逆变器及其切换电路的自检方法

技术领域

本发明涉及逆变器技术领域，尤其涉及一种逆变器及其切换电路的自检方法。

背景技术

传统的并网逆变器中没有离网输出功能，不能满足负载不间断供电。如果要保证负载不间断供电，同时满足安全要求，需要较多的辅助系统，增加系统成本。

因此，有必要提供一种新的改进方案来克服上述问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种逆变器及其切换电路的自检方法，

其使用较低的系统成本，就可以在传统并网逆变器基础上实现负载不间断供电，同时满足安全要求。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面， 本发明提供一种逆变器，其包括：逆变电路，其用于将直流电源转换为交流电源，并通过其交流侧输出端输出所述交流电源；切换电路，其包括第一继电器S1、第二继电器S2、第三继电器S3、第四继电器S4、第五继电器S5、第六继电器S6和第七继电器S7，其中，所述第一继电器S1连接于所述逆变电路的输出正极和第一节点A之间；第三继电器S3连接于所述第一节点A和电网的输入正极之间；所述第二继电器S2连接于所述逆变电路的输出负极和第二节点B之间；所述第四继电器S4连接于所述第二节点B和所述电网的输入负极之间；所述第五继电器S5连接于所述第一节点A和所述负载的输入正极之间；所述第六继电器S6连接于所述第二节点A和所述负载的输入负极之间；所述第七继电器S7连接于所述逆变电路的输出正极和所述负载的输入正极之间；所述负载的输入负极与所述逆变电路的输出负极相连；所述控制电路用于控制所述切换电路中各个继电器的闭合和断开。

根据本发明的另一个方面，本发明提供一种前述逆变器的切换电路的自检方法，其包括：步骤230、所述控制电路控制所述第一继电器S1、第二继电器S2、第五继电器S5至第七继电器S7断开，且分别控制所述第三继电器S3和第四继电器S4都闭合或都断开，通过检测所述第一节点A和第二节点B之间的电压VAC1来判定所述第三继电器S3和第四继电器S4是否能够断开；步骤240、所述控制电路控制第三继电器S3至第七继电器S7断开，所述逆变电路工作，且所述控制电路分别控制所述第一继电器S1和第二继电器S2都闭合或都断开，通过检测所述第一节点A和第二节点B之间的电压VAC1来判断所述第一继电器S1和第二继电器S2是否能够断开；步骤250、所述控制电路控制所述第三继电器S3、第四继电器S4和第七继电器S7断开，控制所述第一继电器S1和第二继电器S2闭合，所述逆变电路工作，且所述控制电路分别控制所述第五继电器S5和第六继电器S6都闭合或都断开，通过检测所述负载输入端的电压VAC3来判断所述第五继电器S5和第六继电器S6是否能够断开；步骤260、所述控制电路控制所述第一继电器S1至第六继电器S6断开，所述逆变电路工作，且所述控制电路分别控制所述第七继电器S7闭合或断开，通过检测所述负载输入端的电压VAC3来判断所述第七继电器S7是否能够断开。

相对于现有技术，本发明中的并网逆变器能够实现离网输出功能，保证负载供电的不间断；在系统异常时能够安全断开，且能够实现安全自检；所需继电器较少，系统成本低。

关于本发明的其他目的，特征以及优点，下面将结合附图在具体实施方式中详细描述。

附图说明

结合参考附图及接下来的详细描述，本发明将更容易理解，其中同样的附图标记对应同样的结构部件，其中：

图1为本发明在一个实施例中的逆变器的结构示意图；

图2为本发明在一个实施例中如图1所示的逆变器的切换电路的自检方法。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指与所述实施例相关的特定特征、结构或特性至少可包含于本发明至少一个实现方式中。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非必须都指同一个实施例，也不必须是与其他实施例互相排斥的单独或选择实施例。本发明中的“多个”、“若干”表示两个或两个以上。本发明中的“和/或”表示“和”或者“或”。

请参考图1所示，其为本发明在一个实施例中的逆变器的结构示意图。图1所示的逆变器100包括逆变电路110、切换电路120和控制电路130。

逆变电路110用于将直流电源DC转换为交流电源，并通过其交流侧输出端输出该交流电源。逆变电路110包含但不限于开关器件Q1、Q2、Q3、Q4，电感L1、L2和电容C。也可以说，逆变电路110可以采用现有技术中的逆变电路，故其电路结构在此不再赘述。

