專利名稱：一體化能量回饋型恒流充放電電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及的是一種電源，具體地說是一種充放電電源背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的二次電池化成設(shè)備往往采用開關(guān)穩(wěn)壓電源作為低壓供電電源，其效率僅為70％，然后由效率極低的線性恒流源對電池進(jìn)行充電，以至電能的利用效率平均僅能達(dá)到30％甚至更低。由于在電池的放電過程中沒有采用能量回饋技術(shù)，電池的儲能均以熱量的形式耗散掉。若以電池儲能為1WH計算，采用傳統(tǒng)設(shè)備對電池進(jìn)行一次充放電所需電能約為3.33WH，由于電池的化成往往是數(shù)以萬計的同時進(jìn)行，電力消耗相當(dāng)驚人?；稍O(shè)備效率的低下導(dǎo)致大量的電能以熱量的形式在消耗在化成車間，若沒有大功率的空調(diào)和通風(fēng)設(shè)備對車間進(jìn)行降溫，高溫下設(shè)備將無法正常運行?；稍O(shè)備效率的低下以及空調(diào)設(shè)備大量的電力消耗無疑將增加企業(yè)的運營成本，從而導(dǎo)致產(chǎn)品成本的提高。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種可以使電池化成設(shè)備的用電效率大幅提高的一體化能量回饋型恒流充放電電源。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的在一次側(cè)，推挽變壓器TR一次側(cè)的中間抽頭P0端與高壓直流母線的正極L+連接，功率場效應(yīng)管Q3、Q4的漏極分別與推挽變壓器TR的P1和P2端連接，功率場效應(yīng)管Q3、Q4的源極分別與高壓直流母線的負(fù)極L-連接，二極管D1、D2分別與功率場效應(yīng)管Q1、Q2反并；在二次側(cè)，電感L的第1腳與電池的正極連接，電感L的第2腳與推挽變壓器TR二次測中間抽頭S0端連接，電感L的第3腳接二機(jī)管D5的陰極，D5的陽極接二次側(cè)公共端，即電池負(fù)極。功率場效應(yīng)管Q3、Q4的漏極分別與推挽變壓器TR的S1和S2端連接，功率場效應(yīng)管Q3、Q4的源極分別與二次側(cè)的公共端連接，二極管D3、D4分別與功率場效應(yīng)管Q3、Q4反并。
充電時，功率場效應(yīng)管Q1、Q2二級管D1、D2以及變壓器TR構(gòu)成常規(guī)的推挽電路，二極管D3，D4與變壓器TR的二次側(cè)構(gòu)成全波整流電路，電感L作為平波電感。場效應(yīng)管Q3，Q4與二極管D3，D4一起完成同步整流功能。由于同步整流技術(shù)的應(yīng)用，電路的工作效率可以達(dá)到80％。
放電時，電感L與功率場效應(yīng)管Q3、Q4二級管D3、D4以及變壓器TR構(gòu)成升壓電路，此時電感L為升壓電感，二極管D5為續(xù)流二極管，防止過高的電壓把功率管擊穿。二極管D1，D2與變壓器TR的一次側(cè)構(gòu)成全波整流電路，把電池釋放的電能返回直流母線。
充電時，Q1、Q2交替導(dǎo)通，母線電能被傳送到變壓器的二次側(cè)，經(jīng)全波整流并濾波后充入電池。
放電時Q3、Q4交替截止，電感L的儲能經(jīng)變壓器TR傳送到變壓器的一次側(cè)，經(jīng)二極管D1、D2整流后回饋給高壓直流母線。
本實用新型完全采用了開關(guān)電源技術(shù)，加之同步整流技術(shù)的運用，使得電池化成設(shè)備的用電效率能夠大幅提高。在充電過程中，具有同步整流功能的恒流輸出直接對電池進(jìn)行充電，電能的利用效率可以輕松地達(dá)到60％以上。在放電過程中，本設(shè)計采用先進(jìn)的能量回饋技術(shù)，電池的儲能被釋放至直流母線，供其它電池充電使用。由于本設(shè)計的放電效率平均可達(dá)60％，假設(shè)電池儲能為1WH，充電時，設(shè)備從母線上攝取大約1.67瓦時的電能，而放電時又有約0.6瓦時的電能返回母線，綜合起來采用本設(shè)計對電池進(jìn)行一次充放電僅從母線攝取了約1.07瓦時的電能，與前者的3.33WH相比較，可節(jié)約電能約67％。
由于以往電池生產(chǎn)企業(yè)的化成車間存在巨大的能耗，必須輔以空調(diào)及通風(fēng)設(shè)備對車間進(jìn)行降溫，這樣不僅需要一筆較大的設(shè)備投入開支，而且空調(diào)及通風(fēng)設(shè)備的能耗也增加了企業(yè)的運行成本。采用本實用新型的技術(shù)方案，電池生產(chǎn)企業(yè)不僅可以減少空調(diào)等設(shè)備的投入資金，而且在運行中還可帶來可觀的電費節(jié)約，至于采用本設(shè)計增加的一部分設(shè)備成本則很快可以地從電費節(jié)約中收回。
