CN109149730B - 储能型逆变移动电源及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及储能型逆变移动电源及其工作方法，该移动电源包括供电单元以及电源逆变单元，电源逆变单元包括前级推挽驱动子单元、逆变驱动子单元、前级开关元件、高频变压器及逆变桥子单元，供电单元输入直流电压至前级开关元件；前级推挽驱动子单元发出推挽的互补信号至前级开关元件；前级开关元件在推挽的互补信号下，将输入的直流电压输入至高频变压器；高频变压器将输入的直流电压经过高频变压器升压为设定范围内的直流母线电压；逆变驱动子单元发出互补的方波信号至逆变桥子单元；逆变桥子单元将设定范围内的直流母线电压逆变成交流电源输出。本发明采用前级推挽驱动子单元和逆变驱动子单元同步驱动，成本低，提高效率和可靠性，整体电路简单。
Description
技术领域
本发明涉及移动电源，更具体地说是指储能型逆变移动电源及其工作方法。
背景技术
车载电源又叫电源逆变器，即车载逆变器，是一种能够将DC12V直流电转换为和市电相同的AC220V交流电，供一般电器使用，是一种方便的电源转换器，由于常用于汽车而得名。车载电源一般使用汽车电瓶或者点烟器供电，先将这样的低压直流电转换为360V左右的直流电；然后是真正的转变阶段，它将高压的直流电转变为220V、50Hz的交流电。与其它车载电器如镇流器不同，车载逆变器面对的负载千变万化，高频高压的全桥逆变电路直接连接负载，严格而言，二者之间有LC通滤波器相隔，因此对全桥电路包括其驱动电路的可靠性设计提出了较高的要求。
目前，对于车载电源而言，已出现储能逆变电源以便于持续使用，储能逆变电源内包括有逆变器，该逆变器按照输出波形分为修正正弦波和纯正弦逆变器两种，国内市场以修正正弦逆变器居多；纯正弦车载逆变器多为一些高端用户使用。储能逆变电源按照隔离升压部分的拓扑分为工频机和高频机两种，其中工频机隔离升压采用工频变压器，具有笨重、功率密度低的缺点，实际应用不多，综上所述，目前的储能逆变电源的可靠性不高，且效率低，电路较为复杂。
因此，有必要设计一种新的电源，实现可靠性高、效率高且电路简单。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供储能型逆变移动电源及其工作方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：储能型逆变移动电源，包括供电单元以及电源逆变单元，所述电源逆变单元包括前级推挽驱动子单元、逆变驱动子单元、前级开关元件、高频变压器以及逆变桥子单元，所述前级推挽驱动子单元与所述供电单元连接，所述前级开关元件与所述供电单元连接，其中，所述供电单元，用于输入直流电压至前级开关元件；所述前级推挽驱动子单元，用于发出推挽的互补信号至前级开关元件；所述前级开关元件，用于在推挽的互补信号下，将输入的直流电压输入至高频变压器；所述高频变压器，用于将输入的直流电压经过高频变压器升压为设定范围内的直流母线电压；所述逆变驱动子单元，用于发出互补的方波信号至逆变桥子单元；所述逆变桥子单元，用于将设定范围内的直流母线电压逆变成交流电源输出。
其进一步技术方案为：所述供电单元包括快充单元以及电源，所述前级推挽驱动子单元与快充单元连接，前级开关元件与所述电源连接；所述电源，用于输入直流电压至前级开关元件；所述快充单元，用于接收电源逆变单元输入的工作状态，在电源逆变单元不工作的情况下，快充单元对电源进行充电处理，在电源逆变单元工作的情况下，快充单元处于休眠状态。
其进一步技术方案为：所述前级推挽驱动子单元包括脉冲宽度调制芯片IC1以及推挽驱动元件，所述脉冲宽度调制芯片IC1与所述推挽驱动元件连接，所述推挽驱动元件与所述前级开关元件连接，所述电源逆变单元包括状态提示子单元，所述脉冲宽度调制芯片IC1与所述状态提示子单元连接，所述状态提示子单元与所述快充单元连接；所述推挽驱动元件包括推挽三极管P2、P3。
