CN112234856A - 一种智能切换交流直流的便携式电源及其控制方法 - Google Patents

一种智能切换交流直流的便携式电源及其控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112234856A
CN112234856A CN202011060830.5A CN202011060830A CN112234856A CN 112234856 A CN112234856 A CN 112234856A CN 202011060830 A CN202011060830 A CN 202011060830A CN 112234856 A CN112234856 A CN 112234856A
Authority
CN
China
Prior art keywords
resistor
power supply
diode
output
alternating current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202011060830.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112234856B (zh
Inventor
孙小波
沈正华
王兴禄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing Hiten Energy Co ltd
Original Assignee
Chongqing Hiten Energy Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing Hiten Energy Co ltd filed Critical Chongqing Hiten Energy Co ltd
Priority to CN202011060830.5A priority Critical patent/CN112234856B/zh
Publication of CN112234856A publication Critical patent/CN112234856A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112234856B publication Critical patent/CN112234856B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/10—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
    • H02H7/12—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
    • H02H7/122—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for inverters, i.e. dc/ac converters
    • H02H7/1227—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for inverters, i.e. dc/ac converters responsive to abnormalities in the output circuit, e.g. short circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H02M1/088—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters for the simultaneous control of series or parallel connected semiconductor devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/10—Arrangements incorporating converting means for enabling loads to be operated at will from different kinds of power supplies, e.g. from ac or dc

Abstract

本发明提出了一种智能切换交流直流的便携式电源，包括单片机、第一电流电压检测模块、电池组包、正弦波发生器、IGBT驱动模块、H桥和交流输出启动电路交流控制输入端，交流输出启动电路控制输出端连接H桥电源电压输入端，单片机过流保护控制输出端连接过流保护模块过流保护输入端，过流保护模块过流保护信号输出端连接正弦波发生器过流保护输入端；电池组包正极连接交流输出启动电路信号输入端、电池组包充电电路信号输入端和开关电源信号输入端，交流输出启动电路信号输出端连接H桥电源电压输入端，单片机充电管理信号连接充电保护控制电路信号输入端。本发明还提出了一种可以输出交流直流的控制方法能够稳定直流电压和交流电压。

Description

一种智能切换交流直流的便携式电源及其控制方法
技术领域
本发明涉及便携供电技术领域，具体涉及一种智能切换交流直流的便携式电源及其控制方法。
背景技术
随着社会发展，电力在日常生活工作显得必不可少，但常常会遇到户外用电、设备备电、停电等一系列问题。由于没电、停电问题，造成工作无法继续进行，人们的日常生活也受到影响。特别是在用电高峰的夏季，停电成了家常便饭；或者在一些偏远地区、饱受战乱的国家，也常常面临着断电和用电难题，因此，急需一种可以既输出交流也能输出直流的便携式电源。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种智能切换交流直流的便携式电源及其控制方法。
为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种智能切换交流直流的便携式电源，包括单片机，所述单片机锂电池保护数据信号输入端连接电池组包保护数据信号输出端，所述单片机系统母线电压电流检测输入端连接第一电流电压检测模块数据输出端，所述第一电流电压检测模块第一检测端连接电池组包负极，所述第一电流电压检测模块第二检测端连接电池组包正极，单片机正弦波电压频率控制输出端连接正弦波发生器频率控制输输入端，正弦波发生器正弦波频率输出端连接IGBT 驱动模块正弦波频率输入端，IGBT驱动模块波形输出端连接H桥波形输入端，H 桥信号输出端连接电感滤波器信号输入端，电感滤波器滤波输出端连接交流输出电路输入端；单片机交流控制输出端连接交流输出启动电路交流控制输入端，交流输出启动电路控制输出端连接H桥电源电压输入端，单片机过流保护控制输出端连接过流保护模块过流保护输入端，过流保护模块过流保护信号输出端连接正弦波发生器过流保护输入端；电池组包正极连接交流输出启动电路信号输入端、电池组包充电电路信号输入端和开关电源信号输入端，交流输出启动电路信号输出端连接H桥电源电压输入端，单片机充电管理信号连接充电保护控制电路信号输入端，充电保护控制电路控制输出端连接电池组包充电电路控制信号输入端；开关电源信号输出端连接开关模块电路信号输入端，开关模块电路信号输出端连接直流输出模块信号输入端。
上述方案中：所述IGBT驱动模块包括IGBT驱动芯片IC603、IGBT驱动芯片 IC604、IGBT驱动芯片IC605和IGBT驱动芯片IC606；
所述正弦波SPWM波形发生器第一波形输出端连接电阻R611一端，电阻R611 另一端连接IGBT驱动芯片IC603正极输入端和二极管D601正极，二极管D601负极连接过流保护模块波形保护控制检测输入端，IGBT驱动芯片IC603电源电压端连接门驱动电源适配模块电源电压供电端和电容C606一端，IGBT驱动芯片IC603负极电压端连接门驱动电源适配模块负极电压供电端和电容C606另一端，IGBT驱动芯片IC603电源电压端连接H桥第一波形输入端；
所述正弦波SPWM波形发生器第二波形输出端连接电阻R612一端，电阻R6121 另一端连接IGBT驱动芯片IC604正极输入端和二极管D602正极，二极管D602负极连接过流保护模块波形保护控制检测输入端，IGBT驱动芯片IC604电源电压端连接门驱动电源适配模块电源电压供电端和电容C607一端，IGBT驱动芯片IC604负极电压端连接门驱动电源适配模块负极电压供电端和电容C607另一端，IGBT驱动芯片IC604电源电压端连接H桥第二波形输入端；