本實用新型是一種一體化的帶能量回饋功能的可實現(xiàn)對電池進(jìn)行恒流充電、恒流放電的雙向直流-直流變換器，一方面它可以應(yīng)用于二次電池化成設(shè)備和超級電容器老化及篩選測試設(shè)備，另一方面也可以與巡檢系統(tǒng)一起構(gòu)成動力電池(或超級電容器)的能量均衡管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對電池組或超級電容器組的能量均衡管理。在電動汽車備受關(guān)注的今天，本實用新型無疑具有它潛在的應(yīng)用價值。


圖1是本實用新型的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型的電路結(jié)構(gòu)處于充電狀態(tài)時的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型的電路結(jié)構(gòu)處于放電狀態(tài)時的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖舉例對本實用新型做更詳細(xì)地描述結(jié)合圖1，在一次側(cè)，推挽變壓器TR一次側(cè)的中間抽頭P0端與高壓直流母線的正極L+連接，功率場效應(yīng)管Q3、Q4的漏極分別與推挽變壓器TR的P1和P2端連接，功率場效應(yīng)管Q3、Q4的源極分別與高壓直流母線的負(fù)極L-連接，二極管D1、D2分別與功率場效應(yīng)管Q1、Q2反并。
在二次側(cè)，電感L的第1腳與電池的正極連接，電感L的第2腳與推挽變壓器TR二次測中間抽頭S0端連接，電感L的第3腳接二機(jī)管D5的陰極，D5的陽極接二次側(cè)公共端，即電池負(fù)極。功率場效應(yīng)管Q3、Q4的漏極分別與推挽變壓器TR的S1和S2端連接，功率場效應(yīng)管Q3、Q4的源極分別與二次側(cè)的公共端連接，二極管D3、D4分別與功率場效應(yīng)管Q3、Q4反并。
結(jié)合圖2，充電時，功率場效應(yīng)管Q1、Q2二級管D1、D2以及變壓器TR構(gòu)成常規(guī)的推挽電路，二極管D3，D4與變壓器TR的二次側(cè)構(gòu)成全波整流電路，電感L作為平波電感。場效應(yīng)管Q3，Q4與二極管D3，D4一起完成同步整流功能。由于同步整流技術(shù)的應(yīng)用，電路的工作效率可以達(dá)到80％。
結(jié)合圖3，放電時，電感L與功率場效應(yīng)管Q3、Q4二級管D3、D4以及變壓器TR構(gòu)成升壓電路，此時電感L為升壓電感，二極管D5為續(xù)流二極管，防止過高的電壓把功率管擊穿。二極管D1，D2與變壓器TR的一次側(cè)構(gòu)成全波整流電路，把電池釋放的電能返回直流母線。
充電時，Q1、Q2交替導(dǎo)通，母線電能被傳送到變壓器的二次側(cè)，經(jīng)全波整流并濾波后充入電池。
放電時Q3、Q4交替截止，電感L的儲能經(jīng)變壓器TR傳送到變壓器的一次側(cè)，經(jīng)二極管D1、D2整流后回饋給高壓直流母線。
權(quán)利要求1.一種一體化能量回饋型恒流充放電電源，其特征是在一次側(cè)，推挽變壓器TR一次側(cè)的中間抽頭P0端與高壓直流母線的正極L+連接，功率場效應(yīng)管Q3、Q4的漏極分別與推挽變壓器TR的P1和P2端連接，功率場效應(yīng)管Q3、Q4的源極分別與高壓直流母線的負(fù)極L-連接，二極管D1、D2分別與功率場效應(yīng)管Q1、Q2反并；在二次側(cè)，電感L的第1腳與電池的正極連接，電感L的第2腳與推挽變壓器TR二次測中間抽頭S0端連接，電感L的第3腳接二機(jī)管D5的陰極，D5的陽極接二次側(cè)公共端，功率場效應(yīng)管Q3、Q4的漏極分別與推挽變壓器TR的S1和S2端連接，功率場效應(yīng)管Q3、Q4的源極分別與二次側(cè)的公共端連接，二極管D3、D4分別與功率場效應(yīng)管Q3、Q4反并。
專利摘要本實用新型是一種一體化能量回饋型恒流充放電電源。在一次側(cè)，推挽變壓器TR一次側(cè)的中間抽頭P0端與高壓直流母線的正極L+連接，功率場效應(yīng)管Q3、Q4的漏極分別與推挽變壓器TR的P1和P2端連接，功率場效應(yīng)管Q3、Q4的源極分別與高壓直流母線的負(fù)極L－連接，二極管D1、D2分別與功率場效應(yīng)管Q1、Q2反并；在二次側(cè)，電感L的第1腳與電池的正極連接，電感L的第2腳與推挽變壓器TR二次測中間抽頭S0端連接，電感L的第3腳接二機(jī)管D5的陰極，D5的陽極接二次側(cè)公共端。功率場效應(yīng)管Q3、Q4的漏極分別與推挽變壓器TR的S1和S2端連接，功率場效應(yīng)管Q3、Q4的源極分別與二次側(cè)的公共端連接，二極管D3、D4分別與功率場效應(yīng)管Q3、Q4反并。本實用新型可以使電池化成設(shè)備的用電效率大幅提高。
文檔編號H02J7/00GK2927449SQ200620020998
公開日2007年7月25日 申請日期2006年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月9日
發(fā)明者葉曉朋 申請人:葉曉朋