CN201726182U - 高电压超级电容动力电池充电器 - Google Patents

高电压超级电容动力电池充电器 Download PDF

Info

Publication number
CN201726182U
CN201726182U CN2010202485254U CN201020248525U CN201726182U CN 201726182 U CN201726182 U CN 201726182U CN 2010202485254 U CN2010202485254 U CN 2010202485254U CN 201020248525 U CN201020248525 U CN 201020248525U CN 201726182 U CN201726182 U CN 201726182U
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
voltage
power
output
input
Prior art date
Application number
CN2010202485254U
Other languages
English (en)
Inventor
赵斌
马骏
Original Assignee
上海新华电子设备有限公司
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 上海新华电子设备有限公司 filed Critical 上海新华电子设备有限公司
Priority to CN2010202485254U priority Critical patent/CN201726182U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN201726182U publication Critical patent/CN201726182U/zh

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Abstract

本实用新型公开了一种高电压超级电容动力电池充电器,包括功率变换主回路和控制回路;所述功率变换主回路包括依次连接的一个交流输入端、一个全桥整流电路、一个有源功率因数升压变换器、一个DC/DC功率变换器以及一个直流输出端;所述控制回路包括分别与一个辅助电源连接的一个高功率因数控制器以及一个DC/DC变换器控制器;所述高功率因数控制器的输出端连接所述有源功率因数升压变换器的输入端;所述DC/DC变换器控制器的输出端连接所述DC/DC功率变换器的输入端,本实用新型针对高电压超级电容动力电池的充电特性,具有高输出电压和限流功能的、宽范围电压输入、高效率、高功率密度、保护功能齐全的优点。

