CN105656342A - 调整过流保护阈值的方法及过流保护阈值调整电路 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开一种调整过流保护阈值的方法，包括：获取逆变器的直流母线的电压采样值；计算直流母线的电压采样值与第一电压阈值的差值；计算该差值与降额系数的乘积作为降额控制量；将降额控制量限幅到0和第二电压阈值之间；将额定过流保护电压值减去经限幅后的降额控制量，产生逆变桥的桥臂电流正向过流保护电压阈值；对逆变桥的桥臂电流正向过流保护电压值进行取反，产生逆变桥的桥臂电流负向过流保护电压阈值。基于本发明公开的方法，能够降低逆变器中的开关管出现过高过电压而损坏的概率。本发明还公开了过流保护阈值调整电路。

Description

调整过流保护阈值的方法及过流保护阈值调整电路

技术领域

本发明属于逆变器技术领域，尤其涉及调整过流保护阈值的方法及过流保护阈值调整电路。

背景技术

逆变器是将直流电转换成交流电的设备，逆变桥是逆变器中的重要部件。在逆变器运行过程中，如果流过逆变桥中开关管的电流过大，会造成开关管热失效。为了避免流过逆变桥中开关管的电流过大，通常需要在逆变器中增加过流保护电路，当逆变桥中桥臂的电流采样值大于过流保护阈值时，通过关断相应的开关管对桥臂电流进行限制。

过流保护的工作原理是：将逆变桥中桥臂的电流采样值对应的电压量与过流保护阈值对应的电压量进行比较，比较结果为高低电平信号，将高低电平信号送入处理器或者相应的逻辑电路对开关管进行脉冲封锁。现在的过流保护阈值通常设置为一个固定值。

但是，逆变器中的开关管除了会出现热失效之外，另一个造成开关管失效的重要原因是过电压。逆变桥中的开关管在关断时会承受母线电压和换流回路中寄生电感造成的尖峰电压的叠加电压。当逆变器的直流侧的电压较高时，如果流过开关管的电流过大会导致开关管关断时承受很高的尖峰电压，从而对开关管造成损害。

通常根据热保护设定的过流保护阈值比较高，这就导致在过流保护电路启动保护措施之前，逆变器中的开关管可能由于承受较大的尖峰电压而损坏。例如，在光伏逆变器处于低电压穿越或者零电压穿越工作状态下，直流侧母线电压因输出有功限制而上升至电池板的开路电压附近时，逆变桥中的开关管在开关过程中要承受很高的电压应力，如果逆变桥中桥臂的电流值未达到电流保护阈值，就会导致逆变桥中开关管的有源钳位电路反复动作造成有源钳位电路热失效，甚至造成开关管直接过电压击穿。

如何降低逆变器中开关管出现过高的过电压而损坏的概率，是本领域技术人员面临的技术难题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供应用于逆变器的调整过流保护阈值的方法，根据逆变器的直流母线的电压动态调整逆变桥中桥臂的过流保护阈值，从而降低逆变器中的开关管出现过高的过电压而损坏的概率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明公开一种调整过流保护阈值的方法，应用于逆变器，所述方法包括：

获取所述逆变器的直流母线的电压采样值；

计算所述直流母线的电压采样值与第一电压阈值的差值，其中所述第一电压阈值为与直流母线过流保护降额阈值对应的电压值；

计算所述差值与降额系数的乘积作为降额控制量；

将所述降额控制量限幅到0和第二电压阈值之间，其中所述第二电压阈值为逆变桥中桥臂电流最大过流保护降额量对应的电压值；

将额定过流保护电压值减去经限幅后的降额控制量，产生所述逆变桥的桥臂电流正向过流保护电压阈值；

对所述逆变桥的桥臂电流正向过流保护电压值进行取反，产生所述逆变桥的桥臂电流负向过流保护电压阈值。

作为一个示例，所述第一电压阈值为所述逆变器在连续输出额定功率状态下的直流母线电压上限值。

第二方面，本发明公开一种过流保护阈值调整电路，应用于逆变器，所述过流保护阈值生成电路包括第一减法及增益电路、第一钳位电路、第二减法及增益电路、以及第一反相器；

所述第一减法及增益电路用于计算所述逆变器的直流母线的电压采样值与第一电压阈值的差值，并计算所述差值与降额系数的乘积作为降额控制量，其中所述第一电压阈值为与直流母线过流保护降额阈值对应的电压值；

