集成光伏源電路合併器和保護子系統的製作方法

2023-05-29 16:05:01

專利名稱：集成光伏源電路合併器和保護子系統的製作方法
技術領域：
本公開內容通常涉及光伏(「PV」)電站，並更具體地涉及具有過電流保護的電力合併器電路。背景對可替代能源的推動已經促進了可被連接到電網的光伏(「PV」)電站的發展。光伏電站具有將來自比如太陽能板的PV源的直流電壓轉換到適於連接到電網的交流電壓的電力轉換器。由於綠色能源的需求不斷增加，越來越多的大規模PV電站被投入使用，而公共事業部分也正在對PV電站應用越來越多的規範，這是因為電力系統的質量和穩定性可能會因為安裝PV電站而受到影響。近期，由於單個的PV電站的容量迅速增加，對高PV電壓的安裝的強調也越來越高，這是因為這種安裝可以降低安裝成本。許多PV安裝者目前需要約1000V的開路電壓。面對該挑戰，PV設備製造商將多種不同的PV電壓源進行合併以實現高電壓。這樣高的電壓也需要相對較昂貴的高壓組件，以防止組件的高電壓擊穿。當然，PV電站也需要以電路形式的電子組件的保護，在遭遇到超過設定的閾值電壓的電壓時，所述保護切斷到電壓源的電壓連接。目前，源電路被單獨地接上熔斷器，然後通常被耦合到熔斷器的負載側或逆變器偵U。需要負載隔離開關和DC接觸器以斷開被組合的電路。然而，在相對高的電壓下能夠切斷高DC電流的這種高功率組件的成本過高。因此，需要具有用於高電壓PV陣列的有效斷路的、具有成本效率的PV源的合併。簡單概要本公開內容的方面包括用於將多個光伏源的電壓輸出合併到負載的系統。該系統包括多個光伏源和一組接觸器。每個接觸器都具有耦合到多個光伏源中的一個的一側。這些接觸器的另一側被耦合到一起，以將光伏源的輸出合併到輸出接口。輸出接口耦合到負載。一組二極體分別耦合到一組熔斷器中的每一個，並形成繞過該組接觸器的電流路徑。電晶體耦合到每個二極體和負載接口。具有接通狀態的電晶體完成電流繞過該組接觸器、通過二極體到達負載接口的流動。另一個示例是保護將多個電壓源的輸出合併的電路組件的方法。接觸器被附接到多個電壓源中的每一個的輸出。當在任意的輸出上檢測出異常電流水平時，斷開接觸器。通過在斷開接觸器所需要的時間周期內接通電晶體，提供繞過接觸器的電流路徑。另一個示例是具有存儲在其上的指令的機器可讀介質，其用於允許斷路來自電壓源的、經由接觸器的電力。電流路徑經由二極體和處於接通狀態的電晶體形成。機器可讀介質包括機器可執行代碼，在由至少一臺機器執行所述機器可執行代碼時，會導致機器在探測到異常電流水平時斷開接觸器，並通過在斷開接觸器所需要的時間周期內接通電晶體來提供繞過接觸器的電流路徑。本公開內容的上述及其它的方面和實現對於本領域的普通技術人員在參看各種實施方案和/或方面的詳細描述時將是明顯的，這是通過參照附圖實現的，附圖的簡要描述被提供在下文中。附圖的簡要說明本公開內容的上述的和其它的優點，在閱讀下面的詳細描述和參照附圖後將變得顯而易見。

圖1是光伏主源電路合併器和保護子系統的電路圖；圖2是光伏主源電路合併器與保護子系統的另外一個示例的電路圖；圖3是圖2中的用於三相AC電流的電力系統的電路的替代方案；以及圖4是用於圖1中示出的子系統的、用於保護組件對抗異常狀態的控制算法的流程圖。詳細說明圖1是光伏主源電路合併器和保護子系統的示例的電路圖。電路合併器包括電力轉換等效電路100、控制器5、開關分組40、接觸器分組80、閂鎖繼電器90和接地保護熔斷器8。一組熔斷器51-54被插入從開關分組40到接觸器分組80的線路之間。一系列二極體61-64被耦合在相應的熔斷器51-54和電晶體70之間，以便在電晶體70被接通時提供繞過接觸器分組80的電流路徑。具有一系列繼電器91-94的繼電器電路90被分別耦合在各自的合併器輸入端子對11和21、12和22、13和23以及14和24之間。