CN109818414A - 一种交直流转换的电源系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种交直流转换的电源系统，包括电源以及与电源相连的工频逆变器，还包括与所述工频逆变器的主板直流接线端相连的直流升压电路，以及与交流接线端相连的变压器选择继电器；所述直流升压电路连接有直流充电继电器和接触器，接触器连接有整流滤波电路；所述变压器选择继电器的控制端连接有输出继电器与电流检测电路，电流检测电路连接有市电逆变电源选择继电器；变压器选择继电器的常闭端连接有小变压器，常开端连接有第一市电充电选择继电器；所述第一市电充电选择继电器的常开端连接有整流滤波电路至所述接触器，常闭端连接大变压器至第二市电充电选择继电器，第一市电充电选择继电器的控制端与第二市电充电选择继电器的控制端相连。
Description
技术领域
本发明涉及电源技术领域，具体的说，是一种交直流转换的电源系统。
背景技术
房车逆变器分为工频逆变器与高频逆变器，目前高频逆变器的特点是转换效率高，但耐用性，抗负载冲击性差。工频逆变器相反，效率低于高频机，但可靠性，耐用性好，抗冲击负载能力强。这两种逆变器都有一种共有的缺陷，就是待机功耗会比较大，以48V 3000瓦逆变器为例，待机功耗普遍在30瓦左右，即使市场上最好的工频逆变器，其待机功耗也达到了20瓦。而虽然有些厂家推出了带有所谓节能模式的逆变器，但是这种逆变器是通过频繁的开关逆变工作电路来实现的，逆变器在节能模式下，没有稳定不间断的交流电输出。导致很多低功耗的设备或大功率用电器处于待机工况下的电路无法稳定的工作，使得所谓节能模式几乎没有什么实用意义。
此外目前房车所使用的电源系统多为分散的单独设备承担单一的功能，电池转换市电使用逆变器，行车充电采用隔离器或直流电源升压或降压充电器。太阳能充电采用单独的太阳能充电控制器。如此不仅成本高而且系统体积庞大。且目前的逆变器设备有一些不足之处。
发明内容
本发明的目的在于提供一种交直流转换的电源系统，用于解决现有技术中房车电源系统体积大成本高以及电源系统在待机工况下的能耗过高，或节能模式下很多设备无法正常工作的问题。
本发明通过下述技术方案解决上述问题：
一种交直流转换的电源系统，包括电源以及与电源相连的工频逆变器，还包括与所述工频逆变器的主板直流接线端相连的直流升压电路，以及与交流接线端相连的变压器选择继电器；所述直流升压电路连接有直流充电继电器和接触器，接触器连接有整流滤波电路；所述变压器选择继电器的控制端连接有输出继电器与电流检测电路，电流检测电路连接有市电逆变电源选择继电器；变压器选择继电器的常闭端连接有小变压器，常开端连接有第一市电充电选择继电器；所述第一市电充电选择继电器的常开端连接有整流滤波电路至所述接触器，常闭端连接大变压器至第二市电充电选择继电器，第一市电充电选择继电器的控制端与第二市电充电选择继电器的控制端相连。本发明采用变压器选择继电器连接两个不同大小的变压器然后和工频逆变器的主板连接，两个变压器有共同连接至输出继电器，在输出继电器处连接有电流检测电路用于检测电路中工作电流的大小；变压器选择继电器根据电路中的电流大小自动切换变压器，电路中负载低的时候小变压器接入电路承担负载，当接入电路的负载变大，电路中电流增大之后变压器选择继电器自动切换大变压器接入电路承担负载。这样的设计减小了房车的供电系统在低负载以及待机情况下的功耗，例如8kva的逆变器，在使用70瓦小变压器待机时的功耗仅为4瓦左右，大大低于同类型逆变器高达80瓦左右的待机功耗。避免了电源系统自身的过多损耗电源所存储的电能，减小了浪费，让房车的电源的电能更充分的被利用起来，大大提升房车的续航时间，很好的解决了房车电源系统体积大成本高以及电源系统在待机工况下的能耗过高，或节能模式下很多设备无法正常工作的问题，同时电路还设计了市电充电继电器可用家用电进行充电，还加入了直流充电继电器可通过直流充电电路连接发电机或太阳能电池板进行充电。
