專利名稱：開關(guān)電源式蓄電池充電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及充電裝置類，具體地說是涉及一種660VAC交流電壓輸入的開關(guān)電源式大功率蓄電池專用的智能化充電設(shè)備，屬于電力電子技術(shù)和控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
蓄電池充電機是應(yīng)用非常廣泛的設(shè)備。隨著人們的環(huán)境保護意識不斷提高，電動車具使用日益增多，作為儲能單元的蓄電池?zé)o疑是極為重要的部分。如何利用和使用好蓄電池，充電機則是一個非常關(guān)鍵的裝置。
目前，大功率蓄電池充電機的主電路一般仍采用由晶閘管構(gòu)成的三相整流電路結(jié)構(gòu)，這需要一個工頻整流變壓器，體積和重量都很大?？刂齐娐反蠖嗖捎媚M方式，充電工藝的實現(xiàn)比較單一，使用不方便。先進一點的充電機采用模擬和數(shù)字相結(jié)合的方式實現(xiàn)充電工藝控制。這種結(jié)構(gòu)的充電機在技術(shù)上已經(jīng)比較落后，存在輸出電壓范圍窄、功率因數(shù)低、允許的輸入電壓波動范圍小、效率低、對電網(wǎng)的影響大等缺點。
現(xiàn)有技術(shù)中開關(guān)電源式蓄電池充電機的主電路一般采用H橋或半橋結(jié)構(gòu)，由于大多數(shù)用戶的供電電源都是380VAC，因此產(chǎn)品主要是以380VAC為主。此外，電壓等級的提高，充電機的主電路制作也較困難。在大部分的工礦企業(yè)，660VAC供電較常見，一般的做法是用變壓器降壓，再使用已有的充電機。由于工頻變壓器的使用，帶來了一些由體積和重量引起的不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種660VAC輸入的開關(guān)電源式蓄電池充電裝置，該裝置由660VAC交流電源直接供電，經(jīng)過非隔離斬波變換電路和隔離式H橋變換電路，產(chǎn)生用于蓄電池充電的電流和電壓，并采用數(shù)字信號處理器作為控制核心，實現(xiàn)蓄電池充電過程的智能化，通過方便的參數(shù)設(shè)定后，自動完成全部的充電工作。同時，裝置還可以具有完善的保護功能、故障報警和處理功能。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種開關(guān)電源式蓄電池充電裝置，包括功率變換和充電控制電路，其特征在于所述的功率變換電路包括整流電路、直流斬波變換電路、H橋隔離變換電路，其中三相660VAC交流電經(jīng)過整流電路得到近900VDC的直流電壓，再經(jīng)直流斬波變換將該電壓變換為600VDC穩(wěn)定的直流電壓，H橋隔離變換電路再將600VDC電壓轉(zhuǎn)換為0-200VDC的可控直流電壓，再輸出到外部，給蓄電池充電。
所述的整流電路為不可控整流電路，該電路由輸入接觸器(Q1)、熔斷器(FU1)、(FU2)、(FU3)、電源濾波器(FL1)、上電電阻(R1)、(R2)、(R3)和上電接觸器(Q2)，以及三相不可控整流模塊(RM1)和濾波電容(C1)、(C2)、(C3)構(gòu)成。
所述的直流斬波變換電路為非隔離斬波變換電路，該電路由開關(guān)管(VT1)、二極管(VD1)、濾波電感(L1)以及濾波電容(C4)、(C5)構(gòu)成。
所述的H橋隔離變換電路由開關(guān)管(QT1)、(QT2)、(QT3)、(QT4)、電容(Cp1)、(Cp2)、(Cp3)、(Cp4)、電感(Lr)、電容(Cr)、高頻變壓器(B1)、二極管(VD3)、(VD4)、濾波電感(Lo)、濾波電容(Co)構(gòu)成。
所述的功率變換電路采用單端反激式電路構(gòu)成能量反饋單元，用于蓄電池快速充電方式中去極化階段的放電控制，該電路由開關(guān)管(VT2)、二極管(VD4)以及和濾波電感(Lo)組合形成的反激式變壓器構(gòu)成，它將蓄電池的放電能量反饋輸入到電容(C4)、(C5)上。
