一種逆變器及其控制裝置、控制方法及逆變器系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及逆變器領(lǐng)域，尤其涉及一種逆變器及其控制裝置、控制方法及逆變器系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽(yáng)能(PV, photo-voltaic)電池把太陽(yáng)的光能直接轉(zhuǎn)化為電能，由于具有不受資源分布地域的限制，可在用電處就近發(fā)電、獲取能源花費(fèi)的時(shí)間短和能源質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用。
[0003]太陽(yáng)能逆變器(以下簡(jiǎn)稱為逆變器)是采用PV電池供電的逆變器，其主要功能是將太陽(yáng)能電池的直流電逆變成交流電。PV電池通過(guò)給母線(BUS)電容充電的形式給逆變器供電，而母線(BUS)電容兩端的電壓即為BUS電壓，也就是說(shuō)，BUS電壓可用于為逆變器中的輔助源電路和逆變電路等供電，其中，輔助源電路可為逆變器內(nèi)的各部件提供輔助供電，例如逆變電路。在PV電池接入逆變器的瞬間，逆變器的輔助源電路尚未啟動(dòng)，此時(shí)，PV電池以近似恒流源的形式給BUS電容充電，當(dāng)BUS電壓達(dá)到輔助源電路的啟動(dòng)電壓時(shí)，輔助源電路啟動(dòng)，在這個(gè)過(guò)程中PV電池持續(xù)給BUS電容充電，直到BUS電壓升高到PV電池的開(kāi)路電壓為止(但由于逆變器上會(huì)有很小的損耗，一般BUS電壓升高到略小于PV電池的開(kāi)路電壓時(shí)即停止充電)，可知BUS電壓與PV電池的開(kāi)路電壓相關(guān)聯(lián)。
[0004]逆變器內(nèi)部包括低壓器件，為了防止這些低壓器件被燒毀，逆變器的工作電壓不宜過(guò)大，也即BUS電壓不宜過(guò)大，進(jìn)而PV電池的開(kāi)路電壓也不能太大。PV電池的開(kāi)路電壓被限制，則BUS電容的充電速度被限制，進(jìn)而導(dǎo)致逆變器中輔助源電路和逆變電路的啟動(dòng)需要較長(zhǎng)時(shí)間，使得逆變器的啟動(dòng)速度較慢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種逆變器及其控制裝置、控制方法及逆變器系統(tǒng)，用于提高逆變器的啟動(dòng)速度。
[0006]第一方面，本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于逆變器的控制裝置，可包括:
[0007]過(guò)壓保護(hù)電路和檢測(cè)電路；
[0008]檢測(cè)電路，用于檢測(cè)逆變器的母線BUS電壓，并將檢測(cè)到的BUS電壓輸入到過(guò)壓保護(hù)電路，BUS電壓是指BUS電容兩端的電壓，BUS電壓用于為逆變器中的輔助源電路和逆變電路供電，輔助源電路用于為逆變電路提供輔助供電，BUS電容依靠太陽(yáng)能PV電池供電；
[0009]過(guò)壓保護(hù)電路，用于接收檢測(cè)電路輸入的BUS電壓，當(dāng)BUS電壓大于或者等于第一閾值時(shí)，控制PV電池短路，使得PV電池停止給BUS電容供電，以使BUS電壓下降；當(dāng)BUS電壓下降到第二閾值時(shí)，停止對(duì)PV電池的短路控制，使得PV電池繼續(xù)給BUS電容供電，以使BUS電壓上升，其中，第一閾值大于第二閾值，第一閾值小于或者等于逆變器的內(nèi)部器件所能承受的最大工作電壓，第二閾值大于或者等于輔助源電路的最小工作電壓。
[0010]在第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，過(guò)壓保護(hù)電路包括開(kāi)關(guān)Q1和控制單元，其中，Q1的第一連接端和第二連接端分別與PV電池的兩端連接，Q1的第三連接端與控制單元連接；控制單元，用于接收檢測(cè)電路輸入的BUS電壓，并在BUS電壓大于或者等于第一閾值時(shí)，控制Q1導(dǎo)通，以控制PV電池短路，使得PV電池停止給BUS電容供電，以使BUS電壓下降；在BUS電壓下降到第二閾值時(shí)，控制Q1斷開(kāi)，以停止對(duì)PV電池的短路控制，使得PV電池繼續(xù)給BUS電容供電，從而控制BUS電壓上升。
