本技術(shù)涉及電力電子，具體涉及一種容錯裝置、功率轉(zhuǎn)換設(shè)備、供電系統(tǒng)和功率轉(zhuǎn)換電路的容錯方法。

背景技術(shù)：

1、在新能源領(lǐng)域，雙有源橋微型逆變器因具有體積小、成本低、效率高等優(yōu)點，應(yīng)用越來越廣泛。在實際應(yīng)用中，雙有源橋微型逆變器可能會在各種復(fù)雜工況下因硬件或者軟件的問題，出現(xiàn)副邊開關(guān)管的控制時序錯誤，導(dǎo)致副邊電流無法正常續(xù)流，引發(fā)副邊開關(guān)管的應(yīng)力損壞風(fēng)險，影響雙有源橋微型逆變器的運行。因此，有必要提出雙有源橋微型逆變器的控制容錯設(shè)計。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本技術(shù)提供一種容錯裝置、功率轉(zhuǎn)換設(shè)備、供電系統(tǒng)和功率轉(zhuǎn)換電路的容錯方法，能夠在副邊開關(guān)管的控制時序錯誤時，保證副邊開關(guān)管的安全和功率轉(zhuǎn)換電路的正常運行。

2、本技術(shù)第一方面提供一種容錯裝置，應(yīng)用于功率轉(zhuǎn)換電路。功率轉(zhuǎn)換電路包括原邊橋式電路、變壓器和副邊橋式電路，原邊橋式電路的第一端連接變壓器的原邊，原邊橋式電路的第二端用于連接直流電源或直流負載，副邊橋式電路的第一端連接變壓器的副邊，副邊橋式電路的第二端用于連接交流負載或交流電源；其中副邊橋式電路包括串聯(lián)的第一副邊橋臂和第二副邊橋臂，第一副邊橋臂包括串聯(lián)的兩個雙向開關(guān)，兩個雙向開關(guān)均包括反向串聯(lián)的外管和內(nèi)管，第二副邊橋臂包括串聯(lián)的第一電容和第二電容。容錯裝置包括容錯保護電路，容錯保護電路與功率轉(zhuǎn)換電路相連，其中，容錯保護電路用于獲取副邊橋式電路的外管控制信號和內(nèi)管控制信號，在兩個外管的外管控制信號同時為斷開控制信號時，輸出容錯后的外管控制信號給兩個外管；容錯后的外管控制信號用于控制兩個外管的其中一個導(dǎo)通；和/或，在兩個內(nèi)管的內(nèi)管控制信號同時為斷開控制信號時，輸出容錯后的內(nèi)管控制信號給兩個內(nèi)管；容錯后的內(nèi)管控制信號用于控制兩個內(nèi)管的其中一個導(dǎo)通。

3、在一實施例中，容錯保護電路還用于在兩個外管的外管控制信號不同時為斷開控制信號時，輸出獲取到的外管控制信號給兩個外管；和/或，在兩個內(nèi)管的內(nèi)管控制信號不同時為斷開控制信號時，輸出獲取到的內(nèi)管控制信號給兩個內(nèi)管。

4、在一實施例中，容錯保護電路包括第一容錯處理電路和第二容錯處理電路。第一容錯處理電路包括相連的第一邏輯單元和第一選擇單元。其中，第一邏輯單元用于在兩個外管控制信號同時為第一電平時，輸出第一選擇信號給第一選擇單元；以及，在兩個外管控制信號同時為第二電平，或者其中一個外管控制信號為第一電平且另一個外管控制信號為第二電平時，輸出第二選擇信號給第一選擇單元。第一選擇單元用于在接收到第一選擇信號時，將第二電平作為其中一個外管的外管控制信號，且將另一個外管的外管控制信號保持不變，從而得到兩個外管的容錯后的外管控制信號；以及，在接收到第二選擇信號時，將兩個外管的外管控制信號保持不變。第二容錯處理電路包括相連的第二邏輯單元和第二選擇單元。其中，第二邏輯單元用于在兩個內(nèi)管的內(nèi)管控制信號同時為第一電平時，輸出第一選擇信號給第二選擇單元；以及，在兩個內(nèi)管的內(nèi)管控制信號同時為第二電平，或者其中一個內(nèi)管控制信號為第一電平且另一個內(nèi)管控制信號為第二電平時，輸出第二選擇信號給第二選擇單元。第二選擇單元用于在接收到第一選擇信號時，將第二電平作為其中一個內(nèi)管的內(nèi)管控制信號，且將另一個內(nèi)管的內(nèi)管控制信號保持不變，從而得到兩個內(nèi)管的容錯后的內(nèi)管控制信號；以及，在接收到第二選擇信號時，將兩個內(nèi)管的內(nèi)管控制信號保持不變。其中，第一電平與第二電平不同，第一電平用于驅(qū)動開關(guān)管斷開，第二電平用于驅(qū)動開關(guān)管導(dǎo)通。