所述的充電控制電路指的是蓄電池充電工藝智能控制單元，該單元對直流斬波變換控制單元、H橋變換控制單元以及輸入接觸器Q1實行集中控制。
所述的控制單元具有液晶顯示、鍵盤以及按鈕的人機接口。
所述的蓄電池充電工藝智能控制單元可以對蓄電池的充電方式進行控制，該控制由數(shù)字信號處理器在所編制的軟件程序下實現(xiàn)，根據(jù)程序可以完成蓄電池初充電、多階段充電、以及多種快速充電的控制方式。
本發(fā)明的優(yōu)點是廣采用660VAC直接供電，省去了笨重的工頻變壓器，因而裝置具有體積小、重量輕、效率高、對電網(wǎng)影響小等特點，可以保證對多種蓄電池的安全、可靠充電，充電過程實現(xiàn)程控智能化，不需人工看護，可成為660VAC供電電源環(huán)境下，大功率蓄電池充電的專用設(shè)備。


附圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。
具體技術(shù)方案以下結(jié)合附圖通過實施例對本發(fā)明特征及其它相關(guān)特征作進一步詳細(xì)說明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解如圖1所示，三相交流660VAC電壓經(jīng)過輸入接觸器Q1、熔斷器FU1-3、電源濾波器FL1，連接到上電電阻R1-3和上電接觸器Q2，再經(jīng)過三相不可控整流模塊RM1和濾波電容C1-3，獲得近900VDC的直流電壓，圖中電阻R4-6為均壓電阻。該直流電壓經(jīng)由IGBT開關(guān)管VT1、二極管VD1、濾波電感L1以及濾波電容C4-5構(gòu)成的斬波變換電路，產(chǎn)生穩(wěn)定的600VDC直流電壓，圖中電阻R7-8為均壓電阻。斬波變換電路由斬波變換控制單元控制。斬波變換電路產(chǎn)生的600VDC直流電壓再經(jīng)由IGBT開關(guān)管QT1-4、電容Cp1-4、電感Lr、電容Cr、高頻變壓器B1、二極管VD3-4、濾波電感Lo、濾波電容Co構(gòu)成的H橋式功率變換電路，產(chǎn)生0-200VDC可調(diào)的直流電壓。再經(jīng)過輸出接觸器到外部，給蓄電池充電。在進行蓄電池快速充電時，用于去極化放電的電路由IGBT開關(guān)管VT2、二極管VD4以及和濾波電感Lo組合形成的反激式變壓器構(gòu)成，它將蓄電池的放電能量反饋輸入到電容C4-5上。H橋式功率變換電路由H橋變換控制單元實行控制。蓄電池充電工藝智能控制單元對斬波變換控制單元、H橋變換控制單元以及輸入接觸器Q1實行集中控制，該控制單元具有液晶顯示、鍵盤以及按鈕等人機接口。蓄電池的各種充電方式和智能化充電控制主要由該單元實現(xiàn)。
綜上所述，本實施例涉及的充電裝置包括功率變換和智能充電控制兩部分，功率變換部分將三相660VAC交流電經(jīng)過不可控整流電路得到近900VDC的直流電壓；直流斬波變換將該電壓變換為600VDC穩(wěn)定的直流電壓；H橋隔離變換再將600VDC電壓轉(zhuǎn)換為0-200VDC的可控直流電壓，實現(xiàn)蓄電池充電用的可調(diào)直流電壓。采用單端反激式電路構(gòu)成能量反饋單元，用于蓄電池快速充電方式中去極化階段的放電控制。在蓄電池充電技術(shù)方面，采用DSP控制，實現(xiàn)了充電的智能化，可以提供多種充電方式和參數(shù)的選擇，應(yīng)用靈活，使用方便，具有友好的顯示界面。蓄電池智能充電控制由數(shù)字信號處理器在所編制的軟件程序下實現(xiàn)，根據(jù)程序可以完成蓄電池初充電、多階段充電、以及多種快速充電等控制方式。每種充電方式都具有相應(yīng)的設(shè)定參數(shù)，可以根據(jù)需要選擇最合適的參數(shù)進行充電，充電過程由程序控制自動完成?？梢跃哂羞^電流、過電壓、溫度以及蓄電池充電保護等功能，使得該裝置工作可靠、運行穩(wěn)定。
本實施例采用高頻技術(shù)、軟開關(guān)技術(shù)和數(shù)字控制技術(shù)，實現(xiàn)蓄電池的智能化、高質(zhì)量充電，具有友好的顯示界面和方便的操作使用。