优选地，所述接触器为多路继电器或多个联用的单路继电器，具有多种可选的方式，能完成对各个支路的控制即可，本系统所用的继电器、接触器之类的器件可以为：单路或多路机械继电器、固体继电器、或者MOS管、三极管等具有开关功能的电子部件。
优选地，所述整流滤波电路为全桥整流滤波电路，交流电先经过全桥整流后获得有一定交流成分的直流电，再用滤波电容并联在该直流电的正负极，消除残余的交流电，获得纯净的直流电后输入到直流升压模块，避免交直流并存造成干扰。
优选地，所述大变压器与小变压器采用的散热方式为干式风冷、液冷散热或在变压器外盘冷却管通入冷却液循环冷却的散热方式，变压器常用的冷却方式有干式风冷和液冷，本系统优先采用干式风冷和外盘冷却管通冷却液循环冷却的方式散热，散热效果更好，并且冷却液循环利用，更节约。除此之外散热装置的电路设有外接接口，可以在风扇工作时，同步启动外接风扇工作。
优选地，所述直流升压电路可以通过直流充电电路直接连接直流发电机或太阳能电池板进行直流充电，该充电功能可以与逆变功能同时进行，使用本电源系统的时候，可以一边通过发电机或太阳能电池板进行直流充电，使用起来更方便。
优选地，所述直流升压电路为隔离升压模块或非隔离升压电路，升压电路的种类也有多中，常见的升压电路也可达到本发明的目的，具有较强的实用性。
优选地，所述电流检测电路为线圈感应检测电路、霍尔电流检测电路或直流分流器检测电路，且电流检测电路可以设置在任何能检测到工作电流的位置，常用的电流检测电路均可实现为继电器供电达到自动选择切换变压器的目的，电流检测电路在电路中的位置是可变的，可以与继电器集成，可位于逆变器主板与电池接线柱之间，逆变器主板与功能切换继电器之间，功能切换继电器与变压器选择继电器之间，输出继电器与输出接线端之间。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
(1)本发明的设计减小了房车的供电系统在低负载以及待机情况下的功耗，例如8kva的逆变器，在使用70瓦小变压器待机时的功耗仅为4瓦左右，大大低于同类型逆变器高达80瓦左右的待机功耗。避免了电源系统自身的过多损耗电源所存储的电能，减小了浪费，让房车的电源的电能更充分的被利用起来，大大提升房车的续航时间，很好的解决了房车电源系统体积大成本高以及电源系统在待机工况下的能耗过高，或节能模式下很多设备无法正常工作的问题，同时电路还设计了市电充电继电器可用家用电进行充电，还加入了直流充电继电器可通过直流充电电路连接发电机或太阳能电池板进行充电。且直流充电可以在逆变功能工作的时候同步进行，甚至可以实现不需要电池，仅靠从充电口输入的低压直流电逆变器也能工作。
(2)本发明整流滤波电路为全桥整流滤波电路，交流电先经过全桥整流后获得有一定交流成分的直流电，再用滤波电容并联在该直流电的正负极，消除残余的交流电，获得纯净的直流电后输入到直流升压模块，避免交直流并存造成干扰。
(3)本发明中接的触器为多路继电器或多个联用的单路继电器，具有多种可选的方式，能完成对各个支路的控制即可，本系统所用的继电器、接触器之类的器件可以为：单路或多路机械继电器、固体继电器、或者MOS管、三极管等具有开关功能的电子部件。
