[发明专利]一种逆变电源用直流双电源转换开关

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力设备，特别涉及一种逆变电源用直流双电源转换开关。

背景技术

逆变电源将直流电转换成交流电为小型电网的负载供电，为保证可靠性，直流输入常采用两路直流电源，一路为主用，一路为备用。当主用电源断电时，自动转换到备用电源；当主用电源恢复供电时，自动转换到主用电源供电，两电源转换不影响逆变电源正常工作。常用的直流转换开关有自动转换开关ATS(Automatic Transfer Switch)和静态转换开关STS(Static Transfer Switch)。ATS将负载电路从一个电源自动换接至备用电源的开关电器，以确保重要负荷连续、可靠运行。但ATS为机械结构，以接触器为转换执行部件，转换时间在100ms左右，转换时间长，逆变器直流母线电压跌落严重，难以在此逆变电源系统中应用。STS为电源二选一自动切换系统，正常工作状态下，主电源正常时，负载通过主电源供电。在主电源发生故障时，负载自动切换到备用电源，主电源恢复正常后，负载又自动切换到主电源。STS采用晶闸管SCR(Silicon Controlled Rectifier)或IGBT作为开关器件，标准切换时间为≤8ms，不会造成敏感类负载断电。但SCR、IGBT存在导通损耗，需配散热器和风扇进行散热，致使STS体积、重量大，效率低。

发明内容

本发明是针对现在常用的直流转换开关存在的问题，提出了一种逆变电源用直流双电源转换开关，充分利用ATS导通损耗小和STS切换时间短的优势，将IGBT与接触器并联使用，IGBT在转换时工作，接触器在转换完成后导通，既保证快速转换，又解决了IGBT的散热问题，提高装置的效率。

本发明的技术方案为：一种逆变电源用直流双电源转换开关，两组直流电源分别通过各自的输入EMI滤波器和转换单元接逆变电源直流母线电容，两组转换单元结构相同，均包括两个断路器、两个接触器、一个IGBT绝缘栅双极型晶体管和二极管，第一接触器接在输入EMI滤波器输出和逆变电源直流母线电容前端之间，第二接触器并联在IGBT的集电极和发射极两端，IGBT与二级管串联接在两个断路器之间；一个断路器接输入EMI滤波器输出，另一个断路器接逆变电源直流母线电容前端；电压电流采样板采集两组直流电源输出端的电流电压信号送控制算法板，控制算法板发出IGBT驱动信号和接触器控制信号；IGBT驱动信号通过IGBT驱动电路控制IGBT导通或断开，接触器控制信号通过接触器控制电路控制接触器吸合和断开，IGBT和第二接触器同时接收控制算法板吸合信号，当第二接触器完全吸合后，断开IGBT，完成两组直流电源转换供电。

所述逆变电源用直流双电源转换开关，还包括面板，面板包括自动和手动控制开关、旁路开关和人机交互终端，自动和手动控制开关和旁路开关输入开关信号到控制算法板选择控制方式，其中旁路开关信号输入控制算法板，控制算法板输出控制信号控制第一接触器闭合，第二接触器和IGBT断开，两组直流电源任何一组旁路供电，人机交互终端与控制算法板互通，选择控制方式，并显示运行参数及运行状态。

所述二极管的阴极通过断路器接逆变电源直流母线电容，电压钳位同时防止逆变电源直流母线电容和其他电源倒灌，将两组直流电源独立开。

本发明的有益效果在于：本发明逆变电源用直流双电源转换开关，将IGBT与接触器并联使用，充分发挥ATS和STS各自的优势，转换速度快且损耗小。本发明有自动控制和手动控制两种工作模式供用户选择，并可由用户任意设定一路直流电源为主用电，且可以在线检修，用户界面友好，体积小，重量轻，维修性好，具有较好的应用前景。

附图说明

图1为本发明逆变电源用直流双电源转换开关结构示意图；

图2为本发明逆变电源用直流双电源转换开关控制示意图；

图3为本发明逆变电源用直流双电源转换开关控制流程图；

图4为本发明逆变电源用直流双电源转换开关静态转换波形图。

具体实施方式

如图1、2所示逆变电源用直流双电源转换开关结构和控制示意图，包括直流电源I10、直流电源II20、输入EMI滤波器I11、输入EMI滤波器II21、第一转换单元、第二转换单元、控制单元和逆变电源直流母线电容0。