所述正弦波SPWM波形发生器第三波形输出端连接电阻R613一端，电阻R613 另一端连接IGBT驱动芯片IC605正极输入端和二极管D603正极，二极管D603负极连接过流保护模块波形保护控制检测输入端，IGBT驱动芯片IC605电源电压端连接门驱动电源适配模块电源电压供电端和电容C608一端，IGBT驱动芯片IC605负极电压端连接门驱动电源适配模块负极电压供电端和电容C608另一端，IGBT驱动芯片IC605电源电压端连接H桥第三波形输入端；
所述正弦波SPWM波形发生器第四波形输出端连接电阻R614一端，电阻R614 另一端连接IGBT驱动芯片IC606正极输入端和二极管D604正极，二极管D604负极连接过流保护模块波形保护控制检测输入端，IGBT驱动芯片IC606电源电压端连接门驱动电源适配模块电源电压供电端和电容C609一端，IGBT驱动芯片IC606负极电压端连接门驱动电源适配模块负极电压供电端和电容C609另一端，IGBT驱动芯片IC606电源电压端连接H桥第四波形输入端。
上述方案中：H桥包括电阻R619，电阻R619一端为H桥第一波形输入端，电阻R619另一端连接MOS管Q608栅极MOS管Q8-1栅极，MOS管Q608源极和 MOS管Q8-1源极均连接交流输出电路第二输入端，MOS管Q608漏极和MOS管 Q8-1漏极均连接电容C611一端和电容C610一端；MOS管Q608漏极为H桥电源电压输入端；
还包括电阻R621，电阻R621一端为H桥第二波形输入端，电阻R621另一端连接MOS管Q609栅极MOS管Q9-1栅极，MOS管Q609源极和MOS管Q9-1源极均连接电容C610另一端和电容C611另一端，MOS管Q609漏极和MOS管Q9-1 漏极均连接交流输出电路第二输入端；
还包括电阻R615，电阻R615一端为H桥第三波形输入端，电阻R615另一端连接MOS管Q606栅极MOS管Q6-1栅极，MOS管Q606漏极和MOS管Q6-1漏极均连接MOS管Q608漏极，MOS管Q606源极和MOS管Q6-1源极均连接电感 L601一端，电感L601另一端连接交流输出电路第一输入端；
还包括电阻R617，电阻R617一端为H桥第三波形输入端，电阻R617另一端连接MOS管Q607栅极MOS管Q7-1栅极，MOS管Q607源极和MOS管Q7-1源极均连接电容C610另一端和电容C621另一端，电容C610另一端和电容C621另一端均连接电源地，MOS管Q607漏极和MOS管Q7-1漏极均连接滤波电感L601一端；
交流输出电路包括共轭电感器L602，共轭电感器L602第一绕组一端为交流输出电路第一输入端，共轭电感器L602第二绕组一端为交流输出电路第二输入端，共轭电感器L602第二绕组另一端连接接线排J602一端、滑动变阻器R668一端和电阻 R667一端；共轭电感器L602第一绕组另一端连接接线排J602另一端、滑动变阻器 R668另一端和电阻R656一端，电阻R656另一端连接二极管D621正极，二极管 D621负极连接交流输出指示灯LED602正极，交流输出指示灯LED602负极连接共轭电感器L602第二绕组另一端。
上述方案中：所述过流保护模块包括交流检测电路和交流保护控制电路；
交流检测电路包括电阻R643，电阻R643一端为交流电流检测端，连接共轭电感器L602第一绕组一端，电阻R643另一端连接电阻R644一端，电阻R644另一端连接电阻R645一端、电阻R646一端和二极管D605正极，电阻R646另一端连接电源地，二极管D605负极连接电阻R639一端、电阻R641一端、电容C614一端和正弦波发生器交流输出检测输入端，电阻R639另一端连接5V电源，电阻R641另一端和电容C614另一端连接电源地，电阻R645另一端连接电容C616一端，电容C616 另一端连接电源地；
交流保护控制电路包括二极管D611，二极管D611正极连接单片机过流保护控制输出端，二极管D611负极连接电阻R647一端和二极管D610负极，二极管D610 正极连接过流保护模块交流保护输出端，电阻R647另一端连接三极管Q610基极和电阻R648一端；电阻R648另一端和三极管Q610发射极均连接电源地，三极管Q610 集电极连接交流保护继电器K601绕组一端，交流保护继电器K601绕组另一端连接 5V电源；
交流保护继电器K601触点公共端连接共轭电感器L602第一绕组另一端，交流保护继电器K601触点常开端连接电阻R667另一端；交流保护继电器K601触点常闭端连接接线排J602另一端、滑动变阻器R668另一端和电阻R656一端；
所述交流输出启动电路包括电阻R23，电阻R23一端连接单片机交流启动端，电阻R23另一端连接电阻R22一端和MOS管Q6栅极，电阻R22另一端和MOS管 Q6源极连接电源地，MOS管Q6漏极连接交流启动继电器K602绕组一端，交流启动继电器K602绕组另一端连接5V电源；
交流启动继电器K602公共端连接340V电源，交流启动继电器K602触点常开端连接H桥电源电压输入端、电阻R604一端、电阻R662一端、电容C641一端和电容C642一端，电容C641另一端和电容C642另一端连接电源地，电阻R604另一端连接340V电源，电阻R662另一端连接电阻R663一端，电阻R663另一端连接电阻R664一端和电容C644一端，电阻R664另一端和电容C644另一端均连接电源地。
上述方案中：所述电池组包通过若干锂电池电芯串联和/或先并联后串联，形成高压电池组，直接转换成交流输出，从电池到交流输出中间不需要升降压变换电路。
上述方案中：当需要110V输出时，高压电池组采用40-50节锂电池电芯串联和/或先并联后串联而成，输出电压130v---190V；
当需要110V输出时，高压电池组采用80-100节锂电池电芯串联和/或先并联后串联而成，输出电压260v---380V；
当需要110V输出时，高压电池组采用140-170节锂电池电芯串联和/或先并联后串联而成，输出电压518v---720V。
上述方案中：还包括用于为IGBT驱动模块供电的门驱动电源适配模块，门驱动电源适配模块包括直流电源IC607，直流电源IC607正极输入端连接电阻R659一端，电阻R659另一端连接5V电源，直流电源IC607负极输入端连接电容C636一端、电容C637一端、电容C638一端和电阻R649一端，电阻R649另一端连接电源地，电容C636另一端、电容C637另一端和电容C638另一端连接5V电源，直流电源IC607正极输出端连接电阻R651一端，直流电源IC607负极输出端连接二极管 D612正极，二极管D612负极连接电阻R651另一端；
门驱动电源适配模块还包括直流电源IC608，直流电源IC608正极输入端连接电阻R654一端，电阻R654另一端连接5V电源，直流电源IC608负极输入端连接电阻R649一端，直流电源IC608正极输出端连接电阻R652一端，直流电源IC608 负极输出端连接二极管D613正极，二极管D613负极连接电阻R652另一端；
还包括直流电源IC609，直流电源IC609正极输入端连接电阻R655一端，电阻 R655另一端连接5V电源，直流电源IC609负极输入端连接电阻R649一端，直流电源IC609正极输出端连接电阻R653一端，直流电源IC609负极输出端连接二极管 D613正极，二极管D613负极连接电阻R653另一端。
上述方案中：过流保护模块包括第一H桥检测电路、第二H桥检测电路和过流保护控制输出电路；
第一H桥检测电路包括电阻R625，电阻R625一端连接H桥第二波形输入端和电阻R626一端，电阻R625另一端连接二极管D617正极、二极管D616正极和电容C646一端，电容C646另一端连接电源地，二极管D616负极连接二极管D615 正极，二极管D615负极连接门驱动电源适配模块第一工作端，二极管D617负极连接运放IC610A同相输入端和电阻R630一端，电阻R630另一端连接电源地，电阻 R626另一端连接电阻R627一端、MOS管Q611栅极和MOS管Q617栅极，电阻 R627另一端、MOS管Q611源极和MOS管Q617源极均连接电源地，MOS管Q617 漏极连接电阻R628一端和运放IC610A异相输入端，电阻R628另一端连接12V， MOS管Q611漏极连接电阻R631一端，电阻R631另一端连接12V电压，运放IC610A 输出端连接二极管D606正极，二极管D606负极为第二H桥检测电路过流信号输出端；
第二H桥检测电路包括电阻R632，电阻R632一端连接H桥第四波形输入端和电阻R633一端，电阻R632另一端连接二极管D620正极、二极管D619正极和电容C648一端，电容C648另一端连接电源地，二极管D619负极连接二极管D618 正极，二极管D618负极连接门驱动电源适配模块第二工作端，二极管D620负极连接运放IC610B同相输入端和电阻R637一端，电阻R637另一端连接电源地，电阻 R633另一端连接电阻R634一端、MOS管Q612栅极和MOS管Q619栅极，电阻 R634另一端、MOS管Q612源极和MOS管Q619源极均连接电源地，MOS管Q619 漏极连接电阻R635一端和运放IC610B异相输入端，电阻R635另一端连接12V电压，运放IC610A输出端连接二极管D609正极、MOS管Q612漏极和电阻R638一端，电阻R638另一端连接12V电压，二极管D609负极为第二H桥检测电路过流信号输出端，连接过流光耦IC611第一输入端；