[0011]結(jié)合第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，過(guò)壓保護(hù)電路還包括:二極管Dl，D1的正極端與Q1連接，D1的負(fù)極端與BUS電容的正極端連接，D1用于在Q1導(dǎo)通時(shí)，防止Q1將BUS電容短路。
[0012]結(jié)合第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，過(guò)壓保護(hù)電路還包括:電感Ll，L1與Q1串聯(lián)并連接在PV電池兩端，L1用于當(dāng)Q1導(dǎo)通時(shí)，限制BUS電壓的上升速率；D1的正極端與L1和Q1之間的公共連接點(diǎn)連接，D1的負(fù)極端與BUS電容的正極端連接。
[0013]結(jié)合第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，過(guò)壓保護(hù)電路還包括:二極管D2、電感L2和電阻R，L2與Q1串聯(lián)并連接在PV電池兩端，R與L2并聯(lián)連接，D2的正極端與R和L2的公共連接點(diǎn)連接，D2的負(fù)極端與BUS電容的正極端連接；D2用于在Q1導(dǎo)通時(shí)，防止Q1將BUS電容短路，L2用于當(dāng)Q1導(dǎo)通時(shí)，限制BUS電壓的上升速率，R用于在Q1斷開(kāi)時(shí)，吸收L2中存儲(chǔ)的能量。
[0014]結(jié)合第一方面、第一方面的第一至第四種中任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，該控制裝置還可包括:瞬間啟動(dòng)電路，其中，瞬間啟動(dòng)電路包括:啟動(dòng)檢測(cè)單元、電流源單元和電流源關(guān)斷單元；啟動(dòng)檢測(cè)單元，用于檢測(cè)逆變器的BUS電壓，并將BUS電壓輸入到電流源單元；電流源單元，用于接收啟動(dòng)檢測(cè)單元輸入的BUS電壓，當(dāng)BUS電壓大于或等于第三閾值時(shí)，啟動(dòng)電流源單元，使得電流源單元給輔助源電路的內(nèi)部芯片充電以達(dá)到輔助源電路的內(nèi)部芯片的工作電壓，進(jìn)而啟動(dòng)輔助源電路，其中，第三閾值大于或等于輔助源電路的內(nèi)部芯片的最小工作電壓，第三閾值小于第一閾值；電流源關(guān)斷單元，用于當(dāng)電流源單元啟動(dòng)輔助源電路時(shí)，控制電流源單元停止對(duì)輔助源電路的內(nèi)部芯片充電。
[0015]第二方面，本發(fā)明提供了一種逆變器，可包括:
[0016]BUS電容、逆變電路、輔助源電路和如第一方面提供的任一種控制裝置，其中，BUS電容兩端的電壓為BUS電壓，BUS電容依靠太陽(yáng)能PV電池供電；
[0017]BUS電壓，用于為輔助源電路和逆變電路供電，輔助源電路用于為逆變電路提供輔助供電；
[0018]控制裝置，用于在BUS電壓大于或者等于第一閾值時(shí)，控制將BUS電容短路，使得PV電池停止對(duì)BUS電容充電，以使BUS電壓下降；以及在BUS電壓小于或者等于第二閾值時(shí)，控制停止將BUS電容短路，使得PV電池繼續(xù)對(duì)BUS電容充電，以使BUS電壓上升，第一閾值大于第二閾值，第一閾值小于或者等于逆變器的內(nèi)部器件所能承受的最大工作電壓，第二閾值大于或者等于輔助源電路的最小工作電壓。
[0019]在第二方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，控制裝置，還用于在BUS電壓大于或等于第三閾值時(shí)，對(duì)輔助源電路的內(nèi)部芯片充電以達(dá)到輔助源電路的內(nèi)部芯片的工作電壓，以便于啟動(dòng)輔助源電路；