其进一步技术方案为：所述脉冲宽度调制芯片IC1与所述电源连接，所述前级推挽驱动子单元还包括欠压保护模块，所述欠压保护模块包括欠压保护芯片IC2，所述欠压保护芯片IC2分别与所述电源以及逆变驱动子单元连接，所述欠压保护芯片IC2，用于当脉冲宽度调制芯片IC1处于欠压状态时或接收到逆变驱动子单元的报警信号时，驱动脉冲宽度调制芯片IC1停止工作。
其进一步技术方案为：所述逆变驱动子单元包括逆变驱动芯片IC3以及互补信号形成模块，所述逆变驱动芯片IC3与所述互补信号形成模块连接，所述互补信号形成模块与所述逆变桥子单元连接，所述逆变驱动芯片IC3与所述欠压保护芯片IC2连接。
其进一步技术方案为：所述互补信号形成模块包括上拉电阻R13、R14、上拉电阻R17、R18、分压电阻R21、R22以及滤波二极管D2、D3；所述上拉电阻R13、R14分别与所述逆变驱动芯片IC3连接，所述分压电阻R21、R22、上拉电阻R17、R18分别与所述逆变桥子单元连接，所述上拉电阻R13与所述上拉电阻R18连接，所述上拉电阻R14与所述上拉电阻R17连接；所述上拉电阻R13与所述分压电阻R21连接，所述上拉电阻R14与所述分压电阻R22连接，所述滤波二极管D2并联于所述分压电阻R21的两端，所述滤波二极管D3并联于所述分压电阻R22的两端。
其进一步技术方案为：所述前级开关元件包括与推挽三极管P3连接的Mos管M1以及与推挽三极管P2连接的Mos管M2。
其进一步技术方案为：所述高频变压器包括依次连接的升压模块、整流模块以及采样模块，所述升压模块与所述前级开关元件连接，所述采样模块与所述逆变桥模块连接；所述电源与所述前级开关元件之间连接有直流滤波模块。
其进一步技术方案为：所述快充单元包括充放电管理模块、USB驱动模块、电池管理模块以及与所述脉冲宽度调制芯片IC1连接的主控芯片U8，所述充放电管理模块，用于采用PD协议进行电池的充放电；所述USB驱动模块，用于采用USB接口对电池进行充放电；所述电池管理模块，用于对电池的充放电过程进行管理；所述主控芯片U8，用于接收电源逆变单元输入的工作状态，在电源逆变单元工作的情况下，驱动充放电管理模块、USB驱动模块、电池管理模块停止工作，在电源逆变单元不工作的情况下，驱动充放电管理模块、USB驱动模块、电池管理模块工作。
本发明还提供了储能型逆变移动电源的工作方法，所述方法包括：
电源输入直流电压至前级开关元件；
前级推挽驱动子单元发出推挽的互补信号至前级开关元件；
前级开关元件在推挽的互补信号下，将输入的直流电压输入至高频变压器；
高频变压器将输入的直流电压经过高频变压器升压为设定范围内的直流母线电压；
逆变驱动子单元发出互补的方波信号至逆变桥子单元；
逆变桥子单元将设定范围内的直流母线电压逆变成交流电源输出；
快充单元接收电源逆变单元输入的工作状态，在电源逆变单元不工作的情况下，对电源进行充电处理，在电源逆变单元工作的情况下，关闭对电源进行充电处理。
本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明通过设置供电单元以及电源逆变单元，其中电源逆变单元采用前级推挽驱动子单元和逆变驱动子单元进行同步驱动，以使得高频变压器进行升压、整流以及高压和电流的采样，进而驱动逆变桥子单元进行逆变，输出满足要求的电压，成本低，在驱动过程中，采用光耦进行信号隔离，以提高效率，且电源逆变单元以及快充单元只能择一进行工作，以提高可靠性，整体的电路简单，便于使用。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明具体实施例提供的储能型逆变移动电源的示意性结构框图；
图2为本发明具体实施例提供的前级推挽驱动子单元的具体电路原理图；
图3为本发明具体实施例提供的逆变驱动子单元的具体电路原理图；
图4为本发明具体实施例提供的前级开关元件、高频变压器以及逆变桥子单元的具体电路原理图；
图5为本发明具体实施例提供的主控芯片U8的具体电路原理图；
图6为本发明具体实施例提供的充放电管理模块的具体电路原理图；
图7为本发明具体实施例提供的USB驱动模块的具体电路原理图；
图8为本发明具体实施例提供的电池管理模块的具体电路原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