过流保护控制输出电路包括光耦IC611，第一H桥检测电路过流信号输出端和第二H桥检测电路过流信号输出端均连接过流光耦IC611第一输入端，过流光耦 IC611第一输出端连接电源地；过流光耦IC611第二输入端连接5V电压，过流光耦 IC611第二输出端连接二极管D608负极、电阻R660一端、MOS管Q614栅极、MOS 管Q613栅极和可控硅Q615一端，电阻R660另一端、MOS管Q614源极和MOS 管Q613源极连接电源地，可控硅Q615第二端连接5V电压，二极管D608正极连接单片机过流保护控制输出端，MOS管Q614漏极连接电阻R661一端和正弦波发生器过流保护信号输入端，MOS管Q613漏极为过流保护模块波形保护控制检测输入端，MOS管Q613漏极连接电阻R657一端和电阻R658一端，电阻R658另一端连接电容C613一端，电容C613另一端连接电源地，可控硅Q615第三端连接电阻 R659一端，电阻R659另一端连接电源地。
上述方案中：充电保护控制电路包括电阻R306，电阻R306一端连接单片机充电控制输出保护控制端，电阻R306另一端连接电阻R305一端和三极管Q302基极，三极管Q302发射极连接电阻R305另一端，电阻R305另一端连接电源地，三极管 Q302集电极连接充电保护继电器K401绕组一端，充电保护继电器K401绕组另一端连接5V电压；
电池组包充电电路包括电池组包第一端连接电阻R201一端，电阻R201另一端连接二极管D202一端、MOS管Q202源极、电阻R206一端和电阻R203一端，电阻R203另一端连接单片机交流保护输入端和电阻R202一端，电阻R202另一端连接电阻R206另一端、二极管D202另一端和MOS管Q202栅极，MOS管Q202漏极连接接线排J202第二端，接线排J202第一端连接电阻R207一端，电阻R207另一端连接电池组包第二端、熔断器F202一端和熔断器F201一端；
熔断器F201另一端连接充电光耦IC104第二输入端，充电光耦IC104第二输出端连接电阻R101一端，电阻R101另一端连接电阻R102一端，电阻R102另一端连接电阻R105一端，电阻R105另一端为电池组包保护数据信号输出端，连接单片机锂电池保护数据信号输入端和电阻R103一端，电阻R103另一端连接电源地，充电光耦IC104第一输入端连接电阻R104一端，电阻R104另一端连接5V电压，充电光耦IC104第一输出端连接电源地；
熔断器F202另一端连接充电保护继电器K401公共端，充电保护继电器K401 触点常闭端连接电阻R412一端和二极管D401负极，电阻R412另一端连接二极管 D402正极，二极管D402负极连接熔断器F202另一端，二极管D401正极连接电阻 R401一端和接线排J401第一端，电阻R401另一端连接电阻R402一端，电阻R402 另一端连接单片机快充电流检测端和电阻R403一端，电阻R403另一端连接电源地，接线排J401第二端连接电阻R26一端，电阻R26另一端连接二极管D5负极，二极管D5正极连接电源地，接线排J401第三端连接电阻R25一端，电阻R25另一端连接二极管D4负极，二极管D4正极连接电源地；接线排J401第二端连接电阻R24 一端，电阻R24另一端连接二极管D6正极和二极管D3负极，二极管D6负极连接 12V电压，二极管D3正极连接电源地；
所述单片机慢充电流检测输入端连接电阻302一端和电阻R303一端，电阻R303 另一端连接电源地，电阻R303另一端还连接电阻R304一端和二极管D302正极，电阻R304另一端连接电阻301一端和接线排J302第二端，电阻301另一端连接MOS 管Q301栅极，电阻302另一端连接MOS管Q301漏极，MOS管Q301源极连接接线排J302第一端，二极管D302负极连接单片机外置电源检测输入端和电阻R325 一端，电阻R325另一端连接接线排J302第三端。
本发明还提供了一种智能切换交流直流的控制方法，包括上述方案中的一种智能切换交流直流的便携式电源，还包括以下步骤：
S1：根据需求进行充电或放电，若需进行充电时，则闭合充电开关，并执行S2；若需进行交流供电输出时，则闭合交流供电开关，并执行S3；若需进行直流供电输出时，则闭合直流供电开关，并执行S4；
S2：闭合充电开关，充电电路接通，通过充电电路为电池组包进行充电，同时，单片机通过第一电流电压检测模块检测电池组包的电流电压状态；若充电电压或电流过大时，单片机向充电保护控制电路发出停止充电信号，充电保护控制电路通过充电保护继电器K401强行断开充电电路，停止为电池组包充电；
S3：闭合交流供电开关，通过交流输出启动电路的交流启动继电器K602连通H 桥电源电压输入端，同时通过单片机向正弦波发生器发出产生正弦波指令，正弦波发生器发出正弦波，并通过IGBT驱动模块向H桥输出正弦波，经过电感滤波器和共轭电感器L602，从接线排J602输出交流电；
同时还通过过流检测模块对交流输出电路进行电流检测，当检测到过流时，则通过继电器K601断开交流供电输出，同时单片机箱正弦波发生器发送停止输出正弦波信号；
S4：闭合直流供电开关，通过直流输出模块输出直流电。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、高压直流电池组直接与交流变换H桥相联，中间不需要DC-DC变换电路，从而能实现大功率输出，可实现99％以上的高效输出，充分发挥锂电池大电流输出特性，实现高效输出。
2、对电池充电时根据充电的电压与电流的变化，计算出输入电源的最大功率。跟据锂电池包提供的电池状态，实现多模式充电。缩短充电时间。
3、输出电压的稳定调节采用双极性SPWM波进行调制，通过改变后级逆变电路驱动波形的调制比，实现了稳定电压的输出。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明的系统示意图；
图2是本发明门驱动电源适配模块的电路图；
图3是本发明交流输出电路、交流检测电路和交流保护控制电路的电路图；
图4是本发明充电保护控制电路的电路图；
图5是本发明第一H桥检测电路和第二H桥检测电路交流检测电路的电路图；
图6是本发明过流保护控制输出电路的电路图；
图7是本发明IGBT驱动模块的电路图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1-图7所示，一种智能切换交流直流的便携式电源，包括单片机，所述单片机锂电池保护数据信号输入端连接电池组包保护数据信号输出端，所述单片机系统母线电压电流检测输入端连接第一电流电压检测模块数据输出端，所述第一电流电压检测模块第一检测端连接电池组包负极，所述第一电流电压检测模块第二检测端连接电池组包正极，单片机正弦波电压频率控制输出端连接正弦波发生器频率控制输输入端，正弦波发生器正弦波频率输出端连接IGBT驱动模块正弦波频率输入端，IGBT驱动模块波形输出端连接H桥波形输入端，H桥信号输出端连接电感滤波器信号输入端，电感滤波器滤波输出端连接交流输出电路输入端；单片机交流控制输出端连接交流输出启动电路交流控制输入端，交流输出启动电路控制输出端连接H桥电源电压输入端，单片机过流保护控制输出端连接过流保护模块过流保护输入端，过流保护模块过流保护信号输出端连接正弦波发生器过流保护输入端；电池组包正极连接交流输出启动电路信号输入端、电池组包充电电路信号输入端和开关电源信号输入端，交流输出启动电路信号输出端连接H桥电源电压输入端，单片机充电管理信号连接充电保护控制电路信号输入端，充电保护控制电路控制输出端连接电池组包充电电路控制信号输入端；开关电源信号输出端连接开关模块电路信号输入端，开关模块电路信号输出端连接直流输出模块信号输入端。还包括用于为 IGBT驱动模块供电的门驱动电源适配模块。
所述IGBT驱动模块包括IGBT驱动芯片IC603、IGBT驱动芯片IC604、IGBT 驱动芯片IC605和IGBT驱动芯片IC606。
所述正弦波SPWM波形发生器第一波形输出端连接电阻R611一端，电阻R611 另一端连接IGBT驱动芯片IC603正极输入端和二极管D601正极，二极管D601负极连接过流保护模块波形保护控制检测输入端，IGBT驱动芯片IC603电源电压端连接门驱动电源适配模块电源电压供电端和电容C606一端，IGBT驱动芯片IC603负极电压端连接门驱动电源适配模块负极电压供电端和电容C606另一端，IGBT驱动芯片IC603电源电压端连接H桥第一波形输入端。
