專利名稱：一種基于平衡橋臂的雙電源供電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種不間斷電源的供電系統(tǒng)，尤其涉及一種基于平衡橋臂的雙電源供電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨時(shí)電氣設(shè)備的普及和廣泛應(yīng)用的推進(jìn)，不間斷電源的應(yīng)用也顯得尤為重要，而在雙電源輸入單電池整流系統(tǒng)中，正負(fù)母線的平衡問題一直是行業(yè)技術(shù)人員不得不考慮的問題；現(xiàn)有的大部分相關(guān)系統(tǒng)為了節(jié)省成本和減小體積，在設(shè)計(jì)階段就舍棄該項(xiàng)要求，但是如果沒有做正負(fù)母線平衡設(shè)計(jì)對整機(jī)的性能及可靠性都會造成了一定影響，降低整體的質(zhì)
量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是需要提供一種體積小，正負(fù)母線平衡的基于平衡橋臂的雙電源供電系統(tǒng)。對此，本發(fā)明提供一種基于平衡橋臂的雙電源供電系統(tǒng)，包括
用于實(shí)現(xiàn)交流供電的交流電源；
與交流電源連接的整流模塊，所述整流模塊包括交流整流單元、直流整流單元和第一開關(guān)單元；所述交流整流單元和直流整流單元復(fù)用整流線路，并通過第一開關(guān)單元實(shí)現(xiàn)交流整流和直流整流的切換；
用于實(shí)現(xiàn)直流供電的蓄電池，所述蓄電池與整流模塊連接；以及，
分別與整流模塊和蓄電池連接的平衡模塊，所述平衡模塊包括平衡單元、充電單元和第二開關(guān)單元，所述第二開關(guān)單元為雙向切換開關(guān)；所述平衡單元和充電單元復(fù)用平衡線路，并通過雙向切換開關(guān)實(shí)現(xiàn)切換和正負(fù)母線平衡。其中，所述整流線路包括相互串接的晶體管或場效應(yīng)管，整流線路的中點(diǎn)連接有電感；所述第一開關(guān)單元包括與交流電源連接的交流開關(guān)和與蓄電池連接的直流開關(guān)，所述交流開關(guān)和直流開關(guān)分別用于控制交流回路和直流回路的通斷；所述交流整流單元的交流輸入和直流整流單元的直流輸入共用整流線路，交流輸入和直流輸入通過第一開關(guān)單元實(shí)現(xiàn)切換；交流輸入時(shí)，蓄電池回路斷開，組成半橋線路實(shí)現(xiàn)整流升壓；蓄電池正端通過第一開關(guān)接至整流模塊的整流輸入端，蓄電池負(fù)端接至負(fù)母線，蓄電池輸入時(shí)，組成升壓線路，實(shí)現(xiàn)對正負(fù)母線的升壓整流；由此，構(gòu)成了交流輸入整流和直流輸入整流電路的復(fù)用，即構(gòu)成了交流整流和直流整流的復(fù)用，所述交流輸入整流為交流電源導(dǎo)通時(shí)的交流整流通路，所述直流輸入整流為蓄電池導(dǎo)通時(shí)的直流整流通路。所述平衡線路包括相互串接的晶體管或場效應(yīng)管，即所述平衡橋臂為相互串接的晶體管或場效應(yīng)管，用于實(shí)現(xiàn)電橋的橋臂平衡；平衡線路的平衡橋臂中點(diǎn)連接有第二開關(guān)單元，所述平衡單元和充電單元復(fù)用平衡線路，該平衡線路的復(fù)用通過第二開關(guān)單元切換，在交流輸入時(shí)該線路實(shí)現(xiàn)充電功能，在直流輸入時(shí)實(shí)現(xiàn)正負(fù)母線的平衡；所述充電單元的線路中，平衡橋臂中點(diǎn)通過第二開關(guān)單元的雙向切換開關(guān)和電感連接至蓄電池正端，組成降壓線路對蓄電池充電；所述平衡線路優(yōu)選為平衡橋臂中，其平衡橋臂中點(diǎn)通過雙向切換開關(guān)和電感連接至正負(fù)母線中點(diǎn)，本發(fā)明通過采樣正負(fù)母線電壓和平衡橋臂中點(diǎn)的電流控制平衡橋臂雙向切換開關(guān)的上下開關(guān)通斷，實(shí)現(xiàn)正負(fù)母線平衡，達(dá)到平衡線路與充電單元的充電線路的復(fù)用。