如图1～8所示的具体实施例，本实施例提供的储能型逆变移动电源，可以运用于汽车的电源1部分，实现车载电源1的可靠性高、效率高且电路简单的功能。
请参阅图1，图1为本发明具体实施例提供的储能型逆变移动电源的示意性结构框图，如图1所示，该储能型逆变移动电源，包括供电单元以及电源逆变单元，电源逆变单元包括前级推挽驱动子单元8、逆变驱动子单元9、前级开关元件4、高频变压器5以及逆变桥子单元6，前级推挽驱动子单元8与所述供电单元连接，前级开关元件4与供电单元连接，其中，供电单元，用于输入直流电压至前级开关元件4；前级推挽驱动子单元8，用于发出推挽的互补信号至前级开关元件4；前级开关元件4，用于在推挽的互补信号下，将输入的直流电压输入至高频变压器5；高频变压器5，用于将输入的直流电压经过高频变压器5升压为设定范围内的直流母线电压；逆变驱动子单元9，用于发出互补的方波信号至逆变桥子单元6；逆变桥子单元6，用于将设定范围内的直流母线电压逆变成交流电源1输出。
具体地，供电单元包括快充单元2以及电源1，所述前级推挽驱动子单元8与快充单元2连接，前级开关元件4与所述电源1连接；电源1，用于输入直流电压至前级开关元件4；快充单元2，用于接收电源逆变单元输入的工作状态，在电源逆变单元不工作的情况下，快充单元2对电源进行充电处理或放电处理，在电源逆变单元工作的情况下，快充单元2处于休眠状态。当快充单元2处于休眠状态时，其持续对电源1工作时的过压、欠压、过温的情况进行检测保护。
具体地，电源逆变单元将锂电池电压14.8V逆变成220V/110V的市电，支持100W以下的市电用电器供电，同时对锂电池的进行过欠压保护、逆变本身自带过温、过流、短路保护，额定功率100W。供电单元是采用PD移动电源1，PD移动电源1是一种高规格且支持PD协议的移动电源1方案，提供了2个Type-A充电接口和1个全新的Type-C高功率充电接口。其中在一个TYPE-C接口上支持，双向的输入输出，支持PD协议，可选支持QC2.0协议，最大60W的输出USB TYPE-A接口支持QC2.0，AFC，SCP苹果快充协议等等多协议放电。
在一实施例中，上述的前级开关元件4还连接有开机子单元，通过控制高频变压器5的开关使能信号来使得开机子单元开机，通过前级推挽驱动子单元8发出推挽33KHZ的互补信号来推动前级开关元件4，从而将输入的直流电压经过高频变压器5升压到260V-380V直流母线电压，逆变驱动子单元9发出两对互补100HZ方波信号给逆变桥子单元6，再利用逆变桥子单元6将260V-380V直流母线电压逆变成220V/50HZ的交流输出，DC-DC升压部分选择推挽结构，DC-AC逆变部分采用全桥逆变结构，而供电部分是一种高规格且支持PD协议的移动电源1方案，提供了2个Type-A充电接口和1个全新的Type-C高功率充电接口。其中在一个TYPE-C接口上，支持双向的输入输出，支持PD协议，可选支持QC2.0协议，最大60W的输出USB，TYPE-A接口支持QC2.0；当PD和USBA输出时，高频逆变器不工作。当高频逆变器工作，PD和USBA不输出，以提高整个电源1的可靠性。
在一实施例中，请参阅图2，该前级推挽驱动子单元8包括脉冲宽度调制芯片IC1以及推挽驱动元件82，脉冲宽度调制芯片IC1与推挽驱动元件82连接，推挽驱动元件82与前级开关元件4连接，电源逆变单元包括状态提示子单元，脉冲宽度调制芯片IC1与所述状态提示子单元连接，状态提示子单元与快充单元2连接。
上述的脉冲宽度调制芯片IC1发出信号以使得推挽驱动元件82发出推挽33KHZ的互补信号，该互补信号传输至前级开关元件4，以驱动前级开关元件4导通，使得电源1输入的电压可以进行后续的逆变处理，当脉冲宽度调制芯片IC1停止工作时，整个电源逆变单元也不再工作。
在一实施例中，如图2所示，上述的推挽驱动元件82包括推挽三极管P2、P3。