所述正弦波SPWM波形发生器第二波形输出端连接电阻R612一端，电阻R6121 另一端连接IGBT驱动芯片IC604正极输入端和二极管D602正极，二极管D602负极连接过流保护模块波形保护控制检测输入端，IGBT驱动芯片IC604电源电压端连接门驱动电源适配模块电源电压供电端和电容C607一端，IGBT驱动芯片IC604负极电压端连接门驱动电源适配模块负极电压供电端和电容C607另一端，IGBT驱动芯片IC604电源电压端连接H桥第二波形输入端。
所述正弦波SPWM波形发生器第三波形输出端连接电阻R613一端，电阻R613 另一端连接IGBT驱动芯片IC605正极输入端和二极管D603正极，二极管D603负极连接过流保护模块波形保护控制检测输入端，IGBT驱动芯片IC605电源电压端连接门驱动电源适配模块电源电压供电端和电容C608一端，IGBT驱动芯片IC605负极电压端连接门驱动电源适配模块负极电压供电端和电容C608另一端，IGBT驱动芯片IC605电源电压端连接H桥第三波形输入端。
所述正弦波SPWM波形发生器第四波形输出端连接电阻R614一端，电阻R614 另一端连接IGBT驱动芯片IC606正极输入端和二极管D604正极，二极管D604负极连接过流保护模块波形保护控制检测输入端，IGBT驱动芯片IC606电源电压端连接门驱动电源适配模块电源电压供电端和电容C609一端，IGBT驱动芯片IC606负极电压端连接门驱动电源适配模块负极电压供电端和电容C609另一端，IGBT驱动芯片IC606电源电压端连接H桥第四波形输入端。
其中，门驱动电源适配模块包括直流电源IC607，直流电源IC607正极输入端连接电阻R659一端，电阻R659另一端连接5V电源，直流电源IC607负极输入端连接电容C636一端、电容C637一端、电容C638一端和电阻R649一端，电阻R649 另一端连接电源地，电容C636另一端、电容C637另一端和电容C638另一端连接 5V电源，直流电源IC607正极输出端连接电阻R651一端、电容C623一端和电容 C625一端，直流电源IC607负极输出端连接二极管D612正极、电容C624一端和电容C626一端，二极管D612负极连接电阻R651另一端。电容C623另一端、电容 C625另一端、电容C624另一端和电容C626另一端均连接电阻R651另一端；通过直流电源IC607正极输出端为IGBT驱动芯片提供正电压，通过直流电源IC607负极输出端为IGBT驱动芯片提供负电压。
最好是，门驱动电源适配模块还包括直流电源IC608，直流电源IC608正极输入端连接电阻R654一端，电阻R654另一端连接5V电源，直流电源IC608负极输入端连接电阻R649一端，直流电源IC608正极输出端连接电阻R652一端、电容 C627一端和电容C630一端，直流电源IC608负极输出端连接二极管D613正极、电容C628一端和电容C631一端，二极管D613负极连接电阻R652另一端；电容 C627另一端、电容C630另一端、电容C628另一端和电容C631另一端均连接电阻 R652另一端。
还包括直流电源IC609，直流电源IC609正极输入端连接电阻R655一端，电阻 R655另一端连接5V电源，直流电源IC609负极输入端连接电阻R649一端，直流电源IC609正极输出端连接电阻R653一端、电容C632一端和电容C634一端，直流电源IC609负极输出端连接二极管D613正极、电容C633一端和电容C635一端，二极管D613负极连接电阻R653另一端。电容C632另一端、电容C634另一端、电容C633另一端和电容C635另一端均连接电阻R653另一端。
一般的H桥，通常是采用电荷泵的来实现的，但是电荷泵电路供电功率小，不能驱动大功率管，同时也无法产生负电压，无法驱动IGBT驱动芯片，因此采用直流电源IC607，能够对IGBT驱动芯片进行供电。
具体的，直流电源IC608为IGBT驱动芯片IC603供电，IGBT驱动芯片IC603 电源电压端连接直流电源IC608正极输出端，IGBT驱动芯片IC603负极电压端连接直流电源IC608负极输出端。
直流电源IC607为IGBT驱动芯片IC605供电，IGBT驱动芯片IC605电源电压端连接直流电源IC607正极输出端，IGBT驱动芯片IC605负极电压端连接直流电源 IC607负极输出端。
直流电源IC609为IGBT驱动芯片IC604和IGBT驱动芯片IC606供电，IGBT 驱动芯片IC604电源电压端和IGBT驱动芯片IC606电源电压端连接直流电源IC609 正极输出端，IGBT驱动芯片IC604负极电压端和IGBT驱动芯片IC606负极电压端连接直流电源IC609负极输出端。
设置三个分别为直流电源IC607、直流电源IC608和直流电源IC609的供电模块，能够对四个IGBT驱动芯片分散供电，产生故障也不会影响其他IGBT驱动芯片的供电，保障系统正常运行。
H桥包括电阻R619，电阻R619一端为H桥第一波形输入端，电阻R619另一端连接MOS管Q608栅极、电阻R620一端和MOS管Q8-1栅极，电阻R620另一端连接MOS管Q608源极，MOS管Q608源极和MOS管Q8-1源极均连接电容C619 一端、电容C620一端和交流输出电路第二输入端，MOS管Q608漏极和MOS管 Q8-1漏极均连接电容C611一端和电容C610一端；MOS管Q608漏极为H桥电源电压输入端。
还包括电阻R621，电阻R621一端为H桥第二波形输入端，电阻R621另一端连接MOS管Q609栅极、电阻R622一端和MOS管Q9-1栅极，电阻R622另一端连接MOS管Q609源极，MOS管Q609源极和MOS管Q9-1源极均连接电容C610 另一端和电容C611另一端，MOS管Q609漏极和MOS管Q9-1漏极均连接电容C619 一端、电容C620一端和交流输出电路第二输入端。
还包括电阻R615，电阻R615一端为H桥第三波形输入端，电阻R615另一端连接MOS管Q606栅极、电阻R616一端和MOS管Q6-1栅极，电阻R616另一端连接MOS管Q606源极，MOS管Q606漏极和MOS管Q6-1漏极均连接MOS管 Q608漏极，MOS管Q606源极和MOS管Q6-1源极均连接电感L601一端，电感 L601另一端连接电容C619另一端、电容C620另一端和交流输出电路第一输入端。
还包括电阻R617，电阻R617一端为H桥第三波形输入端，电阻R617另一端连接MOS管Q607栅极、电阻R618一端和MOS管Q7-1栅极，电阻R618另一端连接MOS管Q607源极，MOS管Q607源极和MOS管Q7-1源极均连接电容C610 另一端和电容C621另一端，电容C610另一端和电容C621另一端均连接电源地， MOS管Q607漏极和MOS管Q7-1漏极均连接滤波电感L601一端。
交流输出电路包括共轭电感器L602，共轭电感器L602第一绕组一端为交流输出电路第一输入端，共轭电感器L602第二绕组一端为交流输出电路第二输入端，共轭电感器L602第二绕组另一端连接电容C621一端、接线排J602一端、滑动变阻器 R668一端和电阻R667一端，电容C621另一端连接电容C622一端，电容C622另一端连接共轭电感器L602第一绕组另一端；共轭电感器L602第一绕组另一端连接接线排J602另一端、滑动变阻器R668另一端和电阻R656一端，电阻R656另一端连接二极管D621正极，二极管D621负极连接交流输出指示灯LED602正极，交流输出指示灯LED602负极连接共轭电感器L602第二绕组另一端。
所述过流保护模块包括交流检测电路、交流保护控制电路、第一H桥检测电路、第二H桥检测电路和过流保护控制输出电路。
其中，交流检测电路包括电阻R643，电阻R643一端为交流电流检测端，连接共轭电感器L602第一绕组一端，电阻R643另一端连接电阻R644一端，电阻R644 另一端连接电阻R645一端、电阻R646一端、电容C615一端和二极管D605正极，电容C615另一端连接电阻R646另一端，电阻R646另一端连接电源地，二极管D605 负极连接电阻R639一端、电阻R641一端、电容C614一端和正弦波发生器交流输出检测输入端，电阻R639另一端连接5V电源，电阻R641另一端和电容C614另一端连接电源地，电阻R645另一端连接电容C616一端，电容C616另一端连接电源地。通过交流检测电路检测交流输出电路中的电压和电流，避免由于过流或过压对电路元件产生过载而烧毁。
其中，交流保护控制电路包括二极管D611，二极管D611正极连接单片机过流保护控制输出端，二极管D611负极连接电阻R647一端和二极管D610负极，二极管D610正极连接过流保护模块交流保护输出端，电阻R647另一端连接三极管Q610 基极和电阻R648一端；电阻R648另一端和三极管Q610发射极均连接电源地，三极管Q610集电极连接电容C617一端和交流保护继电器K601绕组一端，交流保护继电器K601绕组另一端连接5V电源；电容C617另一端连接电源地。