所述第一钳位电路与所述第一减法及增益电路的输出端连接，用于将所述第一减法及增益电路输出的降额控制量限幅到0和第二电压阈值之间，其中所述第二电压阈值为逆变桥中桥臂电流最大过流保护降额量对应的电压值；

所述第二减法及增益电路的一个输入端与所述第一钳位电路连接，用于将额定过流保护电压值减去经限幅后的降额控制量，产生所述逆变桥的桥臂电流正向过流保护电压阈值，其中所述第二减法及增益电路的增益为1；

所述第一反相器与所述第二减法及增益电路的输出端连接，用于对所述逆变桥的桥臂电流正向过流保护电压阈值进行取反，产生所述逆变桥的桥臂电流负向过流保护电压阈值。

作为一个示例，上述过流保护阈值调整电路还包括第一电压跟随器、第二电压跟随器和第三电压跟随器；

所述第一电压跟随器的输入端与所述第一减法及增益电路的输出端连接，所述第一电压跟随器的输出端与所述第一钳位电路连接；

所述第二电压跟随器的输入端与所述第二减法及增益电路的输出端连接；

所述第三电压跟随器的输入端与所述第一反相器的输出端连接。

作为一个示例，上述过流保护阈值调整电路还包括第一低通滤波器、第二低通滤波器和第三低通滤波器；

所述第一低通滤波器连接于所述第一电压跟随器的输出端和所述第一钳位电路之间；

所述第二低通滤波器与所述第二电压跟随器的输出端连接；

所述第三低通滤波器与所述第三电压跟随器的输出端连接。

第三方面，本发明公开一种调整过流保护阈值的方法，应用于N电平逆变器，其中N为不小于3的奇数，所述方法包括：

获取所述逆变器的直流母线的电压采样值；

计算所述直流母线的电压采样值与第一电压阈值的第一差值，其中所述第一电压阈值为与直流母线过流保护降额阈值对应的电压值；

计算所述第一差值与第一降额系数的乘积作为第一降额控制量；

将所述第一降额控制量限幅到0和第二电压阈值之间，其中所述第二电压阈值为逆变桥中桥臂电流最大过流保护降额量对应的电压值；

获取所述逆变器中构成电容串的N-1个电容的电压采样值；

确定所述N-1个电容的电压采样值中的最大电压采样值；

计算所述最大电压采样值与第三电压阈值的第二差值，其中所述第三电压阈值为VdcThrs/(N-1)，VdcThrs为所述第一电压阈值；

计算所述第二差值与第二降额系数的乘积作为第二降额控制量；

将所述第二降额控制量限幅到0和所述第二电压阈值之间；

确定经限幅后的第一降额控制量和经限幅后的第二降额控制量中的最大值；

将额定过流保护电压值减去所述最大值，产生所述逆变桥的桥臂电流正向过流保护电压阈值；

对所述逆变桥的桥臂电流正向过流保护电压值进行取反，产生所述逆变桥的桥臂电流负向过流保护电压阈值。

作为一个示例，所述第一电压阈值为所述逆变器在连续输出额定功率状态下的直流母线电压上限值。

第四方面，本发明公开一种过流保护阈值调整电路，应用于N电平逆变器，其中N为不小于3的奇数，所述过流保护阈值生成电路包括第三减法及增益电路、第二钳位电路、第一比较电路、第四减法及增益电路、第三钳位电路、第二比较电路、第五减法及增益电路、以及第二反相器；

所述第三减法及增益电路用于计算所述逆变器的直流母线的电压采样值与第一电压阈值的第一差值，并计算所述第一差值与第一降额系数的乘积作为第一降额控制量，其中所述第一电压阈值为与直流母线过流保护降额阈值对应的电压值；