如下面將說明的，控制器5控制開關分組40、接觸器80，和繼電器電路90以及監視器開關9和45，以便合併四個光伏(PV)源1-4的電壓輸出，並保護圖1中的電路的組件。PV源1-4被分別跨合併器的輸入端子對11和21、12和22、13和23以及14和24連接。應當理解的是，任意多的數量的PV源可與圖1中的電路中的組件一起使用。PV源1-4的輸出被合併用於跨合併器的輸出端子15和25的合併輸出。電流傳感器30被耦合到穿過合併器輸出端子15和25的PV源1-4的合併輸出。電力轉換器的等效電路100的電阻性負載101和電容性負載102的被連接穿過合併器輸出端子15和25。負載101和102以及短路故障(short circuit fault) 109是用於DC-AC電力轉換器100的等效電路，其中DC電力被轉換為AC電力用於連接到電網。負載101的電阻值可被精確地控制。電容性負載102是比如轉換器100的DC-AC電力轉換器的典型DC總線電容。圖1中的合併器電路提供了以下的保護功能:(i)用於分別經由熔斷器51-54到PV源1-4的現場接線的載流量(ampacity)保護；(ii)經由開關分組40的安全/服務斷開；(iii)經由接觸器分組80、二極體61-64和電晶體70的DC故障電流負載斷路能力；以及(iv)經由熔斷器8的接地故障保護。圖1中熔斷器51-54在開關分組40和接觸器分組80之間的電路放置提供了對圖1中的電路中的不同的組件的保護。這樣的布置保護了開關分組40中的開關41-44的現場接線和電流額定值，也同樣保護了接觸器分組80的接觸器81-84和二極體61-64。此外，熔斷器51-54被放置在開關分組40和接觸器分組80之間，允許每個熔斷器51-54的兩端被隔離，以便通過斷開開關分組40上的開關41-45中的一個和接觸器分組80的相應的接觸器來安全地更換相應的熔斷器51-54。在正常狀態下，當PV源1-4正在傳遞電流時，存在兩種方法將負載101從PV源1_4斷開。負載101可以通過手動斷開斷路開關分組40或在控制器5的命令下自動斷開接觸器分組80而被斷開。當在具有負載時斷開開關分組40，則按序列發生下面的情況。開關分組40中的輔助開關45發送信號到控制器5，即開關分組40已經被斷開。控制器5經由串行通信鏈路6發送信號到DC-AC電力轉換器100以有效地關閉，將負載101設為開路。然後，控制器5對接觸器分組80中的線圈85斷電，以便開始斷開接觸器81-84並驅動電晶體70接通。這將導致電流流過二極體61-64，並通過電晶體70，形成繞過接觸器分組80的電流路徑。在接觸器分組80的接觸器81-84達到完全斷開的短暫延遲之後，電晶體70由控制器5門控關斷。然後，控制器5讀取耦合到接觸器分組80和轉換器100之間的電流傳感器30，以驗證PV源1-4和負載101和102之間的電流路徑已被斷開。以這種方式，將DC-AC轉換器100從PV源1_4斷開。使用與接觸器分組80並聯的單個半導體設備(比如電晶體70)，允許僅使用單個設備用於多個接觸器81-84以及每組接觸器81-84的二極體61-64。在此示例中，電晶體170是絕緣柵雙極電晶體(IGBT)，其能夠處理在短的時間周期內的、短路狀態下來自合併的PV源1-4的高電流和電壓。可以在「栓鎖」故障("boltecTfault)狀態下遵循相同的序列，其中由於在DC-AC轉換器100中的故障，負載101被短路(如通過錯誤109所表示的)。當圖1中的保護電路合併器內部的組件已經遭受了嚴重損壞，則遵循以下序列。輔助開關45發送信號到控制器5，即開關分組40已被斷開，或命令串行通信鏈路6請求系統「斷路」。可替換地，由控制器5確定的狀態(如在關機命令後感測電流)可以啟動斷路序列。然後，控制器5經由串行通信鏈路6發送信號到DC-AC電力轉換器100，以實現關閉。