开关管驱动保护的功率变换器及光伏系统的制作方法

本技术涉及光伏发电，特别是涉及一种开关管驱动保护的功率变换器及光伏系统。

背景技术：

1、储能变流器作为储能系统的重要组成部分，当其发生短路故障时，应通过可靠方式将其从电网系统中切断或者及时保护，使故障所造成的影响降到最低。对于npc三电平结构的储能变流器，在变流器发生故障时，开关管的驱动芯片可通过延时电路分别关断外开关管和内开关管，以实现先关断外管，后关断内管。然而，该方式的缺点是关断外开关管和内开关管以后，控制器无法实现在合适的时机停止输出开关管驱动信号。如果变流器故障后控制器持续输出开关管驱动信号，那么当变流器故障恢复正常，开关管从关断状态恢复到正常工作状态时存在损坏风险。

技术实现思路

1、在本实施例中提供了一种开关管驱动保护的功率变换器及光伏系统，以解决相关技术中存在的开关管关断后无法在合适的时机停止输出开关管驱动信号的问题。

2、第一个方面，在本实施例中提供了一种开关管驱动保护的功率变换器，所述功率变换器包括至少一个桥臂电路，所述桥臂电路包括两个外开关管和两个内开关管，所述功率变换器还包括控制器，以及与所述控制器连接的故障检测电路、锁存控制电路和逻辑处理电路；

3、所述故障检测电路对所述桥臂电路进行故障状态检测，并将检测结果信号发送至所述锁存控制电路和所述控制器；

4、所述控制器基于所述检测结果信号，输出使能信号，并将所述使能信号发送至所述锁存控制电路；

5、所述锁存控制电路基于所述检测结果信号和所述使能信号，按照不同的时间顺序输出内管控制信号、外管控制信号、保护触发信号，基于所述时间顺序将所述内管控制信号和外管控制信号发送至所述逻辑处理电路，将所述保护触发信号发送至所述控制器；

6、所述控制器还基于所述保护触发信号，停止或恢复向所述逻辑处理电路发送开关管驱动信号；

7、所述逻辑处理电路基于所述内管控制信号、所述外管控制信号，以及所述开关管驱动信号，控制所述外开关管和所述内开关管。

8、在其中的一些实施例中，所述锁存控制电路包括故障自锁电路和封波电路；

9、所述故障自锁电路基于所述检测结果信号输出对应的锁存信号，并将所述锁存信号发送至所述封波电路；

10、所述封波电路基于所述锁存信号和所述使能信号，输出具有不同延时时间的内管控制信号和外管控制信号；基于对应的延时时间将所述内管控制信号和外管控制信号发送至所述逻辑处理电路；同时，所述封波电路也将所述内管控制信号发送至所述故障自锁电路；