所述第二钳位电路与所述第三减法及增益电路的输出端连接，用于将所述第一降额控制量限幅到0和第二电压阈值之间，其中所述第二电压阈值为逆变桥中桥臂电流最大过流保护降额量对应的电压值；

所述第一比较电路用于比较所述逆变器中构成电容串的N-1个电容的电压采样值，确定所述N-1个电容的电压采样值中的最大电压采样值；

所述第四减法及增益电路的一个输入端与所述第一比较电路的输出端连接，用于计算所述最大电压采样值与第三电压阈值的第二差值，并计算所述第二差值与第二降额系数的乘积作为第二降额控制量，其中所述第三电压阈值为VdcThrs/(N-1)，VdcThrs为所述第一电压阈值；

所述第三钳位电路与所述第四减法及增益电路的输出端连接，用于将所述第二降额控制量降幅到0和所述第二电压阈值之间；

所述第二比较电路的一个输入端与所述第二钳位电路连接、另一个输入端与所述第三钳位电路连接，用于确定经限幅后的第一降额控制量和经限幅后的第二降额控制量中的最大值；

所述第五减法及增益电路的一个输入端与所述第二比较电路的输出端连接，用于将额定过流保护电压值减去所述最大值，产生所述逆变桥的桥臂电流正向过流保护电压阈值，其中所述第五减法及增益电路的增益为1；

所述第二反相器与所述第五减法及增益电路的输出端连接，用于对所述逆变桥的桥臂电流正向过流保护电压值进行取反，产生所述逆变桥的桥臂电流负向过流保护电压阈值。

由此可见，本发明的有益效果为：

基于本发明公开的调整过流保护阈值的方法，当逆变器的直流母线的电压采样值高于设定的第一电压阈值时，根据直流母线的电压采样值和该第一电压阈值的差值，对逆变桥的桥臂电流正向过流保护电压阈值和桥臂电流负向过流保护电压阈值进行动态降额，从而限制逆变桥中桥臂的输出电流幅值，避免逆变桥中的开关管在开关动作时承受过高的过电压，降低开关管被损坏的概率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明公开的一种调整过流保护阈值的方法的流程图；

图2为本发明公开的一种过流保护阈值调整电路的结构框图；

图3为本发明公开的一种过流保护阈值调整电路的电路图；

图4为本发明公开的另一种调整过流保护阈值的方法的流程图；

图5为本发明公开的另一种过流保护阈值调整电路的结构框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明公开应用于逆变器的调整过流保护阈值的方法，根据逆变器的直流母线的电压动态调整逆变桥中桥臂的过流保护阈值，从而降低逆变器中的开关管出现过电压而损坏的概率。

参见图1，图1为本发明公开的一种调整过流保护阈值的方法的流程图。该方法包括：

步骤S11：获取逆变器的直流母线的电压采样值Vdc，计算直流母线的电压采样值Vdc与第一电压阈值VdcThrs的差值。

其中，第一电压阈值VdcThrs为与直流母线过流保护降额阈值对应的电压值。

步骤S12：计算差值Vdc-VdcThrs与降额系数K的乘积作为降额控制量。

步骤S13：将降额控制量限幅到0和第二电压阈值VcMax之间。

其中，第二电压阈值VcMax为逆变桥中桥臂电流最大过流保护降额量对应的电压值。第二电压阈值VcMax应配置为小于额定过流保护电压值Vioc0的数值。

通过执行步骤S13，在直流母线电压Vdc低于第一电压阈值VdcThrs时，不对逆变桥的桥臂电流正向过流保护电压阈值和桥臂电流负向过流保护电压阈值进行降额处理，同时，防止出现输出的降额控制量大于额定过流保护电压值Vioc0的情况，也就是避免出现逆变桥的桥臂电流正向降额控制量和桥臂电流负向降额控制量为负值的情况。