更进一步地，上述的推挽驱动元件82还包括稳压二极管D11、D12以及偏置电阻R34、R35，其中稳压二极管D11一端与脉冲宽度调制芯片IC1连接，另一端与推挽三极管P2的发射极连接，上述的推挽三极管P2的基极与脉冲宽度调制芯片IC1连接，上述的推挽三极管P2集电极接地，上述的偏置电阻R34的一端与推挽三极管P2的基极连接，另一端接地；稳压二极管D12一端与脉冲宽度调制芯片IC1连接，另一端与推挽三极管P3的发射极连接，上述的推挽三极管P3的基极与脉冲宽度调制芯片IC1连接，上述的推挽三极管P3集电极接地，上述的偏置电阻R35的一端与推挽三极管P2的基极连接，另一端接地。由上述的推挽驱动元件82以及脉冲宽度调制芯片IC1共同协作，发出33KHZ的互补信号，电路简单且成本低。
在一实施例中，如图2所述，上述的脉冲宽度调制芯片IC1与电源1连接，前级推挽驱动子单元8还包括欠压保护模块85，欠压保护模块85包括欠压保护芯片IC2，欠压保护芯片IC2分别与电源1以及逆变驱动子单元9连接，欠压保护芯片IC2，用于当脉冲宽度调制芯片IC1处于欠压状态时或接收到逆变驱动子单元9的报警信号时，驱动脉冲宽度调制芯片IC1停止工作。
欠压保护芯片IC2的第二个端脚采集到电源1供给脉冲宽度调制芯片IC1的电压值，与内部的比较器进行比较，当欠压保护芯片IC2的第三个端脚采集的电压小于欠压保护芯片IC2的第二个端脚采集的电压，则欠压保护芯片IC2的第一个端脚的电压为0电平，脉冲宽度调制芯片IC1的第15个端脚被拉为低电平，出现欠压的现象，则脉冲宽度调制芯片IC1停止工作；另外，当逆变驱动子单元9发送报警信号到欠压保护芯片IC2以及脉冲宽度调制芯片IC1后，也会驱动脉冲宽度调制芯片IC1停止工作，以确保整个电路的安全性，从而提高整个电源1的可靠性。
更进一步地，上述的欠压保护芯片IC2与脉冲宽度调制芯片IC1之间连接有二极管D10、电阻R20、R21、R23、R25、R19以及压敏电阻Rt2，利用压敏电阻Rt2进行温度检测，当压敏电阻Rt2检测到温度过高时，会由欠压保护芯片IC2驱动脉冲宽度调制芯片IC1停止工作，以起到过温保护作用；另外，该欠压保护芯片IC2还与设有的LED报警模块连接，以进行报警提示，从而提高整个电路的安全性。
在本实施例中，上述的脉冲宽度调制芯片IC1的型号为但不局限于TL494KA7500。该欠压保护芯片IC2的型号为但不局限于LM258。
上述的前级推挽驱动子单元8还包括过压检测模块81、过流检测模块83、基准采样模块84；该过压检测模块81包括依次连接的检测电阻R8、R9以及稳压二极管Z1，检测电阻R8与脉冲宽度调制芯片IC1连接，上述的稳压二极管Z1与电源1单元连接，以便于脉冲宽度调制芯片IC1及时对电压大小进行检测，提高整个电路的可靠性和安全性；上述的过流检测模块83包括依次连接的检测电阻R10、稳压二极管D9、D8，该稳压二极管D8与脉冲宽度调制芯片IC1连接，上述的检测电阻R10与电源1连接，以进行过流检测；上述的基准采样电路包括采样电阻R14、R15，其中采样电阻R14、R15与电源1连接，采样电阻R14、R15与脉冲宽度调制芯片IC1连接；另外，上述的脉冲宽度调制芯片IC1与检测电压R8通过滤波电容C32连接。
在一实施例中，如图3所示，该逆变驱动子单元9包括逆变驱动芯片IC3以及互补信号形成模块91，逆变驱动芯片IC3与互补信号形成模块91连接，互补信号形成模块91与逆变桥子单元6连接，逆变驱动芯片IC3与欠压保护芯片IC2连接。
在本实施例中，上述的逆变驱动芯片IC3的型号为但不局限于SG252DR。
逆变驱动芯片IC3驱动互补信号发出两对互补100HZ方波信号给逆变桥子单元6，以使得逆变桥子单元6将260V-380V直流母线电压逆变成220V/50HZ的交流输出。
在一实施例中，如图3所示，上述的互补信号形成模块91包括上拉电阻R13、R14、上拉电阻R17、R18、分压电阻R121、R22以及滤波二极管D2、D3；上拉电阻R13、R14分别与逆变驱动芯片IC3连接，分压电阻R121、R22、上拉电阻R17、R18分别与逆变桥子单元6连接，上拉电阻R13与上拉电阻R18连接，上拉电阻R14与上拉电阻R17连接；上拉电阻R13与分压电阻R121连接，上拉电阻R14与分压电阻R22连接，滤波二极管D2并联于分压电阻R121的两端，滤波二极管D3并联于所述分压电阻R22的两端。