切换电路120包括第一继电器S1、第二继电器S2、第三继电器S3、第四继电器S4、第五继电器S5、第六继电器S6和第七继电器S7，其中，第一继电器S1连接于逆变电路110的输出正极和第一节点A之间；第三继电器S3连接于第一节点A和电网GRID的输入正极之间；第二继电器S2连接于逆变电路110的输出负极和第二节点B之间；第四继电器S4连接于第二节点B和电网GRID的输入负极之间；第五继电器S5连接于第一节点A和负载LOAD的输入正极之间；第六继电器S6连接于第二节点B和负载LOAD的输入负极之间；第七继电器S7连接于逆变电路110的输出正极和负载LOAD的输入正极之间；负载LOAD的输入负极与逆变电路110的输出负极相连。

控制电路130用于控制切换电路110中各个继电器S1~S7的闭合和断开。

在图1所示的具体实施例中，逆变器100还包括第八继电器S8，第八继电器S8连接于逆变电路110的输出负极（或负载LOAD的输入负极）和接地端之间，其中，控制电路130根据不同国家的安全要求控制第八继电器S8闭合或断开。

在电网GRID的电压和频率正常时，逆变器100工作在并网模式。在电网GRID的电压或频率异常时，逆变器100工作在离网模式。在并网工作模式下，控制电路130控制第一继电器S1至第六继电器S6（即继电器S1、S2、S3、S4、S5和S6）闭合、第七继电器S7断开。在离网工作模式下，控制电路130控制第一继电器S1至第六继电器S6（即继电器S1、S2、S3、S4、S5和S6）断开、第七继电器S7闭合。逆变电路110的交流输出端通过第一继电器S1至第四继电器S4（即继电器S1、S2、S3、S4）与电网GRID连接，在并网时把电能输送到电网GRID；负载LOAD通过第五继电器S5和第六继电器S6与电网GRID连接，在并网工作模式下由电网GRID或者逆变电路110的交流输出端给负载LOAD供电；负载LOAD通过继电器S7与逆变电路110逆变电路的交流输出端相连，在离网工作模式下由逆变电路110逆变电路给负载LOAD供电。

为了保证电网系统安全，在电网GRID的电压或频率异常时，需要保证逆变电路110与电网GRID能够彻底断开，需要对切换电路120中的继电器S1-S7是否能够断开进行自检。

请参考图2所示，其为本发明在一个实施例中如图1所示的逆变器的切换电路的自检方法。图2所示的逆变器的切换电路的自检方法分多个步骤完成，分别判定不同继电器是否能够断开。具体的，图2所示的逆变器的切换电路的自检方法包括如下步骤。

步骤210、控制电路130控制第一继电器S1、第二继电器S2、第三继电器S3、第四继电器S4、第五继电器S5、第六继电器S6和第七继电器S7断开，逆变电路110不工作。

步骤220、通过检测电网GRID输入端的电压VAC2判定电网电压和频率是否在正常范围（或预定范围）内，若是，则执行步骤230；若否，在判定电网GRID异常，之后进入结束步骤。

步骤230、控制电路130控制第一继电器S1、第二继电器S2、第五继电器S5、第六继电器S6和第七继电器S7断开，且分别控制第三继电器S3和第四继电器S4都闭合或都断开，通过检测第一节点A和第二节点B之间的电压VAC1来判定第三继电器S3和第四继电器S4是否能够断开。

在图2所示的具体实施例中，步骤230包括：

步骤231、控制电路130控制第一继电器S1、第二继电器S2、第五继电器S5、第六继电器S6和第七继电器S7断开，且控制第三继电器S3和第四继电器S4都闭合；

步骤232、判断第一节点A和第二节点B之间的电压VAC1是否等于电网GRID输入端的电压VAC2，若是，则执行步骤233，若否，则执行步骤235，判定第三继电器S3和第四继电器S4异常，之后进入结束步骤；