然後，控制器5將線圈85斷電並接通電晶體70。在接觸器分組80的接觸器81-84達到完全斷開的短暫的延遲之後，電晶體70被關斷。然後，控制器5讀取電流傳感器30，以驗證PV源1-4和負載101之間的電流路徑已經被斷開。如果由電流傳感器30所感測的電流的讀數大於零，則表示異常狀態(如電弧)，故障狀態經由串行鏈路6通信，以及電晶體70被再次脈衝接通(pulsed on)。如果由電流傳感器30感測到的電流仍大於零，則通過串行鏈路6表示故障，以及閂鎖繼電器90的繼電器91-94經由給線圈95通電來接通。開關電路的其它操作被禁止。閂鎖繼電器90因為開口線圈96被短路而不能被復位，以及因此在該狀態下，接觸器分組80的合併器子系統和開關40因為發生了嚴重損壞而必須被更換。閂鎖繼電器90是可選組件，其可能會或可能不會被包括在給定的裝置設計中。閉鎖繼電器90提供了用於所有的單個組件故障的故障保險關閉機制。接地27是用於圖1中的系統的單點接地。接地27通過接地故障熔斷器8被連接到負輸出端子25。開關9表示熔斷器8對於控制器5的控制。通常，在接地故障熔斷器8斷開時，禁止接觸器分組80的再次接入(reclosure)。圖2示出了多電路的、獨立的、AC和/或DC的、雙向(合併器在一個方向上，負載中心在其它方向上)的斷路器和負載斷路接觸器的可選的示例。圖2中的電路包括被耦合到電壓源(未示出)的一組輸入接觸器111-114。輸入接觸器111-114被耦合到各自的熔斷器151-154的一側。熔斷器151-154的另一側每個都被分別耦合到電流傳感器131-134。熔斷器151-154被耦合到包括可以由線圈185控制的接觸器181-184的接觸器分組180。接觸器181-184的輸出被合併到可以被耦合到負載(未示出)的單個合併的輸出接觸器115。一系列二極體161-164在熔斷器151-154和接觸器181-184之間被分別耦合到電晶體170，所述電晶體170反過來耦合到二極體176。二極體161-164與電晶體170相結合，當所述電晶體170接通時，形成繞過接觸器分組180的、通過二極體176到達輸出接觸器115的電流路徑。另外的一系列二極體171-174在熔斷器151-154和接觸器181-184之間被耦合到電晶體170。因此，當電晶體170接通時，來自輸出接觸器115的電流通過二極體175，通過二極體171-174，形成繞過接觸器分組180的另外的一條電流路徑。控制器105讀取來自電流傳感器131-134的信號，並經由線圈185控制接觸器分組180的接觸器181-184。控制器105還控制電晶體170。控制器105還具有接通控制輸入和斷開控制輸入116和117以及電力控制輸入118和119。與在圖1中示出的電路的半導體輔助部分和在圖2中示出的電路的主要區別是，將二極體171-174額外添加到一系列二極體161-164。二極體171-174和161-164以及二極體175和176被連接，以形成繞過每組接觸器181-184的全橋整流器。因此，一系列二極體171-174被分別耦合在到達接觸器181、182、183和184的輸入端和輸出接觸器115 (經由二極體176)之間，以形成一個橋的一半。二極體161-164被耦合至到達輸出接觸器115的另一個二極體175，以形成所述橋的另一半。因此，在任一方向上流動到接觸器115和從接觸器115流出的電流，在有負載的情況下可以被斷開。在實踐中，熔斷器151-154是快速清除的類型，以及在橋中的所有的二極體161-164和171-174 (半導體)被額定到承受清除所有的熔斷器151-154所需要的I2T (二極體結的能量等級)。如圖1中所示出的電路，接觸器181-184允許被耦合到輸入接觸器111-114的電壓源的輸出的合併。