專利名稱：智能高頻開(kāi)關(guān)直流電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電源設(shè)備，具體地說(shuō)涉及一種用于無(wú)人值班變電站等變配電系統(tǒng)的控制操作電源的智能高頻開(kāi)關(guān)直流電源裝置。
本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案的實(shí)施來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種智能高頻開(kāi)關(guān)直流電源裝置，在模塊式安裝骨架結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)，它包括來(lái)自市網(wǎng)的主電源與備用電源自動(dòng)進(jìn)行切換互鎖的配電單元，為動(dòng)力負(fù)荷、控制負(fù)荷及蓄電池組提供直流電源的高頻開(kāi)關(guān)電源的充電器，對(duì)充電器工況實(shí)施監(jiān)控的智能監(jiān)控器和后臺(tái)微機(jī)，以及在斷電狀況下可提供直流電源的蓄電池組和調(diào)節(jié)控制母線電壓直流電壓調(diào)節(jié)器，配電單元、充電器與蓄電池組和直流電壓調(diào)節(jié)器順序電連接，后臺(tái)微機(jī)、智能監(jiān)控器與充電器順序電連接。從配電單元輸出的交流電源進(jìn)入由后臺(tái)微機(jī)、智能監(jiān)控器管理的充電器整流濾波后輸出直流電，從充電器輸出的直流電源一路經(jīng)直流電壓調(diào)節(jié)器，提供給控制母線，另一路提供給蓄電池組和動(dòng)力負(fù)荷。所述的充電器由具有按N+1冗余組合的一組智能高頻開(kāi)關(guān)電源模塊組成，智能高頻開(kāi)關(guān)模塊由整流濾波電路順序電連接無(wú)源填谷方式PFC升壓電路、LC濾波及可控硅軟啟動(dòng)電路、IPM功率元件、單相/三相變壓器、帶RC保護(hù)的橋式整流高頻濾波電路，濾波及軟啟動(dòng)電路和IPM功率元件連接CPU控制、PWM脈沖發(fā)生波和光隔式電流電壓反饋電路，并由CPU管理，主電路是高頻開(kāi)關(guān)脈寬調(diào)制式。智能監(jiān)控器是可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各電源模塊的控制、顯示、保護(hù)等功能的集成電路板，并可以對(duì)蓄電池組實(shí)現(xiàn)智能充電、浮充電，在線自動(dòng)周期放電、充電的管理功能。智能監(jiān)控器可由后臺(tái)微機(jī)通過(guò)RS232/485接口進(jìn)行控制實(shí)現(xiàn)管理。積極效果本實(shí)用新型由于在充電器部分采用單相/三相軟件觸發(fā)控制的智能高頻開(kāi)關(guān)直流電源模塊，無(wú)源功率因數(shù)補(bǔ)償電路以及IPM功率元件模塊、單相/三相PWM波功率變換器，能夠適應(yīng)于單相/三相交流輸出，輸出電源穩(wěn)定度高、紋波小，且具有在線自動(dòng)充電、放電的功能；電源系統(tǒng)各部件在后臺(tái)微機(jī)和智能監(jiān)控器的協(xié)調(diào)下集中控制運(yùn)行，具有保護(hù)動(dòng)作速度快、報(bào)警準(zhǔn)確及時(shí)，以及具有智能判斷的能力，完全適合于無(wú)人值班運(yùn)行。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。
圖2是本實(shí)用新型第一個(gè)實(shí)施例中智能高頻開(kāi)關(guān)直流電源模塊電路構(gòu)造方框示意圖。
