高壓大電流能量雙向流動(dòng)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電力電子領(lǐng)域，尤其涉及一種高壓大電流能量雙向流動(dòng)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]作為地鐵與傳統(tǒng)公交之間的中等運(yùn)能運(yùn)輸系統(tǒng)，現(xiàn)代有軌電車以其快速便捷、安全舒適、節(jié)能環(huán)保、投資較少、建設(shè)周期短、與城市環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，迅速吸引了國內(nèi)各個(gè)城市的關(guān)注，有著巨大的發(fā)展?jié)摿Γ袌?chǎng)需求量巨大。原有有軌電車需要在列車上方架設(shè)供電線路，對(duì)電網(wǎng)鋪設(shè)有要求，同時(shí)對(duì)城市美觀造成不小影響。新一代有軌電車，無需在列車全程運(yùn)輸過程中都鋪設(shè)電網(wǎng)，只要在站臺(tái)處架設(shè)電網(wǎng)，進(jìn)站時(shí)給車上自帶的蓄電池充電，出站后再利用自身的蓄電池反過來給列車供電。高壓大電流能量雙向流動(dòng)電路就是應(yīng)用在這種情況下。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]針對(duì)以上問題本實(shí)用新型提供了一種高壓大電流能量雙向流動(dòng)電路，該電路可以根據(jù)外部給定指令運(yùn)行在有電網(wǎng)區(qū)(高壓側(cè)有電)時(shí)電能從電網(wǎng)通過電路向列車輔助電氣和蓄電池流動(dòng)，運(yùn)行在無電網(wǎng)區(qū)(低壓側(cè)有電)時(shí)列車在有電區(qū)時(shí)被充電的蓄電池通過該電路反過來給列車供電。這樣一種裝置輸入和輸出在不同狀態(tài)下可以對(duì)換，實(shí)現(xiàn)了能量雙向流動(dòng)。
[0004]技術(shù)方案:本實(shí)用新型提供了一種高壓大電流能量雙向流動(dòng)電路，其特征在于:包括高壓側(cè)軟起電路、高壓側(cè)濾波電容、功率轉(zhuǎn)換器件、儲(chǔ)能電感、低壓側(cè)濾波電容、低壓側(cè)軟起電路、反向保護(hù)二極管及檢測(cè)電路。
[0005]高壓側(cè)有電時(shí)，通過高壓側(cè)軟起電路給高壓側(cè)濾波電容充電，檢測(cè)電路電流采樣傳感器采集電壓送入DSP計(jì)算高壓側(cè)電壓和低壓側(cè)電壓值，判斷電壓充到合理值，軟起完成后經(jīng)過功率轉(zhuǎn)換器件、儲(chǔ)能電感、低壓側(cè)軟起電路給低壓側(cè)輸出負(fù)載供電，同時(shí)給蓄電池充電；反向保護(hù)二極管是多臺(tái)機(jī)器并聯(lián)使用時(shí)防止別的機(jī)器電壓倒灌。
[0006]低壓側(cè)有電時(shí)，通過低壓側(cè)軟起電路給低壓側(cè)濾波電容進(jìn)行預(yù)充電，檢測(cè)電路電壓采樣傳感器采集電壓送入DSP計(jì)算高壓側(cè)電壓和低壓側(cè)電壓值，判斷電壓充到合理值，軟起完成后通過儲(chǔ)能電感、功率轉(zhuǎn)換器件、高壓側(cè)軟起電路給高壓側(cè)供電。
[0007]所述的高壓側(cè)軟起電路包括主接觸器KM1，輔助接觸器KM2，軟起限流電阻R1、R2 ；輔助接觸器KM2和軟起限流電阻R1、軟起限流電阻R2相串聯(lián)，再與主接觸器KMl接觸器并聯(lián)。
[0008]所述的高壓側(cè)濾波電容為濾波電容C4，濾波電容C4 一端與主接觸器KMl接觸器觸點(diǎn)相連一端與高壓側(cè)DCIN-相連。
[0009]所述的功率轉(zhuǎn)換器件包括功率轉(zhuǎn)換器件VT1、功率轉(zhuǎn)換器件VT2，兩者相互串聯(lián)。