Description

高电压超级电容动力电池充电器
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种电能转换装置,尤其涉及一种具有直流高电压输出、高转换 效率的充电装置,适用于宽范围电压输入、高电压限流直流输出供电的有高功率密度要求 的供电/充电要求的应用领域。
背景技术
[0002] 目前,采用新电解质和工艺的高电压超级电容动力电池是贮能特性介于普通电容 器和蓄电池之间的一种新兴的贮能元件。它具有能量密度高、大电流放电能力超强,电能利 用率高达95% (排除电能/化学能的转化损耗)、充电时间短、安全(不存在易燃易爆物质, 不会爆炸)、使用寿命长(10〜50万次的充电循环)、检测方便(剩余电量可直接读出)的 优异特性,可以满足多种用电设备对电源提出的功率密度和能量密度的要求,提供强大的 二次电源。
[0003] 因此,当今高电压超级电容动力电池与日俱增地应用于诸如风力发电系统做能量 吸收储备、风机变桨等新兴绿色能源等领域,对适应高电压超级电容动力电池充电特性的、 保护功能完整的高效率高压充电器提出了需求。
[0004] 本实用新型中涉及以下现有技术:
[0005] DC/DC概念是指将一个固定的直流电压变换为可变的直流电压,这种技术被广泛 应用于无轨电车、地铁列车、电动车的无级变速和控制,同时使上述控制获得加速平稳、快 速响应的性能,并同时收到节约电能的效果。用直流斩波器代替变阻器可节约电能(20〜 30)%。直流斩波器不仅能起调压的作用(开关电源),同时还能起到有效地抑制电网侧谐 波电流噪声的作用。
[0006] EMC滤波器,又名“电磁兼容性滤波器”,主要用于仪器仪表、自动化控制系统中,用 来抑制和消除工业自动化系统现场的强电磁干扰和电火花干扰,勘正现场仪器仪表,保证 自动化控制系统的安全可靠运行。
[0007] ZVS,零电压开关(Zero Voltage Switch) PWM开关电源按硬开关模式工作(开/ 关过程中电压下降/上升和电流上升/下降波形有交叠),因而开关损耗大。高频化虽可以 缩小体积重量,但开关损耗却更大了。为此,必须研究开关电压/电流波形不交叠的技术, 即所谓零电压开关(ZVS)/零电流开关(ZCS)技术,或称软开关技术,小功率软开关电源效 率可提高到80%〜85%。20世纪70年代谐振开关电源奠定了软开关技术的基础。随后新 的软开关技术不断涌现,如准谐振(20世纪80年代中)全桥移相ZVS-PWM,恒频ZVS-PWM/ ZCS-PWM(上世纪80年代末)ZVS-PWM有源嵌位;ZVT-PWM/ZCT_PWM(20世纪90年代初)全 桥移相ZV-ZCS-PWM(20世纪90年代中)等。我国已将最新软开关技术应用于6kW通信电 源中,效率达93%。
[0008] 有鉴于此,本领域实用新型人提供了一种具有直流高电压输出、高转换效率的充 电装置,适用于宽范围电压输入、高电压限流直流输出供电的有高功率密度要求的供电/ 充电要求的应用领域。实用新型内容
[0009] 有鉴于此,本实用新型所要解决的技术问题是提供一种高电压超级电容动力电池 充电器,克服现有技术的困难,针对高电压超级电容动力电池的充电特性,具有高输出电压 和限流功能的、宽范围电压输入、高效率、高功率密度、保护功能齐全的优点。
[0010] 为实现上述目的,本实用新型提供了一种高电压超级电容动力电池充电器,包括 功率变换主回路和控制回路;
[0011] 所述功率变换主回路包括依次连接的一个交流输入端、一个将输入工频交流电转 换为脉动直流电的全桥整流电路、一个将脉动直流电压转换为稳定直流电压的有源功率因 数升压变换器、一个将稳定直流电压转换为高频脉冲的DC/DC功率变换器以及一个直流输 出端;所述控制回路包括分别与一个辅助电源连接的一个高功率因数控制器以及一个DC/ DC变换器控制器;所述高功率因数控制器的输出端连接所述有源功率因数升压变换器的 输入端;所述DC/DC变换器控制器的输出端连接所述DC/DC功率变换器的输入端。
[0012] 优选地,所述功率变换主回路还包括一个输入端EMC滤波器和一个输出端EMC滤 波器,所述输入端EMC滤波器设置在所述交流输入端与所述全桥整流电路之间的电路上; 所述输出端EMC滤波器设置在所述DC/DC功率变换器与所述直流输出端之间的电路上。
[0013] 优选地,所述功率变换主回路还包括两个防雷浪涌吸收电路,其中一个防雷浪涌 吸收电路设置在所述输入端EMC滤波器与所述全桥整流电路之间的电路上;另一个防雷浪 涌吸收电路设置在所述全桥整流电路与所述有源功率因数升压变换器之间的电路上。
[0014] 优选地,所述功率变换主回路还包括一个高频整流滤波电路,设置在所述DC/DC 功率变换器与所述输出端EMC滤波器之间的电路上。
[0015] 优选地,所述功率变换主回路还包括一个防开机冲击电流电路,设置在所述全桥 整流电路与所述有源功率因数升压变换器之间的电路上。
[0016] 优选地,所述输入端EMC滤波器和输出端EMC滤波器都是在30MHz以下频率范围 内吸收高频噪声的滤波器。
[0017] 优选地,所述控制回路还包括一个监控单元和一个信号接口,所述监控单元分别 连接所述高功率因数控制器、所述辅助电源以及所述DC/DC变换器控制器,所述信号接口 连接所述监控单元。
[0018] 优选地,所述高功率因数控制器包括一个功率因数校正控制器和一个向所述DC/ DC变换器控制器发送交流输入状态信号的输入交流电压检测电路;所述DC/DC变换器控制 器包括一个零电压全桥移相控制器、一个输出电压和限流设定电路以及对应输出电压和输 出电流的二个反馈环电路。