控制器105為每個輸入接觸器111-114感測經由電流傳感器130-134的電流。如果探測到異常電流，由控制器105為線圈185斷電，以便斷開接觸器181-184。在接觸器斷開的時間期間，電晶體170被接通，以便提供經由二極體161-164的、繞過接觸器分組180的電流路徑。在圖2中所示的電路併入控制器105，以通過多種其它的方法保護半導體設備(電晶體、接觸器和二極體)。在接觸器分組180的接觸器181-184被接通以將在線電壓源與負載耦合到輸出接觸器115之前，電晶體170在比如5微秒的初始時間周期內被脈衝接通，以便對耦合到輸出接觸器115的負載進行「採樣」，以實現可清除熔斷器151-154的短路狀態。在此示例中，電晶體170是被提供了自適應驅動信號的絕緣柵雙極電晶體(IGBT)。負載採樣過程以短持續時間的較低的電壓驅動信號為開始。在每個脈衝期間，為了去飽和，由控制器105測量電晶體170的集電極和發射極(Vce)之間的電壓。由控制器105以不斷升高的電壓和持續時間將連續的脈衝施加到電晶體170的柵極，直到負載阻抗在Vce去飽和的狀態下被「測量」為止。在斷路序列期間，如果從電流傳感器131-134讀取的電流高於熔斷電流，或如果在電晶體170上探測到去飽和狀態，則斷路序列將被中止，以及接觸器分組180的接觸器181-184將保持接通。執行此序列，使熔斷器151-154在超過電晶體170的電流容量的過載狀態下被清除。控制器105也可具有確定電流中的AC和DC含量的能力，並決定在電流波形上具有很少量或沒有DC含量的情況下不接合電晶體170。控制器105也可以記錄負載斷路事件的數量和強度的數據，並計算設備的累積的壽命終結期。當達到計算出的壽命終結期時，控制器105將禁止其他的接通操作。在圖2中所示的電路也可以被用作通過將預先設定的一個或多個斷路電平編程到控制器105中的電路斷路器。然後，電流傳感器131-134的輸出可與這些電平相比較。該設備因此作用為成組的4電路斷路器，其根據一個總的電流狀態將所有四個電路與接觸器源111-114中的每一個斷開。圖2中的電路可以是安裝在電力系統上的分離的設備。因此，外部控制端子116和117，以及控制供電電源端子118和119被顯示為獨立操作所需要的。在這個示例中，兩個終端組116和117，以及118和119從所有設備電力路徑組件被電
流隔離。圖3是作用為三相AC電路斷路器的另外一個可選的電路。一系列三個的接觸器210,220和230被耦合到三相源(未示出)。每個輸入接觸器210、220和230上的電流分別由電流傳感器211、221和231感測。輸入接觸器210、220和230被耦合到接觸器分組206的分別的接觸器216、226和236。一系列二極體212、222和232被耦合到接觸器216、226和236與一系列電晶體217、227和237的源極之間。在此示例中，電晶體217、227和237是被提供了自適應驅動信號的絕緣柵雙極電晶體(IGBT)。另外一系列二極體213、223和233被分別耦合到輸入接觸器216、226和236和所述一系列電晶體217、227和237的發射極之間。二極體對214和215被並聯地耦合到電晶體217，並被耦合到接觸器216的相對端。另外一個二極體對224和225被並聯地耦合到電晶體227，並被耦合到接觸器226的相對端。另外一個二極體對234和235被並聯地耦合到電晶體237，並被耦合到接觸器236的相對端。接觸器216、226和236的輸出被分別耦合到依次耦合到三相負載(未示出)的輸出接觸器 218,228 和 238。控制器205被耦合到電流傳感器211、221和231，並從傳感器211、221和231讀取輸入接觸器210、220和230的電流水平。控制器205經由給線圈246通電來控制接觸器分組206。