5、在一實施例中，第一邏輯單元和第二邏輯單元均為或非門，第一選擇單元和第二選擇單元均為開關(guān)芯片。

6、在一實施例中，容錯裝置還包括調(diào)制電路，調(diào)制電路連接容錯保護電路，調(diào)制電路用于產(chǎn)生兩個外管的外管控制信號和兩個內(nèi)管的內(nèi)管控制信號，并向容錯保護電路傳輸兩個外管控制信號和兩個內(nèi)管控制信號。

7、本技術(shù)第二方面提供一種功率轉(zhuǎn)換設(shè)備。該功率轉(zhuǎn)換設(shè)備包括功率轉(zhuǎn)換電路和容錯保護電路，功率轉(zhuǎn)換電路包括原邊橋式電路、變壓器和副邊橋式電路，原邊橋式電路的第一端連接變壓器的原邊，原邊橋式電路的第二端用于連接直流電源或直流負載，副邊橋式電路的第一端連接變壓器的副邊，副邊橋式電路的第二端用于連接交流負載或交流電源；其中副邊橋式電路包括串聯(lián)的第一副邊橋臂和第二副邊橋臂，第一副邊橋臂包括串聯(lián)的兩個雙向開關(guān)，兩個雙向開關(guān)均包括反向串聯(lián)的外管和內(nèi)管，第二副邊橋臂包括串聯(lián)的第一電容和第二電容。容錯保護電路與功率轉(zhuǎn)換電路相連，其中，容錯保護電路用于獲取副邊橋式電路的外管控制信號和內(nèi)管控制信號，在兩個外管的外管控制信號同時為斷開控制信號時，輸出容錯后的外管控制信號給兩個外管；容錯后的外管控制信號用于控制兩個外管的其中一個導(dǎo)通；和/或，在兩個內(nèi)管的內(nèi)管控制信號同時為斷開控制信號時，輸出容錯后的內(nèi)管控制信號給兩個內(nèi)管；容錯后的內(nèi)管控制信號用于控制兩個內(nèi)管的其中一個導(dǎo)通。

8、在一實施例中，容錯保護電路還用于在兩個外管的外管控制信號不同時為斷開控制信號時，輸出獲取到的外管控制信號給兩個外管；和/或，在兩個內(nèi)管的內(nèi)管控制信號不同時為斷開控制信號時，輸出獲取到的內(nèi)管控制信號給兩個內(nèi)管。

9、在一實施例中，容錯保護電路包括第一容錯處理電路和第二容錯處理電路。第一容錯處理電路包括相連的第一邏輯單元和第一選擇單元。其中，第一邏輯單元用于在兩個外管控制信號同時為第一電平時，輸出第一選擇信號給第一選擇單元；以及，在兩個外管控制信號同時為第二電平，或者其中一個外管控制信號為第一電平且另一個外管控制信號為第二電平時，輸出第二選擇信號給第一選擇單元。第一選擇單元用于在接收到第一選擇信號時，將第二電平作為其中一個外管的外管控制信號，且將另一個外管的外管控制信號保持不變，從而得到兩個外管的容錯后的外管控制信號；以及，在接收到第二選擇信號時，將兩個外管的外管控制信號保持不變。第二容錯處理電路包括相連的第二邏輯單元和第二選擇單元。其中，第二邏輯單元用于在兩個內(nèi)管的內(nèi)管控制信號同時為第一電平時，輸出第一選擇信號給第二選擇單元；以及，在兩個內(nèi)管的內(nèi)管控制信號同時為第二電平，或者其中一個內(nèi)管控制信號為第一電平且另一個內(nèi)管控制信號為第二電平時，輸出第二選擇信號給第二選擇單元。第二選擇單元用于在接收到第一選擇信號時，將第二電平作為其中一個內(nèi)管的內(nèi)管控制信號，且將另一個內(nèi)管的內(nèi)管控制信號保持不變，從而得到兩個內(nèi)管的容錯后的內(nèi)管控制信號；以及，在接收到第二選擇信號時，將兩個內(nèi)管的內(nèi)管控制信號保持不變。其中，第一電平與第二電平不同，第一電平用于驅(qū)動開關(guān)管斷開，第二電平用于驅(qū)動開關(guān)管導(dǎo)通。

