專利名稱：雙向充放電電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種雙向充放電電源。背聚技術(shù)目前現(xiàn)有技術(shù)中針對(duì)大容量的蓄電池放電通常采用兩種方法進(jìn)行 一是 串接負(fù)載電阻放電，把蓄電池存儲(chǔ)的電能耗散在大功率電阻的發(fā)熱中，因此， 每進(jìn)行一次維護(hù)工作須消耗大量的電能，并且要及時(shí)監(jiān)視蓄電池電壓的變化， 以防過(guò)放電的發(fā)生，其放電電流控制也比較復(fù)雜，很不方便；另一種是采用晶閘管有源逆變方式進(jìn)行放電維護(hù)，該方式將電能饋送電網(wǎng)，以達(dá)節(jié)能降耗 目的，該方式雖然可將能量返回給電網(wǎng)起到節(jié)能作用，但由于其反饋給電網(wǎng) 的電流波形為方波，含有大量的高次諧波成分，對(duì)電網(wǎng)造成諧波污染，且運(yùn) 行時(shí)電磁噪聲較大，并網(wǎng)功率因數(shù)也較低，會(huì)損失大量的無(wú)功電能。現(xiàn)有技 術(shù)中對(duì)大容量的蓄電池的充電通常是采用一套獨(dú)立的充電裝置，這樣又增加 了成本，對(duì)于經(jīng)常需要采用上述的方式對(duì)大容量的蓄電池進(jìn)行活化的企事業(yè) 單位造成了極大的浪費(fèi)。如變電站、電廠，尤其是需要對(duì)大容量蓄電池進(jìn)行 "三充兩放"活化的蓄電池生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō)更是難以承受因此而增加的生產(chǎn)成 本。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中針對(duì)大容量的蓄電池進(jìn)行充、放電維護(hù)的設(shè)備存 在著浪費(fèi)能源、污染電網(wǎng)、設(shè)備成本高、且充、放電設(shè)備不能一體的缺陷。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種節(jié)約 能源、不污染電網(wǎng)、設(shè)備成本低、且充、放電設(shè)備合為一體的雙向充放電電源。 本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是本實(shí)用新型包括電源主功率控制電路、 人機(jī)接口處理電路、光電隔離驅(qū)動(dòng)及反饋電路、電壓調(diào)整電路、整流及逆變 電路、濾波及采樣電路、輸出變壓器，所述輸出變壓器的一次側(cè)與電網(wǎng)電連 接，所述輸出變壓器的二次側(cè)電連接所述整流及逆變電路和所述濾波及采樣 電路，所述濾波及采樣電路中包含電壓互感器和電流互感器，所述電壓互感 器和電流互感器與所述電源主功率控制電路電連接，所述電源主功率控制電 路與所述人機(jī)接口處理電路和所述光電隔離驅(qū)動(dòng)及反饋電路電連接，所述光 電隔離驅(qū)動(dòng)及反饋電路與所述整流及逆變電路電連接，所述整流及逆變電路 與所述電壓調(diào)整電路電連接，所述電壓調(diào)整電路電連接蓄電池。所述電源主功率控制電路包括6路SP寵信號(hào)輸出電路，所述整流及逆變 電路包括雙向流動(dòng)的三相半橋電路，所述電源主功率控制電路與所述整流及 逆變電路通過(guò)所述光電隔離驅(qū)動(dòng)及反饋電路電連接。本實(shí)用新型的有益效果是由于本實(shí)用新型包括電源主功率控制電路、 人機(jī)接口處理電路、光電隔離驅(qū)動(dòng)及反饋電路、電壓調(diào)整電路、整流及逆變 電路、濾波及采樣電路、輸出變壓器，當(dāng)蓄電池需要充電時(shí)，本實(shí)用新型對(duì) 電網(wǎng)三相電做功率因數(shù)為1的三相半橋整流，放電時(shí)通過(guò)升壓電路將蓄電池 電壓升高后再通過(guò)三相橋以純正弦波的形式并入電網(wǎng)，同樣功率因數(shù)為1， 由于整個(gè)工作過(guò)程的功率因數(shù)都為1，所以充放電過(guò)程不會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成污染， 而且由于功率的雙向流動(dòng)通過(guò)在同一個(gè)功率模塊中完成，本實(shí)用新型能嚴(yán)格 按照設(shè)定的蓄電池充放電曲線對(duì)蓄電池進(jìn)行充電或放電，所以將原來(lái)兩個(gè)分 