專利名稱：蓄電池化成充放電主電路結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及到一種對蓄電池進(jìn)行化成的充放電主電路結(jié)構(gòu)。
技術(shù)背景在蓄電池的生產(chǎn)工藝中，需要對蓄電池反復(fù)的充電和放電，這一過程成為化 成。如圖1所示，國內(nèi)廣泛使用的蓄電池化成充放電主電路結(jié)構(gòu)，通常采用由六個(gè)可控硅D1 D6構(gòu)成的整流可控硅組，在整流可控硅組的輸出回路中串聯(lián)接 有平波電抗器L和開關(guān)KM2的兩組觸點(diǎn)，開關(guān)KM2的兩組觸點(diǎn)交叉并接在開 關(guān)KM1的兩組觸點(diǎn)上，平波電抗器L作為電流濾波元件，以平滑輸出電流；其 工作原理是當(dāng)對蓄電池組B充電時(shí)，開關(guān)KM1閉合、開關(guān)KM2斷開，當(dāng)負(fù) 載蓄電池B放電時(shí)，開關(guān)KM2閉合、開關(guān)KM1斷開。由于使用的充放電主電路是可控硅電路結(jié)構(gòu)，使用時(shí)會(huì)對電網(wǎng)產(chǎn)生以下兩個(gè) 弊端l.使用電網(wǎng)電量的功率因素較低；2.會(huì)對輸入交流電網(wǎng)產(chǎn)生電網(wǎng)諧波污染 并浪費(fèi)了大量的電能。當(dāng)然，電網(wǎng)電量的功率因素較低可用無功補(bǔ)償進(jìn)行校正，但普通的無功補(bǔ)償 設(shè)備在改善了基波功率因素后會(huì)對電網(wǎng)的諧波進(jìn)一步放大，對電網(wǎng)造成更大的 污染，故必須使用價(jià)格昂貴的抗諧波的無功補(bǔ)償設(shè)備進(jìn)行校正。由于多個(gè)充放 電電路可能工作在不同的工作狀態(tài)(充電狀態(tài)或放電狀態(tài))，充電的電能從交流 電網(wǎng)經(jīng)可控硅整流器、電抗器L、開關(guān)KM1流向電池，放電時(shí)電能從電池經(jīng)開 關(guān)KM2、電抗器L、可控硅整流器流向電網(wǎng)。電能在交流電網(wǎng)上進(jìn)行交換，使 得諧波進(jìn)一步增大、功率因素進(jìn)一步減小，對電網(wǎng)造成嚴(yán)重污染，進(jìn)而對用電 設(shè)備造成破壞；而且諧波會(huì)導(dǎo)致供電變壓器的發(fā)熱量增大，使大量的電能白白 浪費(fèi)。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種可提高功率因數(shù)、減少對電 網(wǎng)的諧波污染的蓄電池化成充放電主電路結(jié)構(gòu)。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為蓄電池化成充放電 主電路結(jié)構(gòu)，包括供電電源，供電電源為可逆直流電源，其正、負(fù)極輸出端 分別與正、負(fù)直流母線相連，正、負(fù)直流母線至少連接有一路充放電單元，每 路充放電單元包括一個(gè)可逆的充電電路和一個(gè)放電電路，充電電路的輸入端與 正直流母線相連，放電電路的輸出端和充放電單元的負(fù)極輸出端子均與負(fù)直流 母線相連，充電電路的輸出端與放電電路的輸入端相連后接充放電單元的正極 輸出端子。在上述的充電電路的輸出端與放電電路的輸入端的連接處與充放電單元的 正極輸出端子之間串接儲(chǔ)能電感。本實(shí)用新型的有益效果是每個(gè)充放電單元放電時(shí)將電能饋給正、負(fù)直流 母線，而非直接饋給電網(wǎng)，當(dāng)正負(fù)直流母線的電能有富余，即正直流母線的 電壓有上升的趨勢時(shí)，富余的直流電逆變成準(zhǔn)正弦波的交流電饋給電網(wǎng)，使得 功率因數(shù)接近等于l，對電網(wǎng)的諧波污染大大減小，可大大節(jié)約能源。