10、在一實施例中，當(dāng)功率轉(zhuǎn)換電路產(chǎn)生副邊電流時，其中一個雙向開關(guān)和變壓器的副邊始終構(gòu)成副邊電流的一續(xù)流回路，和/或，另一個雙向開關(guān)和變壓器的副邊始終構(gòu)成副邊電流的另一續(xù)流回路。

11、在一實施例中，施加于外管兩端的電壓和施加于內(nèi)管兩端的電壓始終處于預(yù)設(shè)的安全電壓范圍內(nèi)。

12、在一實施例中，功率轉(zhuǎn)換設(shè)備還包括調(diào)制電路，調(diào)制電路用于產(chǎn)生功率轉(zhuǎn)換電路的控制信號，其中功率轉(zhuǎn)換電路的控制信號包括原邊控制信號、外管控制信號和內(nèi)管控制信號，原邊控制信號用于控制原邊橋式電路中的開關(guān)管的通斷狀態(tài)，外管控制信號用于控制副邊橋式電路中的外管的通斷狀態(tài)，內(nèi)管控制信號用于控制副邊橋式電路中的內(nèi)管的通斷狀態(tài)。調(diào)制電路連接容錯保護電路，并用于向容錯保護電路傳輸兩個外管的外管控制信號和兩個內(nèi)管的內(nèi)管控制信號。

13、在一實施例中，原邊橋式電路包括串聯(lián)的第一原邊橋臂和第二原邊橋臂，第一原邊橋臂包括串聯(lián)的第一原邊開關(guān)管和第二原邊開關(guān)管，第二原邊橋臂包括串聯(lián)的第三原邊開關(guān)管和第四原邊開關(guān)管。

14、本技術(shù)第三方面提供一種供電系統(tǒng)，供電系統(tǒng)包括：直流電源和上述第二方面或第二方面任意一個實施例所述的功率轉(zhuǎn)換設(shè)備，直流電源連接原邊橋式電路的第二端，副邊橋式電路的第二端連接公共耦合點，直流電源包括儲能設(shè)備和光伏發(fā)電設(shè)備中的至少一個，公共耦合點用于連接電網(wǎng)和交流負載中的至少一個。

15、本技術(shù)第四方面提供一種功率轉(zhuǎn)換電路的容錯方法。該功率轉(zhuǎn)換電路包括原邊橋式電路、變壓器和副邊橋式電路，原邊橋式電路的第一端連接變壓器的原邊，原邊橋式電路的第二端用于連接直流電源或直流負載，副邊橋式電路的第一端連接變壓器的副邊，副邊橋式電路的第二端用于連接交流負載或交流電源；其中副邊橋式電路包括串聯(lián)的第一副邊橋臂和第二副邊橋臂，第一副邊橋臂包括串聯(lián)的兩個雙向開關(guān)，兩個雙向開關(guān)均包括反向串聯(lián)的外管和內(nèi)管，第二副邊橋臂包括串聯(lián)的第一電容和第二電容；功率轉(zhuǎn)換電路還與容錯保護電路相連，容錯方法由容錯保護電路執(zhí)行。該功率轉(zhuǎn)換電路的容錯方法包括：獲取副邊橋式電路的外管控制信號和內(nèi)管控制信號；在兩個外管的外管控制信號同時為斷開控制信號時，輸出容錯后的外管控制信號給兩個外管；容錯后的外管控制信號用于控制兩個外管的其中一個導(dǎo)通；和/或，在兩個內(nèi)管的內(nèi)管控制信號同時為斷開控制信號時，輸出容錯后的內(nèi)管控制信號給兩個內(nèi)管；容錯后的內(nèi)管控制信號用于控制兩個內(nèi)管的其中一個導(dǎo)通。

16、在一實施例中，容錯方法還包括：在兩個外管的外管控制信號不同時為斷開控制信號時，輸出獲取到的外管控制信號給兩個外管；和/或，在兩個內(nèi)管的內(nèi)管控制信號不同時為斷開控制信號時，輸出獲取到的內(nèi)管控制信號給兩個內(nèi)管。