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明平衡模塊中，平衡線路與充電單元的充電線路復(fù)用，在不同模式時(shí)控制方法和時(shí)序不同，所述不同模式為交流輸入模式或直流輸入模式，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)正負(fù)母線的平衡，蓄電池和交流電源交替保證雙電源供電，在此基礎(chǔ)上，所述交流輸入整流和直流輸入整流的整流線路也復(fù)用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了正負(fù)母線平衡的基于平衡橋臂的雙電源供電系統(tǒng)，減小其體積，節(jié)省成本，同時(shí)還能夠保證雙電源供電系統(tǒng)的性能及可靠性。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述整流線路為橋臂整流，所述第一開關(guān)單元通過電感連接至橋臂整流的中點(diǎn)，所述橋臂整流包括串接的晶體管或并聯(lián)分立二極管的場效應(yīng)管，或利用晶體管體內(nèi)的二極管。優(yōu)選地，所述橋臂整流的晶體管為絕緣柵雙極型晶體管， 所述絕緣柵雙極型晶體管為IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),是由BJT (雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式電力電子器件。所述橋臂整流包括串接的晶體管或場效應(yīng)管，即串接的IGBT或M0SFET，使用MOSFET時(shí)，需并聯(lián)分立二極管，所述分立二極管為分立功率器件，包括了半導(dǎo)體二極管；所述第一開關(guān)單元通過電感連接至橋臂整流的中點(diǎn)，即交流輸入或直流輸入通過第一開關(guān)單元連接至兩個(gè)晶體管或場效應(yīng)管的中點(diǎn)，構(gòu)成了很好的交流整流和直流整流復(fù)用。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明只要通過第一開關(guān)的切換進(jìn)而選擇交流輸入和直流輸入，便能夠通過同一整流線路實(shí)現(xiàn)交流輸入整流和直流輸入整流的復(fù)用，減小雙電源供電系統(tǒng)的體積。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述平衡線路為平衡橋臂，所述平衡橋臂包括串接的晶體管或并聯(lián)分立二極管的場效應(yīng)管。優(yōu)選地，所述平衡橋臂的晶體管為絕緣柵雙極型晶體管。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述整流模塊包括3組整流線路，所述整流線路共用蓄電池，并分別連接至對應(yīng)的交流電源。所述3組整流線路對應(yīng)設(shè)置有3組第一開關(guān)單元，并共用蓄電池；所述交流電源分別通過第一開關(guān)單元與對應(yīng)的整流線路連接，形成3路輸入的雙電源供電系統(tǒng)。所述雙電源供電系統(tǒng)能夠根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行多路輸入線路的選擇，輸入線路的路數(shù)可變，輸出的路數(shù)也能夠根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇，使用方式靈活可變，連接簡單。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，還包括用于連接蓄電池和平衡模塊的第三開關(guān)單元，所述蓄電池的正端通過第一開關(guān)單元連接至整流模塊的整流輸入，所述蓄電池的正端通過第三開關(guān)單元和第二開關(guān)單元連接至平衡橋臂的中點(diǎn)。更為具體地，所述蓄電池的正端通過電感連接至第三開關(guān)單元，第三開關(guān)單元和第二開關(guān)單元連接，以經(jīng)過雙向開關(guān)切換連接至平衡橋臂的中點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)蓄電池與平衡模塊的連接，便于在直流輸入和交流輸入切換的模式下，實(shí)現(xiàn)整流線路和平衡線路的復(fù)用，減少體積，保證雙電源供電系統(tǒng)的性能及可靠性。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述第一開關(guān)單元和第三開關(guān)單元為繼電器、可控硅和接觸器中任意一種。