控制器205還通過控制各自的電晶體217、227和237的柵極來控制每個三相輸出。圖3中的電路是可以被併入電力系統中的獨立的設備。因此，控制器205包括外部控制端子241和242，以及控制供電電源端子243和244，用於獨立操作。兩個終端組241和242以及243和244從所有的設備電力路徑組件被電流隔離。控制器205通過電流傳感器211、221和231探測任何分相的電路的電流浪湧。如果異常電流被檢測到需要斷路，則控制器將線圈246通電，以便斷開接觸器216，226或236中的一個或多個。電流通過斷開各自的電晶體217、227或237以繼續流動，以形成通過二極體212,222或232，電晶體217,227或237和二極體215,225和235的，繞過接觸組分組206的電流路徑，而接觸器216、226或236變為完全斷開。來自輸出接觸器218、228和238的電流經由二極體214、224或234，通過各自的電晶體217、227或237和二極體213、223和233，繞過接觸器分組206轉移。在圖3中的3相AC的情況下，上面在圖2中討論的負載採樣，是由控制器205對經由電晶體217、227，和237的線對中的每一個相完成的。因此，在接通接觸器分組206的接觸器216、226和236之前，對於每個線對，電晶體217和227被脈衝接通，電晶體227和237被脈衝接通，以及電晶體237和217被脈衝接通。例如，對於在輸入接觸器210和220和輸出接觸器218和228之間的線對，每個電晶體217和227被脈衝接通5微秒，以便為短路狀態「採樣」負載。負載採樣過程以短持續時間的較低的電壓驅動信號為開始。在每個脈衝期間，為了去飽和，由控制器205測量電晶體217和227的Vce。以不斷升高的電壓和持續時間將連續的脈衝施加到電晶體217和227的柵極，直到負載阻抗為線對被「測量」為止。為其它兩個負載對重複這個過程。
在斷路序列期間，如果從電流傳感器211、221和231讀取的電流高於熔斷電流，或如果在電晶體217、227或237上探測到去飽和狀態，則斷路序列將被中止，以及接觸器分組206的接觸器216、226和236將保持接通。在圖1-3中的合併器電路和保護器的優點是，降低裝置成本、改進性能，並增強了安全性。低成本AC額定斷路開關和接觸器可用於圖1-2中的開關分組和接觸器分組，由此導致成本的節約。當斷路開關41-44是斷開的，以及圖1中的分別的接觸器81-84被斷開，則為了進行更換能夠隔離圖1中的熔斷器51-54。在各電路有負載而斷路時，不存在電弧和相關的電磁幹擾。如計算機、軟體和網絡領域內的技術人員將理解的，圖1中的控制器5、圖2中的控制器105，和圖3中的控制器205可通過使用根據本文中所描述及說明的指導被編程的一個或多個通用的計算機系統、微處理器、數位訊號處理器、微控制器、專用集成電路(ASIC)、可編程邏輯器件(PLD)、現場可編程邏輯器件(FPLD)、現場可編程門陣列(FPGA)和類似物而被方便地實現。另外，兩個或更多個計算系統或設備可由本文所描述的任何一種控制器所取代。因此，分布式處理的原理和優點，如冗餘、複製等等，也可以根據需要被實現，以便提高本文所描述的控制器的魯棒性和性能。控制器也可以被實現在使用任何合適的接口機制和通信技術延伸到任何網絡環境中的一個或多個計算機系統上，所述接口機制和通信技術例如是任何適當的形式(例如，語音，數據機等等)的通信、公共交換電話網絡(PSTN)、分組數據網絡(PDN)、網際網路、內聯網、以及它們的組合，等等。示例性保護序列的操作，現在將通過連同在圖4中示出的流程圖來參考圖1被描述。圖4中的流程圖代表用於保護電路組件的示例性機器可讀指令。在這個示例中，機器可讀指令包括用於由下列裝置執行的算法:(a)處理器，(b)控制器，和/或(C)一種或多種其它合適的處理設備。