[0019] 优选地,所述控制回路还包括一个全桥隔离驱动电路,设置在所述DC/DC变换器 控制器的输出端与所述DC/DC功率变换器的输入端之间的电路上。
[0020] 优选地,所述辅助电源的输入端连接所述有源功率因数升压变换器的正电压输出 电路,其输出端分别向所述高功率因数控制器和所述DC/DC变换器控制器的输入端供电。
[0021] 优选地,所述有源功率因数升压变换器是一个电流连续型有源功率因数升压变换
o
[0022] 优选地,所述DC/DC功率变换器包括依次连接的由高频半导体功率器件组成的全
5桥、功率主变压器、电流互感器、电感和电容。
[0023] 优选地,所述DC/DC变换器控制器包括全桥移相PWM控制器及其外围电路、输出电 压控制反馈电路、输出限流控制反馈电路和高精度低温漂参考电压源。
[0024] 优选地,所述监控单元包括遥控关机电路、继电器触点遥信电路、故障关断电路和 输出过压检测电路。
[0025] 由于使用了以上技术,本实用新型与现有技术相比,本实用新型高电压超级电容 动力电池充电器中的功率变换主回路采用了电流连续型有源功率因数升压变换器和零电 压(ZVS)全桥移相DC/DC变换器技术,线路简洁可靠,转换效率高;控制电路采用高性能的 电流模式控制芯片和其它集成电路,完成输入电压前馈,输入过、欠压保护,远程遥控开关 机,输出过压、过流保护,输出短路保护,超温保护等保护功能,从而构成宽范围电压输入、 高效率、高功率密度、保护功能齐全的高电压超级电容动力电池充电器。
[0026] 对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明,以充分地了解 本实用新型的目的、特征和效果。
附图说明
[0027] 图1是本实用新型的高电压超级电容动力电池充电器的模块连接框图;
[0028] 图2是图1中交流输入端的电路原理图;
[0029] 图3是图1中输入端EMC滤波器的部分电路原理图;
[0030] 图4是图1中输入端EMC滤波器的部分电路原理图;
[0031] 图5是图1中的一个防雷浪涌吸收电路的电路原理图;
[0032] 图6是图1中的另一个防雷浪涌吸收电路的电路原理图;
[0033] 图7是图1中高频整流滤波电路的电路原理图;
[0034] 图8是图1中防开机冲击电流电路的电路原理图;
[0035] 图9是图1中有源功率因数升压变换器的电路原理图;
[0036] 图10是图1中DC/DC功率变换器的电路原理图
[0037] 图11是图1中高频整流滤波电路的电路原理图
[0038] 图12是图1中输出端EMC滤波器的电路原理图
[0039] 图13是图1中直流输出端的电路原理图;
[0040] 图14是图1中高功率因数控制器的电路原理图;
[0041] 图15是图1中辅助电源的电路原理图;
[0042] 图16是图1中全桥隔离驱动电路的电路原理图;
[0043] 图17是图1中DC/DC变换器控制器的电路原理图;
[0044] 图18是图1中监控单元的电路原理图。
[0045] 附图标记
[0046] 1功率变换主回路 2控制回路
[0047] 11交流输入端 101高功率因数控制器
[0048] 12输入端EMC滤波器 102辅助电源
[0049] 13防雷浪涌吸收电路 103全桥隔离驱动电路
[0050] 14全桥整流电路 104DC/DC变换器控制器[0051] 15防开机冲击电流电路 105监控单元
[0052] 16有源功率因数升压变换器 106信号接口
[0053] 17DC/DC功率变换器
[0054] 18高频整流滤波电路
[0055] 19输出端EMC滤波器
[0056] 20直流输出端
具体实施方式
[0057] 如图1所示,本实用新型的高电压超级电容动力电池充电器,包括功率变换主回 路1和控制回路2,所述功率变换主回路1包括依次连接的一个交流输入端11、一个将输入 工频交流电转换为脉动直流电的全桥整流电路14、一个将脉动直流电压转换为稳定直流电 压的有源功率因数升压变换器16、一个将稳定直流电压转换为高频脉冲的DC/DC功率变换 器17以及一个直流输出端20 ;所述控制回路2包括分别与一个辅助电源102连接的一个 高功率因数控制器101以及一个DC/DC变换器控制器104 ;所述高功率因数控制器101的 输出端连接所述有源功率因数升压变换器16的输入端;所述DC/DC变换器控制器104的输 出端连接所述DC/DC功率变换器17的输入端。
[0058] 所述功率变换主回路1还包括两个防雷浪涌吸收电路13、一个高频整流滤波电路 18、一个防开机冲击电流电路15、一个输入端EMC滤波器12以及一个输出端EMC滤波器19, 其中一个防雷浪涌吸收电路13设置在所述输入端EMC滤波器12与所述全桥整流电路14之 间的电路上;另一个防雷浪涌吸收电路13设置在所述全桥整流电路14与所述有源功率因 数升压变换器16之间的电路上。所述高频整流滤波电路18设置在所述DC/DC功率变换器 17与所述输出端EMC滤波器19之间的电路上。所述防开机冲击电流电路15设置在所述全 桥整流电路14与所述有源功率因数升压变换器16之间的电路上。所述输入端EMC滤波器 12设置在所述交流输入端11与所述全桥整流电路14之间的电路上;所述输出端EMC滤波 器19设置在所述DC/DC功率变换器17与所述直流输出端20之间的电路上。所述输入端 EMC滤波器12和输出端EMC滤波器19都是在30MHz以下频率范围内吸收高频噪声的滤波 器。所述有源功率因数升压变换器16是一个电流连续型有源功率因数升压变换器。所述 DC/DC功率变换器17包括依次连接的由高频半导体功率器件组成的全桥、功率主变压器、 电流互感器、电感和电容。