本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述第一開關(guān)單元和第三開關(guān)單元為單向開關(guān)或雙向開關(guān)。為保證交流供電和直流供電的正常轉(zhuǎn)換工作，同時(shí)根據(jù)功率和轉(zhuǎn)換時(shí)間等不同需求，其中第一開關(guān)單元和第三開關(guān)單元包括繼電器、可控硅和接觸器中任意一種，并能夠是單向或雙向開關(guān)，如單向可控硅；同時(shí)為保證直流供電時(shí)，需切斷交流輸入，根據(jù)功率和切換時(shí)間的需求，第一開關(guān)單元中的交流開關(guān)也可以相應(yīng)選用不同方案，包括但不限于繼電器、可控硅和接觸器；所述雙向切換開關(guān)可選用繼電器、可控硅以及接觸器等雙向切換開關(guān)。優(yōu)選地，所述交流電源正端通過雙向可控硅連接至整流模塊的電感的一端，所述蓄電池正端通過單向可控硅連接至整流模塊的電感的同一端，所述蓄電池負(fù)端連接至整流模塊和平衡模塊；所述整流模塊的電感另一端連接至兩個(gè)串接的晶體管的中點(diǎn)，所述兩個(gè)串接的晶體管與兩個(gè)串接的電容相并聯(lián)，該兩個(gè)串接的電容中點(diǎn)接地；所述兩個(gè)串接的電容中點(diǎn)通過平衡模塊的電感連接至雙向切換開關(guān)的一個(gè)輸入端，所述蓄電池正端通過平衡模塊的電感和單向可控硅連接至雙向切換開關(guān)的另一個(gè)輸入端，所述雙向切換開關(guān)的輸出端連接至兩個(gè)串接的晶體管的中點(diǎn)；所述平衡模塊的兩個(gè)串接的晶體管與另外兩個(gè)串接的晶體管并聯(lián)，這兩個(gè)與平衡模塊并聯(lián)的晶體管中點(diǎn)通過電感實(shí)現(xiàn)逆變輸出。優(yōu)選地，所述交流電源正端通過雙向可控硅連接至整流模塊的電感的一端，所述蓄電池正端通過單向可控硅連接至整流模塊的電感的同一端，所述蓄電池負(fù)端連接至整流模塊和平衡模塊；所述整流模塊的電感另一端連接至兩個(gè)串接的場效應(yīng)管的中點(diǎn)，所述兩個(gè)串接的場效應(yīng)管與兩個(gè)串接的電容相并聯(lián)，該兩個(gè)串接的電容中點(diǎn)接地；所述兩個(gè)串接的電容中點(diǎn)通過平衡模塊的電感連接至雙向切換開關(guān)的一個(gè)輸入端，所述蓄電池正端通過平衡模塊的電感和單向可控硅連接至雙向切換開關(guān)的另一個(gè)輸入端，所述雙向切換開關(guān)的 輸出端連接至兩個(gè)串接的場效應(yīng)管的中點(diǎn)；所述平衡模塊的兩個(gè)串接的場效應(yīng)管與另外兩個(gè)串接的場效應(yīng)管并聯(lián)，這兩個(gè)與平衡模塊并聯(lián)的場效應(yīng)管中點(diǎn)通過電感實(shí)現(xiàn)逆變輸出。本發(fā)明的有益效果在于，平衡模塊中，平衡單元的平衡線路與充電單元的充電線路復(fù)用，并實(shí)現(xiàn)正負(fù)母線的平衡，蓄電池和交流電源交替保證雙電源供電，在此基礎(chǔ)上，所述交流輸入整流和直流輸入整流的整流線路也復(fù)用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了正負(fù)母線的平衡，有效減小了元件數(shù)量和設(shè)備體積，元器件復(fù)用率高，降低了成本，同時(shí)還能夠保證雙電源供電系統(tǒng)的性能及可靠性。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例I的工作原理示意 圖2是本發(fā)明實(shí)施例I的交流輸入模式工作原理示意 圖3是本發(fā)明實(shí)施例I的直流輸入模式工作原理示意 圖4是本發(fā)明實(shí)施例2的省除平衡橋臂的電感的工作原理示意 圖5是本發(fā)明實(shí)施例2的平衡橋臂和充電線路共用電感的工作原理示意 圖6是本發(fā)明實(shí)施例3的三進(jìn)三出的雙電源供電系統(tǒng)的工作原理示意 圖7是本發(fā)明實(shí)施例3的三進(jìn)單出的雙電源供電系統(tǒng)的工作原理示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的較優(yōu)的實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。實(shí)施例I :