步骤233、控制电路130控制第三继电器S3和第四继电器S4都断开；

步骤234、判断第一节点A和第二节点B之间的电压VAC1是否等于0，若是，则进入步骤240，若否，则执行步骤235，判定第三继电器S3和第四继电器S4异常，之后进入结束步骤。

步骤240、控制电路130控制第三继电器S3、第四继电器S4、第五继电器S5、第六继电器S6和第七继电器S7断开，逆变电路110工作，且控制电路130分别控制第一继电器S1和第二继电器S2都闭合或都断开，通过检测第一节点A和第二节点B之间的电压VAC1来判断第一继电器S1和第二继电器S2是否能够断开。

在图2所示的具体实施例中，步骤240包括：

步骤241、控制电路130控制第三继电器S3、第四继电器S4、第五继电器S5、第六继电器S6和第七继电器S7断开，逆变电路110工作，且控制电路130控制第一继电器S1和第二继电器S2都闭合；

步骤242、判断第一节点A和第二节点B之间的电压VAC1是否等于逆变电路110输出的交流电源的电压，若是，则执行步骤243，若否，则执行步骤245，判定第一继电器S1和第二继电器S2异常，之后进入结束步骤；

步骤243、控制电路130控制控制第一继电器S1和第二继电器S2都断开；

步骤244、判断第一节点A和第二节点B之间的电压VAC1是否等于0，若是，则进入步骤250，若否，则执行步骤245，判定第一继电器S1和第二继电器S2异常，之后进入结束步骤。

步骤250、控制电路130控制第三继电器S3、第四继电器S4和第七继电器S7断开，控制第一继电器S1和第二继电器S2闭合，逆变电路110工作，且控制电路130分别控制第五继电器S5和第六继电器S6都闭合或都断开，通过检测负载LOAD输入端的电压VAC3来判断第五继电器S5和第六继电器S6是否能够断开。

在图2所示的具体实施例中，步骤250包括：

步骤251、控制电路130控制第三继电器S3、第四继电器S4和第七继电器S7断开，控制第一继电器S1和第二继电器S2闭合，逆变电路110工作，且控制电路130控制第五继电器S5和第六继电器S6都闭合；

步骤252、判断负载LOAD输入端的电压VAC3是否等于第一节点A和第二节点B之间的电压VAC1，若是，则执行步骤253，若否，则执行步骤255，判定第五继电器S5和第六继电器S6异常，之后进入结束步骤；

步骤253、控制电路130控制第五继电器S5和第六继电器S6都断开；

步骤254、判断负载LOAD输入端的电压VAC3是否等于0，若是，则进入步骤260，若否，则执行步骤255，判定第五继电器S5和第六继电器S6异常，之后进入结束步骤。

步骤260、控制电路130控制第一继电器S1、第二继电器S2、第三继电器S3、第四继电器S4、第五继电器S5和第六继电器S6断开，逆变电路110工作，且控制电路130分别控制第七继电器S7闭合或断开，通过检测负载LOAD输入端的电压VAC3来判断第七继电器S7是否能够断开。

在图2所示的具体实施例中，步骤260包括：

步骤261、控制电路130控制第一继电器S1、第二继电器S2、第三继电器S3、第四继电器S4、第五继电器S5和第六继电器S6断开，逆变电路110工作，且控制电路130控制第七继电器S7闭合。

步骤262、判断负载LOAD输入端的电压VAC3是否等于逆变电路110输出的交流电源的电压，若是，则执行步骤263，若否，则执行步骤265，判定第七继电器S7异常，之后进入结束步骤；

步骤263、控制电路130控制第七继电器S7断开；

步骤264、判断负载LOAD输入端的电压VAC3是否等于0，若是，则进入结束步骤，若否，则执行步骤265，判定第七继电器S7异常，之后进入结束步骤。

综上所述，本发明在逆变器并网切换电路基础上并联接入离网切换电路，在电网侧引入负载切换电路。并网模式下由电网GRID侧或逆变电路110（或逆变电源）供电，在离网模式下由逆变电路110（或逆变电源）供电，保证负载LOAD不间断供电。此外，由于本发明共用原有并网的开关电路，因此，系统成本较低；本发明能够进行安全自检，保证系统异常时能够断开。

上述说明已经充分揭露了本发明的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本发明的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地，本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。