[0059] 所述控制回路2还包括一个全桥隔离驱动电路103、一个监控单元105和一个信 号接口 106,所述监控单元105分别连接所述高功率因数控制器101、所述辅助电源102以 及所述DC/DC变换器控制器104,所述信号接口 106连接所述监控单元105。所述高功率因 数控制器101包括一个功率因数校正控制器和一个向所述DC/DC变换器控制器104发送交 流输入状态信号的输入交流电压检测电路。所述DC/DC变换器控制器104包括一个零电压 全桥移相控制器、一个输出电压和限流设定电路以及对应输出电压和输出电流的二个反馈 环电路。所述辅助电源102的输入端连接所述有源功率因数升压变换器16的正电压输出 电路,其输出端分别向所述高功率因数控制器101和所述DC/DC变换器控制器104的输入 端供电。所述全桥隔离驱动电路103设置在所述DC/DC变换器控制器104的输出端与所述 DC/DC功率变换器17的输入端之间的电路上。所述DC/DC变换器控制器104包括全桥移相PWM控制器及其外围电路、输出电压控制反馈电路、输出限流控制反馈电路和高精度低温漂 参考电压源。所述监控单元105包括遥控关机电路、继电器触点遥信电路、故障关断电路和 输出过压检测电路。
[0060] 本实用新型的具体实施方式如下:
[0061] 继续参考附图1,这是本实用新型高电压超级电容动力电池充电器的电路方框图。 本实用新型高电压超级电容动力电池充电器,包括功率变换主回路1和控制回路2,所述的 功率变换主回路1包括交流输入端11、输入EMC滤波器12、防雷浪涌吸收电路13、全桥整流 14、防开机冲击电流电路15、有源功率因数升压变换器16、DC/DC功率变换器17、高频整流 滤波电路18、输出EMC滤波器19以及直流输出端20,所述的电路顺序连接。所述的控制回 路2包括高功率因数控制器101、辅助电源102、全桥隔离驱动电路103、DC/DC变换器控制 器104、监控单元/信号接口 105。
[0062] 其中,高功率因数控制器101与有源功率因数升压变换器15和监控单元105连 接;辅助电源102由有源功率因数升压变换器15的输出供电并分别与高功率因数控制器 101和DC/DC变换器控制器104以及监控单元/信号接口 105连接;全桥隔离驱动电路103 的输入连接到DC/DC变换器控制器104的输出,全桥隔离驱动电路103的输输出连接到DC/ DC功率变换器16 ;监控单元/信号接口 105连接到DC/DC变换器控制器104的输入。
[0063] 本实用新型高电压超级电容动力电池充电器包括功率变换主回路1,它由交流输 入端11、输入EMC滤波器12、防雷浪涌吸收电路13、全桥整流14、防开机冲击电流电路15、 有源功率因数升压变换器16、DC/DC功率变换器17、高频整流滤波电路18、输出EMC滤波器 19以及直流输出端20等组成。
[0064] 如图2所示,交流输入端指J1,具有足够的绝缘耐压强度和安全间距,其连接具有 抗震性能和防盐雾性能。
[0065] 如图3和4所示,输入EMC滤波器12具有在30MHz以下频率范围内吸收高频噪声 的性能,抑止充电器高频噪声对交流供电线路的影响;四只Y电容C1〜C4和共模电感L1、 L2分别组成2级滤波器用于去除共模干扰,3只X2电容C16〜C18用于去除常模干扰。
[0066] 如图5和6所示,防雷浪涌吸收电路13主要由氧化锌压敏电阻RV1和RV2组成, 用于吸收雷击感应浪涌和其它感性负载运行中产生的浪涌,保护后级电路免遭损坏。
[0067] 如图7所示,全桥整流电路14中,桥堆BD1将输入的工频交流电转换成脉动的直 流电。
[0068] 如图8所示,防开机冲击电流电路15由功率继电器K1、电阻R3和二极管D12组 成;开机时K1的公共触点与常开触点断开,电阻R3限制了开机时的冲击电流,开机数秒后 K1的公共触点与常开触点接通,R3被短接,防开机冲击电流限流过程结束。
[0069] 如图9所示,电流连续型有源功率因数升压变换器16主要由升压电感L3、高频功 率电子开关Q6、快恢复二极管D6、电解电容C30和PFC电流采用电阻R4组成;Q6的驱动信 号来自高功率因数控制器;当Q6导通时L3中亦有电流流过,Q6截止时L3中储存的电能产 生高电压通过D6向C30充电;在高功率因数控制器的控制下流经L3的电流是连续的,C30 的电压VZKP也保持在设定的直流电压,且此电压不受输入电压波动以及负载变换的影响。
[0070] 如图10所示,DC/DC功率变换器17主要由高频半导体功率器件组成的全桥Q1〜 Q4、功率主变压器TR1、电流互感器CT1、电感L4和电容C28顺序连接,将有源功率因数校正电路输出的直流电压通过隔离升压电子变压器转换为高频、脉宽受控的、高压的脉冲,实现 与前级主电路隔离、升压的功能,且全桥电子开关在导通时电感L4和电容C28产生串联谐 振,使得对角导通的电子开关Q1和Q4、Q2和Q3在开通时的初始电压接近于零,即谐振软开 关的全桥电子开关的开通损耗较通常的硬开关的开通损耗明显减少。