[0010]所述的儲(chǔ)能電感LI，一端與功率轉(zhuǎn)換器件VTl和功率轉(zhuǎn)換器件VT2的連接點(diǎn)相連，一端與開關(guān)VT3的E3極相連。[0011 ] 所述的低壓側(cè)濾波電容為濾波電容C5，濾波電容C5 —端與開關(guān)VT3的E3極相連，一端與低壓側(cè)輸出負(fù)載VB-相連。
[0012]所述的低壓側(cè)軟起電路包括開關(guān)VT3和電阻R6，兩者相并聯(lián)。
[0013]所述的反向保護(hù)二極管為VD1，一端與開關(guān)VT3的C3極相連，一端與低壓側(cè)輸出負(fù)載VBl+相連。
[0014]所述的檢測(cè)電路包括電流采樣傳感器U1、U3、U4，電壓采樣傳感器U5、U6、U7 ；
[0015]所述的電流采樣傳感器Ul串聯(lián)在主接觸器KMl的觸點(diǎn)和功率轉(zhuǎn)換器件VTl的Cl之間；
[0016]所述的電流采樣傳感器U3串聯(lián)在儲(chǔ)能電感LI和開關(guān)VT3的E3極之間；
[0017]所述的電流采樣傳感器U4串聯(lián)在開關(guān)VT3的C3極和蓄電池VB2+之間；
[0018]所述的電壓采樣傳感器U5并聯(lián)在高壓側(cè)DCIN+和高壓側(cè)DCIN-之間；
[0019]所述的電壓采樣傳感器U6并聯(lián)在主接觸器KMl觸點(diǎn)和高壓側(cè)DCIN-之間；
[0020]所述的電壓采樣傳感器U7并聯(lián)在蓄電池VB2+和低壓側(cè)輸出負(fù)載VB-之間。
[0021]本實(shí)用新型可以在實(shí)際工況需求下，電路工作于兩種模態(tài)，實(shí)現(xiàn)高壓側(cè)有電時(shí)向低壓側(cè)供電；高壓側(cè)沒有電時(shí)，低壓側(cè)反過來可以給高壓側(cè)供電，從而不需要兩套電路來實(shí)現(xiàn)。
【附圖說明】
[0022]圖1為本實(shí)用新型高壓大電流能量雙向流動(dòng)電路的原理圖。
[0023]圖2為高壓側(cè)向低壓側(cè)能量流動(dòng)邏輯控制圖。
[0024]圖3為低壓側(cè)向高壓側(cè)能量流動(dòng)邏輯控制圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
[0026]如圖1至3所示，本實(shí)用新型提供了一種高壓大電流能量雙向流動(dòng)電路，包括高壓側(cè)
[0027]軟起電路、高壓側(cè)濾波電容、功率轉(zhuǎn)換器件、儲(chǔ)能電感、低壓側(cè)濾波電容、低壓側(cè)軟起電路、反向保護(hù)二極管及檢測(cè)電路。
[0028]所述的高壓側(cè)軟起電路包括主接觸器KM1，輔助接觸器KM2，軟起限流電阻R1、R2 ；輔助接觸器KM2和軟起限流電阻R1、軟起限流電阻R2相串聯(lián)，再與主接觸器KMl接觸器并聯(lián)。
[0029]所述的高壓側(cè)濾波電容為濾波電容C4，濾波電容C4 一端與主接觸器KMl接觸器觸點(diǎn)相連一端與高壓側(cè)DCIN-相連。
[0030]所述的功率轉(zhuǎn)換器件包括功率轉(zhuǎn)換器件VT1、功率轉(zhuǎn)換器件VT2，兩者相互串聯(lián)。
[0031]所述的儲(chǔ)能電感LI，一端與功率轉(zhuǎn)換器件VTl和功率轉(zhuǎn)換器件VT2的連接點(diǎn)相連，一端與開關(guān)VT3的E3極相連。
[0032]所述的低壓側(cè)濾波電容為濾波電容C5，濾波電容C5—端與開關(guān)VT3的E3極相連，一端與低壓側(cè)輸出負(fù)載VB-相連。
[0033]所述的低壓側(cè)軟起電路包括開關(guān)VT3和電阻R6，兩者相并聯(lián)。
[0034]所述的反向保護(hù)二極管為VD1，一端與開關(guān)VT3的C3極相連，一端與低壓側(cè)輸出負(fù)載VBl+相連。
[0035]所述的檢測(cè)電路包括電流采樣傳感器U1、U3、U4，電壓采樣傳感器U5、U6、U7 ；