如圖I至圖3所示，本例提供一種基于平衡橋臂的雙電源供電系統(tǒng)，包括
用于實(shí)現(xiàn)交流供電的交流電源I ;
與交流電源I連接的整流模塊2，所述整流模塊2包括交流整流單元201、直流整流單元202和第一開關(guān)單元203 ;所述交流整流單元201和直流整流單元202復(fù)用整流線路，并通過第一開關(guān)單元203實(shí)現(xiàn)交流整流和直流整流切換；
用于實(shí)現(xiàn)直流供電的蓄電池3，所述蓄電池3與整流模塊2連接； 分別與整流模塊2和蓄電池3連接的平衡模塊4，所述平衡模塊4包括平衡單元401、充電單元402和第二開關(guān)單元403，所述第二開關(guān)單元403為雙向切換開關(guān)；所述平衡單元401和充電單元402復(fù)用平衡線路，并通過雙向切換開關(guān)實(shí)現(xiàn)切換和正負(fù)母線平衡。其中，所述整流線路包括相互串接的晶體管或場效應(yīng)管，整流線路的中點(diǎn)連接有電感；所述第一開關(guān)單元203包括與交流電源I連接的交流開關(guān)和與蓄電池3連接的直流開關(guān)，所述交流開關(guān)和直流開關(guān)分別用于控制交流回路和直流回路的通斷；所述交流整流單元201的交流輸入和直流整流單元202的直流輸入共用整流線路，交流輸入和直流輸入通過第一開關(guān)單元203實(shí)現(xiàn)切換；交流輸入時(shí)，蓄電池3回路斷開，組成半橋線路實(shí)現(xiàn)整流升壓；蓄電池3正端通過第一開關(guān)接至整流模塊2的整流輸入端，蓄電池3負(fù)端接至負(fù)母線，蓄電池3輸入時(shí)，組成升壓線路，實(shí)現(xiàn)對正負(fù)母線的升壓整流；由此，構(gòu)成了交流輸入整流和直流輸入整流電路的復(fù)用，所述交流輸入整流為交流電源I導(dǎo)通時(shí)的交流整流通路，所述直流輸入整流為蓄電池3導(dǎo)通時(shí)的直流整流通路。所述平衡線路包括相互串接的晶體管或場效應(yīng)管，平衡線路的中點(diǎn)連接有第二開關(guān)單元403，所述平衡單元401和充電單元402復(fù)用平衡線路，該平衡線路的復(fù)用通過第二開關(guān)單元403切換，在交流輸入時(shí)該線路實(shí)現(xiàn)充電功能，在直流輸入時(shí)實(shí)現(xiàn)正負(fù)母線的平衡；所述充電單元402的線路中，平衡橋臂中點(diǎn)通過第二開關(guān)單元403的雙向切換開關(guān)和電感連接至蓄電池3正端，組成降壓線路對蓄電池3充電；所述平衡線路優(yōu)選為平衡橋臂中，其平衡橋臂中點(diǎn)通過雙向切換開關(guān)和電感連接至正負(fù)母線中點(diǎn)，本例通過采樣正負(fù)母線電壓和平衡橋臂中點(diǎn)的電流控制平衡橋臂雙向切換開關(guān)的上下開關(guān)通斷，實(shí)現(xiàn)正負(fù)母線平衡，達(dá)到平衡線路與充電單元402的充電線路的復(fù)用。由圖2和圖3所示，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本例平衡模塊4中，平衡單元401的平衡線路與充電單元402的充電線路復(fù)用，在不同模式時(shí)控制方法和時(shí)序不同，所述不同模式為交流輸入模式或直流輸入模式，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)正負(fù)母線的平衡，蓄電池3和交流電源I交替保證雙電源供電，在此基礎(chǔ)上，所述交流輸入整流和直流輸入整流的整流線路也復(fù)用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了正負(fù)母線平衡的基于平衡橋臂的雙電源供電系統(tǒng)，減小其體積，節(jié)省成本，同時(shí)還能夠保證雙電源供電系統(tǒng)的性能及可靠性。