圖1是背景技術(shù)中所述的蓄電池化放充放電主電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖中Dl、 D2、 D3、 D4、 D5、 D6為可控硅，L為電感，KM1、 KM2均為雙刀單擲開關(guān)，B為蓄電池。圖2是本實(shí)用新型的蓄電池化放充放電主電路結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本實(shí)用新型中供電電源的另一種電原理結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2、圖3中1、供電電源，2、直流母線單元，3、第一路充放電單元，4、第二路充放電單元。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，詳細(xì)描述本實(shí)用新型的具體實(shí)施方案。如圖2所示，本實(shí)用新型所述的蓄電池化成充放電主電路結(jié)構(gòu)，包括由六個(gè)功率管Q1 Q6和輸入濾波電感Ll及輸出濾波電容Cl構(gòu)成的可逆直流供電 電源l，這里選用的功率管為全控型內(nèi)置反向二極管的IGBT，當(dāng)然反向二極管 也可以外置，供電電源1的正、負(fù)極分別與直流母線單元2中的正、負(fù)直流母 線相連，直流母線單元2與兩路充放電單元3和4相連，每路充放電單元包括 一個(gè)可逆的充電電路和一個(gè)放電電路，其中可逆充電電路主要由一個(gè)內(nèi)置反 向二極管的IGBT構(gòu)成(在充放電單元3和4中，這個(gè)IGBT分別是指功率管 Qll和Q21 )，當(dāng)然反向二極管也可以外置，放電電路主要由一個(gè)IGBT構(gòu)成(在 充放電單元3和4中，這個(gè)IGBT分別是指功率管Q12和Q22);兩個(gè)充電電路 的輸入端即功率管Qll和Q21的漏極與正直流母線相連，兩個(gè)放電電路的輸出 端即功率管Q12和Q22的源極和充放電單元3和4的負(fù)極輸出端子與負(fù)直流母 相連，每個(gè)充電電路的輸出端與放電電路的輸入端相連后接充放電單元的正極 輸出端子，S卩功率管Qll的源極與功率管Q12的漏極相連后接充放電單元3 的正極輸出端子，功率管Q21的源極與功率管Q32的漏極相連后接充放電單元 4的正極輸出端子。在本實(shí)施例中，充電電路的輸出端與放電電路的輸入端的連 接處與相應(yīng)的充放電單元的正極輸出端子之間還串接有儲(chǔ)能電感，即在功率 管Qll的源極與Q12的漏極的連接處與充放電單元3的正輸出端子之間設(shè)置有 儲(chǔ)能電感L2，在功率管Q21的源極與Q22的漏極的連接處與充放電單元4的正 輸出端子之間設(shè)置有儲(chǔ)能電感L3。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，供電電源l的控制端即功率 管Ql至Q6的柵極、充放電單元3的控制端即功率管Qll和Q12的柵極以及充 放電單元4的控制端即功率管Q21和Q22的柵極分別與控制上述主電路工作的 控制器相連；所述的供電電源l中的功率管也可以選用GTR、 MOSFET管。如 圖3所示，所述供電電源1還可以選用十二個(gè)可控硅D1 D12與輸入濾波電感 Ll、輸出濾波電感L4和輸出濾波電容C1構(gòu)成。在本實(shí)用新型中，直流母線單元2可以與多路充放電單元相連，而不局限 于上述實(shí)施例中的兩路充放電單元3和4。