[0036]所述的電流采樣傳感器Ul串聯(lián)在主接觸器KMl的觸點(diǎn)和功率轉(zhuǎn)換器件VTl的Cl之間；
[0037]所述的電流采樣傳感器U3串聯(lián)在儲(chǔ)能電感LI和開關(guān)VT3的E3極之間；
[0038]所述的電流采樣傳感器U4串聯(lián)在開關(guān)VT3的C3極和蓄電池VB2+之間；
[0039]所述的電壓采樣傳感器U5并聯(lián)在高壓側(cè)DCIN+和高壓側(cè)DCIN-之間；
[0040]所述的電壓采樣傳感器U6并聯(lián)在主接觸器KMl觸點(diǎn)和高壓側(cè)DCIN-之間；
[0041]所述的電壓采樣傳感器U7并聯(lián)在蓄電池VB2+和低壓側(cè)輸出負(fù)載VB-之間。
[0042]高壓側(cè)有電時(shí)，輸入電壓經(jīng)軟起電路的輔助接觸器KM2先吸合，通過軟起限流電阻Rl和軟起限流電阻R2給濾波電容C4充電，電壓傳感器U5、U6采集電壓送入DSP計(jì)算主接觸器KMl前后端電壓值，判斷電壓充到合理值，再將主接觸器KMl吸合，避免電容上電瞬間短路的沖擊，軟起完成后經(jīng)過功率轉(zhuǎn)換器件VTl和儲(chǔ)能電感LI以及開關(guān)VT3給低壓側(cè)輸出負(fù)載VBl+供電，同時(shí)給蓄電池VB2+充電。
[0043]低壓側(cè)有電時(shí)，通過開關(guān)VT3和電阻R6給濾波電容C5進(jìn)行預(yù)充電，電壓傳感器U7和U6采集電壓送入DSP計(jì)算高壓側(cè)電壓和低壓側(cè)電壓值，判斷電壓充到合理值再將開關(guān)VT3吸合。軟起完成后通過儲(chǔ)能電感L1、主接觸器KMl給高壓側(cè)供電。
[0044]本電路為了降低功率損耗和改善動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間，采用了同步整流的控制模式，即在功率轉(zhuǎn)換器件VTl作為開關(guān)工作于BUCK狀態(tài)時(shí)，其對(duì)應(yīng)的下管續(xù)流二極管，用IGBT來替代，即也控制圖1中功率轉(zhuǎn)換器件VT2進(jìn)行開通關(guān)斷；
[0045]在功率轉(zhuǎn)換器件VT2作為開關(guān)工作于BOOST狀態(tài)時(shí)，其對(duì)應(yīng)的上管續(xù)流二極管，也用IGBT來替代，即也控制圖1中的功率轉(zhuǎn)換器件VTl進(jìn)行開通關(guān)斷。
[0046]為了保證功率轉(zhuǎn)換器件VTl和功率轉(zhuǎn)換器件VT2誤導(dǎo)通，設(shè)置了足夠長(zhǎng)的死區(qū)時(shí)間。
[0047]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)例而已，并不限制于本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高壓大電流能量雙向流動(dòng)電路，其特征在于:包括高壓側(cè)軟起電路、高壓側(cè)濾波電容、功率轉(zhuǎn)換器件、儲(chǔ)能電感、低壓側(cè)濾波電容、低壓側(cè)軟起電路、反向保護(hù)二極管及檢測(cè)電路； 高壓側(cè)有電時(shí)，通過高壓側(cè)軟起電路給高壓側(cè)濾波電容充電，檢測(cè)電路電流采樣傳感器采集電壓送入DSP計(jì)算高壓側(cè)電壓和低壓側(cè)電壓值，判斷電壓充到合理值，軟起完成后經(jīng)過功率轉(zhuǎn)換器件、儲(chǔ)能電感、低壓側(cè)軟起電路給低壓側(cè)輸出負(fù)載供電，同時(shí)給蓄電池充電；反向保護(hù)二極管是多臺(tái)機(jī)器并聯(lián)使用時(shí)防止別的機(jī)器電壓倒灌； 