高效放電回饋式電池充電電源的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高效放電回饋式電池充電電源，包括主控模塊、與三相供電端相連的隔離變壓器，該隔離變壓器的次級(jí)采用星形和三角形連接，且星形和三角形的輸出端分別通過兩互鎖接觸器與12相整流器的兩輸入端相連，該12相整流器輸出端分別通過相應(yīng)的濾波電感后相連且形成一公用直流母線；公用直流母線并聯(lián)有若干充放電電路和一正弦波逆變器，各充放電電路包括適于控制相應(yīng)蓄電池進(jìn)行充電的充電子電路和放電的放電子電路，充電子電路和放電子電路內(nèi)包括功率測(cè)量單元；主控模塊與功率測(cè)量單元相連以適于采集各充電子電路的充電功率和各放電子電路的放電功率；若當(dāng)放電總功率大于充電總功率時(shí)，控制正弦波逆變器將母線電壓通過正弦波逆變器逆變回交流電網(wǎng)。
【專利說明】高效放電回饋式電池充電電源

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種高效放電回饋式電池充電電源。

【背景技術(shù)】
[0002]目前國(guó)內(nèi)外鉛酸蓄電池的生產(chǎn)過程的充放電，普遍采用的充電技術(shù)主要有兩種。
[0003]第一種可控硅電路的充放電技術(shù)，其采用可控硅三相全橋整流電路，通過觸發(fā)可控硅的時(shí)間不同，使輸出的電壓發(fā)生變化。采用該技術(shù)的設(shè)備對(duì)電池充電和放電主要有以下缺點(diǎn):(一)用電功率因數(shù)低，會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生諧波污染，大規(guī)模使用該設(shè)備，電網(wǎng)畸變嚴(yán)重，會(huì)增加輸配電的電能損耗和額外的電網(wǎng)諧波損耗。故另需增加電網(wǎng)處理設(shè)備對(duì)電網(wǎng)諧波和功率因數(shù)進(jìn)行處理；(二)蓄電池充放電輸出直流電流含有較高的交流紋波，會(huì)增加電池額外的發(fā)熱和輸出導(dǎo)線發(fā)熱損耗，浪費(fèi)了電能；(三)蓄電池放電電能返回公用電網(wǎng)，但含有諧波，而且功率因數(shù)低，導(dǎo)致回收電能效率低。
[0004]第二種高頻開關(guān)電源方式的充電技術(shù)，其采用高頻開關(guān)電源方式的主電路對(duì)電池充電，放電時(shí)采用電阻放電。采用該技術(shù)的設(shè)備對(duì)電池充電和放電主要有以下缺點(diǎn):(I)電能浪費(fèi)大，這種方式設(shè)備放電電能全部以電阻放電的方式消耗；(2)充電諧波含量高，會(huì)增加額外輸配電和諧波損耗。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種高效放電回饋式電池充電電源，以實(shí)現(xiàn)在母線電壓過高時(shí)，對(duì)電壓進(jìn)行釋放，避免對(duì)電網(wǎng)造成污染。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種高效放電回饋式電池充電電源，包括主控模塊、與三相供電端相連的隔離變壓器，該隔離變壓器的次級(jí)采用星形和三角形連接，且星形和三角形的輸出端分別通過兩互鎖接觸器與12相整流器的兩輸入端相連，該12相整流器輸出端分別通過相應(yīng)的濾波電感后相連且形成一公用直流母線；所述公用直流母線并聯(lián)有若干充放電電路和一正弦波逆變器，各充放電電路包括適于控制相應(yīng)蓄電池進(jìn)行充電的充電子電路和放電的放電子電路，所述充電子電路和放電子電路內(nèi)包括功率測(cè)量單元；所述主控模塊與所述功率測(cè)量單元相連以適于采集各充電子電路的充電功率和各放電子電路的放電功率；若當(dāng)放電總功率大于充電總功率時(shí)，控制正弦波逆變器將母線電壓通過正弦波逆變器逆變回交流電網(wǎng)。