圖3是本實(shí)用新型第一個(gè)實(shí)施例中智能高頻開(kāi)關(guān)直流電源模塊電路構(gòu)造圖。
在

圖1中，一種智能高頻開(kāi)關(guān)直流電源裝置，在模塊式安裝骨架結(jié)構(gòu)(如PK屏)的開(kāi)關(guān)柜內(nèi)，包括能使來(lái)自市電的主電源與備用電源自動(dòng)進(jìn)行切換互鎖的配電單元，為動(dòng)力負(fù)荷、控制負(fù)荷及蓄電池組提供直流電源的高頻開(kāi)關(guān)電源模塊式充電器，對(duì)充電器工況實(shí)施監(jiān)控的后臺(tái)微機(jī)和智能監(jiān)控器，以及在斷電狀況下可提供直流電源的蓄電池組和調(diào)節(jié)控制負(fù)荷電壓的直流電壓調(diào)節(jié)器。配電單元、充電器與蓄電池組和直流電壓調(diào)節(jié)器順序電連接，后臺(tái)微機(jī)、智能監(jiān)控器與充電器順序電連接。從配電單元輸出交流電進(jìn)入由后臺(tái)微機(jī)、智能監(jiān)控器管理的充電器整形濾波后輸出直流電，從充電器輸出的直流電一路經(jīng)直流電壓調(diào)節(jié)器提供給控制母線，另一路提供給蓄電池組和動(dòng)力負(fù)荷。微機(jī)與智能監(jiān)控器通過(guò)RS232或RS485接口通訊，所述的充電器由具有按N+1冗余組合的一組智能高頻開(kāi)關(guān)電源模塊組成。在圖2中，智能高頻開(kāi)關(guān)模塊由整流濾波電路順序連接無(wú)源填谷方式PFC升壓電路、LC濾波及可控硅軟啟動(dòng)電路、IPM功率元件、三相/單相變壓器、帶RC保護(hù)的橋式整流高頻濾波電路，濾波及軟啟動(dòng)電路和IPM功率元件連接CPU控制、PWM脈沖發(fā)生波和光隔式電流電壓反饋電路，并由CPU管理，主電路是高頻開(kāi)關(guān)脈寬調(diào)制式。單片機(jī)CPU是N80C196MD，IPM功率元件是PM75CSA120，二極管D12、D13、D14，電阻R33，電容C37、C39集合連接構(gòu)成橋式無(wú)源填谷方式PFC升壓電路。當(dāng)輸入電壓高于C37、C39上的電壓時(shí)，兩個(gè)電容處于串聯(lián)充電狀態(tài)，當(dāng)輸入電壓低于C37、C39上的電壓時(shí)，兩個(gè)電容處于并聯(lián)放電狀態(tài)，從而構(gòu)成了填谷方式的PFC整流回路，達(dá)到了功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)墓πА?br> 如圖3所示的智能高頻開(kāi)關(guān)直流電源模塊原理圖中，交流電源通過(guò)EMI高頻濾波后整流，直流濾波、功率因數(shù)補(bǔ)償、降壓?jiǎn)?dòng)，進(jìn)入IPM的P、N兩極，另一方面單相/三相觸發(fā)脈沖由監(jiān)控CPU輸出經(jīng)過(guò)六個(gè)TLP250光隔進(jìn)入IPM控制端，同時(shí)，IPM的故障、報(bào)警信號(hào)通過(guò)四個(gè)TLP521光隔返回給CPU，IPM的U、V端或U、V、W端輸出單相或三相高壓PWM波，通過(guò)隔直電容、單相/三相高頻變壓器，整流濾波輸出直流電。
工作過(guò)程，如圖1所示，正常情況下外電輸入兩路交流電源和備用電源，兩路電源連接到輸入交流母線，再由交流母線連接至高頻開(kāi)關(guān)電源充電器，充電器在監(jiān)控的控制下對(duì)蓄電池進(jìn)行自動(dòng)充電及浮充電，從蓄電池的兩端輸出直流電壓至直流電壓調(diào)節(jié)器，再至直流母線，直流母線連接饋出回路形成直流輸出，蓄電池自動(dòng)放電時(shí)，智能監(jiān)控器控制充電器的輸出端電壓略低于蓄電池的端電壓以保證蓄電池按“經(jīng)常性”負(fù)荷恒流放電，蓄電池端電壓達(dá)到終止電壓時(shí)，充電器在監(jiān)控器的控制下又進(jìn)入正常在線充電。