交流保护继电器K601触点公共端连接共轭电感器L602第一绕组另一端，交流保护继电器K601触点常开端连接电阻R667另一端；交流保护继电器K601触点常闭端连接接线排J602另一端、滑动变阻器R668另一端和电阻R656一端。通过接线排J602连接外部用电设备。通过交流保护控制电路控制交流保护继电器K601断开接线排J602，从而停止交流供电输出。
其中，第一H桥检测电路包括电阻R625，电阻R625一端连接H桥第二波形输入端和电阻R626一端，电阻R625另一端连接二极管D617正极、二极管D616正极和电容C646一端，电容C646另一端连接电源地，二极管D616负极连接二极管 D615正极，二极管D615负极连接门驱动电源适配模块第一工作端，二极管D617 负极连接运放IC610A同相输入端和电阻R630一端，电阻R630另一端连接电源地，电阻R626另一端连接电阻R627一端、MOS管Q611栅极和MOS管Q617栅极，电阻R627另一端、MOS管Q611源极和MOS管Q617源极均连接电源地，MOS管Q617漏极连接电阻R628一端和运放IC610A异相输入端，电阻R628另一端连接12V，MOS管Q611漏极连接电阻R631一端，电阻R631另一端连接12V电压，运放IC610A输出端连接二极管D606正极，二极管D606负极为第二H桥检测电路过流信号输出端。通过第一H桥检测电路检测H桥第二波形输入端处的电流电压情况。
其中，第二H桥检测电路包括电阻R632，电阻R632一端连接H桥第四波形输入端和电阻R633一端，电阻R632另一端连接二极管D620正极、二极管D619正极和电容C648一端，电容C648另一端连接电源地，二极管D619负极连接二极管 D618正极，二极管D618负极连接门驱动电源适配模块第二工作端，二极管D620 负极连接运放IC610B同相输入端和电阻R637一端，电阻R637另一端连接电源地，电阻R633另一端连接电阻R634一端、MOS管Q612栅极和MOS管Q619栅极，电阻R634另一端、MOS管Q612源极和MOS管Q619源极均连接电源地，MOS管Q619漏极连接电阻R635一端和运放IC610B异相输入端，电阻R635另一端连接12V 电压，运放IC610A输出端连接二极管D609正极、MOS管Q612漏极和电阻R638 一端，电阻R638另一端连接12V电压，二极管D609负极为第二H桥检测电路过流信号输出端，连接过流光耦IC611第一输入端。通过第二H桥检测电路检测H桥第四波形输入端处的电流电压情况。
其中，过流保护控制输出电路包括光耦IC611，第一H桥检测电路过流信号输出端和第二H桥检测电路过流信号输出端均连接过流光耦IC611第一输入端，过流光耦IC611第一输出端连接电源地；过流光耦IC611第二输入端连接5V电压，过流光耦IC611第二输出端连接二极管D608负极、电阻R660一端、MOS管Q614栅极、 MOS管Q613栅极和可控硅Q615一端，电阻R660另一端、MOS管Q614源极和 MOS管Q613源极连接电源地，可控硅Q615另一端连接5V电压，二极管D608正极连接单片机过流保护控制输出端，MOS管Q614漏极连接电阻R661一端和正弦波发生器过流保护信号输入端，MOS管Q613漏极为过流保护模块波形保护控制检测输入端，MOS管Q613漏极连接电阻R657一端和电阻R658一端，电阻R658另一端连接电容C613一端，电容C613另一端连接电源地，可控硅Q615第三端连接电阻R659一端，电阻R659另一端连接电源地。
当交流输出电路、H桥第二波形输入端处和H桥第四波形输入端处三者任意一处产生过流或过压的情况时，过流保护模块同时向交流保护控制电路、正弦波发生器发出过流保护信号，通过交流保护继电器K601断开接线排J602，从而停止交流供电输出。
所述交流输出启动电路包括电阻R23，电阻R23一端连接单片机交流启动端，电阻R23另一端连接电阻R22一端和MOS管Q6栅极，电阻R22另一端和MOS管 Q6源极连接电源地，MOS管Q6漏极连接交流启动继电器K602绕组一端和电容 C12一端，交流启动继电器K602绕组另一端连接5V电源；电容C12另一端连接电源地。
交流启动继电器K602公共端连接340V电源，交流启动继电器K602触点常开端连接H桥电源电压输入端、电阻R604一端、电阻R662一端、电容C641一端和电容C642一端，电容C641另一端和电容C642另一端连接电源地，电阻R604另一端连接340V电源，电阻R662另一端连接电阻R663一端，电阻R663另一端连接电阻R664一端和电容C644一端，电阻R664另一端和电容C644另一端均连接电源地。
充电保护控制电路包括电阻R306，电阻R306一端连接单片机充电控制输出保护控制端，电阻R306另一端连接电阻R305一端和三极管Q302基极，三极管Q302 发射极连接电阻R305另一端，电阻R305另一端连接电源地，三极管Q302集电极连接充电保护继电器K401绕组一端，充电保护继电器K401绕组另一端连接5V电压；
电池组包充电电路包括电池组包第一端连接电阻R201一端，电阻R201另一端连接二极管D202一端、MOS管Q202源极、电阻R206一端和电阻R203一端，电阻R203另一端连接单片机交流保护输入端和电阻R202一端，电阻R202另一端连接电阻R206另一端、二极管D202另一端和MOS管Q202栅极，MOS管Q202漏极连接接线排J202第二端，接线排J202第一端连接电阻R207一端，电阻R207另一端连接电池组包第二端、熔断器F202一端和熔断器F201一端；
熔断器F201另一端连接充电光耦IC104第二输入端，充电光耦IC104第二输出端连接电阻R101一端，电阻R101另一端连接电阻R102一端，电阻R102另一端连接电阻R105一端，电阻R105另一端为电池组包保护数据信号输出端，连接单片机锂电池保护数据信号输入端和电阻R103一端，电阻R103另一端连接电源地，充电光耦IC104第一输入端连接电阻R104一端，电阻R104另一端连接5V电压，充电光耦IC104第一输出端连接电源地；
熔断器F202另一端连接充电保护继电器K401公共端，充电保护继电器K401 触点常闭端连接电阻R412一端和二极管D401负极，电阻R412另一端连接二极管 D402正极，二极管D402负极连接熔断器F202另一端，二极管D401正极连接电阻 R401一端和接线排J401第一端，电阻R401另一端连接电阻R402一端，电阻R402 另一端连接单片机快充电流检测端和电阻R403一端，电阻R403另一端连接电源地，接线排J401第二端连接电阻R26一端，电阻R26另一端连接二极管D5负极，二极管D5正极连接电源地，接线排J401第三端连接电阻R25一端，电阻R25另一端连接二极管D4负极，二极管D4正极连接电源地；接线排J401第二端连接电阻R24 一端，电阻R24另一端连接二极管D6正极和二极管D3负极，二极管D6负极连接 12V电压，二极管D3正极连接电源地。
所述单片机慢充电流检测输入端连接电容C304一端、电阻302一端和电阻R303 一端，电容C304另一端和电阻R303另一端连接电源地，电阻R303另一端还连接电阻R304一端和二极管D302正极，电阻R304另一端连接电阻301一端和接线排 J302第二端，电阻301另一端连接MOS管Q301栅极，电阻302另一端连接MOS 管Q301漏极，MOS管Q301源极连接接线排J302第一端，二极管D302负极连接单片机外置电源检测输入端和电阻R325一端，电阻R325另一端连接接线排J302 第三端。
还能跟据便携式电源交流输出电压要求(如110V、220V、380V)，所述电池组包通过若干锂电池电芯串联或先并联后串联，最终形成高压电池组。对于110V输出，高压电池组采用40-50节锂电池电芯串联(或先并联后串联)而成，输出电压 130v---190V。对于220V输出，高压电池组采用80-100节锂电池电芯串联(或先并联后串联)而成，输出电压260v---380V。对于380V输出，高压电池组采用140-170 节锂电池电芯串联(或先并联后串联)而成，输出电压518v---720V。
还根据使用需求增加超声波驱虫模块、蓝牙音箱模块、应急照明模块、电子设备充电模块，所述超声波驱虫模块、蓝牙音箱模块、应急照明模块、电子设备充电模块的启动输入端均连接开关模块电路启动输出端。
本发明还提供了一种智能切换交流直流的控制方法，包括上述方案中的一种智能切换交流直流的便携式电源，还包括以下步骤：