[0007]優(yōu)選的，所述充放電子電路包括:與蓄電池相連的IGBT管和IGBT驅(qū)動(dòng)電路，該IGBT驅(qū)動(dòng)電路由所述主控模塊輸出的相應(yīng)PWM信號(hào)控制，所述蓄電池還連接有用于判斷電量的判斷電路，該判斷電路的輸出端與所述主控模塊的反饋輸入端相連。
[0008]優(yōu)選的，為了解決對(duì)IGBT管的驅(qū)動(dòng)問題，所述IGBT驅(qū)動(dòng)電路包括:第一、第二與非門，IGBT驅(qū)動(dòng)芯片，光電親合器；PWM信號(hào)從第一與非門的一輸入端接入，該第一與非門的輸出端與所述IGBT驅(qū)動(dòng)芯片的IN端相連，光電親合器中的發(fā)光器與高電平相連，其受光器將一高電平接入第二與非門的兩輸入端，該第二與非門的輸出端與第一與非門的另一輸入端相連；所述IGBT驅(qū)動(dòng)芯片的DET端通過一二極管與IGBT管的C極相連，OUT端與第一電阻的第一端相連，且該第一電阻的第二端與IGBT管的G極相連，該第二端還通過第二電阻與IGBT管的E極相連，以實(shí)現(xiàn)更好的IGBT管驅(qū)動(dòng)。
[0009]優(yōu)選的，為了解決切換星形和三角形供電的技術(shù)問題，所述兩互鎖接觸器由所述主控模塊控制切換。
[0010]本發(fā)明的有益效果是，⑴改善用電質(zhì)量，即采用變壓器星/三角解法，以及12相整流來提高供電功率因數(shù)和抑制諧波；(2)本發(fā)明將直流電逆變回交流電網(wǎng)，避免了產(chǎn)生諧波。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0012]圖1示出了高效放電回饋式電池充電電源的原理框圖；
[0013]圖2示出了充放電子電路的原理框圖；
[0014]圖3示出了 IGBT驅(qū)動(dòng)電路的電路圖。
[0015]圖中:濾波電感L1、L2，第一與非門U1，第二與非門U2，IGBT驅(qū)動(dòng)芯片U3，光電耦合器U4，二極管D1，第一電阻R1，第二電阻R2。

【具體實(shí)施方式】
[0016]現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
[0017]圖1示出了大密蓄電池公用母線回充型電源的原理框圖。
[0018]如圖1所示，一種高效放電回饋式電池充電電源，包括主控模塊、與三相供電端相連的隔離變壓器，該隔離變壓器的次級(jí)采用星形和三角形連接，且星形和三角形的輸出端分別通過兩互鎖接觸器與12相整流器的兩輸入端相連，該12相整流器輸出端分別通過相應(yīng)的濾波電感后相連且形成一公用直流母線；所述公用直流母線并聯(lián)有若干充放電電路和一正弦波逆變器，各充放電電路包括適于控制相應(yīng)蓄電池進(jìn)行充電的充電子電路和放電的放電子電路，所述充電子電路和放電子電路內(nèi)包括功率測(cè)量單元；所述主控模塊與所述功率測(cè)量單元相連以適于采集各充電子電路的充電功率和各放電子電路的放電功率，若當(dāng)放電總功率大于充電總功率時(shí)，控制正弦波逆變器將母線電壓通過正弦波逆變器逆變回交流電網(wǎng)。
[0019]其中，功率測(cè)量單元可以采用專利文獻(xiàn)，申請(qǐng)?zhí)?00680021333.6所公開的控制電池的充電/放電電壓的裝置和方法中關(guān)于功率測(cè)量的技術(shù)方案。通過主控模塊判斷放電總功率與充電總功率大小的方法屬于現(xiàn)有技術(shù)。將充電功率相加即可得到充電總功率，將放電功率相加即可得到放電總功率，他彳丨3的差稱為功率差值。
[0020]所述正弦波逆變器可以采用三相SPWM變頻調(diào)制器，例如申請(qǐng)?zhí)?01320296581.9所公開的三相SPWM變頻調(diào)制器。
[0021]圖2示出了充放電子電路的原理框圖。
[0022]圖2所示，所述充放電子電路包括:與蓄電池相連的IGBT管和IGBT驅(qū)動(dòng)電路，該IGBT驅(qū)動(dòng)電路由所述主控模塊輸出的相應(yīng)PWM信號(hào)控制，所述蓄電池還連接有用于判斷電量的判斷電路，該判斷電路的輸出端與所述主控模塊的反饋輸入端相連。具體的，IGBT管的E端通過經(jīng)過一電阻連接所述蓄電池的正極，判斷電路可以采用比較器來實(shí)現(xiàn)，S卩比較器的同相端連接IGBT管的輸出端，反相端連接蓄電池的正極，通過兩者的電壓產(chǎn)生相應(yīng)的比較信號(hào)反饋至主控模塊反饋輸入端，實(shí)現(xiàn)控制PWM信號(hào)的占空比。