上述實(shí)施例中，通常情況下，通過控 制器將充放電單元3和4工作在交替充放電方式下，即充放電單元3中的功率管Qll對電池Bl進(jìn)行充電時(shí)，充放電單元4中的功率管Q22對電池B2進(jìn)行 放電，或者，充放電單元3中的功率管Q12對電池B1進(jìn)行放電時(shí)，充放電單元 4中的功率管Q21對電池B2進(jìn)行充電，并且充放電單元3和4中的功率管Qll、 Q12、 Q21、 Q21都工作在脈寬調(diào)制(PWM)方式下。下面以電池B1放電、電 池B2充電為例來具體說明本充放電主電路的工作過埕當(dāng)充放電單元3中的功 率管Q12對電池B1進(jìn)行放電時(shí)，功率管Qll處于關(guān)斷狀態(tài)，功率管Q12工作 在PWM方式，在功率管Q12導(dǎo)通周期，電池B1中電能流向儲(chǔ)能電感L2、并 儲(chǔ)存在儲(chǔ)能電感L2中，在功率管Q12關(guān)斷周期，儲(chǔ)存在儲(chǔ)能電感L2中的電能 通過功率管Qll的反向二極管流向正直流母線，再由正直流母線流流向正在充 電的充放電單元4中的功率管Q21，在功率管Q21的導(dǎo)通周期對電池B2進(jìn)行充 電，充放電單元4在充電全過程中，功率管Q22始終處于關(guān)斷狀態(tài)。這樣處于 放電狀態(tài)的電池B1中的電能就轉(zhuǎn)化為電池B2的電能，電能在蓄電池之間得到 了充分地利用，而不是直接饋給電網(wǎng)。當(dāng)然，在交替充放電過程中，尤其是有 三路以上充放電單元同時(shí)工作時(shí)，其方i出的電能與需要充入的電能不可能完全 平衡，當(dāng)直流母線單元2的電能有富余，即正直流母線的電壓有上升的趨勢 時(shí)，這富余的電能通過控制器與供電電源中的功率管Ql至Q6六個(gè)IGBT的柵 極相互配合，將富余的直流電能逆變成準(zhǔn)正弦波的交流電能饋給電網(wǎng)；當(dāng)直流 母線單元2的電能不足時(shí)，則由供電電源1及時(shí)補(bǔ)充。本實(shí)用新型的功率因數(shù) 接近等于l，對電網(wǎng)的諧波污染大大減小，可大大節(jié)約能源。
權(quán)利要求1.蓄電池化成充放電主電路結(jié)構(gòu)，包括供電電源，其特征在于所述的供電電源為可逆直流電源，其正、負(fù)極輸出端分別與正、負(fù)直流母線相連，正、負(fù)直流母線至少連接有一路充放電單元，每路充放電單元包括一個(gè)可逆的充電電路和一個(gè)放電電路，充電電路的輸入端與正直流母線相連，放電電路的輸出端和充放電單元的負(fù)極輸出端子均與負(fù)直流母線相連，充電電路的輸出端與放電電路的輸入端相連后接充放電單元的正極輸出端子。
2. 如權(quán)利要求l所述的主電路結(jié)構(gòu)，其特征在于在所述的充電電路的輸 出端與放電電路的輸入端的連接處與充放電單元的正極輸出端子之間串接儲(chǔ)能 電感。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種可提高功率因數(shù)、減少對電網(wǎng)的諧波污染的蓄電池化成充放電主電路結(jié)構(gòu)，包括供電電源，所述的供電電源為可逆直流電源，其正負(fù)極輸出端分別與正、負(fù)直流母線相連，正、負(fù)直流母線至少連接有一路充放電單元，每路充放電單元包括一個(gè)并接有反向二極管的充電電路和一個(gè)放電電路，充電電路的輸入端與正直流母線相連，放電電路的輸出端和充放電單元的負(fù)極輸出端子均與負(fù)直流母線相連，充電電路的輸出端與放電電路的輸入端相連后接充放電單元的正極輸出端子。本實(shí)用新型的功率因數(shù)接近等于1，對電網(wǎng)的諧波污染大大減小，節(jié)約了能源。
文檔編號(hào)H02J7/00GK201118255SQ20072004374
公開日2008年9月17日 申請日期2007年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月2日
發(fā)明者彭正雄 申請人:江蘇金帆電源科技有限公司