S1：根据需求进行充电或放电，若需进行充电时，则闭合充电开关，并执行S2；若需进行交流供电输出时，则闭合交流供电开关，并执行S3；若需进行直流供电输出时，则闭合直流供电开关，并执行S4；
S2：闭合充电开关，充电电路接通，通过充电电路为电池组包进行充电，同时，单片机通过第一电流电压检测模块检测电池组包的电流电压状态；若充电电压或电流过大时，单片机向充电保护控制电路发出停止充电信号，充电保护控制电路通过充电保护继电器K401强行断开充电电路，停止为电池组包充电；
S3：闭合交流供电开关，通过交流输出启动电路的交流启动继电器K602连通H 桥电源电压输入端，同时通过单片机向正弦波发生器发出产生正弦波指令，正弦波发生器发出正弦波，并通过IGBT驱动模块向H桥输出正弦波，经过电感滤波器和共轭电感器L602，从接线排J602输出交流电；
同时还通过过流检测模块对交流输出电路进行电流检测，当检测到过流时，则通过继电器K601断开交流供电输出，同时单片机箱正弦波发生器发送停止输出正弦波信号；
S4：闭合直流供电开关，通过直流输出模块输出直流电。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种智能切换交流直流的便携式电源，其特征在于：包括单片机，所述单片机锂电池保护数据信号输入端连接电池组包保护数据信号输出端，所述单片机系统母线电压电流检测输入端连接第一电流电压检测模块数据输出端，所述第一电流电压检测模块第一检测端连接电池组包负极，所述第一电流电压检测模块第二检测端连接电池组包正极，单片机正弦波电压频率控制输出端连接正弦波发生器频率控制输输入端，正弦波发生器正弦波频率输出端连接IGBT驱动模块正弦波频率输入端，IGBT驱动模块波形输出端连接H桥波形输入端，H桥信号输出端连接电感滤波器信号输入端，电感滤波器滤波输出端连接交流输出电路输入端；单片机交流控制输出端连接交流输出启动电路交流控制输入端，交流输出启动电路控制输出端连接H桥电源电压输入端，单片机过流保护控制输出端连接过流保护模块过流保护输入端，过流保护模块过流保护信号输出端连接正弦波发生器过流保护输入端；电池组包正极连接交流输出启动电路信号输入端、电池组包充电电路信号输入端和开关电源信号输入端，交流输出启动电路信号输出端连接H桥电源电压输入端，单片机充电管理信号连接充电保护控制电路信号输入端，充电保护控制电路控制输出端连接电池组包充电电路控制信号输入端；开关电源信号输出端连接开关模块电路信号输入端，开关模块电路信号输出端连接直流输出模块信号输入端。
2.根据权利要求1所述的一种智能切换交流直流的便携式电源，其特征在于：所述IGBT驱动模块包括IGBT驱动芯片IC603、IGBT驱动芯片IC604、IGBT驱动芯片IC605和IGBT驱动芯片IC606；
所述正弦波SPWM波形发生器第一波形输出端连接电阻R611一端，电阻R611另一端连接IGBT驱动芯片IC603正极输入端和二极管D601正极，二极管D601负极连接过流保护模块波形保护控制检测输入端，IGBT驱动芯片IC603电源电压端连接门驱动电源适配模块电源电压供电端和电容C606一端，IGBT驱动芯片IC603负极电压端连接门驱动电源适配模块负极电压供电端和电容C606另一端，IGBT驱动芯片IC603电源电压端连接H桥第一波形输入端；
所述正弦波SPWM波形发生器第二波形输出端连接电阻R612一端，电阻R6121另一端连接IGBT驱动芯片IC604正极输入端和二极管D602正极，二极管D602负极连接过流保护模块波形保护控制检测输入端，IGBT驱动芯片IC604电源电压端连接门驱动电源适配模块电源电压供电端和电容C607一端，IGBT驱动芯片IC604负极电压端连接门驱动电源适配模块负极电压供电端和电容C607另一端，IGBT驱动芯片IC604电源电压端连接H桥第二波形输入端；
所述正弦波SPWM波形发生器第三波形输出端连接电阻R613一端，电阻R613另一端连接IGBT驱动芯片IC605正极输入端和二极管D603正极，二极管D603负极连接过流保护模块波形保护控制检测输入端，IGBT驱动芯片IC605电源电压端连接门驱动电源适配模块电源电压供电端和电容C608一端，IGBT驱动芯片IC605负极电压端连接门驱动电源适配模块负极电压供电端和电容C608另一端，IGBT驱动芯片IC605电源电压端连接H桥第三波形输入端；
所述正弦波SPWM波形发生器第四波形输出端连接电阻R614一端，电阻R614另一端连接IGBT驱动芯片IC606正极输入端和二极管D604正极，二极管D604负极连接过流保护模块波形保护控制检测输入端，IGBT驱动芯片IC606电源电压端连接门驱动电源适配模块电源电压供电端和电容C609一端，IGBT驱动芯片IC606负极电压端连接门驱动电源适配模块负极电压供电端和电容C609另一端，IGBT驱动芯片IC606电源电压端连接H桥第四波形输入端。
3.根据权利要求2所述的一种智能切换交流直流的便携式电源，其特征在于：H桥包括电阻R619，电阻R619一端为H桥第一波形输入端，电阻R619另一端连接MOS管Q608栅极、MOS管Q8-1栅极，MOS管Q608源极和MOS管Q8-1源极均连接交流输出电路第二输入端，MOS管Q608漏极和MOS管Q8-1漏极均连接电容C611一端和电容C610一端；MOS管Q608漏极为H桥电源电压输入端；
还包括电阻R621，电阻R621一端为H桥第二波形输入端，电阻R621另一端连接MOS管Q609栅极、MOS管Q9-1栅极，MOS管Q609源极和MOS管Q9-1源极均连接电容C610另一端和电容C611另一端，MOS管Q609漏极和MOS管Q9-1漏极均连接交流输出电路第二输入端；
还包括电阻R615，电阻R615一端为H桥第三波形输入端，电阻R615另一端连接MOS管Q606栅极、MOS管Q6-1栅极，MOS管Q606漏极和MOS管Q6-1漏极均连接MOS管Q608漏极，MOS管Q606源极和MOS管Q6-1源极均连接电感L601一端，电感L601另一端连接交流输出电路第一输入端；
还包括电阻R617，电阻R617一端为H桥第三波形输入端，电阻R617另一端连接MOS管Q607栅极、MOS管Q7-1栅极，MOS管Q607源极和MOS管Q7-1源极均连接电容C610另一端和电容C611另一端，电容C610另一端和电容C621另一端均连接电源地，MOS管Q607漏极和MOS管Q7-1漏极均连接滤波电感L601一端；
交流输出电路包括共轭电感器L602，共轭电感器L602第一绕组一端为交流输出电路第一输入端，共轭电感器L602第二绕组一端为交流输出电路第二输入端，共轭电感器L602第二绕组另一端连接接线排J602一端、滑动变阻器R668一端和电阻R667一端；共轭电感器L602第一绕组另一端连接接线排J602另一端、滑动变阻器R668另一端和电阻R656一端，电阻R656另一端连接二极管D621正极，二极管D621负极连接交流输出指示灯LED602正极，交流输出指示灯LED602负极连接共轭电感器L602第二绕组另一端。
4.根据权利要求3所述的一种智能切换交流直流的便携式电源，其特征在于：所述过流保护模块包括交流检测电路和交流保护控制电路；
交流检测电路包括电阻R643，电阻R643一端为交流电流检测端，连接共轭电感器L602第一绕组一端，电阻R643另一端连接电阻R644一端，电阻R644另一端连接电阻R645一端、电阻R646一端、电容C615一端和二极管D605正极，电阻R646另一端连接电源地，二极管D605负极连接电阻R639一端、电阻R641一端、电容C614一端和正弦波发生器交流输出检测输入端，电阻R639另一端连接5V电源，电阻R641另一端、电容C615另一端和电容C614另一端连接电源地，电阻R645另一端连接电容C616一端，电容C616另一端连接电源地；
交流保护控制电路包括二极管D611，二极管D611正极连接单片机过流保护控制输出端，二极管D611负极连接电阻R647一端和二极管D610负极，二极管D610正极连接过流保护模块交流保护输出端，电阻R647另一端连接三极管Q610基极和电阻R648一端；电阻R648另一端和三极管Q610发射极均连接电源地，三极管Q610集电极和电容C617一端连接交流保护继电器K601绕组一端，交流保护继电器K601绕组另一端连接5V电源；电容C617另一端连接电源地；
交流保护继电器K601触点公共端连接共轭电感器L602第一绕组另一端，交流保护继电器K601触点常开端连接电阻R667另一端；交流保护继电器K601触点常闭端连接接线排J602另一端、滑动变阻器R668另一端和电阻R656一端；
所述交流输出启动电路包括电阻R23，电阻R23一端连接单片机交流启动端，电阻R23另一端连接电阻R22一端和MOS管Q6栅极，电阻R22另一端和MOS管Q6源极连接电源地，MOS管Q6漏极连接交流启动继电器K602绕组一端，交流启动继电器K602绕组另一端连接5V电源；