本例在市電模式和電池模式下的工作原理圖如圖2和圖3所示，所述市電模式和電池模式即交流輸入模式和直流輸入模式。本例的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述整流線路為橋臂整流，所述第一開關(guān)單元203通過電感連接至橋臂整流的中點(diǎn)，所述橋臂整流包括串接的晶體管或并聯(lián)分立二極管的場效應(yīng)管。優(yōu)選地，所述橋臂整流的晶體管為絕緣柵雙極型晶體管。所述橋臂整流包括串接的晶體管或場效應(yīng)管，即串接的IGBT或M0SFET，使用MOSFET時(shí)，需并聯(lián)分立二極管；所述第一開關(guān)單元203通過電感連接至橋臂整流的中點(diǎn)，即交流輸入或直流輸入通過第一開關(guān)單元203連接至兩個(gè)晶體管或場效應(yīng)管的中點(diǎn)，構(gòu)成了很好的交流整流和直流整流復(fù)用。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本例只要通過第一開關(guān)的切換進(jìn)而選擇交流輸入和直流輸入，便能夠通過同一整流線路實(shí)現(xiàn)交流輸入整流和直流輸入整流的復(fù)用，減小雙電源供電系統(tǒng)的體積。本例的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述平衡線路為平衡橋臂，所述平衡橋臂包括串接的晶體管或并聯(lián)分立二極管的場效應(yīng)管。優(yōu)選地，所述平衡橋臂的晶體管為絕緣柵雙極型晶體管。本例的進(jìn)一步改進(jìn)在于，還包括用于連接蓄電池3和平衡模塊4的第三開關(guān)單元404，所述蓄電池3的正端通過第一開關(guān)單元203連接至整流模塊2的整流輸入，所述蓄電 池3的正端通過第三開關(guān)單元404和第二開關(guān)單元403連接至平衡橋臂的中點(diǎn)。更為具體地，所述蓄電池3的正端通過電感連接至第三開關(guān)單元404，第三開關(guān)單元404和第二開關(guān)單元403連接，以經(jīng)過雙向開關(guān)切換連接至平衡橋臂的中點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)蓄電池3與平衡模塊4的連接，便于在直流輸入和交流輸入切換的模式下，實(shí)現(xiàn)整流線路和平衡線路的復(fù)用，減少體積，保證雙電源供電系統(tǒng)的性能及可靠性。本例的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述第一開關(guān)單元203和第三開關(guān)單元404為繼電器、可控硅和接觸器中任意一種。本例的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述第一開關(guān)單元203和第三開關(guān)單元404為單向開關(guān)或雙向開關(guān)。為保證交流供電和直流供電的正常轉(zhuǎn)換工作，同時(shí)根據(jù)功率和轉(zhuǎn)換時(shí)間等不同需求，其中第一開關(guān)單元203和第三開關(guān)單元404包括繼電器、可控硅和接觸器中任意一種，并能夠是單向或雙向開關(guān)，如單向可控硅；同時(shí)為保證直流供電時(shí)，需切斷交流輸入，根據(jù)功率和切換時(shí)間的需求，第一開關(guān)單元203中的交流開關(guān)也可以相應(yīng)選用不同方案，包括但不限于繼電器、可控硅和接觸器；所述雙向切換開關(guān)可選用繼電器、可控硅以及接觸器等雙向切換開關(guān)。本例圖I中的工作原理為交流輸入時(shí)雙向開關(guān)Q4通，單向開關(guān)Ql斷，電感LI、晶體管Q3和晶體管Q5組成半橋整流線路，實(shí)現(xiàn)整流升壓；晶體管Q6、晶體管Q7和電感L5組成降壓線路，實(shí)現(xiàn)對蓄電池3的充電；所述晶體管Q6和晶體管Q7利用IGBT體內(nèi)二極管，本例所述的晶體管也可以替換成并聯(lián)分立二極管的場效應(yīng)管。