該算法能夠以被存儲在例如閃速存儲器、CD-ROM、軟盤、硬碟驅動器、數字視頻(通用的)盤(DVD)，或其它存儲設備的有形介質上的軟體來實施，但在本技術領域的普通技術人員將容易理解的是，整個算法和/或其一些部分能夠可選地由除處理器以外的設備來執行和/或以眾所周知的方式以固件或專用硬體(例如，其可由專用集成電路(ASIC)、可編程邏輯器件(PLD)、現場可編程邏輯器件(FPLD)、現場可編程門陣列(FPGA)、離散邏輯，等等)來實施。例如，保護序列中任意的或所有的組件可以由軟體、硬體和/或固件實現。此外，一些或所有的由圖4的流程圖所表示機器可讀指令可以手動實現。此外，儘管示例性的算法將參照圖4中所示出的流程圖來描述，但是本技術領域的普通技術人員將容易理解的是，可以可選地使用許多其它方法來實現示例性的機器可讀指令。例如，塊的執行順序可以被改變，和/或一些被描述的塊可能會被改變、消除、或組合。比如斷開開關的斷路狀態、或在串行通信鏈路6上接收到的指令、或對來自電流傳感器30的異常電流的探測由控制器5來探測(400)。控制器5發送信號到轉換器100以關閉(402)。控制器5將線圈85斷電，以便啟動斷開接觸器81-84 (404)。然後，控制器5在延遲周期內接通電晶體70，以便允許接觸器81-84完全斷開(406)。因此，電流被允許通過二極體61-64，通過電晶體70，並繞過接觸器分組80流動。然後，電晶體70由控制器5關斷(408)。控制器5讀取電流傳感器30，以便確定電流路徑是否已被斷開(410)。如果電流傳感器30沒有讀取到電流，則電流路徑被斷開，並且處理結束。
如果電流仍被探測到(410)指示故障，則控制器5在串行鏈路6上通信故障，並將電晶體70脈衝接通(412)。然後，控制器5讀取電流傳感器30，並確定是否仍有電流流動(414)。如果沒有從電流傳感器30讀取到電流時，該過程結束。如果從電流傳感器(414)讀取到電流時，控制器接通閂鎖繼電器90 (416)並因此禁用圖1中的電路的操作。雖然已經示出和描述了本公開內容的具體實現和應用，應當理解的是，本公開內容並不限於本文中所公開的精確的結構和組合，並且各種修改、改變和變化在不脫離所附權利要求中限定的本發明的精神和範圍的情況下，可以從前面的描述而變得顯而易見。
權利要求
1.一種用於將多個光伏源的電壓輸出合併到負載的系統，所述系統包括: 多個光伏源； 一組接觸器，所述接觸器中的每一個都具有耦合到所述多個光伏源中的一個的一側，其中所述接觸器的另一側被耦合到一起，以便將所述多個光伏源的輸出合併到輸出接口，所述輸出接口被耦合到所述負載； 一組二極體，所述二極體中的每一個都被耦合到一組熔斷器中的每一個，並形成繞過所述一組接觸器的電流路徑；以及 電晶體，所述電晶體被耦合到所述二極體中的每一個和所述負載接口，具有接通狀態的所述電晶體完成電流通過所述二極體繞過所述一組接觸器到達所述負載接口的流動。
2.如權利要求1所述的系統，其中所述電晶體是絕緣柵雙極電晶體(IGBT)。
3.如權利要求1所述的系統，還包括: 電流傳感器，所述電流傳感器被耦合到所述輸出接口 ；以及 控制器，所述控制器被耦合到所述電流傳感器、所述電晶體和所述一組接觸器，所述控制器控制所述一組接觸器的斷開和接通。
4.如權利要求3所述的系統，其中所述控制器檢測到異常狀態並且斷開所述接觸器，同時在所述接觸器斷開時將電晶體轉為接通狀態。
5.如權利要求3所述的系統，其中所述控制器脈衝接通所述電晶體，並確定所述電晶體是否處於去飽和模式，以便測量所述負載。
6.如權利要求1所述 的系統，還包括一組開關，所述一組開關中的每一個都耦合到所述一組熔斷器中的一個的另一側，所述開關是可切換的以便隔離特定的熔斷器。