交流启动继电器K602公共端连接340V电源，交流启动继电器K602触点常开端连接H桥电源电压输入端、电阻R604一端、电阻R662一端、电容C641一端和电容C642一端，电容C641另一端和电容C642另一端连接电源地，电阻R604另一端连接340V电源，电阻R662另一端连接电阻R663一端，电阻R663另一端连接电阻R664一端和电容C644一端，电阻R664另一端和电容C644另一端均连接电源地。
5.根据权利要求2所述的一种智能切换交流直流的便携式电源，其特征在于：所述电池组包通过若干锂电池电芯串联和/或先并联后串联，形成高压电池组，直接转换成交流输出，从电池到交流输出中间不需要升降压变换电路。
6.根据权利要求5所述的一种智能切换交流直流的便携式电源，其特征在于：当需要110V输出时，高压电池组采用40-50节锂电池电芯串联和/或先并联后串联而成，输出电压130v---190V；
当需要110V输出时，高压电池组采用80-100节锂电池电芯串联和/或先并联后串联而成，输出电压260v---380V；
当需要110V输出时，高压电池组采用140-170节锂电池电芯串联和/或先并联后串联而成，输出电压518v---720V。
7.根据权利要求2所述的一种智能切换交流直流的便携式电源，其特征在于：还包括用于为IGBT驱动模块供电的门驱动电源适配模块，门驱动电源适配模块包括直流电源IC607，直流电源IC607正极输入端连接电阻R659一端，电阻R659另一端连接5V电源，直流电源IC607负极输入端连接电容C636一端、电容C637一端、电容C638一端和电阻R649一端，电阻R649另一端连接电源地，电容C636另一端、电容C637另一端和电容C638另一端连接5V电源，直流电源IC607正极输出端连接电阻R651一端、电容C623一端和电容C625一端，直流电源IC607负极输出端连接二极管D612正极、电容C624一端和电容C626一端，二极管D612负极、电容C624另一端和电容C626另一端连接电阻R651另一端、电容C623另一端和电容C625另一端；
门驱动电源适配模块还包括直流电源IC608，直流电源IC608正极输入端连接电阻R654一端，电阻R654另一端连接5V电源，直流电源IC608负极输入端连接电阻R649一端，直流电源IC608正极输出端连接电阻R652一端，直流电源IC608负极输出端连接二极管D613正极，二极管D613负极连接电阻R652另一端；
还包括直流电源IC609，直流电源IC609正极输入端连接电阻R655一端，电阻R655另一端连接5V电源，直流电源IC609负极输入端连接电阻R649一端，直流电源IC609正极输出端连接电阻R653一端，直流电源IC609负极输出端连接二极管D613正极，二极管D613负极连接电阻R653另一端。
8.根据权利要求7所述的一种智能切换交流直流的便携式电源，其特征在于：过流保护模块包括第一H桥检测电路、第二H桥检测电路和过流保护控制输出电路；
第一H桥检测电路包括电阻R625，电阻R625一端连接H桥第二波形输入端和电阻R626一端，电阻R625另一端连接二极管D617正极、二极管D616正极和电容C646一端，电容C646另一端连接电源地，二极管D616负极连接二极管D615正极，二极管D615负极连接门驱动电源适配模块第一工作端，二极管D617负极连接运放IC610A同相输入端和电阻R630一端，电阻R630另一端连接电源地，电阻R626另一端连接电阻R627一端、MOS管Q611栅极和MOS管Q617栅极，电阻R627另一端、MOS管Q611源极和MOS管Q617源极均连接电源地，MOS管Q617漏极连接电阻R628一端和运放IC610A异相输入端，电阻R628另一端连接12V，MOS管Q611漏极连接电阻R631一端，电阻R631另一端连接12V电压，运放IC610A输出端连接二极管D606正极，二极管D606负极为第二H桥检测电路过流信号输出端；
第二H桥检测电路包括电阻R632，电阻R632一端连接H桥第四波形输入端和电阻R633一端，电阻R632另一端连接二极管D620正极、二极管D619正极和电容C648一端，电容C648另一端连接电源地，二极管D619负极连接二极管D618正极，二极管D618负极连接门驱动电源适配模块第二工作端，二极管D620负极连接运放IC610B同相输入端和电阻R637一端，电阻R637另一端连接电源地，电阻R633另一端连接电阻R634一端、MOS管Q612栅极和MOS管Q619栅极，电阻R634另一端、MOS管Q612源极和MOS管Q619源极均连接电源地，MOS管Q619漏极连接电阻R635一端和运放IC610B异相输入端，电阻R635另一端连接12V电压，运放IC610A输出端连接二极管D609正极、MOS管Q612漏极和电阻R638一端，电阻R638另一端连接12V电压，二极管D609负极为第二H桥检测电路过流信号输出端，连接过流光耦IC611第一输入端；
过流保护控制输出电路包括光耦IC611，第一H桥检测电路过流信号输出端和第二H桥检测电路过流信号输出端均连接过流光耦IC611第一输入端，过流光耦IC611第一输出端连接电源地；过流光耦IC611第二输入端连接5V电压，过流光耦IC611第二输出端连接二极管D608负极、电阻R660一端、MOS管Q614栅极、MOS管Q613栅极和可控硅Q615一端，电阻R660另一端、MOS管Q614源极和MOS管Q613源极连接电源地，可控硅Q615第二端连接5V电压，二极管D608正极连接单片机过流保护控制输出端，MOS管Q614漏极连接电阻R661一端和正弦波发生器过流保护信号输入端，MOS管Q613漏极为过流保护模块波形保护控制检测输入端，MOS管Q613漏极连接电阻R657一端和电阻R658一端，电阻R658另一端连接电容C613一端，电容C613另一端连接电源地，可控硅Q615第三端连接电阻R659一端，电阻R659另一端连接电源地。
9.根据权利要求1所述的一种智能切换交流直流的便携式电源，其特征在于：充电保护控制电路包括电阻R306，电阻R306一端连接单片机充电控制输出保护控制端，电阻R306另一端连接电阻R305一端和三极管Q302基极，三极管Q302发射极连接电阻R305另一端，电阻R305另一端连接电源地，三极管Q302集电极连接充电保护继电器K401绕组一端，充电保护继电器K401绕组另一端连接5V电压；
电池组包充电电路包括电池组包第一端连接电阻R201一端，电阻R201另一端连接二极管D202一端、MOS管Q202源极、电阻R206一端和电阻R203一端，电阻R203另一端连接单片机交流保护输入端和电阻R202一端，电阻R202另一端连接电阻R206另一端、二极管D202另一端和MOS管Q202栅极，MOS管Q202漏极连接接线排J202第二端，接线排J202第一端连接电阻R207一端，电阻R207另一端连接电池组包第二端、熔断器F202一端和熔断器F201一端；
熔断器F201另一端连接充电光耦IC104第二输入端，充电光耦IC104第二输出端连接电阻R101一端，电阻R101另一端连接电阻R102一端，电阻R102另一端连接电阻R105一端，电阻R105另一端为电池组包保护数据信号输出端，连接单片机锂电池保护数据信号输入端和电阻R103一端，电阻R103另一端连接电源地，充电光耦IC104第一输入端连接电阻R104一端，电阻R104另一端连接5V电压，充电光耦IC104第一输出端连接电源地；
熔断器F202另一端连接充电保护继电器K401公共端，充电保护继电器K401触点常闭端连接电阻R412一端和二极管D401负极，电阻R412另一端连接二极管D402正极，二极管D402负极连接熔断器F202另一端，二极管D401正极连接电阻R401一端和接线排J401第一端，电阻R401另一端连接电阻R402一端，电阻R402另一端连接单片机快充电流检测端和电阻R403一端，电阻R403另一端连接电源地，接线排J401第二端连接电阻R26一端，电阻R26另一端连接二极管D5负极，二极管D5正极连接电源地，接线排J401第三端连接电阻R25一端，电阻R25另一端连接二极管D4负极，二极管D4正极连接电源地；接线排J401第二端连接电阻R24一端，电阻R24另一端连接二极管D6正极和二极管D3负极，二极管D6负极连接12V电压，二极管D3正极连接电源地；
所述单片机慢充电流检测输入端连接电阻302一端和电阻R303一端，电阻R303另一端连接电源地，电阻R303另一端还连接电阻R304一端和二极管D302正极，电阻R304另一端连接电阻301一端和接线排J302第二端，电阻301另一端连接MOS管Q301栅极，电阻302另一端连接MOS管Q301漏极，MOS管Q301源极连接接线排J302第一端，二极管D302负极连接单片机外置电源检测输入端和电阻R325一端，电阻R325另一端连接接线排J302第三端。