在一实施例中，上述的逆变驱动子单元9还包括过流保护模块92以及过压保护模块93，其中，过流保护模块92包括比较器IC2A以及与电源1连接的分压电阻R24，将电源1的电流进行分压电阻R24后，进入比较器IC2A，该比较器IC2A与设有的基准电流通过分压电阻R23连接，将电源1的电流与基准电流进行比较，若电源1的电流大于基准电流则出现过流现象，该比较器IC2A的输出端通过三极管P1与逆变驱动芯片IC3与欠压保护芯片IC2连接，出现过流现象后会使得比较器IC2A的输出端输出的电平发生变化，从而驱动三极管P1的状态发生变化，进而达到从而由欠压保护芯片IC2驱动脉冲宽度调制芯片IC1停止工作，以实现过流保护；上述的过温保护模块包括比较器IC2B，该比较器IC2B的反相输入端与电源1电压连接，且电源1的一端连接有压敏电阻Rt1，比较器IC2B的同相输入端连接于电源1电压与压敏电阻Rt1之间，当温度变高时，该压敏电阻Rt1的阻值增大，从而使得比较器IC2B的输出端输出的电平发生变化，且该比较器IC2B与上述的三极管P1连接，则比较IC2B的输出端输出的电平发生变化，会驱动三极管P1的状态发生变化，进而达到从而由欠压保护芯片IC2驱动脉冲宽度调制芯片IC1停止工作，以实现过温保护。
采用前级推挽驱动子单元8以及逆变驱动子单元9同步驱动电源逆变单元进行工作，可以使得成本降低，且电路简单，动态响应好。
在一实施例中，如图4所示，上述的前级开关元件4包括与推挽三极管P3连接的Mos管M1以及与推挽三极管P2连接的Mos管M2。
利用前级推挽驱动子单的推挽驱动作用下，Mos管M1以及Mos管M2导通，以使得电源1电压进入高频变压器5。
上述的高频变压器5包括依次连接的升压模块、整流模块以及采样模块，升压模块与前级开关元件4连接，采样模块与逆变桥模块连接。
其中，上述的升压模块包括变压器T1，该变压器T1与所述Mos管M1之间连接有滤波电容C4以及稳压电阻R1，变压器T1与所述Mos管M2之间连接有滤波电容C28以及稳压电阻R28，在33KHz工作中，该变压器T1将电源1的148V进行升压，形成360V左右的电压。
上述的变压器T1与电源1连接，该电源1与变压器T1通过供电绕组连接，该供电绕组包括二极管D7、D6、D8、D9。
上述的整流模块包括整流二极管D2、D3、D4、D5以及滤波电容C5和点解电容E1，以实现对360V的高压进行整流滤波，以形成360V的直流高压。
另外，上述的采样模块包括采样电阻R2、R3、R4以及R5。实现高压采样和电流的采样。
上述的逆变桥子单元6包括逆变桥驱动模块以及四个首尾相连的开关元件，在本实施例中，四个开关元件分别为Mos管M3、M4、M5、M6，Mos管M6的栅极与分压电阻R121连接，Mos管M4的栅极与分压电阻R22连接，Mos管M3、M5的栅极与逆变桥驱动模块连接，逆变桥驱动模块与上拉电阻R17、R18连接。
具体地，上述的逆变桥驱动模块包括三极管N2、N3以及分压电阻R55、R61，其中，三极管N2的基极与上拉电阻R18连接，上述的三极管N3的基极与上拉电阻R17连接，且上述的分压电阻R55与三极管N2的集电极连接，分压电阻R61与三极管N3的集电极连接；供电绕组通过稳压二极管D13、电解电容E6以及分压电阻R54，为三极管N2提供电源1，且分压电阻R55与电解电容E6之间连接有稳压二极管D14；供电绕组通过稳压二极管D16、电解电容E7以及分压电阻R60，为三极管N3提供电源1，且分压电阻R61与电解电容E7之间连接有稳压二极管D17。
电源1与前级开关元件4之间连接有直流滤波子单元3，以进行电源1的直流滤波，具体地，上述的直流滤波子单元3包括滤波电容C8、C9、电解电容E2、E3。其中，电源1与直流滤波子单元3之间采用连接端子X1、X2连接。
在一实施例中，上述的电源逆变单元还包括交流滤波子单元7，该交流滤波子单元7与逆变桥子单元6连接，该交流滤波子单元7包括滤波电感L4、瞬变抑制二极管TVS1，该滤波电感L4的两端分别连接端子AC1、AC2，负载可以通过连接端子AC1、AC2，即可获取到220V/110V的市电，该220V/110V的市电支持100W以下的市电用电器供电。
更进一步地，上述的逆变桥子单元6的两端并联有滤波电容C6，且滤波电感L4的两端并联有滤波电容C7连接。
