CN106549596A - 一种用于两路直流电源进线互为热备用的有功功率传输装置 - Google Patents

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李计亮
王跃
王凤仁
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Abstract

本发明属于直流供电领域，涉及一种实现两路直流电源进线互为热备用的有功功率传输装置，适用于对直流电源可靠性要求较高的场合，通过两路直流电源的热备用提高直流电源的可靠性。包括变比1：1的隔离变压器、交流电抗器、直流电容器、触摸屏、控制板、软启充电电路、电流霍尔、直流电压霍尔、第一H桥逆变单元、第二H桥逆变单元；所述触摸屏与控制板连接，控制板向第一H桥逆变单元和第二H桥逆变单元发送脉冲指令控制两个逆变单元的开关动作；所述第一逆变单元和第二逆变单元两端分别并接于电抗器和变压器的两侧；电流霍尔检测电抗器电流，电流霍尔连接控制板；电压霍尔检测两端直流电容的电压，电压霍尔连接控制板。

Description

一种用于两路直流电源进线互为热备用的有功功率传输装置
技术领域
本发明属于直流供电领域，涉及一种实现两路直流电源进线互为热备用的有功功率传输装置，适用于对直流电源可靠性要求较高的场合，通过两路直流电源的热备用提高直流电源的可靠性。
背景技术
有功功率传输装置具有控制两路直流电源进线功率分配的能力，实现负载在两路进线电源间的科学分配。有功功率传输装置的独特之处在于传输的有功功率可以任意分配，不受负载的影响，功能强大，单纯的备用开关只能实现两电源间的互为备用却达不到电力资源的最优配置。在通讯电源、通讯基站、变电站直流屏等领域有功功率传输装置将占据越来越重要的位置。所以该装置的技术进步，产品升级非常有必要，该装置也非常有实际应用价值，市场前景不容小觑。
有功功率传输装置主功率部分主要由两个H桥功率单元、直流电容、交流电感、隔离变压器组合而成。通过对两个H桥的驱动脉冲移相角进行控制，可以灵活控制有功功率的双向流动，从而实现有功功率的科学分配。在一端失电的情况下也可以通过另一端向失电端传输有功功率防止突失直流电源带来的主电路损坏等严重损失，从而提高整个直流系统的稳定性和可靠性。
发明内容
本发明的目的在于提高直流供电系统的可靠性和稳定性，减少主系统因控制失电带来重要损失的可能性。本发明可以实现有功功率在两个相接的直流源间的任意传输，也可以在一端突然失电时快速由另一端将失电端电压支撑住，保护失电端的主设备的正常运行，为检俢争取到足够的时间。
为达上述目的，本发明提供了一种用于两路直流电源进线互为热备用的有功功率传输装置，包括第一软启充电电路、第一电流霍尔、第二电流霍尔、第一H桥逆变单元、第一直流电容器、第一交流电抗器、第三电流霍尔、220/220隔离变压器、第二交流电抗器、第四电流霍尔、第二H桥逆变单元、第五电流霍尔、第六电流霍尔、第二软启充电电路、第一直流电容器、控制板和触摸屏；
所述触摸屏与控制板连接，控制板向第一H桥逆变单元和第二H桥逆变单元发送脉冲指令控制两个逆变单元的开关动作；
所述第一逆变单元和第二逆变单元两端分别并接于电抗器和变压器的两侧；在第一软启充电电路与第一直流电容器之间连接有第一电流霍尔，第一直流电容器与第一H桥逆变单元设置有第二电流霍尔，第一交流电抗器与220/220隔离变压器设置有第三电流霍尔，第二交流电抗器与第二H桥逆变单元设置有第四电流霍尔，第二H桥逆变单元与第二直流电容器之间设置有第五电流霍尔，第二直流电容器与第二软启充电电路设置有第六电流霍尔。
电流霍尔检测电抗器电流，电流霍尔连接控制板；电压霍尔检测两端直流电容的电压，电压霍尔连接控制板。
所述有功功率传输装置上设置触摸屏，装置内部设置有控制板。
所述控制板通过排线与第一H桥逆变单元和第二H桥逆变单元连接。
所述有功功率传输装置采用通过控制两个H桥的脉冲的移相角的控制方法(两个H桥脉冲的占空比固定，频率固定)，如此可以调节有功功率从一端流向另一端或者反向流动，且功率大小可任意控制。另，为更直接的保护开关管、电抗器、变压器，在变压器的输入和输出各配一个电流霍尔，作为上述主器件的保护检测单元。
本发明的优点是：用最简便的操作，最赏心悦目的画面实现对装置的控制参数设置和状态显示。采用隔离变压器实现两端直流电源的有效隔离，防止两端电源相互干扰。采用电压霍尔和电流霍尔以及驱动变压器隔离，提高了装置控制部分的抗干扰能力。
本发明的功率传输装置控制简单，只需要八路脉冲可以同时控制第一逆变单元和第二逆变单元动作，第一逆变单元和第二逆变单元直流侧分立，交流侧两端分别通过交流电抗器并联于隔离变压器的输入和输出，通过控制第一逆变单元和第二逆变单元的IGBT动作来实现有功电流合理分配及一端失电时的稳压控制。