10.一种智能切换交流直流的控制方法，其特征在于：包括权利要求1-9任意一项权利要求所述的一种智能切换交流直流的便携式电源，还包括以下步骤：
S1：根据需求进行充电或放电，若需进行充电时，则闭合充电开关，并执行S2；若需进行交流供电输出时，则闭合交流供电开关，并执行S3；若需进行直流供电输出时，则闭合直流供电开关，并执行S4；
S2：闭合充电开关，充电电路接通，通过充电电路为电池组包进行充电，同时，单片机通过第一电流电压检测模块检测电池组包的电流电压状态；若充电电压或电流过大时，单片机向充电保护控制电路发出停止充电信号，充电保护控制电路通过充电保护继电器K401强行断开充电电路，停止为电池组包充电；
S3：闭合交流供电开关，通过交流输出启动电路的交流启动继电器K602连通H桥电源电压输入端，同时通过单片机向正弦波发生器发出产生正弦波指令，正弦波发生器发出正弦波，并通过IGBT驱动模块向H桥输出正弦波，经过电感滤波器和共轭电感器L602，从接线排J602输出交流电；
同时还通过过流检测模块对交流输出电路进行电流检测，当检测到过流时，则通过继电器K601断开交流供电输出，同时单片机箱正弦波发生器发送停止输出正弦波信号；
S4：闭合直流供电开关，通过直流输出模块输出直流电。
CN202011060830.5A 2020-09-30 2020-09-30 一种智能切换交流直流的便携式电源及其控制方法 Active CN112234856B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011060830.5A CN112234856B (zh) 2020-09-30 2020-09-30 一种智能切换交流直流的便携式电源及其控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011060830.5A CN112234856B (zh) 2020-09-30 2020-09-30 一种智能切换交流直流的便携式电源及其控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112234856A true CN112234856A (zh) 2021-01-15
CN112234856B CN112234856B (zh) 2021-09-28

Family

ID=74120146

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011060830.5A Active CN112234856B (zh) 2020-09-30 2020-09-30 一种智能切换交流直流的便携式电源及其控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112234856B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117060694A (zh) * 2023-10-09 2023-11-14 深圳戴普森新能源技术有限公司 一种便携式电源控制电路

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060071618A1 (en) * 2004-09-28 2006-04-06 Hirofumi Yudahira Power supply controller apparatus for detecting welding of contactors
CN101375482A (zh) * 2006-01-27 2009-02-25 夏普株式会社 电源系统
CN202014108U (zh) * 2011-02-21 2011-10-19 上海博湃电子科技有限公司 一种交直流两用太阳能供电电源
JP2013009478A (ja) * 2011-06-23 2013-01-10 Toshiba It & Control Systems Corp パワーコンディショナの制御装置
CN203660592U (zh) * 2013-12-17 2014-06-18 上海电机学院 光伏移动电源
CN105905055A (zh) * 2016-03-02 2016-08-31 深圳市银盾科技开发有限公司 汽车智能蓄电池
CN110014863A (zh) * 2017-10-09 2019-07-16 保时捷股份公司 用于电动汽车的逆变器

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060071618A1 (en) * 2004-09-28 2006-04-06 Hirofumi Yudahira Power supply controller apparatus for detecting welding of contactors
CN101375482A (zh) * 2006-01-27 2009-02-25 夏普株式会社 电源系统
CN202014108U (zh) * 2011-02-21 2011-10-19 上海博湃电子科技有限公司 一种交直流两用太阳能供电电源
JP2013009478A (ja) * 2011-06-23 2013-01-10 Toshiba It & Control Systems Corp パワーコンディショナの制御装置
CN203660592U (zh) * 2013-12-17 2014-06-18 上海电机学院 光伏移动电源
CN105905055A (zh) * 2016-03-02 2016-08-31 深圳市银盾科技开发有限公司 汽车智能蓄电池
CN110014863A (zh) * 2017-10-09 2019-07-16 保时捷股份公司 用于电动汽车的逆变器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117060694A (zh) * 2023-10-09 2023-11-14 深圳戴普森新能源技术有限公司 一种便携式电源控制电路
CN117060694B (zh) * 2023-10-09 2023-12-19 深圳戴普森新能源技术有限公司 一种便携式电源控制电路

Also Published As

Publication number Publication date
CN112234856B (zh) 2021-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103427430B (zh) 一种混合储能系统在微网中的能量管理方法
CN201185355Y (zh) 高压线路感应取电装置
CN102005772B (zh) 一种并网逆变系统的控制方法
CN102468682A (zh) 一种交直流两用的高压直流电源系统
CN102624016A (zh) 一种能量双向流动的液流电池储能并网装置及其控制方法
CN217824288U (zh) 一种具有储能装置的光伏离并网系统
CN102769336B (zh) 一种用于紧急电力供给电源的单相逆变器
CN112234856B (zh) 一种智能切换交流直流的便携式电源及其控制方法
CN201075839Y (zh) 备电型开关电源
CN113629854A (zh) 带线性动态充电限流功能的通信设备用锂电池电源系统
CN101895208A (zh) 负压负载用的电源供应器
CN212435428U (zh) 不间断电源
CN204290428U (zh) 一种集成电机驱动和电池充电功能模块
CN112234672B (zh) 一种用于便携电源的智能充电电路
CN203339788U (zh) 直流不间断电源
CN217445025U (zh) 一种基于锂电池的交直流混合供电电源
CN202749900U (zh) 一种用于紧急电力供给电源的单相逆变器
CN115276106A (zh) 一种城市轨道交通供电监测装置
CN105634321B (zh) 高可靠性的单相双向dc‑ac变换器及其控制方法
CN112054590B (zh) 一种电容直流保障电源
CN112242794B (zh) 一种实现多功能控制的智能便携式电源
CN204741338U (zh) 锂电池直流系统
CN202616886U (zh) 具有过压保护功能的升压储能电路
CN206099340U (zh) 一种采用双路输入的风机控制器
CN202474934U (zh) 以升压整流为充电保障的中压应急电源

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant