CN114640102A - 一种直流供电电源 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种直流供电电源，包括交流变压器、AC/DC整流模块、直流母线、复数个储能电池和复数个直流输出电路，所述的储能电池为分布式电池模组，复数个分布式电池模组的充电端和复数个直流输出电路分别接直流母线，分布式电池模组的输出端与对应的直流输出电路的输出端并接。本发明采用分布式电池模组，分布式电池模组可以嵌入并安装在每个用电的设备中，直流供电电源主体的重量轻、体积小，即节省空间、又不增加直流供电电源安装场所的承重压力。

Description

一种直流供电电源
技术领域
本发明涉及供电电源，尤其涉及一种直流供电电源。
背景技术
直流供电电源通常用于机房、变电站等特殊场合，传统的直流供电电源结构如图1所示，其特点是采用并联的ACDC整流模块，集中使用电池。优点是电池集中管理，维护方便。缺点是必须采用隔离的ACDC，效率较低。作为改进的直流供电电源的巴拿马电源系统如图2所示，其特点是集中使用电池，但是整流部分采用错相变压器和不隔离AC/DC整流模块，使系统在保持高功率因数情况下、效率更高。但现有直流供电系统还是存在一个主要问题：电池组集中安置，占据大量的场所面积，尤其当电源布置在不是底层的楼层时，楼层的承重结构需要额外地改进。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种占用空间较小、重量较轻的直流供电电源。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种直流供电电源，包括交流变压器、AC/DC整流模块、直流母线、复数个储能电池和复数个直流输出电路，所述的储能电池为分布式电池模组，复数个分布式电池模组的充电端和复数个直流输出电路分别接直流母线，分布式电池模组的输出端与对应的直流输出电路的输出端并接。
以上所述的直流供电电源，分布式电池模组包括蓄电池电路、DC/DC充电器和第一二极管，蓄电池电路包括串接的蓄电池和控制开关；DC/DC充电器的两个输入端分别接直流母线的正极母线和负极母线； DC/DC充电器的正极输出端接蓄电池电路的正极，DC/DC充电器的负极输出端接蓄电池电路的负极；直流输出电路包括第二二极管，第二二极管的阳极接正极母线，负极为直流输出电路的正极输出端；蓄电池电路的正极接第一二极管的阳极，第一二极管的阴极接第二二极管的阴极；直流输出电路的负极输出端和蓄电池电路的负极分别接负极母线。
以上所述的直流供电电源，分布式电池模组包括升降压变换器，蓄电池电路的正极接升降压变换器的正极输入端，升降压变换器的正极输出端接第一二极管的阳极；升降压变换器的负极输出端接负极母线。
以上所述的直流供电电源，升降压变换器的输出电压略低于直流母线电压。
以上所述的直流供电电源，所述的交流变压器为移相变压器，包括复数个低压绕组、AC/DC整流模块包括复数个分模块，分模块的输入端分别接对应低压绕组的交流输出端，分模块的直流输出端接直流母线。
本发明采用分布式电池模组，分布式电池模组可以嵌入并安装在每个用电的设备中，直流供电电源主体的重量轻、体积小，即节省空间、又不增加直流供电电源安装场所的承重压力。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是现有技术直流供电电源的原理框图。
图2是现有技术巴拿马直流供电电源的原理框图。
图3是本发明实施例直流供电电源的原理框图。
图4是本发明实施例分布式电池模组的原理框图。
具体实施方式
本发明实施例直流供电电源的结构和原理如图3和图4所示，包括交流变压器、AC/DC整流模块、直流母线、多个分布式电池模组和多个直流输出电路，交流变压器采用移相变压器，移相变压器包括多个低压绕组、AC/DC整流模块包括多个分模块，分模块的输入端分别接对应低压绕组的交流输出端，分模块的直流输出端接直流母线。
分布式电池模组的充电端和直流输出电路分别接直流母线，分布式电池模组的输出端与对应的直流输出电路的输出端并接，每个直流输出电路可以接一个负载。
分布式电池模组包括蓄电池电路、DC/DC充电器、升降压变换器和第一二极管，蓄电池电路包括串接的蓄电池和接触器（控制开关）。DC/DC充电器的两个输入端分别接直流母线的正极母线和负极母线。 DC/DC充电器的正极输出端接蓄电池电路的正极，DC/DC充电器的负极输出端接蓄电池电路的负极。直流输出电路包括第二二极管，第二二极管的阳极接正极母线，第二二极管的负极为直流输出电路的正极输出端。蓄电池电路的正极接升降压变换器的正极输入端，升降压变换器的正极输出端接第一二极管的阳极。第一二极管的阴极接第二二极管的阴极。直流输出电路的负极输出端和升降压变换器的负极输出端分别接负极母线。
本发明以上实施例提出了新的基于分布式电池模组的直流供电电源，可以将集中式的电池组分散成各个体积小、重量轻的电池组，嵌入并安装在每个细分的设备中，直流供电电源主体的重量轻、体积小，即节省空间、又不增加直流供电电源安装场所的承重压力。
本发明以上实施例进一步提高效率，将现有系统优化，采用近似于交流直供的方式，将移相变压器的变比调整至整流后能直接给服务器供电的方式：采用直接整流后，变换器效率能够提高到99.5%左右，但是由于直流母线电压存在波动，在电池侧增加一个升降压变换器与直流母线电压匹配，交流电正常时将升降压变换器的输出调整至比直流母线电压低5V左右，使电池处于充电待机状态，交流掉电时，不间断地由分布式电池模组供电。

Claims (5)

1.一种直流供电电源，包括交流变压器、AC/DC整流模块、直流母线、复数个储能电池和复数个直流输出电路，其特征在于，所述的储能电池为分布式电池模组，复数个分布式电池模组的充电端和复数个直流输出电路分别接直流母线，分布式电池模组的输出端与对应的直流输出电路的输出端并接。
2.根据权利要求1所述的直流供电电源，其特征在于，分布式电池模组包括蓄电池电路、DC/DC充电器和第一二极管，蓄电池电路包括串接的蓄电池和控制开关；DC/DC充电器的两个输入端分别接直流母线的正极母线和负极母线； DC/DC充电器的正极输出端接蓄电池电路的正极，DC/DC充电器的负极输出端接蓄电池电路的负极；直流输出电路包括第二二极管，第二二极管的阳极接正极母线，负极为直流输出电路的正极输出端；蓄电池电路的正极接第一二极管的阳极，第一二极管的阴极接第二二极管的阴极；直流输出电路的负极输出端和蓄电池电路的负极分别接负极母线。
3.根据权利要求2所述的直流供电电源，其特征在于，分布式电池模组包括升降压变换器，蓄电池电路的正极接升降压变换器的正极输入端，升降压变换器的正极输出端接第一二极管的阳极；升降压变换器的负极输出端接负极母线。
4.根据权利要求3所述的直流供电电源，其特征在于，升降压变换器的输出电压略低于直流母线电压。
5.根据权利要求1所述的直流供电电源，其特征在于，所述的交流变压器为移相变压器，包括复数个低压绕组、AC/DC整流模块包括复数个分模块，分模块的输入端分别接对应低压绕组的交流输出端，分模块的直流输出端接直流母线。
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