一种用于检测逆变器温度异常的纯硬件保护电路

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种用于检测逆变器温度异常的纯硬件保护电路。

背景技术

近年来，新能源行业焕发出新的活力，光伏发电与储能结合的供电方式是重要的研究方向。而逆变器作为新能源发电解决方案中重要的一环，也正飞速发展。

目前行业内光储逆变器正往大功率、小体积、多功能、高度集成的方向发展，导致逆变器内部的散热成为一大难题，目前主流的散热方式多为散热器+风扇，但在实际使用过程中，有时会面临风扇老化、逆变器控制芯片工作异常等情况，此时若逆变器内部功率管等大功率发热器件或电路工作异常，极有可能导致元件烧坏、爆炸等故障发生，对用户的人身安全及财产造成损害。

因此，逆变器内部集成一种不需要控制芯片发送指令就能自动运行，当出现上述的极端情况时自动切断逆变器电源输入以达到保护目的电路就显得尤为重要。

目前现有的方案，多为在逆变器内部发热严重的大功率管附件放置NTC或PTC热敏电阻传感器，通过将采样电压信号传输至芯片ADC口来检测传感器处实时温度，当实际温度超过设置的保护值时，控制芯片采取降功率、断开功率管等一系列动作来达到保护逆变器的目的。

上述方案在某些极端情况下可能失效，如控制芯片宕机(死机)，芯片供电电压不稳(控制能力受影响)时，即使某处传感器检测到异常高温，将信号传输至控制芯片，此时芯片也无法进行一系列保护控制，故障点温度持续上升，极有可能导致逆变器损坏。

发明内容

本发明提供了一种用于检测逆变器温度异常的纯硬件保护电路，采用纯硬件电路，对逆变器温度异常进行安全可靠保护。

为了实现本发明的目的，所采用的技术方案是：一种用于检测逆变器温度异常的纯硬件保护电路，纯硬件保护电路包括PTC热敏电阻传感器、采样电阻R1、电阻R2、电阻R3、比较器IC1、P型三极管Q1、继电器K1，PTC热敏电阻传感器一端连接电源VCC，PTC热敏电阻传感器的另一端分别接至采样电阻R1和比较器IC1的第3引脚，电阻R2的一端连接电源VCC，电阻R2的另一端分别接至电阻R3和比较器IC1的第1引脚，比较器IC1的第4引脚连接至P型三极管Q1的基极，P型三极管Q1的发射极与继电器K1的第1引脚相连，P型三极管Q1的集电极接地，继电器K1的输出引脚串接在逆变器电源输入正端。

作为本发明的优化方案，纯硬件保护电路还包括电池VBAT1和二极管VD2，电池VBAT1通过二极管VD2连接至电源VCC。

作为本发明的优化方案，纯硬件保护电路还包括电阻R4和电容C1，电阻R4和电容C1串联连接在比较器IC1的第4引脚和地之间。

作为本发明的优化方案，纯硬件保护电路还包括二极管VD1，二极管VD1的正极与P型三极管Q1的发射极相连，二极管VD1的负极与继电器K1的第2引脚相连。

本发明具有积极的效果：1)本发明采用纯硬件电路，温度采样信号通过比较器与设定值进行比较，不需要经过控制芯片，当实际温度超过设定温度时，通过比较器输出信号控制逆变器输入端继电器断开，从而停止整个逆变器的运行，当温度恢复至设定值以下时，逆变器自动重新启动，作为逆变器温度异常保护的最后一道屏障，安全可靠。

2)本发明温度信号不进入主芯片，纯硬件保护，不受主芯片运行状态影响，稳定可靠；

3)本发明温度异常时自动断开逆变器电源，温度恢复正常后自动重启逆变器。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图，其中：

图1是本发明的电路原理图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明公开了一种用于检测逆变器温度异常的纯硬件保护电路，纯硬件保护电路包括PTC热敏电阻传感器、采样电阻R1、电阻R2、电阻R3、比较器IC1、P型三极管Q1、继电器K1，PTC热敏电阻传感器一端连接电源VCC，PTC热敏电阻传感器的另一端分别接至采样电阻R1和比较器IC1的第3引脚，电阻R2的一端连接电源VCC，电阻R2的另一端分别接至电阻R3和比较器IC1的第1引脚，比较器IC1的第4引脚连接至P型三极管Q1的基极，P型三极管Q1的发射极与继电器K1的第1引脚相连，P型三极管Q1的集电极接地，继电器K1的输出引脚串接在逆变器电源输入正端。

PTC热敏电阻传感器安装在发热元件附近，PTC热敏电阻传感器将实时温度的采样信号传输至比较器IC1负输入引脚，电阻R2阻值根据温度保护值选取，R3＝R1，电阻R3采样信号输入比较器IC1正输入引脚，此采样信号作为比较器的比较值(即设定的温度保护值)，P型三极管Q1连接继电器K1的控制引脚，继电器K1输出引脚串接在逆变器电源输入正端。

当PTC热敏电阻传感器处温度低于保护值时，比较器IC1负端输入电压大于正端输入电压，输出低电平，P型三极管Q1导通，继电器K1输出端闭合，电源VIN+正常输入，逆变器正常工作；当PTC热敏电阻传感器处温度升高至大于保护值，PTC热敏电阻传感器阻值大于电阻R2，比较器IC1负输入端电压小于正输入端电压，比较器IC1输出高电平，此时P型三极管Q1关断，继电器K1输出端断开，逆变器电源输入VIN+为0，逆变器停止工作。

纯硬件保护电路还包括电池VBAT1和二极管VD2，电池VBAT1通过二极管VD2连接至电源VCC，在逆变器断电后给上述电路中元件供电。

逆变器停止工作后，电池VBAT1继续给电路中元件供电，若故障排除，PTC热敏电阻传感器处温度下降，低于保护值，比较器IC1输出低电平，P型三极管Q1导通，继电器K1闭合，逆变器重新启动，恢复工作。

纯硬件保护电路还包括电阻R4和电容C1，电阻R4和电容C1串联连接在比较器IC1的第4引脚和地之间，用于滤除干扰信号，防止Q1误动作。

纯硬件保护电路还包括二极管VD1，二极管VD1的正极与P型三极管Q1的发射极相连，二极管VD1的负极与继电器K1的第2引脚相连，二极管VD1在三极管Q1关断瞬间起续流作用，防止三极管Q1被继电器线圈产生的感应电动势击穿。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。