11、所述故障自锁电路基于所述内管控制信号和所述锁存信号，输出对应的保护触发信号并发送至所述控制器。

12、在其中的一些实施例中，所述故障检测电路对所述桥臂电路进行故障状态检测，具体包括：

13、当所述桥臂电路发生故障时，所述故障检测电路输出低电平的检测结果信号；

14、所述故障自锁电路基于所述低电平的检测结果信号输出低电平的锁存信号；

15、所述控制器基于所述低电平的检测结果信号输出低电平的使能信号；

16、所述封波电路基于所述低电平的锁存信号和所述低电平的使能信号，依次输出低电平的外管控制信号和内管控制信号；

17、所述逻辑处理电路基于所述外管控制信号和内管控制信号，依次关断所述外开关管和内开关管；

18、所述故障自锁电路基于所述内管控制信号和所述低电平的锁存信号，输出低电平的保护触发信号；

19、所述控制器基于所述低电平的保护触发信号，停止输出所述开关管驱动信号。

20、在其中的一些实施例中，所述故障检测电路对所述桥臂电路进行故障状态检测，具体包括：

21、当所述桥臂电路从故障状态恢复正常时，所述故障检测电路输出高电平的检测结果信号；

22、所述故障自锁电路基于所述高电平的检测结果信号输出高电平的锁存信号；

23、所述控制器基于所述高电平的检测结果信号输出高电平的使能信号；

24、所述封波电路基于所述高电平的锁存信号和所述高电平的使能信号，依次输出高电平的内管控制信号和外管控制信号；

25、所述故障自锁电路基于所述内管控制信号和所述高电平的锁存信号，输出高电平的保护触发信号；

26、所述控制器基于所述高电平的保护触发信号，输出所述开关管驱动信号；

27、所述逻辑处理电路基于所述内管控制信号、所述外管控制信号和所述开关管驱动信号，控制所述内开关管和外开关管从关断状态恢复为工作状态。

28、在其中的一些实施例中，所述功率变换器还包括：

29、当所述功率变换器启动时，所述控制器向所述故障自锁电路发送故障清除信号；

30、所述故障自锁电路基于所述故障清除信号清除当前的锁存信号，并基于所述检测结果信号输出更新后的锁存信号。

31、在其中的一些实施例中，所述功率变换器还包括通信模块，

32、所述通信模块用于接收来自外部设备所发送的故障清除指令，并将所述故障清除指令发送给所述控制器，所述控制器基于所述故障清除指令，向所述故障自锁电路发送故障清除信号。

33、在其中的一些实施例中，所述故障自锁电路包括触发器、或逻辑门，

34、所述触发器的第一输入端接收所述检测结果信号，所述触发器的第二输入端接收所述故障清除信号，所述触发器的输出端连接所述或逻辑门的第一输入端并输出所述锁存信号，所述或逻辑门的第二输入端接收所述封波电路输出的所述内管控制信号，所述或逻辑门的输出端输出所述保护触发信号。

35、在其中的一些实施例中，所述封波电路包括第一延时电路、第二延时电路、与逻辑门，

36、所述与逻辑门的第一输入端接收所述锁存信号，所述与逻辑门的第二输入端接收所述使能信号，所述与逻辑门的输出端连接第一延时电路的输入端和第二延时电路的输入端，所述第一延时电路的输出端输出所述内管控制信号并连接所述故障自锁电路，所述第二延时电路的输出端输出所述外管控制信号。

37、在其中的一些实施例中，所述第一延时电路包括第一二极管、第一电阻和第一电容，所述第一二极管、第一电阻并联在所述第一延时电路的输入端和输出端之间，所述第一电容的一端连接所述输出端，所述第一电容的另一端接地；所述第一二极管的正极连接所述输入端，所述第一二极管的负极连接所述输出端；

38、所述第二延时电路包括第二二极管、第二电阻和第二电容，所述第二二极管、第二电阻并联在所述第二延时电路的输入端和输出端之间，所述第二电容的一端连接所述输出端，所述第二电容的另一端接地；所述第二二极管的正极连接所述输出端，所述第二二极管的负极连接所述输入端。

39、第二个方面，在本实施例中提供了一种光伏系统，所述光伏系统包括第一个方面所述的开关管驱动保护的功率变换器。

40、与相关技术相比，在本实施例中提供的开关管驱动保护的功率变换器，通过故障检测电路对桥臂电路进行故障状态检测，并将对应的检测结果信号发送至锁存控制电路和控制器，通过控制器基于所述检测结果信号输出使能信号并发送至所述锁存控制电路，通过锁存控制电路基于所述检测结果信号和所述使能信号，按照不同的时间顺序输出内管控制信号、外管控制信号、保护触发信号，基于所述时间顺序将所述内管控制信号和外管控制信号发送至所述逻辑处理电路，将所述保护触发信号发送至所述控制器；控制器基于所述保护触发信号，停止或恢复向所述逻辑处理电路发送开关管驱动信号；逻辑处理电路基于所述内管控制信号、所述外管控制信号、所述开关管驱动信号，控制所述外开关管和内开关管，实现内开关管和外开关管在桥臂电路发生故障时按照预设顺序关断，并在关断后及时停止开关管驱动信号的输出，解决了开关管关断后无法在合适的时机停止输出开关管驱动信号的问题。

41、本技术的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本技术的其他特征、目的和优点更加简明易懂。