本有功功率传输装置在保证主电路接线正确的前提下，操作简单，界面美观，控制灵活，抗干扰能力强，适合用于两条直流进线互为备用的对电源可靠性要求较高的场合。
附图说明
图1为本发明的功率传输装置内部结构示意图；
其中：1为第一软启充电电路；3为第一电流霍尔；4为第二电流霍尔；5为第一H桥逆变单元；6为第一直流电容器；7为第一交流电抗器；8为第三电流霍尔；9为220/220隔离变压器；10为第二交流电抗器；11为第四电流霍尔；12为第二H桥逆变单元；13为第五电流霍尔；14为第六电流霍尔；16为第二软启充电电路；17为第二直流电容器；18为控制板；19为触摸屏。
图2为本发明的功率单元直流电压、直流电流的控制框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参见图1，一种用于两路直流电源进线互为热备用的有功功率传输装置，包括220/220隔离变压器、控制板、触摸屏、直流软启充电电路、电流霍尔、电压霍尔、交流电抗器、直流电容器、第一H桥逆变单元、第二H桥逆变单元；所述触摸屏与控制板连接，控制板向第一H桥逆变单元和第二H桥逆变单元发送脉冲指令控制两个逆变单元的开关动作；所述第一逆变单元和第二逆变单元两端分别并接于电抗器和变压器的两侧；电流霍尔检测电抗器电流，电流霍尔连接控制板；电压霍尔检测两端直流电容的电压，电压霍尔连接控制板。
所述有功功率传输装置上设置触摸屏，装置内部设置有控制板。
所述控制板通过排线与第一H桥逆变单元和第二H桥逆变单元连接。
所述有功功率传输装置采用通过控制两个H桥的脉冲的移相角的控制方法(两个H桥脉冲的占空比固定，频率固定)，如此可以调节有功功率从一端流向另一端或者反向流动，且功率大小可任意控制，控制框图见图2。另，为更直接的保护开关管、电抗器、变压器，在变压器的输入和输出各配一个电流霍尔，作为上述主器件的保护检测单元。
该装置各部分的功能如下：
220/220隔离变压器、控制板、触摸屏、直流软启充电电路、电流霍尔、电压霍尔、交流电抗器、第一H桥逆变单元、第二H桥逆变单元
隔离变压器：实现两端直流电源的有效隔离，避免相互干扰。
交流电抗器：完成电压电流转换，对能量的传递起到缓存的作用。
直流电容器：滤波并提供直流电压支撑。
软启充电电路：完成交直流变换，对直流电容进行充电。
触摸屏：完成参数设置和运行状态、运行数据的显示以及控制功率的操作。
控制板：对两逆变单元进行检测与控制，同时提供触摸屏人机操作接口。
电流霍尔：连接到控制板，完成对两侧电抗器电流和直流电流的获取。
电压霍尔：连接到控制板，完成两侧直流压的获取。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于两路直流电源进线互为热备用的有功功率传输装置，其特征在于：包括第一软启充电电路、第一电流霍尔、第二电流霍尔、第一H桥逆变单元、第一直流电容器、第一交流电抗器、第三电流霍尔、220/220隔离变压器、第二交流电抗器、第四电流霍尔、第二H桥逆变单元、第五电流霍尔、第六电流霍尔、第二软启充电电路、第一直流电容器、控制板和触摸屏；
所述触摸屏与控制板连接，控制板向第一H桥逆变单元和第二H桥逆变单元发送脉冲指令控制两个逆变单元的开关动作；
所述第一逆变单元和第二逆变单元两端分别并接于电抗器和变压器的两侧；在第一软启充电电路与第一直流电容器之间连接有第一电流霍尔，第一直流电容器与第一H桥逆变单元设置有第二电流霍尔，第一交流电抗器与220/220隔离变压器设置有第三电流霍尔，第二交流电抗器与第二H桥逆变单元设置有第四电流霍尔，第二H桥逆变单元与第二直流电容器之间设置有第五电流霍尔，第二直流电容器与第二软启充电电路设置有第六电流霍尔。
2.如权利要求1所述的一种用于两路直流电源进线互为热备用的有功功率传输装置，其特征在于：所述有功功率传输装置上设置触摸屏，装置内部设置有控制板。
3.如权利要求1所述一种用于两路直流电源进线互为热备用的有功功率传输装置，其特征在于：所述控制板通过排线与第一H桥逆变单元和第二H桥逆变单元连接。
4.如权利要求1所述一种用于两路直流电源进线互为热备用的有功功率传输装置，其特征在于：所述有功功率传输装置采用通过控制两个H桥的脉冲的移相角的控制方法，两个H桥脉冲的占空比固定，频率固定，如此调节有功功率从一端流向另一端或者反向流动，且功率大小可任意控制。
5.如权利要求4所述一种用于两路直流电源进线互为热备用的有功功率传输装置，其特征在于：在变压器的输入和输出各配一个电流霍尔，作为开关管、电抗器和变压器的保护检测单元。
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