圖I中，直流輸入時(shí)，雙向開關(guān)Q4斷，單向開關(guān)Ql通，電感LI、晶體管Q3和晶體管Q5組成升壓線路，實(shí)現(xiàn)升壓整流；晶體管Q6、晶體管Q7和電感L2組成平衡線路，通過PWM調(diào)制晶體管Q6或晶體管Q7的通斷進(jìn)而調(diào)整母線電壓，實(shí)現(xiàn)母線平衡，所述晶體管Q3利用其體內(nèi)二極管，本例所述的晶體管也可以替換成并聯(lián)分立二極管的場效應(yīng)管。本例的有益效果在于，平衡模塊4中，平衡單元401的平衡線路與充電單元402的充電線路復(fù)用，并實(shí)現(xiàn)正負(fù)母線的平衡，蓄電池3和交流電源I交替保證雙電源供電，在此基礎(chǔ)上，所述交流輸入整流和直流輸入整流的整流線路也復(fù)用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了正負(fù)母線的平衡，有效減小了元件數(shù)量和設(shè)備體積，元器件復(fù)用率高，降低了成本，同時(shí)還能夠保證雙電源供電系統(tǒng)的性能及可靠性。本例所述整流模塊2可以包括3組整流線路，所述整流線路共用蓄電池3，并分別連接至對應(yīng)的交流電源I。所述3組整流線路對應(yīng)設(shè)置有3組第一開關(guān)單元203，并共用蓄電池3 ;所述交流電源I分別通過第一開關(guān)單元203與對應(yīng)的整流線路連接，形成3路輸入的雙電源供電系統(tǒng)。所述雙電源供電系統(tǒng)能夠根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行多路輸入線路的選擇，輸入線路的路數(shù)可變，輸出的路數(shù)也能夠根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇，使用方式靈活可變，連接簡單。實(shí)施例2:
如圖4和圖5所示，與實(shí)施例I不同的是，本例提供實(shí)施例I演化的雙電源供電系統(tǒng)，本例所述的晶體管也可以替換成并聯(lián)分立二極管的場效應(yīng)管。
其中，圖4所示電路可省除平衡橋臂電感，其工作原理為交流輸入時(shí)，雙向開關(guān)Q4通，單向開關(guān)Ql斷，電感LI、晶體管Q3和晶體管Q5組成半橋整流線路，實(shí)現(xiàn)整流升壓；晶體管Q6、晶體管Q7和電感L5組成降壓線路，實(shí)現(xiàn)對電池的充電。直流輸入時(shí)，雙向開關(guān)Q4斷，單向開關(guān)Ql通，電感LI、晶體管Q3和晶體管Q5組成升壓線路，實(shí)現(xiàn)升壓整流；晶體管Q6和晶體管Q7組成平衡線路，通過PWM調(diào)制晶體管Q6或晶體管Q7的通斷調(diào)整母線電壓。圖5所示電路中，平衡橋臂電感和充電線路電感可共用電感L2電感，其工作原理為雙向開關(guān)Q4通，單向開關(guān)Ql斷，電感LI、晶體管Q3和晶體管Q5組成半橋整流線路，實(shí)現(xiàn)整流升壓；晶體管Q6、晶體管Q7和電感L5組成降壓線路，實(shí)現(xiàn)對蓄電池的充電。直流輸入時(shí)，雙向開關(guān)Q4斷，單向開關(guān)Ql通，電感LI、晶體管Q3和晶體管Q5組成升壓線路，實(shí)現(xiàn)升壓整流；晶體管Q6和晶體管Q7組成平衡線路，通過PWM調(diào)制晶體管Q6或晶體管Q7的通斷調(diào)整母線電壓。實(shí)施例3
如圖6和圖7所示，與實(shí)施例I或2不同的是，本例可應(yīng)用于三進(jìn)三出線路或是三進(jìn)單出線路，本例所述的晶體管也可以替換成并聯(lián)分立二極管的場效應(yīng)管。其中，圖6所示為三進(jìn)三出的線路工作原理圖，其工作原理交流輸入時(shí)，單向開關(guān)Q10R、單向開關(guān)QlOS和單向開關(guān)QlOT通，單向開關(guān)Q1、單向開關(guān)Qll和單向開關(guān)Qlll斷，(電感L1-R，晶體管Q3-R，晶體管Q5-R)、(電感L1-S，晶體管Q3-S，晶體管Q5-S)和(電感L1-T，晶體管Q3-T，晶體管Q5-T)組成三相半橋整流線路，實(shí)現(xiàn)整流升壓；晶體管Q6、晶體管Q7和電感L2組成降壓線路，實(shí)現(xiàn)對電池的充電。