步骤S14：将额定过流保护电压值Vioc0减去经限幅后的降额控制量，产生逆变桥的桥臂电流正向过流保护电压阈值ViocPos。

其中，额定过流保护电压值Vioc0为：逆变器的直流母线电压Vdc小于第一电压阈值VdcThrs时，逆变桥的桥臂过流保护阈值对应的电压值。也就是，逆变器正常运行状态下，逆变桥的桥臂过流保护阈值对应的电压值。

步骤S15：对逆变桥的桥臂电流正向过流保护电压阈值ViocPos进行取反，产生逆变桥的桥臂电流负向过流保护电压阈值ViocNeg。

基于本发明公开的调整过流保护阈值的方法，当逆变器的直流母线的电压采样值高于设定的第一电压阈值时，根据直流母线的电压采样值和该第一电压阈值的差值，对逆变桥的桥臂电流正向过流保护电压阈值和桥臂电流负向过流保护电压阈值进行动态降额，从而限制逆变桥中桥臂的输出电流幅值，避免逆变桥中的开关管在开关动作时承受过高的过电压，降低开关管被损坏的概率。

实施中，第一电压阈值可配置为所述逆变器在连续输出额定功率状态下的直流母线电压上限值。以光伏逆变器为例，第一电压阈值可以配置为光伏逆变器满载MPPT(最大功率点追踪)电压上限值。

本发明还公开一种应用于逆变器的过流保护阈值调整电路，请参见图2所示，该过流保护阈值调整电路包括：第一减法及增益电路101、第一钳位电路102、第二减法及增益电路103、以及第一反相器104。

其中：

第一减法及增益电路101用于计算逆变器的直流母线的电压采样值Vdc与第一电压阈值VdcThrs的差值，并计算该差值Vdc-VdcThrs与降额系数K的乘积作为降额控制量。其中，第一电压阈值为与直流母线过流保护降额阈值对应的电压值。

第一钳位电路102与第一减法及增益电路101的输出端连接，用于将第一减法及增益电路101输出的降额控制量限幅到0和第二电压阈值VcMax之间。其中，第二电压阈值VcMax为逆变桥中桥臂电流最大过流保护降额量对应的电压值。

第二减法及增益电路103的一个输入端与第一钳位电路102连接，用于将额定过流保护电压值Vioc0减去经限幅后的降额控制量，产生逆变桥的桥臂电流正向过流保护电压阈值ViocPos。其中，第二减法及增益电路的增益为1。

第一反相器104与第二减法及增益电路103的输出端连接，用于对逆变桥的桥臂电流正向过流保护电压阈值ViocPos进行取反，产生逆变桥的桥臂电流负向过流保护电压阈值ViocNeg。

本发明上述公开的应用于逆变器的过流保护阈值调整电路，当逆变器的直流母线的电压高于设定的第一电压阈值时，根据直流母线的电压值和该第一电压阈值的差值，对逆变桥的桥臂电流正向过流保护电压阈值和桥臂电流负向过流保护电压阈值进行动态降额，从而限制逆变桥中桥臂的输出电流幅值，避免逆变桥中的开关管在开关动作时承受过高的过电压，降低开关管被损坏的概率。

实施中，第一减法及增益电路101、第一钳位电路102、第二减法及增益电路103、以及第一反相器104的具体电路结构可以参见图3所示。

第一减法及增益电路101包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和第一运算放大器U1。

其中，第一电阻R1的第一端接入第一电压阈值VdcThrs，第一电阻R1的第二端与第一运算放大器U1的反相输入端连接。第二电阻R2的第一端接入直流母线的电压采样值Vdc，第二电阻R2的第二端与第一运算放大器U1的同相输入端连接。第三电阻R3连接于第一运算放大器U1的同相输入端和接地端之间。第四电阻R4连接于第一运算放大器U1的反相输入端和输出端之间。第一运算放大器U1的输出端为第一减法及增益电路101的输出端。

将第一电阻R1和第二电阻R2配置为阻值为r1的电阻，将第三电阻R3和第四电阻R4配置为阻值为r2的电阻，则降额系数K＝r2/r1。通过调整第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4的阻值就可以调整第一减法及增益电路101的降额系数。

