容

本發明要解決的問題是，針對現有的正弦波逆變器不具有交流輸出漏電保護的缺陷，提供一種性能可靠的，具有高靈敏度的正弦波逆變器。

本發明區別于最接近技術的是，由于絕緣電阻受使用環境濕度，環境溫度的變化存在一定幅度的波動，由此檢測的絕緣電阻也會產生偏差，但比較器預先設計的參考值卻不回變化同，由此可能會存在誤動作或者保護實效等問題。本發明采取比較交流輸出流過相線，N線上的電流來判斷是否有漏電情況發生。具體方式是在傳統的正弦波逆變器電路拓撲結構上，增加交流輸出的相線與N線之間的電流檢測電路，正常情況下，由于交流輸出的相線及N線之間構成環型通路，流過相線與N線間的電流是完全相等的。根據繼而基爾霍夫電流定律，相線流出電流與N線的流入電流完全相等，方向相反，電流的矢量和為零。當發生漏電時，流過相線和N線上的電流不完全相等，通過檢測相線和N線之間的電流差，并經微控制器2采集這個信號，與微控制器內部設定值進行比較判斷，從而啟動保護功能，停止逆變電路，完全停止交流輸出，可有效保護人身安全。

附圖說明

附圖1，帶漏電保護功能逆變器拓撲框圖。

附圖2，電流檢測電路示意圖。

附圖3，漏電信號轉換電路原理示意圖。

附圖4，國際電工委員會人體安全電流極限值曲線圖。

具體實施方式

?參考附圖1，本逆變器由2個微控制器組成，微控制器分配為直流控制單元，當蓄電池電壓正常進，微控制器1的11腳，14腳輸出互補的一對高頻方波型號，驅動斬波電路交替工作，實現將直流電轉這成高頻交變的低壓交流電。

高頻交變的低壓交流電，通過高頻升壓變壓器，轉換成高頻高壓的交流電，且實現與蓄電池直流信號的完全隔離。變壓器副繞組為交流部分微控制器2的供電電源，實現蓄電池直流信號的完全隔離。

蓄電池電壓經采集后，分別送入低壓比較器和高壓比較器，與比較器預先設定閥值比較，判斷是否存在蓄電池欠電壓或者過電壓情況，如蓄電池電壓異常，微控制器1得到比較器的異常信號后，啟動相應的低壓或者高壓保護。

本逆變器采取直流、交流雙重過載保護功能，其中微控制器1?作微控制核心的直流過載保護單元，還兼備根據直流電流大小啟動并調節三熱風扇轉速的功能。