[0023]圖3示出了 IGBT驅(qū)動(dòng)電路的電路圖。
[0024]如圖3所示，所述IGBT驅(qū)動(dòng)電路包括:第一、第二與非門，IGBT驅(qū)動(dòng)芯片U3，光電親合器U4 ;PWM信號(hào)從第一與非門Ul的一輸入端接入，該第一與非門U2的輸出端與所述IGBT驅(qū)動(dòng)芯片U3的IN端相連，光電耦合器U4中的發(fā)光器與高電平相連，其受光器將一高電平接入第二與非門U2的兩輸入端，該第二與非門U2的輸出端與第一與非門Ul的另一輸入端相連；所述IGBT驅(qū)動(dòng)芯片U3的DET端通過一二極管Dl與IGBT管的C極相連，OUT端與第一電阻Rl的第一端相連，且該第一電阻Rl的第二端與IGBT管的G極相連，該第二端還通過第二電阻R2與IGBT管的E極相連。
[0025]所述IGBT驅(qū)動(dòng)芯片可以采用M57962L。
[0026]可選的，所述IGBT驅(qū)動(dòng)電路通過一故障檢測(cè)電路與主控模塊的一信號(hào)輸入端相連，適于判斷IGBT驅(qū)動(dòng)電路是否正常工作。
[0027]以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種高效放電回饋式電池充電電源，其特征在于，包括主控模塊、與三相供電端相連的隔離變壓器，該隔離變壓器的次級(jí)采用星形和三角形連接，且星形和三角形的輸出端分別通過兩互鎖接觸器與12相整流器的兩輸入端相連，該12相整流器輸出端分別通過相應(yīng)的濾波電感后相連且形成一公用直流母線； 所述公用直流母線并聯(lián)有若干充放電電路和一正弦波逆變器，各充放電電路包括適于控制相應(yīng)蓄電池進(jìn)行充電的充電子電路和放電的放電子電路，所述充電子電路和放電子電路內(nèi)包括功率測(cè)量單元； 所述主控模塊與所述功率測(cè)量單元相連以適于采集各充電子電路的充電功率和各放電子電路的放電功率；若當(dāng)放電總功率大于充電總功率時(shí)，控制正弦波逆變器將母線電壓通過正弦波逆變器逆變回交流電網(wǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效放電回饋式電池充電電源，其特征在于，所述充電子電路包括:與蓄電池相連的管和叩81驅(qū)動(dòng)電路，該叩81驅(qū)動(dòng)電路由所述主控模塊輸出的相應(yīng)？麗信號(hào)控制，所述蓄電池還連接有用于判斷電量的判斷電路，該判斷電路的輸出端與所述主控模塊的反饋輸入端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高效放電回饋式電池充電電源，其特征在于，所述叩81驅(qū)動(dòng)電路包括:第一、第二與非門，1681驅(qū)動(dòng)芯片，光電親合器； ？麗信號(hào)從第一與非門的一輸入端接入，該第一與非門的輸出端與所述1681驅(qū)動(dòng)芯片的IX端相連，光電I禹合器中的發(fā)光器與高電平相連，其受光器將一高電平接入第二與非門的兩輸入端，該第二與非門的輸出端與第一與非門的另一輸入端相連； 所述1(^81驅(qū)動(dòng)芯片的021端通過一二極管與1(^81管的極相連，0^1端與第一電阻的第一端相連，且該第一電阻的第二端與1681管的6極相連，該第二端還通過第二電阻與1681管的2極相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效放電回饋式電池充電電源，其特征在于，所述兩互鎖接觸器由所述主控模塊控制切換。
【文檔編號(hào)】H02J3/32GK104485678SQ201410670451
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月21日
【發(fā)明者】朱磊 申請(qǐng)人:張家港市泓溢電源科技有限公司