第一钳位电路102包括第一二极管D1和第二二极管D2。

其中，第一二极管D1的阴极接入第二电压阈值VcMax，第一二极管D1的阳极与第二二极管D2的阴极连接，第二二极管D2的阳极接地。第一二极管D1和第二二极管D2的公共端与第一减法及增益电路101的输出端连接，具体是与第一运算放大器U1的输出端连接。

第二减法及增益电路103包括第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9和第三运算放大器U3。

其中，第六电阻R6的第一端与第一钳位电路102连接，具体是与第一二极管D1和第二二极管D2的公共端连接，第六电阻R6的第二端与第三运算放大器U3的反相输入端连接。第七电阻R7的第一端接入额定过流保护电压值Vioc0，第七电阻R7的第二端与第三运算放大器U3的同相输入端连接。第八电阻R8连接于第三运算放大器U3的同相输入端和接地端之间。第九电阻R9连接于第三运算放大器U3的反相输入端和输出端之间。第三运算放大器U3的输出端为第二减法及增益电路103的输出端。

将第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8和第九电阻R9配置为相同阻值的电阻，就可以使得第二减法及增益电路103的增益为1。

第一反相器104包括第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12和第五运算放大器U5。

其中，第十电阻R10的第一端与第二减法及增益电路103的输出端连接，具体是与第三运算放大器U3的输出端连接，第十电阻R10的第二端与第五运算放大器U5的反相输入端连接。第十一电阻R11连接于第五运算放大器U5的反相输入端和输出端之间。第十二电阻R12连接于第五运算放大器U5的同相输入端和接地点之间。第五运算放大器U5的输出端为第一反相器104的输出端。

将第十电阻R10和第十一电阻R11配置为相同阻值的电阻，就可以使得第一反相器104的增益为1。

作为优选实施方式，还可以在过流保护阈值调整电路中进一步设置第一电压跟随器U2，如图3中所示，第一电压跟随器U2的输入端与第一减法及增益电路101的输出端连接，第一电压跟随器U2的输出端与第一钳位电路102连接。第一电压跟随器U2能够提高输入阻抗、降低输出阻抗，从而实现阻抗匹配。

另外，还可以在过流保护阈值调整电路中进一步设置第二电压跟随器U4，如图3中所示，第二电压跟随器U4的输入端与第二减法及增益电路103的输出端连接。第二电压跟随器U4能够提高输入阻抗、降低输出阻抗，从而实现阻抗匹配。

另外，还可以在过流保护阈值调整电路中进一步设置第三电压跟随器U6，如图3中所示，第三电压跟随器U6的输入端与第一反相器104的输出端连接。第三电压跟随器U6能够提高输入阻抗，降低输出阻抗，从而实现阻抗匹配。

为了降低电路中的干扰，可以在第一电压跟随器U2的输出端与第一钳位电路102之间设置第一低通滤波器。如图3中所示，该第一低通滤波器包括第五电阻R5和第三电容C3。

另外，还可以在第二电压跟随器U4的输出端设置第二低通滤波器，在第三电压跟随器U6的输出端设置第三低通滤波器。如图3中所示，该第二低通滤波器包括第十三电阻R13和第六电容C6，该第三低通滤波器包括第十四电阻R14和第七电容C7。

在图3所示的过流保护阈值调整电路中，在第一电阻R1的第一端连接有第一滤波电容C1，在第二电阻R2的第一端连接有第一滤波电容C2，在第一二极管D1的阴极连接有第四滤波电容C4。