離的充放電設(shè)備合二為一，節(jié)約了設(shè)備成本，電源工作的過(guò)程中進(jìn)行的所有 功率流動(dòng)只在蓄電池和電網(wǎng)之間，避免了能量的浪費(fèi)，所以本實(shí)用新型是一 種節(jié)約能源、不污染電網(wǎng)、設(shè)備成本低、且充、放電設(shè)備合為一體的雙向充 放電電源；由于本實(shí)用新型所述電源主功率控制電路包括6路SPWM信號(hào)輸出電路， 所述整流及逆變電路包括雙向流動(dòng)的三相半橋電路，所述電源主功率控制電 路與所述整流及逆變電路通過(guò)所述光電隔離驅(qū)動(dòng)及反饋電路電連接，采用SPWM雙向整流逆變技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)蓄電池組的充放電控制，采用該技術(shù)的裝 置在充放電時(shí)由于并網(wǎng)電流波形是完美的正弦波，不會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生任何諧波 污染，且功率因數(shù)可控制為1，不僅如此，其運(yùn)行時(shí)噪聲低，且體積小、效 率高，故本實(shí)用新型不會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生諧波污染，噪聲低、體積小、效率高；由于本實(shí)用新型采用先進(jìn)的MCU控制和管理，可以方便各類用戶需求， 并具有蓄電池充放電曲線的優(yōu)化設(shè)定控制，故本實(shí)用新型有助于延長(zhǎng)蓄電池 使用壽命，也方便蓄電池的生產(chǎn)和管理，在節(jié)能降耗方面可以得到大大提高。


圖1是本實(shí)用新型電原理示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型包括電源主功率控制電路1、人機(jī)接口處理電 路2、光電隔離驅(qū)動(dòng)及反饋電路3、電壓調(diào)整電路4、整流及逆變電路5、濾 波及采樣電路6、輸出變壓器7，所述輸出變壓器7的一次側(cè)與電網(wǎng)電連接， 所述輸出變壓器7的二次側(cè)電連接所述整流及逆變電路5和所述濾波及采樣 電路6，所述濾波及采樣電路6中包含電壓互感器和電流互感器，所述電壓 互感器和電流互感器與所述電源主功率控制電路1電連接，所述電源主功率 控制電路1與所述人機(jī)接口處理電路2和所述光電隔離驅(qū)動(dòng)及反饋電路3電 連接，所述光電隔離驅(qū)動(dòng)及反饋電路3與所述整流及逆變電路5電連接，所 述整流及逆變電路5與所述電壓調(diào)整電路4電連接，所述電壓調(diào)整電路4電 連接蓄電池。所述電源主功率控制電路1包括6路SP麗信號(hào)輸出電路，所述 整流及逆變電路5包括雙向流動(dòng)的三相半橋電路，所述電源主功率控制電路 1與所述整流及逆變電路5通過(guò)所述光電隔離驅(qū)動(dòng)及反饋電路3電連接。
本實(shí)施例中，我們應(yīng)用了以TI公司生產(chǎn)的電機(jī)控制專用芯片32位定點(diǎn) DSP——Tms320f 2812作為本電源主功率控制電路1;用ATMEL公司的ATMEGA16 作為本電源的人機(jī)接口處理電路2;用三菱公司的IPM模塊作為整流及逆變 電路5;同時(shí)本實(shí)施例中的直流側(cè)為了實(shí)現(xiàn)電平的變換，我們采用了非隔離 的BUCK-BOOST處理電路實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電壓的升降壓處理的電壓調(diào)整電路4;而 電源和電網(wǎng)的連接通過(guò)三相的工頻變壓器即輸出變壓器7來(lái)實(shí)現(xiàn)的，它完成 了電平的匹配和交直流的隔離。放電時(shí)蓄電池的輸出電壓BP經(jīng)過(guò)由LO 、 Q2、 Dl組成的升壓電路和IPM前端的軟啟動(dòng)電路相連，經(jīng)過(guò)電容CO濾波后直接 供給IPM的直流母線，IPM模塊在DSP輸出"逆變模式"的6路SPWM波的控 制下產(chǎn)生和三相電網(wǎng)同頻同相的三相交流通過(guò)輸出變壓器并入電網(wǎng)；而放電 時(shí)此過(guò)程相反，在DSP的控制下IPM模塊完成了對(duì)三相交流功率因數(shù)為1的 PFC整流。整流后的高壓直流經(jīng)過(guò)由L0、 Ql、 D2組成的降壓電路向蓄電池充 電。