[0071] 如图11所示,高频整流滤波电路18主要包括高压软特性快恢复二极管D1和D2、 对应的阻容吸收电路R80、C50和R84、C51、续流滤波电感L5和L6、高压电解电容C32和C33 以及分压电阻R18和R19、输出电流取样电阻R22 ;当TR1的同名端为正时主变压器副边通 过:L5、C32、C33和D2组成的回路向负载供电,L6的续流电流同时也流过C32、C33和D2组 成的回路;当TR1的同名端为负时主变压器副边通过:L6、C32、C33和D1组成的回路向负载 供电,L5的续流电流同时也流过C32、C33和D1组成的回路;输出电流流经R22时被转换成 低电压信号。
[0072] 如图12所示,输出EMC滤波器19主要由X2电容C56和C57、共模电感L7、高压电 解电容C34和C35以及分压电阻R20和R21、高压瓷片电容C29组成;本级电路用于去除经 高频整流滤波电路输出的直流电中所包含的高频噪声,并对输出进行进一步的平滑滤波以 减小纹波分量。
[0073] 如图13所示,直流输出端具J2具有足够的绝缘耐压强度和安全间距,其连接具有 抗震性能和防盐雾性能。
[0074] 通过上述功率变换主回路1,使输出电压变换为符合要求的直流高电压。
[0075] 本实用新型高电压超级电容动力电池充电器包括功控制回路2,控制回路2包括 高功率因数控制器101、辅助电源102、全桥隔离驱动电路103、DC/DC变换器控制器104、监 控单元/信号接口 105。
[0076] 其中,如图14所示,高功率因数控制器101由采用平均电流模式的功率因数控制 芯片和由通用比较器组成的比较器电路及外围一些被动元件组成;主电路中的电压反馈信 号VAOut、IAC和VAC,电流反馈信号MultOut连接到功率因数控制芯片;比较器电路用于输 入电压过、欠压检测;电压反馈信号VDC用于检测主电路中功率因数校正电路输出电压的 过压保护;信号PFCGate用于驱动功率因数校正电路中的高频功率电子开关;信号0ut0pt_ K和OutOpt用于指示功率因数校正电路/交流输入电压正常与否。
[0077] 如图15所示,辅助电源102包括控制电路、电子变压器TR2以及其它一些被动元 件组成;由D10、C40和C36构成的辅助电源向功率因数控制器供电;由Dll、C41和C37构 成的辅助电源向DC/DC变换器控制器和全桥隔离驱动电路以及监控单元/信号接口供电; R13、C15和D9组成原边线圈的缓冲网络;高压瓷片电容C8用于辅助电源变压器的高频去 華禹。
[0078] 如图16所示,全桥隔离驱动电路103主要包含双极性驱动芯片、隔离脉冲变压器 和脉冲检测电路,双极性驱动芯片对来自DC/DC变换器控制器的PWM信号进行缓冲,驱动隔 离脉冲变压器以此控制高频半导体功率器件组成的全桥Q1〜Q4导通/截止;一旦PWM信 号出现异常,脉冲检测电路会实时关断双极性驱动芯片并发出告警信号。
[0079] 如图17所示,DC/DC变换器控制器104主要包括全桥移相PWM控制器及其外围电 路、输出电压控制反馈电路、输出限流控制反馈电路和高精度低温漂参考电压源;PWM控制 器采用峰值电流工作模式,外围电路主要包括软启动电容、斜波补偿电路、振荡器外接电阻和电容、延时设定电阻网络、误差放大器阻容相位补偿网络;输出电压控制反馈电路主要包 含输出电压电阻分压网络、输出参考电压设定网络、比较器及其阻容相位补偿网络;输出限 流控制反馈电路主要包含输出限流设定网络、比较器及其阻容相位补偿网络;输出电压控 制反馈电路和输出限流控制反馈电路共同决定PWM的占空比;高精度低温漂参考电压源经 分压缓冲后分别连接输出参考电压设定网络和输出限流设定网络。
[0080] 如图18所示,监控单元105/信号接口 106主要包括遥控关机电路、继电器触点遥 信电路、故障关断电路和输出过压检测电路;遥控关机电路包括二极管D14、D15、电阻R16 和光电耦合器U3及其电压上拉电阻R17,一旦外界施加激励使Remote」与Remote_2之间 存在24Vdc的电压,U3即发出关机信号;继电器触点遥信电路由信号继电器K3和二极管 D16组成,一旦充电器发生故障或遥控关机,K3触点即分断;功率因数校正电路输出信号 0ut0pt_K和OutOpt连接到由光电耦合器U2、上拉电阻R25和电子开关Q5组成的故障关断 电路;输出过压检测电路由稳压管DZ1、电阻R23和光电耦合器U4组成。
[0081] 本实用新型的高电压超级电容动力电池充电器线路简洁可靠,转换效率高,保护 功能齐全,有力地推动了的高电压超级电容动力电池的广泛应用。
[0082] 由于本实用新型采用了以上的技术方案,功率变换主回路采用了电流连续型有源 功率因数升压变换器和零电压(ZVS)全桥移相DC/DC变换器技术,线路简洁可靠,转换效 率高;控制电路采用高性能的电流模式控制芯片和其它集成电路,完成输入电压前馈,输入 过、欠压保护,远程遥控开关机,输出过压、过流保护,输出短路保护,超温保护等保护功能, 从而构成宽范围电压输入、高效率、高功率密度、保护功能齐全的高电压超级电容动力电池 充电器。
[0083] 以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解,本领域的普通技术无 需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此,凡本技术领域中 技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可 以得到的技术方案,皆应在本实用新型的权利要求保护范围内。
10

