[发明专利]短路故障检测设备

说明书

本发明涉及短路故障检测设备。所述短路故障检测设备检测升降压型DC‑DC转换器中的短路故障，所述升降压型DC‑DC转换器采用太阳能电池的发电电力作为输入并且向蓄电器输出预定电压。DC‑DC转换器包括升压用上臂、升压用下臂、降压用上臂、以及降压用下臂。短路故障检测设备包括：电压检测单元，用于检测从太阳能电池输出到DC‑DC转换器的电压；电流检测单元，用于检测从DC‑DC转换器输出到蓄电器的电流；以及控制器，该控制器被配置为对构成DC‑DC转换器的开关元件进行控制以基于即为电压检测单元的检测值的检测电压值以及即为电流检测单元的检测值的检测电流值来确定DC‑DC转换器的每个臂是否具有短路故障。

技术领域

本发明涉及一种用于检测在太阳能发电系统中所使用的DC-DC转换器的短路故障的设备。

背景技术

例如在日本未审专利申请公开No.15-207238(JP 2015-207238A)中公开了使用最大功率点跟踪(MPPT)来控制太阳能电池(太阳能电池板)的发电电力的太阳能发电系统。

发明内容

通常，当构成DC-DC转换器(开关元件或构成臂的整流器元件)的臂导致短路故障时，在DC-DC转换器(具有短路故障的臂)中流动的电流显著地增大。因而，当适当地发现电流的增大(即发生短路电流)时，可容易地检测到臂(元件)的短路故障。

已熟知的是太阳能电池作为电流源工作。因而，如在JP2015-207238A中所公开的太阳能发电系统中，在采用太阳能电池的发电电力作为输入的DC-DC转换器中，即使当构成DC-DC转换器的臂(元件)导致短路故障时，在DC-DC转换器中流动的电流也不会增大到超过由太阳能电池的I-V特性所确定的值。

如上所述，采用太阳能电池的发电电力作为输入的DC-DC转换器可能无法通过确定电流的增大(发生短路电流)来检测臂(元件)的短路故障。

本发明提供了一种短路故障检测设备，该短路故障检测设备可容易地检测在采用太阳能电池的发电电力作为输入的DC-DC转换器中短路故障的发生。

本发明的第一方面涉及一种用于检测升降压型DC-DC转换器中的短路故障的短路故障检测设备，所述升降压型DC-DC转换器采用太阳能电池的发电电力作为输入并且向蓄电器输出预定电压。DC-DC转换器包括升压用上臂、升压用下臂、降压用上臂、以及降压用下臂。短路故障检测设备包括：电压检测单元，用于检测从太阳能电池输出到DC-DC转换器的电压；电流检测单元，用于检测从DC-DC转换器输出到蓄电器的电流；以及控制器，该控制器被配置为对构成DC-DC转换器的开关元件进行控制以基于即为电压检测单元的检测值的检测电压值以及即为电流检测单元的检测值的检测电流值来确定DC-DC转换器的每个臂是否具有短路故障。控制器被配置为基于在将降压用上臂的开关元件控制为OFF状态(截止状态)并且将在降压用下臂和升压用下臂的任意一个中所使用的开关元件控制为ON状态(导通状态)时的检测电压值来确定降压用上臂是否具有短路故障。控制器被配置为基于在将降压用上臂的开关元件控制为ON状态并且将在降压用下臂和升压用下臂中所使用的全部开关元件控制为OFF状态时的检测电压值来确定降压用下臂和升压用下臂中的至少一个是否具有短路故障。控制器被配置为基于在将降压用下臂、升压用上臂、以及升压用下臂中所使用的全部开关元件控制为OFF状态时的检测电流值来确定升压用上臂是否具有短路故障。

在构成了升降压型DC-DC转换器的降压用上臂元件、降压用下臂元件、以及升压用下臂元件中检测到短路故障的情况下，本发明的第一方面根据预先设置的组合将构成DC-DC转换器的开关元件控制为ON/OFF状态。当检测目标臂(元件)具有短路故障时预先设置的组合形成了DC-DC转换器中的短路路径。

当检测目标臂(元件)具有短路故障时，该控制可使得与太阳能电池相连的DC-DC转换器的输入端子侧上的电压降低到预定值以下。因而，当检测到DC-DC转换器的输入端子侧上的电压时，基于检测电压值很可容易地执行关于检测目标臂(元件)是否具有短路故障的判定。