在一实施例中，上述的前级推挽驱动子单元8与逆变驱动子单元9之间采用隔离光耦PC1进行通信，具体是脉冲宽度调制芯片IC1与逆变驱动芯片IC3之间通过隔离光耦PC1进行通信，以避免前级推挽驱动子单元8对前级开关元件4的驱动和逆变驱动子单元9对逆变桥子单元6造成信号互相干扰，实现信号的隔离传送，以提高整个电路的可靠性。
另外，上述的脉冲宽度调制芯片IC1通过三极管Q1与快充单元2连接，当脉冲宽度调制芯片IC1工作时，会驱动三极管Q1导通，从而快充单元2停止工作，当脉冲宽度调制芯片IC1不工作时，会驱动三极管Q1截断，从而快充单元2工作。
在一实施例中，如图5所示，上述的快充单元2包括充放电管理模块、USB驱动模块、电池管理模块以及与脉冲宽度调制芯片IC1连接的主控芯片U8，充放电管理模块，用于采用PD协议进行电池的充放电；USB驱动模块，用于采用USB接口对电池进行充放电；电池管理模块，用于对电池的充放电过程进行管理；主控芯片U8，用于接收电源逆变单元输入的工作状态，在电源逆变单元工作的情况下，驱动充放电管理模块、USB驱动模块、电池管理模块停止工作，在电源逆变单元不工作的情况下，驱动充放电管理模块、USB驱动模块、电池管理模块工作。
具体是，上述的三极管Q1与主控芯片U8连接，以使得主控芯片U8获取电源逆变单元的工作状态。
上述的主控芯片U8还与电源1之间依次连接有半导体二极管D9以及Mos管Q7。
在一实施例中，如图6所示，上述的充放电管理模块包括充放电管理芯片U2以及接口J1，其中，该接口J1为Type-C接口，上述的主控芯片U8与上述的充放电管理芯片U2连接，且上述的主控芯片U8通过三极管Q12连接于上述的充放电管理芯片U2以及接口J1之间。其中在一个TYPE-C接口J1上支持双向的输入输出，支持PD协议，可选支持QC2.0协议，该充放电管理芯片U2与电源1管理模块连接。
上述的充放电管理芯片U2的型号为但不局限于SC8802，上述的主控芯片U8的型号为但不局限于SN8P2722。
在一实施例中，如图7所示，上述的USB驱动模块包括分别与主控芯片U8连接的USB驱动芯片U1、U5，上述的USB驱动芯片U1连接有USB接口USB1，该USB接口USB1的端脚上连接有电源1稳压芯片U3，该电源1稳压芯片U3与主控芯片U8连接，且USB接口USB1的端脚上还通过稳压电阻R2和稳压二极管D5与三端稳压器U6连接，该三端稳压器U6通过半导体二极管D9与电池管理模块连接，实现USB接口USB1对电池的充电和放电。上述的USB驱动芯片U5连接有USB接口USB2，USB驱动芯片U1、U5分别与芯片U4连接，该芯片U4与主控芯片U8之间通过Mos管Q6连接，通过主控芯片U8输出的控制信号控制USB驱动芯片U1、U5、芯片U4以及三端稳压器U6的工作或停止工作。
在本实施例中，上述的USB驱动芯片U1、U5的型号分别为但不局限于8205_6，电源1稳压芯片U3的型号为但不局限于SY8105。
在一实施例中，如图8所示，上述的电池管理模块包括电池保护芯片U9以及移动电源1芯片U7，该移动电源1芯片U7与半导体二极管D9通过分压电阻R43、R47连接，该电池保护芯片U9与移动电源1芯片U7连接，且该电池保护芯片U9的端脚连接有用于连接电源1的接口J4，上述的移动电源1芯片U7与主控芯片U8连接，该充放电管理芯片U2与电池保护芯片U9连接，且在充放电管理芯片U2与电池保护芯片U9之间连接有Mos管Q8、Q9、Q10、Q11、Q14。
在本实施例中，上述的移动电源1芯片U7的型号为但不局限于CCG2_2122，电池保护芯片U9的型号为但不局限于S8254AAN。
上述的主控芯片U8的端脚还连接有发光二极管LED1、LED2、LED3，以进行电量显示。
上述的储能型逆变移动电源，通过设置供电单元以及电源逆变单元，其中电源逆变单元采用前级推挽驱动子单元8和逆变驱动子单元9进行同步驱动，以使得高频变压器5进行升压、整流以及高压和电流的采样，进而驱动逆变桥子单元6进行逆变，输出满足要求的电压，成本低，在驱动过程中，采用光耦进行信号隔离，以提高效率，且电源逆变单元以及快充单元2只能择一进行工作，以提高可靠性，整体的电路简单，便于使用。