直流(電池)輸入時(shí)，單向開關(guān)Q10R、單向開關(guān)QlOS和單向開關(guān)QlOT斷，單向開關(guān)Q1、單向開關(guān)Qll和單向開關(guān)Qlll通，電感LI、晶體管Q3和晶體管Q5組成升壓線路，實(shí)現(xiàn)升壓整流；晶體管Q6、晶體管Q7和電感L5組成平衡線路，通過PWM調(diào)制晶體管Q6或晶體管Q7的通斷調(diào)整母線電壓。輸出采用為3路輸出。圖7所示為三進(jìn)單出的線路工作原理圖，其工作原理交流輸入時(shí)，單向開關(guān)Q10R、單向開關(guān)QlOS和單向開關(guān)QlOT通，單向開關(guān)Q1、單向開關(guān)Qll和單向開關(guān)Qlll斷，(電感L1-R，晶體管Q3-R，晶體管Q5-R)、(電感L1-S，晶體管Q3-S，晶體管Q5-S)和(電感L1-T，晶體管Q3-T，晶體管Q5-T)組成三相半橋整流線路，實(shí)現(xiàn)整流升壓；晶體管Q6、晶體管Q7和電感L2組成降壓線路，實(shí)現(xiàn)對電池的充電。直流(電池)輸入時(shí)，單向開關(guān)Q10R、單向開關(guān)QlOS和單向開關(guān)QlOT斷，單向開關(guān)Q1、單向開關(guān)Qll和單向開關(guān)Qlll通，電感LI、晶體管Q3和晶體管Q5組成升壓線路，實(shí)現(xiàn)升壓整流；晶體管Q6、晶體管Q7和電感L5組成平衡線路，通過PWM調(diào)制晶體管Q6或晶體管Q7的通斷調(diào)整母線電壓。輸出為單路輸出。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于平衡橋臂的雙電源供電系統(tǒng)，其特征在于，包括 用于實(shí)現(xiàn)交流供電的交流電源； 與所述交流電源連接的整流模塊，所述整流模塊包括交流整流單元、直流整流單元和第一開關(guān)單元；所述交流整流單元和直流整流單元復(fù)用整流線路，并通過第一開關(guān)單元實(shí)現(xiàn)交流整流和直流整流的切換； 用于實(shí)現(xiàn)直流供電的蓄電池，所述蓄電池與整流模塊連接；以及， 分別與所述整流模塊和蓄電池連接的平衡模塊，所述平衡模塊包括平衡單元、充電單元和第二開關(guān)單元，所述第二開關(guān)單元為雙向切換開關(guān)；所述平衡單元和充電單元復(fù)用平衡線路，并通過雙向切換開關(guān)實(shí)現(xiàn)切換和正負(fù)母線平衡。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于平衡橋臂的雙電源供電系統(tǒng)，其特征在于，所述整流線路為橋臂整流，所述第一開關(guān)單元通過電感連接至橋臂整流的中點(diǎn)，所述橋臂整流包括串接的晶體管或并聯(lián)分立二極管的場效應(yīng)管。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的基于平衡橋臂的雙電源供電系統(tǒng)，其特征在于，所述平衡線路為平衡橋臂，所述平衡橋臂包括串接的晶體管或并聯(lián)分立二極管的場效應(yīng)管。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于平衡橋臂的雙電源供電系統(tǒng)，其特征在于，所述整流模塊包括3組整流線路，所述整流線路共用蓄電池，并分別連接至對應(yīng)的交流電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于平衡橋臂的雙電源供電系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于連接蓄電池和平衡模塊的第三開關(guān)單元，所述蓄電池的正端通過第一開關(guān)單元連接至整流模塊的整流輸入，所述蓄電池的正端通過第三開關(guān)單元和第二開關(guān)單元連接至平衡橋臂的中點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于平衡橋臂的雙電源供電系統(tǒng)，其特征在于，所述第一開關(guān)單元和第三開關(