(4)本发明电流检测电路为线圈感应检测电路、霍尔电流检测电路或直流分流器检测电路，且电流检测电路可以设置在任何能检测到工作电流的位置，常用的电流检测电路均可实现为继电器供电达到自动选择切换变压器的目的，电流检测电路在电路中的位置是可变的，可以与继电器集成，可位于逆变器主板与电池接线柱之间，逆变器主板与功能切换继电器之间，功能切换继电器与变压器选择继电器之间，输出继电器与输出接线端之间。
附图说明
图1为本发明的房车电源系统电路结构示意框图；
图2为本发明的实施例2的电路结构示意框图。
图3为本发明的实施例3的电路结构示意框图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：
结合附图1所示，一种交直流转换的电源系统，包括电源以及与电源相连的工频逆变器，还包括与所述工频逆变器的主板直流接线端相连的直流升压电路，以及与交流接线端相连的变压器选择继电器；所述直流升压电路连接有直流充电继电器和接触器，接触器连接有整流滤波电路；所述变压器选择继电器的控制端连接有输出继电器与电流检测电路，电流检测电路连接有市电逆变电源选择继电器；变压器选择继电器的常闭端连接有小变压器，常开端连接有第一市电充电选择继电器；所述第一市电充电选择继电器的常开端连接有整流滤波电路至所述接触器，常闭端连接大变压器至第二市电充电选择继电器，第一市电充电选择继电器的控制端与第二市电充电选择继电器的控制端相连，两个市电充电选择继电器在需要市电充电时，将大变压器独立出来给市电充电，逆变器主板继续连接小变压器发挥作用，因为有些逆变器主板如果不连接变压器工作，会自动关机，这样不利于两种电源的无缝切换。
其中大变压器为3000VA，小变压器为100VA，两个变压器常用的冷却方式有干式风冷和液冷，本系统采用外盘冷却管通冷却液循环冷却的方式散热，散热效果更好，并且冷却液循环利用，更节约。变压器选择继电器和输出继电器的控制端通过同步控制线连接，保证两个继电器的同步控制，在大变压器与变压器选择继电器和输出继电器之间分别设置有第一市电充电选择继电器和第二市电充选择继电器，两个市电充电继电器之间通过第二同步控制线连接在一起，可以保证两个市电继电器的同步控制。
其中，接触器为多路继电器或多个联用的单路继电器，具有多种可选的方式，能完成对各个支路的控制即可，本系统所用的继电器、接触器之类的器件可以为：单路或多路机械继电器、固体继电器、或者MOS管、三极管等具有开关功能的电子部件，本实施例采用一般的继电器。整流滤波电路为全桥整流滤波电路，交流电先经过全桥整流后获得有一定交流成分的直流电，再用滤波电容并联在该直流电的正负极，消除残余的交流电，获得纯净的直流电后输入到直流升压模块，避免交直流并存造成干扰。电流检测电路为线圈感应检测电路、霍尔电流检测电路或直流分流器检测电路，且电流检测电路可以设置在任何能检测到工作电流的位置，常用的电流检测电路均可实现为继电器供电达到自动选择切换变压器的目的，电流检测电路在电路中的位置是可变的，可以与继电器集成，可位于逆变器主板与电池接线柱之间，逆变器主板与功能切换继电器之间，功能切换继电器与变压器选择继电器之间，输出继电器与输出接线端之间。
还有一个优势在于，直流升压电路可以通过直流充电电路直接连接直流发电机或太阳能电池板进行直流充电，该充电功能可以与逆变功能同时进行，使用本电源系统的时候，可以一边通过发电机或太阳能电池板进行直流充电，使用起来更方便。
实施例2：
在实施例1的基础上，结合附图2所示，本房车电源系统可单独作为工频逆变器使用，保留工频逆变器，变压器选择继电器直接与工频逆变器主板的交流输出端相连，再连接一个3000VA的变压器和一个100VA的变压器，并连接输出继电器，同时输出继电器通过继电器同步控制线与变压器选择继电器相连，输出继电器处接负载用电器；同样，当输出电路的负载小时，小功率变压器接入电路承担负载，接入电路的负载多，电流变大之后，检测电路为选择继电器供电，进行自动选择切换变压器。此设计减小了待机功率，并且电源系统的体积大幅减小，为房车的设计带来更多的可能性。