Claims (14)

  1. 一种高电压超级电容动力电池充电器,其特征在于:包括功率变换主回路(1)和控制回路(2);所述功率变换主回路(1)包括依次连接的一个交流输入端(11)、一个将输入工频交流电转换为脉动直流电的全桥整流电路(14)、一个将脉动直流电压转换为稳定直流电压的有源功率因数升压变换器(16)、一个将稳定直流电压转换为高频脉冲的DC/DC功率变换器(17)以及一个直流输出端(20);所述控制回路(2)包括分别与一个辅助电源(102)连接的一个高功率因数控制器(101)以及一个DC/DC变换器控制器(104);所述高功率因数控制器(101)的输出端连接所述有源功率因数升压变换器(16)的输入端;所述DC/DC变换器控制器(104)的输出端连接所述DC/DC功率变换器(17)的输入端。
  2. 2.根据权利要求1所述的高电压超级电容动力电池充电器,其特征在于:所述功率变 换主回路(1)还包括一个输入端EMC滤波器(12)和一个输出端EMC滤波器(19),所述输入 端EMC滤波器(12)设置在所述交流输入端(11)与所述全桥整流电路(14)之间的电路上; 所述输出端EMC滤波器(19)设置在所述DC/DC功率变换器(17)与所述直流输出端(20) 之间的电路上。
  3. 3.根据权利要求2所述的高电压超级电容动力电池充电器,其特征在于:所述功率变 换主回路(1)还包括两个防雷浪涌吸收电路(13),其中一个防雷浪涌吸收电路(13)设置在 所述输入端EMC滤波器(12)与所述全桥整流电路(14)之间的电路上;另一个防雷浪涌吸 收电路(13)设置在所述全桥整流电路(14)与所述有源功率因数升压变换器(16)之间的 电路上。
  4. 4.根据权利要求3所述的高电压超级电容动力电池充电器,其特征在于:所述功率变 换主回路(1)还包括一个高频整流滤波电路(18),设置在所述DC/DC功率变换器(17)与所 述输出端EMC滤波器(19)之间的电路上。
  5. 5.根据权利要求4所述的高电压超级电容动力电池充电器,其特征在于:所述功率变 换主回路(1)还包括一个防开机冲击电流电路(15),设置在所述全桥整流电路(14)与所述 有源功率因数升压变换器(16)之间的电路上。
  6. 6.根据权利要求5所述的高电压超级电容动力电池充电器,其特征在于:所述输入端 EMC滤波器(12)和输出端EMC滤波器(19)都是在30MHz以下频率范围内吸收高频噪声的 滤波器。
  7. 7.根据权利要求1至6中任意一项所述的高电压超级电容动力电池充电器,其特征在 于:所述控制回路(2)还包括一个监控单元(105)和一个信号接口(106),所述监控单元 (105)分别连接所述高功率因数控制器(101)、所述辅助电源(102)以及所述DC/DC变换器 控制器(104),所述信号接口(106)连接所述监控单元(105)。
  8. 8.根据权利要求7所述的高电压超级电容动力电池充电器,其特征在于:所述高功率 因数控制器(101)包括一个功率因数校正控制器和一个向所述DC/DC变换器控制器(104) 发送交流输入状态信号的输入交流电压检测电路;所述DC/DC变换器控制器(104)包括一个零电压全桥移相控制器、一个输出电压和限 流设定电路以及对应输出电压和输出电流的二个反馈环电路。
  9. 9.根据权利要求8所述的高电压超级电容动力电池充电器,其特征在于:所述控制回 路(2)还包括一个全桥隔离驱动电路(103),设置在所述DC/DC变换器控制器(104)的输出 端与所述DC/DC功率变换器(17)的输入端之间的电路上。
  10. 10.根据权利要求9所述的高电压超级电容动力电池充电器,其特征在于:所述辅助电 源(102)的输入端连接所述有源功率因数升压变换器(16)的正电压输出电路,其输出端分 别向所述高功率因数控制器(101)和所述DC/DC变换器控制器(104)的输入端供电。
  11. 11.根据权利要求10所述的高电压超级电容动力电池充电器,其特征在于:所述有源 功率因数升压变换器(16)是一个电流连续型有源功率因数升压变换器。
  12. 12.根据权利要求10所述的高电压超级电容动力电池充电器,其特征在于:所述DC/DC 功率变换器(17)包括依次连接的由高频半导体功率器件组成的全桥、功率主变压器、电流 互感器、电感和电容。
  13. 13.根据权利要求10所述的高电压超级电容动力电池充电器,其特征在于:所述DC/DC 变换器控制器(104)包括全桥移相PWM控制器及其外围电路、输出电压控制反馈电路、输出 限流控制反馈电路和高精度低温漂参考电压源。
  14. 14.根据权利要求10所述的高电压超级电容动力电池充电器,其特征在于:所述监控 单元(105)包括遥控关机电路、继电器触点遥信电路、故障关断电路和输出过压检测电路。
CN2010202485254U 2010-07-05 2010-07-05 高电压超级电容动力电池充电器 CN201726182U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010202485254U CN201726182U (zh) 2010-07-05 2010-07-05 高电压超级电容动力电池充电器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010202485254U CN201726182U (zh) 2010-07-05 2010-07-05 高电压超级电容动力电池充电器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN201726182U true CN201726182U (zh) 2011-01-26

Family

ID=43494535

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010202485254U CN201726182U (zh) 2010-07-05 2010-07-05 高电压超级电容动力电池充电器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN201726182U (zh)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102315680A (zh) * 2010-07-05 2012-01-11 上海新华电子设备有限公司 高电压超级电容动力电池充电器
CN102324778A (zh) * 2011-09-30 2012-01-18 云南电力试验研究院(集团)有限公司 一种高效节能充电机
CN102355039A (zh) * 2011-09-30 2012-02-15 广东工业大学 一种全数字化高效多频快速充电电源
CN102882395A (zh) * 2011-07-15 2013-01-16 欧司朗股份有限公司 用于对光源馈电的方法和相关设备
CN103151937A (zh) * 2011-12-06 2013-06-12 上海雷诺尔科技股份有限公司 一种变频单元超级电容器组件充放电控制回路
CN103516035A (zh) * 2013-10-24 2014-01-15 佛山市森炅电子科技有限公司 一种电源变压器及其控制方法
CN103597704A (zh) * 2011-04-14 2014-02-19 雷诺股份公司 用于基于单相供电网络对机动车辆的电池充电的设备和控制该设备的方法
CN104459293A (zh) * 2013-09-13 2015-03-25 阿尔卑斯电气株式会社 电压检测装置
CN104617762A (zh) * 2015-02-11 2015-05-13 南京优倍电气有限公司 一种功能安全产品用电源
CN104953847A (zh) * 2015-06-29 2015-09-30 航天长峰朝阳电源有限公司 一种超宽输入范围超低输出电压隔离dc/dc电源模块
CN105098944A (zh) * 2015-05-18 2015-11-25 合肥协力仪表控制技术股份有限公司 一种智能化锂电池车载充电机
CN106253653A (zh) * 2015-06-09 2016-12-21 三垦电气株式会社 具有改进的启动要求的功率控制模块
CN107359784A (zh) * 2017-09-05 2017-11-17 贵州航天林泉电机有限公司 一种高压直流输入电源的输入emc滤波器及制作方法
RU201443U1 (ru) * 2020-08-06 2020-12-15 Акционерное общество Научно-производственное предприятие "ЭПРО" (АО НПП "ЭПРО") CHARGER-DISCHARGE DEVICE OF SUPER-CAPACITOR STORAGE FOR URBAN ELECTRIC TRANSPORT

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102315680A (zh) * 2010-07-05 2012-01-11 上海新华电子设备有限公司 高电压超级电容动力电池充电器
CN103597704A (zh) * 2011-04-14 2014-02-19 雷诺股份公司 用于基于单相供电网络对机动车辆的电池充电的设备和控制该设备的方法
CN103597704B (zh) * 2011-04-14 2016-05-04 雷诺股份公司 用于基于单相供电网络对机动车辆的电池充电的设备和控制该设备的方法
CN102882395A (zh) * 2011-07-15 2013-01-16 欧司朗股份有限公司 用于对光源馈电的方法和相关设备
CN102882395B (zh) * 2011-07-15 2015-09-30 欧司朗股份有限公司 用于对光源馈电的方法和相关设备
US9030117B2 (en) 2011-07-15 2015-05-12 Osram Gmbh Method for feeding light sources and related device
CN102355039B (zh) * 2011-09-30 2014-01-01 广东工业大学 一种全数字化高效多频快速充电电源
CN102355039A (zh) * 2011-09-30 2012-02-15 广东工业大学 一种全数字化高效多频快速充电电源
CN102324778A (zh) * 2011-09-30 2012-01-18 云南电力试验研究院(集团)有限公司 一种高效节能充电机
CN103151937A (zh) * 2011-12-06 2013-06-12 上海雷诺尔科技股份有限公司 一种变频单元超级电容器组件充放电控制回路
CN104459293A (zh) * 2013-09-13 2015-03-25 阿尔卑斯电气株式会社 电压检测装置
CN104459293B (zh) * 2013-09-13 2017-05-17 阿尔卑斯电气株式会社 电压检测装置
CN103516035A (zh) * 2013-10-24 2014-01-15 佛山市森炅电子科技有限公司 一种电源变压器及其控制方法
CN104617762A (zh) * 2015-02-11 2015-05-13 南京优倍电气有限公司 一种功能安全产品用电源
CN105098944A (zh) * 2015-05-18 2015-11-25 合肥协力仪表控制技术股份有限公司 一种智能化锂电池车载充电机
CN106253653B (zh) * 2015-06-09 2019-07-23 三垦电气株式会社 功率控制装置、三电路设备、家电及高电压机动化家电
CN106253653A (zh) * 2015-06-09 2016-12-21 三垦电气株式会社 具有改进的启动要求的功率控制模块
US10637361B2 (en) 2015-06-09 2020-04-28 Sanken Electric Co., Ltd. Power control module with improved start requirements
US10348210B2 (en) 2015-06-09 2019-07-09 Sanken Electric Co., Ltd. Power control module with improved start requirements
CN104953847A (zh) * 2015-06-29 2015-09-30 航天长峰朝阳电源有限公司 一种超宽输入范围超低输出电压隔离dc/dc电源模块
CN107359784B (zh) * 2017-09-05 2019-11-08 贵州航天林泉电机有限公司 一种高压直流输入电源的输入emc滤波器及制作方法
CN107359784A (zh) * 2017-09-05 2017-11-17 贵州航天林泉电机有限公司 一种高压直流输入电源的输入emc滤波器及制作方法
RU201443U1 (ru) * 2020-08-06 2020-12-15 Акционерное общество Научно-производственное предприятие "ЭПРО" (АО НПП "ЭПРО") CHARGER-DISCHARGE DEVICE OF SUPER-CAPACITOR STORAGE FOR URBAN ELECTRIC TRANSPORT

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102222958B (zh) 一种电动汽车车载双向充电机
CN103441691B (zh) 一种谐振型电力电子变流器及变流器装置
CN203645381U (zh) 一种电动汽车车载充电机系统
CN101604853B (zh) 蓄电池充放电装置
CN101954313B (zh) 一种用于电除尘的高频高压开关电源
CN201185355Y (zh) 高压线路感应取电装置
CN102570560B (zh) V2g双向功率变换电动汽车充放电系统及其控制方法
CN103236706B (zh) 基于模块化多电平交交变换拓扑的电池储能系统
CN105024582B (zh) 一种新型两级式双向储能变流器控制系统及其控制方法
CN203119782U (zh) 电磁发射机
CN204013248U (zh) 一种基于llc谐振变换器的电力电子变压器
CN102769289B (zh) 基于mmc的三相upqc拓扑电路及其预充电方法
CN100563086C (zh) 有源双向电力调节器
CN204794705U (zh) 不间断供电的多路输出反激变换器
CN103269115B (zh) 一种便携式电动汽车智能充电机
CN105914868B (zh) 基于电流互感器的超级电容储能不间断电源及其供电方法
CN103394412B (zh) 一种电除尘用高频脉冲功率电源
CN201873431U (zh) 基于igbt功率器件和超级电容技术的停电保磁设备
CN103427681B (zh) 高频高压静电除尘电源及其控制保护方法
CN201724988U (zh) 一种高压变频器功率单元输入缺相检测器
WO2012142925A1 (zh) 电动汽车pwm整流及变压变流脉冲充电系统
CN202435108U (zh) 一种充电柜
CN103414205A (zh) 风电场超级电容储能型统一电能质量调节器
CN103580301A (zh) 一种无线电能传输功率控制系统及方法
CN201856022U (zh) 一种软开关igbt双逆变式方波交直流钨极氩弧焊电源

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
C14 Grant of patent or utility model
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110126

Termination date: 20130705

C17 Cessation of patent right