本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不限于實(shí)施例所描述的結(jié)構(gòu)形式。
權(quán)利要求1.一種智能高頻開(kāi)關(guān)直流電源裝置，在模塊式安裝骨架結(jié)構(gòu)的開(kāi)關(guān)柜內(nèi)，包括能使來(lái)自市網(wǎng)的主電源與備用電源自動(dòng)進(jìn)行切換互鎖的配電單元，為動(dòng)力負(fù)荷、控制負(fù)荷及蓄電池組提供直流電源的高頻開(kāi)關(guān)電源式充電器，對(duì)充電器工況實(shí)施監(jiān)控的后臺(tái)微機(jī)和智能監(jiān)控器，以及在斷電狀況下可提供直流電源的蓄電池組和調(diào)節(jié)控制負(fù)荷電壓的直流電壓調(diào)節(jié)器，其特征是配電單元、充電器與蓄電池組和直流電壓調(diào)節(jié)器順序電連接，后臺(tái)微機(jī)、智能監(jiān)控器、充電器順序電連接；從配電單元輸出交流電進(jìn)入由后臺(tái)微機(jī)、智能監(jiān)控器管理的充電器整流濾波后輸出直流電，從充電器輸出的直流電一路經(jīng)直流電壓調(diào)節(jié)器提供給控制母線，另一路提供給蓄電池組和動(dòng)力負(fù)荷。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述智能高頻開(kāi)關(guān)直流電源裝置，其特征是所述的充電器由具有按N+1冗余組合的一組智能高頻開(kāi)關(guān)電源模塊組成，智能高頻開(kāi)關(guān)模塊由整流濾波電路順序連接無(wú)源填谷方式PFC升壓電路、LC濾波及可控硅軟啟動(dòng)電路、IPM功率元件、三相/單相變壓器、帶RC保護(hù)的橋式整流高頻濾波電路，濾波及軟啟動(dòng)電路和IPM功率元件連接單片機(jī)CPU和光隔式直流電壓及反饋電路，并由CPU管理，主電路是高頻開(kāi)關(guān)脈寬調(diào)制式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述智能高頻開(kāi)關(guān)直流電源裝置，其特征是單片機(jī)CPU是N80C196MD，IPM功率元件是PM75CSA120，二極管D12、D13、D14，電阻R33，電容C37、C39集合連接構(gòu)成橋式無(wú)源填谷方式PFC升壓電路。
專利摘要一種智能高頻開(kāi)關(guān)直流電源裝置，在模塊式安裝骨架結(jié)構(gòu)的開(kāi)關(guān)柜內(nèi)，主要包括交流電配電單元、高頻斬波器式按N+1冗余組合的充電器、蓄電池組以及直流電壓的調(diào)節(jié)器順序電連接，后臺(tái)微機(jī)和智能監(jiān)控器連接充電器并實(shí)現(xiàn)智能在線充、放電、自動(dòng)保護(hù)、均流、互為備用等統(tǒng)一管理功能。具有接口簡(jiǎn)單、電源模塊組合擴(kuò)容方便，軟件控制觸發(fā)系統(tǒng)反應(yīng)快，輸出電源質(zhì)量高，系統(tǒng)工作可靠性高的特點(diǎn)，適用于自動(dòng)化電站等其它行業(yè)電氣的控制操作電源。
文檔編號(hào)H02J7/00GK2541986SQ0222657
公開(kāi)日2003年3月26日 申請(qǐng)日期2002年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月3日
發(fā)明者陳澤, 方旭欣, 張旭升, 蘇曉東 申請(qǐng)人:汕頭高新區(qū)天健電子有限公司