在一实施例中，还提供了储能型逆变移动电源的工作方法，该方法包括：
电源1输入直流电压至前级开关元件4；
前级推挽驱动子单元8发出推挽的互补信号至前级开关元件4；
前级开关元件4在推挽的互补信号下，将输入的直流电压输入至高频变压器5；
高频变压器5将输入的直流电压经过高频变压器5升压为设定范围内的直流母线电压；
逆变驱动子单元9发出互补的方波信号至逆变桥子单元6；
逆变桥子单元6将设定范围内的直流母线电压逆变成交流电源1输出；
快充单元2接收电源逆变单元输入的工作状态，在电源逆变单元不工作的情况下，快充单元2对电源1进行充电处理或放电处理，在电源逆变单元工作的情况下，快充单元2处于休眠状态。
需要说明的是，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，上述储能型逆变移动电源的工作方法的具体实现过程，可以参考前述储能型逆变移动电源实施例中的相应描述，为了描述的方便和简洁，在此不再赘述。
上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (8)
1.储能型逆变移动电源，其特征在于，包括供电单元以及电源逆变单元，所述电源逆变单元包括前级推挽驱动子单元、逆变驱动子单元、前级开关元件、高频变压器以及逆变桥子单元，所述前级推挽驱动子单元与所述供电单元连接，所述前级开关元件与所述供电单元连接，其中，所述供电单元，用于输入直流电压至前级开关元件；所述前级推挽驱动子单元，用于发出推挽的互补信号至前级开关元件；所述前级开关元件，用于在推挽的互补信号下，将输入的直流电压输入至高频变压器；所述高频变压器，用于将输入的直流电压经过高频变压器升压为设定范围内的直流母线电压；所述逆变驱动子单元，用于发出互补的方波信号至逆变桥子单元；所述逆变桥子单元，用于将设定范围内的直流母线电压逆变成交流电源输出；
所述供电单元包括快充单元以及电源，所述前级推挽驱动子单元与快充单元连接，前级开关元件与所述电源连接；所述电源，用于输入直流电压至前级开关元件；所述快充单元，用于接收电源逆变单元输入的工作状态，在电源逆变单元不工作的情况下，快充单元对电源进行充电处理或放电处理，在电源逆变单元工作的情况下，快充单元处于休眠状态；
所述前级推挽驱动子单元包括脉冲宽度调制芯片IC1以及推挽驱动元件，所述脉冲宽度调制芯片IC1与所述推挽驱动元件连接，所述推挽驱动元件与所述前级开关元件连接，所述电源逆变单元包括状态提示子单元，所述脉冲宽度调制芯片IC1与所述状态提示子单元连接，所述状态提示子单元与所述快充单元连接；所述推挽驱动元件包括推挽三极管P2、P3；
脉冲宽度调制芯片IC1的型号为TL494KA7500，所述推挽驱动元件还包括稳压二极管D11、D12以及偏置电阻R34、R35，其中稳压二极管D11一端与脉冲宽度调制芯片IC1连接，另一端与推挽三极管P2的发射极连接，上述的推挽三极管P2的基极与脉冲宽度调制芯片IC1的引脚9连接，上述的推挽三极管P2集电极接地，上述的偏置电阻R34的一端与推挽三极管P2的基极连接，另一端接地；稳压二极管D12一端与脉冲宽度调制芯片IC1连接，另一端与推挽三极管P3的发射极连接，上述的推挽三极管P3的基极与脉冲宽度调制芯片IC1的引脚10连接，上述的推挽三极管P3集电极接地，上述的偏置电阻R35的一端与推挽三极管P2的基极连接，另一端接地；推挽三极管P2的发射极以及推挽三极管P3的发射极发出推挽的互补信号至前级开关元件。
2.根据权利要求1所述的储能型逆变移动电源，其特征在于，所述脉冲宽度调制芯片IC1与所述电源连接，所述前级推挽驱动子单元还包括欠压保护模块，所述欠压保护模块包括欠压保护芯片IC2，所述欠压保护芯片IC2分别与所述电源以及逆变驱动子单元连接，所述欠压保护芯片IC2，用于当脉冲宽度调制芯片IC1处于欠压状态时或接收到逆变驱动子单元的报警信号时，驱动脉冲宽度调制芯片IC1停止工作。
3.根据权利要求2所述的储能型逆变移动电源，其特征在于，所述逆变驱动子单元包括逆变驱动芯片IC3以及互补信号形成模块，所述逆变驱动芯片IC3与所述互补信号形成模块连接，所述互补信号形成模块与所述逆变桥子单元连接，所述逆变驱动芯片IC3与所述欠压保护芯片IC2连接。