而整個(gè)電源的充放電過(guò)程可根據(jù)人機(jī)接口部分的觸摸屏給定， 一旦給定 生效電源便嚴(yán)格按照充放電曲線工作。由于采用先進(jìn)的SPWM雙向整流逆變 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)蓄電池組的充放電控制，采用該技術(shù)的裝置在充放電時(shí)由于并 網(wǎng)電流波形是完美的正弦波，不會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生任何諧波污染，且功率因數(shù)可 控制為1，不僅如此，其運(yùn)行時(shí)噪聲低，且體積小、效率高。由于其采用先 進(jìn)的MCU控制和管理，可以方便各類用戶需求，并具有蓄電池充放電曲線 的優(yōu)化設(shè)定控制，有助于延長(zhǎng)蓄電池使用壽命,也方便蓄電池的生產(chǎn)和管理。 在節(jié)能降耗方面可以得到大大提高。由于功率的雙向流動(dòng)通過(guò)在同一個(gè)功率 模塊中完成，使原本充電、放電分離的兩個(gè)設(shè)備由一個(gè)設(shè)備替代，大大節(jié)約 了成本。由于電源工作的過(guò)程中進(jìn)行的所有功率流動(dòng)只在蓄電池和電網(wǎng)之間， 大大節(jié)約了能源。電源主電路的直流側(cè)通過(guò)一個(gè)boost-buck電路和蓄電池實(shí) 現(xiàn)非隔離連接，三相的交流輸出部分通過(guò)三相隔離變壓器和電網(wǎng)相連，整個(gè) 系統(tǒng)的三閉環(huán)控制系統(tǒng)通過(guò)CT和PT對(duì)交流電流電壓、直流電流電壓進(jìn)行實(shí) 時(shí)監(jiān)控。
權(quán)利要求1、 一種雙向充放電電源，它包括電源主功率控制電路(1)、人機(jī)接口處理電路(2)、光電隔離驅(qū)動(dòng)及反饋電路(3)、電壓調(diào)整電路(4)、整流及 逆變電路(5)、濾波及采樣電路(6)、輸出變壓器(7)，其特征在于 所述輸出變壓器(7)的一次側(cè)與電網(wǎng)電連接，所述輸出變壓器(7)的 二次側(cè)電連接所述整流及逆變電路(5)和所述濾波及采樣電路(6)， 所述濾波及采樣電路(6)中包含電壓互感器和電流互感器，所述電壓 互感器和電流互感器與所述電源主功率控制電路(1)電連接，所述電 源主功率控制電路(1)與所述人機(jī)接口處理電路(2)和所述光電隔離 驅(qū)動(dòng)及反饋電路(3)電連接，所述光電隔離驅(qū)動(dòng)及反饋電路(3)與所 述整流及逆變電路(5)電連接，所述整流及逆變電路(5)與所述電壓 調(diào)整電路(4)電連接，所述電壓調(diào)整電路(4)電連接蓄電池。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向充放電電源，其特征在于所述電源主功率 控制電路(1)包括6路SPWM信號(hào)輸出電路，所述整流及逆變電路(5) 包括雙向流動(dòng)的三相半橋電路，所述電源主功率控制電路(1)與所述 整流及逆變電路(5)通過(guò)所述光電隔離驅(qū)動(dòng)及反饋電路(3)電連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種節(jié)約能源、不污染電網(wǎng)、設(shè)備成本低、且充、放電設(shè)備合為一體的雙向充放電電源。本實(shí)用新型包括電源主功率控制電路(1)、人機(jī)接口處理電路(2)、光電隔離驅(qū)動(dòng)及反饋電路(3)、電壓調(diào)整電路(4)、整流及逆變電路(5)、濾波及采樣電路(6)、輸出變壓器(7)，輸出變壓器(7)的一次側(cè)與電網(wǎng)電連接、二次側(cè)電連接整流及逆變電路(5)和濾波及采樣電路(6)，濾波及采樣電路(6)中包含電壓互感器和電流互感器，光電隔離驅(qū)動(dòng)及反饋電路(3)、電壓調(diào)整電路(4)與整流及逆變電路(5)電連接，電壓調(diào)整電路(4)電連接蓄電池。本實(shí)用新型可應(yīng)用于大容量蓄電池的充放電維護(hù)設(shè)備中。
文檔編號(hào)H02J7/00GK201038790SQ200720047488
公開日2008年3月19日 申請(qǐng)日期2007年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月17日
發(fā)明者屈世磊 申請(qǐng)人:珠海泰坦科技股份有限公司