7.如權利要求1所述的系統，還包括第二組二極體，所述第二組二極體耦合在所述接觸器和所述電晶體之間，以便在所述電晶體處於所述接通狀態下時允許電流從所述負載接口繞過所述一組接觸器流動。
8.如權利要求1所述的系統，還包括一組熔斷器，所述一組熔斷器中的每一個都具有耦合到所述多個光伏源中的一個的一側和耦合到所述一組接觸器中的一個的另一側。
9.一種保護合併多個電壓源的輸出的電路的組件的方法，所述方法包括: 將接觸器附接到所述多個電壓源中的每一個的輸出； 當在所述輸出中的任一個上探測到異常電流水平時，斷開所述接觸器；以及 通過在斷開所述接觸器所需要的時間周期內接通電晶體來提供繞過所述接觸器的電流路徑。
10.如權利要求9所述的方法，其中所述電晶體是絕緣柵雙極電晶體(IGBT)。
11.如權利要求9所述的方法，還包括合併所述接觸器，以便形成合併的輸出接口。
12.如權利要求11所述的方法，還包括，感測在所述合併的輸出接口處的電流，並且當從所感測到的電流探測到異常狀態時，斷開所述接觸器。
13.如權利要求11所述的方法，還包括脈衝接通所述電晶體，並且確定所述電晶體是否處於去飽和模式，以便測量耦合到所述合併的輸出接口的負載。
14.如權利要求9所述的方法，其中一組熔斷器和一組相應的開關被耦合到所述電壓源和相應的接觸器之間，每個開關和相應的接觸器是可切換的，以便隔離特定的熔斷器。
15.如權利要求9所述的方法，還包括提供被耦合在所述接觸器和所述電晶體之間的第二組二極體，以便允許電流在所述電晶體處於所述接通狀態時，從所述負載接口繞過所述一組接觸器流動。
16.一種具有在其上存儲的指令的機器可讀介質，其用於允許斷路來自電壓源的、經由接觸器的電力，經由二極體和處於接通狀態的電晶體形成電流路徑，所述機器可讀介質包括機器可執行代碼，在由至少一臺機器執行所述機器可執行代碼時，導致所述機器: 在探測到異常電流水平時斷開所述接觸器；以及 通過在斷開所述接觸器所需要的時間周期內接通所述電晶體來提供繞過所述接觸器的電流路徑。
17.如權利要求16所述的機器可讀介質，其中所述電晶體是絕緣柵雙極電晶體(IGBT)。
18.如權利要求16所述的機器可讀介質，其中所述接觸器被合併以形成合併的輸出接□。
19.如權利要求18所述的機器可讀介質，還包括，感測在所述合併的輸出接口處的電流，並當從所感測的電流探測到異常狀態時，斷開所述接觸器。
20.如權利要求18所述的機器可讀介質，其中所述機器可執行代碼還導致所述機器脈衝接通所述電晶體，並確定所述電晶體是否處於去飽和模式，以便測量耦合到所述合併的輸出接口的負載。
21.如權利要求16所述的機器可讀介質，其中一組熔斷器和一組相應的開關被耦合在所述電壓源和相應的接觸器之間，每個開關和相應的接觸器是可切換的，以便隔離特定的熔斷器。
22.如權利要求16所述的機器可讀介質，其中第二組二極體被耦合在所述接觸器和所述電晶體之間，以便允許電流在所述電晶體處於所述接通狀態下時，從所述負載接口繞過所述一組接觸器流動。
全文摘要
本發明公開了一種合併器電路和電壓保護電路。提供有多個光伏源。提供有一組熔斷器，其每一個都具有耦合到多個光伏源中的一個的一側。提供有一組接觸器，其每一個都具有耦合到熔斷器中的一個的另一側的一側。所述接觸器的另一側被耦合到一起，以便將光伏源的輸出合併到輸出接口，該輸出接口被耦合到負載。一組二極體被分別耦合到該組熔斷器中的每一個，並形成繞過該組接觸器的電流路徑。電晶體被耦合到每個二極體和負載接口。所述電晶體具有接通狀態，以完成電流繞過該組接觸器通過所述二極體到達所述負載接口的流動。
文檔編號H01H9/54GK103222144SQ201180054512
公開日2013年7月24日 申請日期2011年9月28日 優先權日2010年9月28日
發明者裡克·韋斯特 申請人:施耐德電氣太陽能逆變器美國股份有限公司