本发明上述公开的调整过流保护阈值的方法以及过流保护阈值调整电路，可以应用于任意电平值的逆变器。

本发明还公开另一种调整过流保护阈值的方法，该方法应用于N电平逆变器，其中N为不小于3的奇数，其流程如图4所示，包括：

步骤S41：获取逆变器的直流母线的电压采样值，计算直流母线的电压采样值与第一电压阈值的第一差值。

其中，第一电压阈值为与直流母线过流保护降额阈值对应的电压值。

步骤S42：计算第一差值与第一降额系数的乘积作为第一降额控制量。

步骤S43：将第一降额控制量限幅到0和第二电压阈值之间。

其中，第二电压阈值为逆变桥中桥臂电流最大过流保护降额量对应的电压值。

步骤S44：获取逆变器中构成电容串的N-1个电容的电压采样值，确定N-1个电容的电压采样值中的最大电压采样值。

以三电平逆变器为例，其电容串由两个电容串联而成，以五电平逆变器为例，其电容串由四个电容串联而成。在步骤S14中，要获取电容串中各个电容的电压采样值，电压采样值的数量为N-1，之后确定N-1个电压采样值中的最大电压采样值。

步骤S45：计算最大电压采样值与第三电压阈值的第二差值。

其中，第三电压阈值为VdcThrs/(N-1)，VdcThrs为第一电压阈值。

步骤S46：计算第二差值与第二降额系数的乘积作为第二降额控制量。

步骤S47：将第二降额控制量限幅到0和第二电压阈值之间。

步骤S48：确定经限幅后的第一降额控制量和经限幅后的第二降额控制量中的最大值。

步骤S49：将额定过流保护电压值减去最大值，产生逆变桥的桥臂电流正向过流保护电压阈值。

步骤S410：对逆变桥的桥臂电流正向过流保护电压值进行取反，产生逆变桥的桥臂电流负向过流保护电压阈值。

基于本发明公开的调整过流保护阈值的方法，当逆变器的直流母线的电压采样值高于设定的第一电压阈值时，或者在电容串中任意一个电容两端的电压采样值高于设定的第三电压阈值时，确定直流母线的电压采样值和该第一电压阈值的第一差值，确定电容的最大采样电压值与第二电压阈值的第二差值，之后利用第一差值和第二差值中数值较大的差值，对逆变桥的桥臂电流正向过流保护电压阈值和桥臂电流负向过流保护电压阈值进行动态降额，从而限制逆变桥中桥臂的输出电流幅值，避免逆变桥中的开关管在开关动作时承受过高的过电压，降低开关管被损坏的概率。同时，在调整过流保护阈值的过程中，综合了电容串中各电容的电压采样值进行动态降额，能够消除各电容相对于中点偏移造成的开关管电压应力偏差。

实施中，第一电压阈值可配置为所述逆变器在连续输出额定功率状态下的直流母线电压上限值。以光伏逆变器为例，第一电压阈值可以配置为光伏逆变器满载MPPT(最大功率点追踪)电压上限值。

本发明还公开一种应用于N电平逆变器的过流保护阈值调整电路，其中N为不小于3的奇数。该过流保护阈值调整电路的结构如图5所示，包括第三减法及增益电路201、第二钳位电路202、第一比较电路203、第四减法及增益电路204、第三钳位电路205、第二比较电路206、第五减法及增益电路207、以及第二反相器208。

其中：

第三减法及增益电路201用于计算逆变器的直流母线的电压采样值与第一电压阈值的第一差值，并计算第一差值与第一降额系数的乘积作为第一降额控制量。其中，第一电压阈值为与直流母线过流保护降额阈值对应的电压值。

第二钳位电路202与第三减法及增益电路201的输出端连接，用于将第一降额控制量限幅到0和第二电压阈值之间。其中，第二电压阈值为逆变桥中桥臂电流最大过流保护降额量对应的电压值。

第一比较电路203用于比较逆变器中构成电容串的N-1个电容的电压采样值，确定N-1个电容的电压采样值中的最大电压采样值。

第四减法及增益电路204的一个输入端与第一比较电路203的输出端连接，用于计算最大电压采样值与第三电压阈值的第二差值，并计算第二差值与第二降额系数的乘积作为第二降额控制量。

其中，第三电压阈值为VdcThrs/(N-1)，VdcThrs为第一电压阈值。

第三钳位电路205与第四减法及增益电路204的输出端连接，用于将第二降额控制量降幅到0和第二电压阈值之间。

第二比较电路206的一个输入端与第二钳位电路202连接、另一个输入端与第三钳位电路205连接，用于确定经限幅后的第一降额控制量和经限幅后的第二降额控制量中的最大值。