guān)單元為繼電器、可控硅和接觸器中任意一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于平衡橋臂的雙電源供電系統(tǒng)，其特征在于，所述第一開關(guān)單元和第三開關(guān)單元為單向開關(guān)或雙向開關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于平衡橋臂的雙電源供電系統(tǒng)，其特征在于，所述第一開關(guān)單元和第三開關(guān)單元為繼電器、可控硅和接觸器中任意一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于平衡橋臂的雙電源供電系統(tǒng)，其特征在于，所述交流電源正端通過雙向可控硅連接至整流模塊的電感的一端，所述蓄電池正端通過單向可控硅連接至整流模塊的電感的同一端，所述蓄電池負(fù)端連接至整流模塊和平衡模塊；所述整流模塊的電感另一端連接至兩個(gè)串接的晶體管的中點(diǎn)，所述兩個(gè)串接的晶體管與兩個(gè)串接的電容相并聯(lián)，該兩個(gè)串接的電容中點(diǎn)接地；所述兩個(gè)串接的電容中點(diǎn)通過平衡模塊的電感連接至雙向切換開關(guān)的一個(gè)輸入端，所述蓄電池正端通過平衡模塊的電感和單向可控硅連接至雙向切換開關(guān)的另一個(gè)輸入端，所述雙向切換開關(guān)的輸出端連接至兩個(gè)串接的晶體管的中點(diǎn)；所述平衡模塊的兩個(gè)串接的晶體管與另外兩個(gè)串接的晶體管并聯(lián)，這兩個(gè)與平衡模塊并聯(lián)的晶體管中點(diǎn)通過電感實(shí)現(xiàn)逆變輸出。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于平衡橋臂的雙電源供電系統(tǒng)，其特征在于，所述交流電源正端通過雙向可控硅連接至整流模塊的電感的一端，所述蓄電池正端通過單向可控硅連接至整流模塊的電感的同一端，所述蓄電池負(fù)端連接至整流模塊和平衡模塊；所述整流模塊的電感另一端連接至兩個(gè)串接的場效應(yīng)管的中點(diǎn)，所述兩個(gè)串接的場效應(yīng)管與兩個(gè)串接的電容相并聯(lián)，該兩個(gè)串接的電容中點(diǎn)接地；所述兩個(gè)串接的電容中點(diǎn)通過平衡模塊的電感連接至雙向切換開關(guān)的一個(gè)輸入端，所述蓄電池正端通過平衡模塊的電感和單向可控硅連接至雙向切換開關(guān)的另ー個(gè)輸入端，所述雙向切換開關(guān)的輸出端連接至兩個(gè)串接的場效應(yīng)管的中點(diǎn)；所述 平衡模塊的兩個(gè)串接的場效應(yīng)管與另外兩個(gè)串接的場效應(yīng)管并聯(lián)，這兩個(gè)與平衡模塊并聯(lián)的場效應(yīng)管中點(diǎn)通過電感實(shí)現(xiàn)逆變輸出。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于平衡橋臂的雙電源供電系統(tǒng)，包括用于實(shí)現(xiàn)交流供電的交流電源；與交流電源連接的整流模塊，所述整流模塊包括交流整流單元、直流整流單元和第一開關(guān)單元；所述交流整流單元和直流整流單元復(fù)用整流線路，并通過第一開關(guān)單元實(shí)現(xiàn)交流整流和直流整流切換；用于實(shí)現(xiàn)直流供電的蓄電池，所述蓄電池與整流模塊連接；分別與整流模塊和蓄電池連接的平衡模塊，所述平衡模塊包括平衡單元、充電單元和第二開關(guān)單元，所述第二開關(guān)單元為雙向切換開關(guān)；所述平衡單元和充電單元復(fù)用平衡線路，并通過雙向切換開關(guān)實(shí)現(xiàn)切換和正負(fù)母線平衡。本發(fā)明平衡線路和充電線路復(fù)用，實(shí)現(xiàn)了正負(fù)母線平衡，體積小，成本低，性能及可靠性高。
文檔編號H02J9/04GK102710007SQ20121015542
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月18日
發(fā)明者何錫生, 郝玉龍, 陸家珍 申請人:深圳市健網(wǎng)科技有限公司