[0020]以及控制裝置，還用于在輔助源電路啟動(dòng)后，停止對(duì)輔助源電路的內(nèi)部芯片充電。
[0021]第三方面，本發(fā)明提供了一種逆變器系統(tǒng)，可包括:
[0022]太陽(yáng)能PV電池和如第二方面提供的任一種逆變器，PV電池用于為逆變器供電。
[0023]第四方面，本發(fā)明提供了一種逆變器的控制方法，可包括:
[0024]檢測(cè)逆變器的母線BUS電壓，BUS電壓是指BUS電容兩端的電壓，BUS電容依靠太陽(yáng)能PV電池供電；
[0025]當(dāng)BUS電壓大于或者等于第一閾值時(shí)，控制太陽(yáng)能PV電池短路，使得PV電池停止給BUS電容供電，以使BUS電壓下降，當(dāng)BUS電壓下降到第二閾值時(shí)，停止對(duì)PV電池的短路控制，使得PV電池繼續(xù)給BUS電容供電，以使BUS電壓上升，其中，第一閾值大于第二閾值，第一閾值小于逆變器的內(nèi)部器件所能承受的最大工作電壓，第二閾值大于或者等于逆變器中的輔助源電路的最小工作電壓。
[0026]在第四方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，當(dāng)BUS電壓大于或等于第三閾值時(shí)，給輔助源電路的內(nèi)部芯片充電以達(dá)到輔助源電路的內(nèi)部芯片的工作電壓，進(jìn)而啟動(dòng)輔助源電路，其中，第三閾值大于或等于輔助源電路的內(nèi)部芯片的最小工作電壓，第三閾值小于第一閾值；啟動(dòng)輔助源電路之后，還包括:停止對(duì)輔助源電路的內(nèi)部芯片充電。
[0027]從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0028]本發(fā)明實(shí)施例在檢測(cè)到BUS電容兩端的電壓即BUS電壓過(guò)大時(shí)，控制太陽(yáng)能PV電池短路，PV電池短路后則無(wú)法對(duì)BUS電容充電，PV電池停止充電后，BUS電容中存儲(chǔ)的能量逐漸被負(fù)載消耗，從而使得BUS電壓下降，在BUS電壓下降到一定值時(shí)，PV電池繼續(xù)對(duì)BUS電容充電，從而控制BUS電壓上升，并重復(fù)上述過(guò)壓保護(hù)控制，使得BUS電壓可以保持在逆變器工作電壓范圍以內(nèi)，使得本發(fā)明實(shí)施例的逆變器可以配置具有更高開(kāi)路電壓的PV電池，因此可以提高BUS電容的充電速率，進(jìn)而減少逆變器中的輔助源電路和逆變電路的啟動(dòng)時(shí)間，加快逆變器的啟動(dòng)速度。
【附圖說(shuō)明】
[0029]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0030]圖1是本發(fā)明實(shí)施例中應(yīng)用于逆變器的控制裝置的一個(gè)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2是本發(fā)明實(shí)施例中應(yīng)用于逆變器的控制裝置的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖3是本發(fā)明實(shí)施例中應(yīng)用于逆變器的控制裝置的另一個(gè)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖4是本發(fā)明實(shí)施例中瞬間啟動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖5a至圖5c是本發(fā)明實(shí)施例中過(guò)壓保護(hù)電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖6是本發(fā)明實(shí)施例中瞬間啟動(dòng)電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖7a至圖7b是