4.根据权利要求3所述的储能型逆变移动电源，其特征在于，所述逆变驱动芯片IC3的型号为SG2524DR，所述互补信号形成模块包括上拉电阻R13、R14、上拉电阻R17、R18、分压电阻R21、R22以及滤波二极管D2、D3；所述上拉电阻R13、R14分别与所述逆变驱动芯片IC3的引脚13以及引脚12对应连接，所述分压电阻R21、R22、上拉电阻R17、R18分别与所述逆变桥子单元连接，所述上拉电阻R13与所述上拉电阻R18连接，所述上拉电阻R14与所述上拉电阻R17连接；所述上拉电阻R13与所述分压电阻R21连接，所述上拉电阻R14与所述分压电阻R22连接，所述滤波二极管D2并联于所述分压电阻R21的两端，所述滤波二极管D3并联于所述分压电阻R22的两端；通过上拉电阻R18输出驱动信号BHI；通过分压电阻R21输出驱动信号BLG；通过上拉电阻R17输出驱动信号AHI；通过分压电阻R22输出驱动信号ALG；这四个驱动信号用于逆变驱动。
5.根据权利要求4所述的储能型逆变移动电源，其特征在于，所述前级开关元件包括与推挽三极管P3连接的Mos管M1以及与推挽三极管P2连接的Mos管M2。
6.根据权利要求1所述的储能型逆变移动电源，其特征在于，所述高频变压器包括依次连接的升压模块、整流模块以及采样模块，所述升压模块与所述前级开关元件连接，所述采样模块与所述逆变桥模块连接；所述电源与所述前级开关元件之间连接有直流滤波模块。
7.根据权利要求1所述的储能型逆变移动电源，其特征在于，所述快充单元包括充放电管理模块、USB驱动模块、电池管理模块以及与所述脉冲宽度调制芯片IC1连接的主控芯片U8，所述充放电管理模块，用于采用PD协议进行电池的充放电；所述USB驱动模块，用于采用USB接口对电池进行充放电；所述电池管理模块，用于对电池的充放电过程进行管理；所述主控芯片U8，用于接收电源逆变单元输入的工作状态，在电源逆变单元工作的情况下，驱动充放电管理模块、USB驱动模块、电池管理模块停止工作，在电源逆变单元不工作的情况下，驱动充放电管理模块、USB驱动模块、电池管理模块工作。
8.一种如权利要求1至7任一项所述的储能型逆变移动电源的工作方法，其特征在于，所述方法包括：
电源输入直流电压至前级开关元件；
前级推挽驱动子单元发出推挽的互补信号至前级开关元件；
前级开关元件在推挽的互补信号下，将输入的直流电压输入至高频变压器；
高频变压器将输入的直流电压经过高频变压器升压为设定范围内的直流母线电压；
逆变驱动子单元发出互补的方波信号至逆变桥子单元；
逆变桥子单元将设定范围内的直流母线电压逆变成交流电源输出；
快充单元接收电源逆变单元输入的工作状态，在电源逆变单元不工作的情况下，快充单元对电源进行充电处理或放电处理，在电源逆变单元工作的情况下，快充单元处于休眠状态。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 518000 Lianchang Science Park, Nanwan Street, Longgang District, Shenzhen City, Guangdong Province, 4 buildings and 3 floors Applicant after: Shenzhen Chuangshida Industrial Co.,Ltd. Address before: 518000 Lianchang Science Park, Nanwan Street, Longgang District, Shenzhen City, Guangdong Province, 4 buildings and 3 floors Applicant before: TRUSDA INDUSTRIAL Co.,Ltd. |
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| GR01 | Patent grant | ||
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