实施例3：
结合附图3所示，在实施例1的基础上，一种交直流转换的电源系统，包括电源以及与电源相连的工频逆变器，还包括与所述工频逆变器主板相连的功能选择继电器和直流升压电路；功能选择继电器连接有整流滤波电路、变压器选择继电器、输出继电器和市电充电继电器且输出继电器与市电充电继电器相连，变压器选择继电器与输出继电器相连，同时变压器选择继电器与输出继电器之间连接有3000VA的变压器和100VA变压器，大功率变压器与小功率变压器采用外盘冷却管通冷却液循环冷却的方式散热，变压器常用的冷却方式有干式风冷和液冷，本系统采用外盘冷却管通冷却液循环冷却的方式散热，散热效果更好，并且冷却液循环利用，更节约，其中变压器选择继电器为电流检测电路与继电器的集成体；所述直流升压模块连接有接触器模块和直流充电继电器，且所述接触器模块与整流滤波电路相连，本实施例采用的全桥整流滤波电路，交流电先经过全桥整流后获得有一定交流成分的直流电，再用滤波电容并联在该直流电的正负极，消除残余的交流电，获得纯净的直流电后输入到直流升压模块，避免交直流并存造成干扰。本设计采用电流检测电路与功能选择继电器相连，再通过功能选择继电器连接两个不同功率的变压器，小功率变压器与所述功能选择继电器的常闭端相连，大功率变压器与第一变压器的常开端相连，低负载时小功率变压器接入电路承担负载，当接入电路的负载变大之后，电路中电流发生变化，当电流检测电路检测到电流增大到所设计电路的电流阈值时为功能选择继电器供电启用大功率变压器接入电路承担负载。
尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。
Claims (7)
1.一种交直流转换的电源系统，包括电源以及与电源相连的工频逆变器，其特征在于：还包括与所述工频逆变器的主板直流接线端相连的直流升压电路，以及与交流接线端相连的变压器选择继电器；所述直流升压电路连接有直流充电继电器和接触器，接触器连接有整流滤波电路；所述变压器选择继电器的控制端连接有输出继电器与电流检测电路，电流检测电路连接有市电逆变电源选择继电器，变压器选择继电器的常闭端连接有小变压器，常开端连接有第一市电充电选择继电器；所述第一市电充电选择继电器的常开端连接有整流滤波电路至所述接触器，常闭端连接大变压器至第二市电充电选择继电器，第一市电充电选择继电器的控制端与第二市电充电选择继电器的控制端相连。
2.根据权利要求1所述的交直流转换的电源系统，其特征在于：所述接触器为多路继电器或多个联用的单路继电器。
3.根据权利要求1所述的交直流转换的电源系统，其特征在于：所述整流滤波电路为全桥整流滤波电路。
4.根据权利要求1所述的交直流转换的电源系统，其特征在于：所述大变压器与小变压器采用的散热方式为干式风冷、液冷散热或在变压器外盘冷却管通入冷却液循环冷却的散热方式。
5.根据权利要求1所述的交直流转换的电源系统，其特征在于：所述直流升压电路可以通过直流充电电路直接连接直流发电机或太阳能电池板进行直流充电，该充电功能可以与逆变功能同时进行。
6.根据权利要求1所述的交直流转换的电源系统，其特征在于：所述直流升压电路为隔离升压模块或非隔离升压电路。
7.根据权利要求1所述的交直流转换的电源系统，其特征在于：所述电流检测电路为线圈感应检测电路、霍尔电流检测电路或直流分流器检测电路，且电流检测电路可以设置在任何能检测到工作电流的位置。
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