第五减法及增益电路207的一个输入端与第二比较电路206的输出端连接，用于将额定过流保护电压值减去最大值，产生逆变桥的桥臂电流正向过流保护电压阈值。其中，第五减法及增益电路207的增益为1。

第二反相器208与第五减法及增益电路207的输出端连接，用于对逆变桥的桥臂电流正向过流保护电压值进行取反，产生逆变桥的桥臂电流负向过流保护电压阈值。

本发明上述公开的应用于N电平逆变器的过流保护阈值调整电路，当逆变器的直流母线的电压采样值高于设定的第一电压阈值时，或者在电容串中任意一个电容两端的电压采样值高于设定的第三电压阈值时，确定直流母线的电压采样值和该第一电压阈值的第一差值，确定电容的最大采样电压值与第二电压阈值的第二差值，之后利用第一差值和第二差值中数值较大的差值，对逆变桥的桥臂电流正向过流保护电压阈值和桥臂电流负向过流保护电压阈值进行动态降额，从而限制逆变桥中桥臂的输出电流幅值，避免逆变桥中的开关管在开关动作时承受过高的过电压，降低开关管被损坏的概率。同时，在调整过流保护阈值的过程中，综合了电容串中各电容的电压采样值进行动态降额，能够消除各电容相对于中点偏移造成的开关管电压应力偏差。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种调整过流保护阈值的方法，应用于逆变器，其特征在于，所述方法包括：

获取所述逆变器的直流母线的电压采样值；

计算所述直流母线的电压采样值与第一电压阈值的差值，其中所述第一电压阈值为与直流母线过流保护降额阈值对应的电压值；

计算所述差值与降额系数的乘积作为降额控制量；

将所述降额控制量限幅到0和第二电压阈值之间，其中所述第二电压阈值为逆变桥中桥臂电流最大过流保护降额量对应的电压值；

将额定过流保护电压值减去经限幅后的降额控制量，产生所述逆变桥的桥臂电流正向过流保护电压阈值；

对所述逆变桥的桥臂电流正向过流保护电压值进行取反，产生所述逆变桥的桥臂电流负向过流保护电压阈值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一电压阈值为所述逆变器在连续输出额定功率状态下的直流母线电压上限值。

3.一种过流保护阈值调整电路，应用于逆变器，其特征在于，所述过流保护阈值生成电路包括第一减法及增益电路、第一钳位电路、第二减法及增益电路、以及第一反相器；

所述第一减法及增益电路用于计算所述逆变器的直流母线的电压采样值与第一电压阈值的差值，并计算所述差值与降额系数的乘积作为降额控制量，其中所述第一电压阈值为与直流母线过流保护降额阈值对应的电压值；

所述第一钳位电路与所述第一减法及增益电路的输出端连接，用于将所述第一减法及增益电路输出的降额控制量限幅到0和第二电压阈值之间，其中所述第二电压阈值为逆变桥中桥臂电流最大过流保护降额量对应的电压值；

所述第二减法及增益电路的一个输入端与所述第一钳位电路连接，用于将额定过流保护电压值减去经限幅后的降额控制量，产生所述逆变桥的桥臂电流正向过流保护电压阈值，其中所述第二减法及增益电路的增益为1；