權(quán)利要求
1.一種開關(guān)電源式蓄電池充電裝置，包括功率變換和充電控制電路，其特征在于所述的功率變換電路包括整流電路、直流斬波變換電路、H橋隔離變換電路，其中三相660VAC交流電經(jīng)過整流電路得到近900VDC的直流電壓，再經(jīng)直流斬波變換將該電壓變換為600VDC穩(wěn)定的直流電壓，H橋隔離變換電路再將600VDC電壓轉(zhuǎn)換為0-200VDC的可控直流電壓，再輸出到外部，給蓄電池充電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種開關(guān)電源式蓄電池充電裝置，其特征在于所述的整流電路為不可控整流電路，該電路由輸入接觸器(Q1)、熔斷器(FU1)、(FU2)、(FU3)、電源濾波器(FL1)、上電電阻(R1)、(R2)、(R3)和上電接觸器(Q2)，以及三相不可控整流模塊(RM1)和濾波電容(C1)、(C2)、(C3)構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種開關(guān)電源式蓄電池充電裝置，其特征在于所述的直流斬波變換電路為非隔離斬波變換電路，該電路由開關(guān)管(VT1)、二極管(VD1)、濾波電感(L1)以及濾波電容(C4)、(C5)構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種開關(guān)電源式蓄電池充電裝置，其特征在于所述的H橋隔離變換電路由開關(guān)管(QT1)、(QT2)、(QT3)、(QT4)、電容(Cp1)、(Cp2)、(Cp3)、(Cp4)、電感(Lr)、電容(Cr)、高頻變壓器(B1)、二極管(VD3)、(VD4)、濾波電感(Lo)、濾波電容(Co)構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種開關(guān)電源式蓄電池充電裝置，其特征在于所述的功率變換電路采用單端反激式電路構(gòu)成能量反饋單元，用于蓄電池快速充電方式中去極化階段的放電控制，該電路由開關(guān)管(VT2)、二極管(VD4)以及和濾波電感(Lo)組合形成的反激式變壓器構(gòu)成，它將蓄電池的放電能量反饋輸入到電容(C4)、(C5)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種開關(guān)電源式蓄電池充電裝置，其特征在于所述的充電控制電路指的是蓄電池充電工藝智能控制單元，該單元對直流斬波變換控制單元、H橋變換控制單元以及輸入接觸器Q1實行集中控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種開關(guān)電源式蓄電池充電裝置，其特征在于所述的控制單元具有液晶顯示、鍵盤以及按鈕的人機接口。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種開關(guān)電源式蓄電池充電裝置，其特征在于所述的蓄電池充電工藝智能控制單元可以對蓄電池的充電方式進行控制，該控制由數(shù)字信號處理器在所編制的軟件程序下實現(xiàn)，根據(jù)程序可以完成蓄電池初充電、多階段充電、以及多種快速充電的控制方式。
全文摘要
本發(fā)明涉及充電裝置類，具體地說是涉及一種660VAC交流電壓輸入的開關(guān)電源式大功率蓄電池專用的智能化充電設(shè)備，該裝置由660VAC交流電源直接供電，經(jīng)過非隔離斬波變換電路和隔離式H橋變換電路，產(chǎn)生用于蓄電池充電的電流和電壓，并采用數(shù)字信號處理器作為控制核心，實現(xiàn)蓄電池充電過程的智能化，通過方便的參數(shù)設(shè)定后，自動完成全部的充電工作。
文檔編號H02J7/02GK1829040SQ200610023678
公開日2006年9月6日 申請日期2006年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月26日
發(fā)明者曹以龍, 鄭昌陸 申請人:上海申傳電氣有限公司