[發明專利]母線電容的硬件保護裝置、保護方法和一種用電電路

在審

• 申請號: 202011098367.3
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112271700A
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 杜斌;孫一嘉;俞賢橋;盛明強
• 申請（專利權）人: 珠海格力電器股份有限公司
• 主分類號: H02H7/122
• 分類號: H02H7/122;H02M7/483
• 代理公司: 北京細軟智谷知識產權代理有限責任公司 11471
• 代理人: 牛晴

本發明涉及一種母線電容的硬件保護裝置、保護方法和一種用電電路，所述母線電容的硬件保護裝置，包括：采樣模塊，用于分別采集上母線電容和下母線電容的電壓；計算模塊，用于計算上母線電容和下母線電容的電壓差值；第一判斷模塊，用于判斷所述電壓差值是否在預設范圍內，以得到第一判斷結果；控制模塊，用于根據所述第一判斷結果控制直流接觸器的工作狀態。本發明所述母線電容的硬件保護裝置通過在原有變流器的母線電容上使用運放搭建母線電容分壓不均衡和母線電容過壓的硬件保護電路，解決了以往軟件保護不及時、軟件計算錯誤等問題，能夠實現當母線電容電壓異常情況下快速斷開直流接觸器，從而保護設備及負載，提高設備的用電可靠性。

技術領域

本發明涉及電路保護技術領域，具體涉及一種母線電容的硬件保護裝置、保護方法和一種用電電路。

背景技術

目前，光伏空調中三相變流器的主拓撲采用的是T型三電平。如圖1所示，在三電平變流器中，光伏接入以后通過直流母線引出P、M、N三個點。其中P、N分別為光伏的正負極，M為光伏的中點電位，即U_PM＝U_MN。假設光伏輸入的直流電壓為U_dc，那么理論上P、M點的電壓U_PM＝U_dc/2，N、M點的電壓U_MN＝U_dc/2。然而實際并非如此，由于兩個母線電容的選擇不可能完全相同、整流電路對母線電容充放電、一相端點接到了直流母線電容中點等原因，一旦流過兩電容的電流不對稱，那么M點的電位容易發生漂移，很難穩定在中點電位。

母線電壓是否均衡影響著逆變器的輸出，使加在負載上的電壓產生偏移，形成不對稱的三相電流。反過來，三相電流的不對稱又會進一步造成母線電壓的波動，使得變流器輸出更受影響。當出現加減載等動態工況時，三相電流幅值和頻率將會實時變化，使流經兩個電容的電流不對稱，從而拉大兩電容電壓均值之差。同時若光伏輸出電壓異常時易導致母線電容電壓過壓。因此容易導致電容爆炸、負載損壞、影響電網質量等問題。

現有技術是通過采集P、M和M、N兩處的電壓，將其傳到DSP進行分析處理，然后僅通過DSP控制直流接觸器通斷，如圖2所示。但由于采樣電路輸出的采樣信號需要經過DSP芯片計算、處理才能控制直流接觸器關斷。因此其處理時間較長，響應速度較慢。同時由于極性電容所承受的電壓波動范圍很小，因此軟件難以及時對電路或負載等進行有效的保護。此外，光伏無法并入時難以確定直流接觸器是否閉合。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種母線電容的硬件保護裝置、保護方法和一種用電電路。

為實現以上目的，本發明采用如下技術方案：一種母線電容的硬件保護裝置，包括：

采樣模塊，用于分別采集上母線電容和下母線電容的電壓；

計算模塊，用于計算上母線電容和下母線電容的電壓差值；

第一判斷模塊，用于判斷所述電壓差值是否在預設范圍內，以得到第一判斷結果；

控制模塊，用于根據所述第一判斷結果控制直流接觸器的工作狀態。

可選的，所述采樣模塊包括：差分采樣電路；

所述差分采樣電路的輸入端分別與上母線電容的兩端和下母線電容的兩端相連接；所述差分采樣電路的兩個輸出端輸出：上母線電容電壓值和下母線電容電壓值分別按相同采樣比例縮小后的電壓值。

可選的，所述計算模塊包括：減法器；所述減法器用于對所述差分采樣電路輸出的電壓進行硬件處理。

可選的，所述第一判斷模塊包括：雙限比較器；

所述雙限比較器的輸入端與所述減法器的輸出端相連接；所述預設范圍是根據所述雙限比較器的門限電壓確定的。

可選的，所述硬件保護裝置還包括：