17、在一實施例中，容錯保護電路包括第一容錯處理電路和第二容錯處理電路，第一容錯處理電路包括相連的第一邏輯單元和第一選擇單元，第二容錯處理電路包括相連的第二邏輯單元和第二選擇單元?；诖?，在兩個外管的外管控制信號同時為斷開控制信號時，輸出容錯后的外管控制信號給兩個外管的過程包括：在兩個外管控制信號同時為第一電平時，通過第一邏輯單元輸出第一選擇信號；通過第一選擇單元響應(yīng)于第一邏輯單元輸出的第一選擇信號，將第二電平作為其中一個外管的外管控制信號，且將另一個外管的外管控制信號保持不變，從而得到兩個外管的容錯后的外管控制信號。相應(yīng)的，在兩個外管的外管控制信號不同時為斷開控制信號時，輸出獲取到的外管控制信號給兩個外管的過程包括：在兩個外管控制信號同時為第二電平，或者其中一個外管控制信號為第一電平且另一個外管控制信號為第二電平時，通過第一邏輯單元輸出第二選擇信號；通過第一選擇單元響應(yīng)于第一邏輯單元輸出的第二選擇信號，將兩個外管的外管控制信號保持不變。

18、另外，在兩個內(nèi)管的內(nèi)管控制信號同時為斷開控制信號時，輸出容錯后的內(nèi)管控制信號給兩個內(nèi)管的過程包括：在兩個內(nèi)管的內(nèi)管控制信號同時為第一電平時，通過第二邏輯單元輸出第一選擇信號；通過第二選擇單元響應(yīng)于第二邏輯單元輸出的第一選擇信號，將第二電平作為其中一個內(nèi)管的內(nèi)管控制信號，且將另一個內(nèi)管的內(nèi)管控制信號保持不變，從而得到兩個內(nèi)管的容錯后的內(nèi)管控制信號。相應(yīng)的，在兩個內(nèi)管的內(nèi)管控制信號不同時為斷開控制信號時，輸出獲取到的內(nèi)管控制信號給兩個內(nèi)管的過程包括：在兩個內(nèi)管的內(nèi)管控制信號同時為第二電平，或者其中一個內(nèi)管控制信號為第一電平且另一個內(nèi)管控制信號為第二電平時，通過第二邏輯單元輸出第二選擇信號；通過第二選擇單元響應(yīng)于第二邏輯單元輸出的第二選擇信號，將兩個內(nèi)管的內(nèi)管控制信號保持不變。其中，第一電平與第二電平不同，第一電平用于驅(qū)動開關(guān)管斷開，第二電平用于驅(qū)動開關(guān)管導(dǎo)通。

19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)至少具有以下優(yōu)點：

20、1、本技術(shù)通過為功率轉(zhuǎn)換電路增設(shè)容錯保護電路，在副邊控制信號錯誤驅(qū)動兩個外管都斷開的情況下，容錯保護電路可以對出錯的副邊控制信號進行容錯處理，利用容錯后的副邊控制信號主動控制其中一個外管導(dǎo)通，使得副邊電流可以通過導(dǎo)通的外管的溝道正常續(xù)流。在副邊控制信號錯誤驅(qū)動兩個內(nèi)管斷開的情況下，容錯保護電路也可以對出錯的副邊控制信號進行容錯處理，利用容錯后的副邊控制信號主動控制其中一個內(nèi)管導(dǎo)通，使得副邊電流可以通過導(dǎo)通的內(nèi)管的溝道正常續(xù)流。因此，即使發(fā)生控制時序錯誤，功率轉(zhuǎn)換電路也不會出現(xiàn)因副邊開關(guān)管的寄生電容續(xù)流升壓所導(dǎo)致的外管過應(yīng)力損壞的問題，所以，本技術(shù)可以實現(xiàn)副邊開關(guān)管和功率轉(zhuǎn)換電路的容錯保護，確保功率轉(zhuǎn)換電路的運行。

21、2、本技術(shù)容錯裝置可以在副邊控制信號錯誤的情況下確保副邊電流得以續(xù)流，也可以在副邊控制信號正常的情況下不影響副邊電流的正常續(xù)流和副邊橋式電路的正常運行。

22、3、本技術(shù)適用于副邊控制信號錯誤驅(qū)動兩個外管都斷開，或者，副邊控制信號錯誤驅(qū)動兩個內(nèi)管斷開，或者，副邊控制信號錯誤驅(qū)動兩個內(nèi)管和兩個外管都斷開的情況，也就是說，本技術(shù)可以適用多種控制時序錯誤的情況，因此，本技術(shù)適用范圍廣，控制簡單。而且，在副邊控制信號正常的情況下，本技術(shù)無需改變外管和內(nèi)管原有的控制邏輯，因此不會增加外管和內(nèi)管的控制復(fù)雜度，也不易出現(xiàn)控制邏輯混亂。

23、4、本技術(shù)容錯保護電路可以是硬件保護電路，對功率轉(zhuǎn)換電路的容錯保護可以更可靠、穩(wěn)定。