低壓側(cè)有電時(shí)，通過低壓側(cè)軟起電路給低壓側(cè)濾波電容進(jìn)行預(yù)充電，檢測(cè)電路電壓采樣傳感器采集電壓送入DSP計(jì)算高壓側(cè)電壓和低壓側(cè)電壓值，判斷電壓充到合理值，軟起完成后通過儲(chǔ)能電感、功率轉(zhuǎn)換器件、高壓側(cè)軟起電路給高壓側(cè)供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓大電流能量雙向流動(dòng)電路，其特征在于: 所述的高壓側(cè)軟起電路包括主接觸器KM1，輔助接觸器KM2，軟起限流電阻R1、R2 ;輔助接觸器KM2和軟起限流電阻R1、軟起限流電阻R2相串聯(lián)，再與主接觸器KMl接觸器并聯(lián)；所述的高壓側(cè)濾波電容為濾波電容C4，濾波電容C4 一端與主接觸器KMl接觸器觸點(diǎn)相連一端與高壓側(cè)DCIN-相連； 所述的功率轉(zhuǎn)換器件包括功率轉(zhuǎn)換器件VT1、功率轉(zhuǎn)換器件VT2，兩者相互串聯(lián)； 所述的儲(chǔ)能電感LI，一端與功率轉(zhuǎn)換器件VTl和功率轉(zhuǎn)換器件VT2的連接點(diǎn)相連，一端與開關(guān)VT3的E3極相連； 所述的低壓側(cè)濾波電容為濾波電容C5，濾波電容C5 —端與開關(guān)VT3的E3極相連，一端與低壓側(cè)輸出負(fù)載VB-相連； 所述的低壓側(cè)軟起電路包括開關(guān)VT3和電阻R6，兩者相并聯(lián)； 所述的反向保護(hù)二極管為VD1，一端與開關(guān)VT3的C3極相連，一端與低壓側(cè)輸出負(fù)載VBl+相連； 所述的檢測(cè)電路包括電流采樣傳感器U1、U3、U4，電壓采樣傳感器U5、U6、U7 ； 所述的電流采樣傳感器Ul串聯(lián)在主接觸器KMl的觸點(diǎn)和功率轉(zhuǎn)換器件VTl的Cl之間； 所述的電流采樣傳感器U3串聯(lián)在儲(chǔ)能電感LI和開關(guān)VT3的E3極之間； 所述的電流采樣傳感器U4串聯(lián)在開關(guān)VT3的C3極和蓄電池VB2+之間； 所述的電壓采樣傳感器U5并聯(lián)在高壓側(cè)DCIN+和高壓側(cè)DCIN-之間； 所述的電壓采樣傳感器U6并聯(lián)在主接觸器KMl觸點(diǎn)和高壓側(cè)DCIN-之間； 所述的電壓米樣傳感器U7并聯(lián)在蓄電池VB2+和低壓側(cè)輸出負(fù)載VB-之間。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種高壓大電流能量雙向流動(dòng)電路，其高壓側(cè)有電時(shí)，高壓側(cè)軟起電路給高壓側(cè)濾波電容充電，檢測(cè)電路采集電壓送入DSP計(jì)算高壓側(cè)電壓和低壓側(cè)電壓值，電壓充到合理值，軟起完成后經(jīng)過功率轉(zhuǎn)換器件、儲(chǔ)能電感、低壓側(cè)軟起電路給低壓側(cè)輸出負(fù)載供電，同時(shí)給蓄電池充電；低壓側(cè)有電時(shí)，低壓側(cè)軟起電路給低壓側(cè)濾波電容進(jìn)行預(yù)充電，檢測(cè)電路采集電壓送入DSP計(jì)算高壓側(cè)電壓和低壓側(cè)電壓值，電壓充到合理值，軟起完成后通過儲(chǔ)能電感、功率轉(zhuǎn)換器件、高壓側(cè)軟起電路給高壓側(cè)供電。在實(shí)際工況需求下，電路工作于兩種模態(tài)，實(shí)現(xiàn)高壓側(cè)有電時(shí)向低壓側(cè)供電；高壓側(cè)沒有電時(shí)，低壓側(cè)反過來可以給高壓側(cè)供電，從而不需要兩套電路來實(shí)現(xiàn)。
【IPC分類】H02M3-20
【公開號(hào)】CN204497987
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520251942
【發(fā)明人】楊春正, 楊永君
【申請(qǐng)人】南京華士電子科技有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2015年4月24日