所述第一反相器与所述第二减法及增益电路的输出端连接，用于对所述逆变桥的桥臂电流正向过流保护电压阈值进行取反，产生所述逆变桥的桥臂电流负向过流保护电压阈值。

4.根据权利要求3所述的过流保护阈值调整电路，其特征在于，还包括第一电压跟随器、第二电压跟随器和第三电压跟随器；

所述第一电压跟随器的输入端与所述第一减法及增益电路的输出端连接，所述第一电压跟随器的输出端与所述第一钳位电路连接；

所述第二电压跟随器的输入端与所述第二减法及增益电路的输出端连接；

所述第三电压跟随器的输入端与所述第一反相器的输出端连接。

5.根据权利要求4所述的过流保护阈值调整电路，其特征在于，还包括第一低通滤波器、第二低通滤波器和第三低通滤波器；

所述第一低通滤波器连接于所述第一电压跟随器的输出端和所述第一钳位电路之间；

所述第二低通滤波器与所述第二电压跟随器的输出端连接；

所述第三低通滤波器与所述第三电压跟随器的输出端连接。

6.一种调整过流保护阈值的方法，应用于N电平逆变器，其中N为不小于3的奇数，其特征在于，所述方法包括：

获取所述逆变器的直流母线的电压采样值；

计算所述直流母线的电压采样值与第一电压阈值的第一差值，其中所述第一电压阈值为与直流母线过流保护降额阈值对应的电压值；

计算所述第一差值与第一降额系数的乘积作为第一降额控制量；

将所述第一降额控制量限幅到0和第二电压阈值之间，其中所述第二电压阈值为逆变桥中桥臂电流最大过流保护降额量对应的电压值；

获取所述逆变器中构成电容串的N-1个电容的电压采样值；

确定所述N-1个电容的电压采样值中的最大电压采样值；

计算所述最大电压采样值与第三电压阈值的第二差值，其中所述第三电压阈值为VdcThrs/(N-1)，VdcThrs为所述第一电压阈值；

计算所述第二差值与第二降额系数的乘积作为第二降额控制量；

将所述第二降额控制量限幅到0和所述第二电压阈值之间；

确定经限幅后的第一降额控制量和经限幅后的第二降额控制量中的最大值；

将额定过流保护电压值减去所述最大值，产生所述逆变桥的桥臂电流正向过流保护电压阈值；

对所述逆变桥的桥臂电流正向过流保护电压值进行取反，产生所述逆变桥的桥臂电流负向过流保护电压阈值。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一电压阈值为所述逆变器在连续输出额定功率状态下的直流母线电压上限值。

8.一种过流保护阈值调整电路，应用于N电平逆变器，其中N为不小于3的奇数，其特征在于，所述过流保护阈值生成电路包括第三减法及增益电路、第二钳位电路、第一比较电路、第四减法及增益电路、第三钳位电路、第二比较电路、第五减法及增益电路、以及第二反相器；

所述第三减法及增益电路用于计算所述逆变器的直流母线的电压采样值与第一电压阈值的第一差值，并计算所述第一差值与第一降额系数的乘积作为第一降额控制量，其中所述第一电压阈值为与直流母线过流保护降额阈值对应的电压值；

所述第二钳位电路与所述第三减法及增益电路的输出端连接，用于将所述第一降额控制量限幅到0和第二电压阈值之间，其中所述第二电压阈值为逆变桥中桥臂电流最大过流保护降额量对应的电压值；

所述第一比较电路用于比较所述逆变器中构成电容串的N-1个电容的电压采样值，确定所述N-1个电容的电压采样值中的最大电压采样值；

所述第四减法及增益电路的一个输入端与所述第一比较电路的输出端连接，用于计算所述最大电压采样值与第三电压阈值的第二差值，并计算所述第二差值与第二降额系数的乘积作为第二降额控制量，其中所述第三电压阈值为VdcThrs/(N-1)，VdcThrs为所述第一电压阈值；

所述第三钳位电路与所述第四减法及增益电路的输出端连接，用于将所述第二降额控制量降幅到0和所述第二电压阈值之间；

所述第二比较电路的一个输入端与所述第二钳位电路连接、另一个输入端与所述第三钳位电路连接，用于确定经限幅后的第一降额控制量和经限幅后的第二降额控制量中的最大值；

所述第五减法及增益电路的一个输入端与所述第二比较电路的输出端连接，用于将额定过流保护电压值减去所述最大值，产生所述逆变桥的桥臂电流正向过流保护电压阈值，其中所述第五减法及增益电路的增益为1；

所述第二反相器与所述第五减法及增益电路的输出端连接，用于对所述逆变桥的桥臂电流正向过流保护电压值进行取反，产生所述逆变桥的桥臂电流负向过流保护电压阈值。