CN107807602B - 一种高压充电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高压充电装置，包括高压采样模块、压频转换模块、处理器模块和频压转换模块，高压采样模块的输入端用于采样连接高压主回路、输出端连接压频转换模块的输入端；处理器模块的开入端连接压频转换模块的输出端、开出端连接频压转换模块的输入端，频压转换模块的输出端用于控制连接高压主回路；压频转换模块和处理器模块之间还设置有第一隔离模块，处理器模块和频压转换模块之间还设置有第二隔离模块。本发明通过在压频转换模块和处理器模块之间以及处理器模块和频压转换模块之间各串设一个隔离模块，高压充电装置可以有效实现高压回路和低压回路的电气隔离，电路简单，避免了高压回路对充电装置的干扰。

Description

一种高压充电装置
技术领域
本发明涉及一种高压充电装置，属于继电保护技术领域。
背景技术
在现在工业生产、国防科技中，很多项目都使用到了高压充电装置，因为高电压产品的特殊性，要求高压产品运行非常稳定。高压产品的可靠性除自身系统的绝缘以外，还要考虑高压回路和充电回路的可靠电气隔离，同时为了保证高电压的精度，还需要充电回路对高压进行实时采样，并在线调整输出电压以满足负载侧的需求。因高电压的特殊性，电压采样及控制存在相当的技术难度，如果隔离不当或电压失调，高压回路会直接烧坏充电回路，甚至破坏高压回路绝缘性，导致非常严重的后果，因此高压回路的高压采样和控制显得尤为重要。
目前，高压充电装置采样和控制的方法大部分都是使用高压分压器对高压分压后，模拟信号直接到高压产品的控制部分，控制部分经过运放、AD芯片处理上送到单片机进行处理，这样就会出现一种现象，控制回路的电气零点和高压回路的零点是相同的，在高压回路发生绝缘击穿和闪络的时候，零点电位被抬高，导致控制回路受到强电压冲击，控制回路的单片机或其它控制核心会遭受损坏，甚至整个充电装置烧毁，出现高压失控现象，引起重大系统故障。由于高压控制系统比较复杂，构成电压采样和控制回路的接线较复杂，导致控制部分更容易受到干扰而工作异常。因此，在高压系统环境中，高电压的隔离采样、可靠控制和电路简单实现成为该领域的一个难点技术。
发明内容
本发明的目的是提供一种高压充电装置，用于解决高压回路的高压采样和控制实现难度高的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种高压充电装置，包括高压采样模块、压频转换模块、处理器模块和频压转换模块，所述高压采样模块的输入端用于采样连接高压主回路、输出端连接所述压频转换模块的输入端；所述处理器模块的开入端连接所述压频转换模块的输出端、开出端连接所述频压转换模块的输入端，所述频压转换模块的输出端用于控制连接所述的高压主回路；所述压频转换模块和处理器模块之间还设置有第一隔离模块，所述处理器模块和频压转换模块之间还设置有第二隔离模块。
进一步的，所述处理器模块为PLC控制器。
进一步的，所述高压采样模块为分压采样模块。
进一步的，所述分压采样模块为电阻/电容分压采样模块。
本发明的有益效果是：
通过在压频转换模块和处理器模块之间串设第一隔离模块，在处理器模块和频压转换模块之间串设第二隔离模块，高压充电装置可以有效实现高压回路和低压回路的电气隔离，电路简单，避免了高压回路对充电装置的干扰，尤其是因高压回路故障导致充电装置工作异常的情况，例如，因高压回路闪络击穿引起高压充电装置损坏的问题，提高了高压充电装置的抗干扰性和可靠性。
本发明的高压充电装置使用PLC作为控制核心，使用PLC的高速输入端采样高压，使用PLC的高速输出端控制高压，由于PLC具有可靠性高、抗干扰能力强的特点，进一步提高了高压充电装置的抗干扰性和可靠性。
附图说明
图1是本发明高压充电装置的原理框图；
图2是本发明高压充电装置的控制终端界面。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例对本发明进行进一步详细说明。
如图1所示，本发明的高压充电装置包括高压采样模块、压频转换模块、第一隔离模块、PLC控制器、第二隔离模块和频压转换模块。其中，高压采样模块的输入端采样连接高压主回路，高压采样模块的输出端连接压频转换模块的输入端，压频转换模块的输出端连接第一隔离模块的输入端，第一隔离模块的输出端连接PLC控制器的高速开入端，PLC控制器的高速开出端连接第二隔离模块的输入端，第二隔离模块的输出端连接频压转换模块的输入端，频压转换模块的输出端控制连接高压主回路。
高压充电装置对高压回路进行充电的过程中，高压采样模块采样连接对应的高压主回路，并将采集到的模拟电压信号发送给压频转换模块(压频部分)，压频转换模块按照频率对应关系输出高频频率并通过第一隔离模块(第一隔离部分)进行隔离，PLC控制器的高速开入端接收到第一隔离模块隔离后的高频信号后，内部程序通过中断将高频频率换算为实时电压。按照预设电压要求，PLC程序根据采集电压实时调整输出电压，并将输出电压转化为高频信号通过高速开出发送给第二隔离模块(第二隔离部分)进行隔离，隔离后的电压信号经过频压转换模块(频压部分)隔离以后控制高压回路充电，最终达到高压充电要求。
在本实施例中，由于压频转换模块、隔离模块和压频转换模块的结构和连线方式均属于现有技术，此处不再赘述。该高压采样模块具体为分压采样模块，如电阻分压采样模块或电容分压采样模块等。作为其他的实施方式，PLC控制器也可以替换为单片机等其他的处理器模块。
另外，高压充电装置还连接有监控软件，该监控软件远程设置电压并监视高压充电装置的充电状态。如图2所示，监控软件可以实现高压充电装置的控制和管理，并提供友好的人机控制界面，高压充电装置和监控软件之间的通讯接口采用光纤介质，可以实现“四遥”功能。
对高压回路进行充电的过程中，本发明高压充电装置的高压采集和高压控制都将电压信号转换为频率信号，在高频信号处进行了电气隔离，PLC通过高速开入判断高频信号进行电压采样，通过高速开出输出高频信号进行电压控制。同时PLC具有可靠性高，抗干扰能力强特点，PLC开入开出到压频频压回路只需要3根线即可实现，接线简单。PLC内部程序还设置有过压保护和电压环控制功能，安全可靠。

Claims (3)

1.一种高压充电装置，其特征在于，包括高压采样模块、压频转换模块、处理器模块和频压转换模块，所述高压采样模块的输入端用于采样连接高压主回路、输出端连接所述压频转换模块的输入端；所述处理器模块的开入端连接所述压频转换模块的输出端、开出端连接所述频压转换模块的输入端，所述频压转换模块的输出端用于控制连接所述的高压主回路；所述压频转换模块和处理器模块之间还设置有第一隔离模块，所述处理器模块和频压转换模块之间还设置有第二隔离模块；
所述处理器模块为PLC控制器；
PLC控制器的高速开入端接收到第一隔离模块隔离后的高频信号后，内部程序通过中断将高频频率换算为实时电压；按照预设电压要求，PLC程序根据采集电压实时调整输出电压，并将输出电压转化为高频信号通过高速开出发送给第二隔离模块；PLC控制器内部程序还设置有过压保护和电压环控制功能。
2.根据权利要求1所述的高压充电装置，其特征在于，所述高压采样模块为分压采样模块。
3.根据权利要求2所述的高压充电装置，其特征在于，所述分压采样模块为电阻/电容分压采样模块。
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