CN203574548U - 双向电源主电路及充电机 - Google Patents
双向电源主电路及充电机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN203574548U CN203574548U CN201320764327.7U CN201320764327U CN203574548U CN 203574548 U CN203574548 U CN 203574548U CN 201320764327 U CN201320764327 U CN 201320764327U CN 203574548 U CN203574548 U CN 203574548U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- circuit
- main circuit
- power main
- load
- directional power
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 title abstract description 14
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
本实用新型提供一种双向电源主电路及充电机，所述双向电源主电路包括一用于连接交流电网的整流逆变电路，所述整流逆变电路连接一H4桥电路，所述H4桥电路中的两个半桥的输出端分别连接一第一电感和一第二电感，所述第一电感和所述第二电感均连接负载。本实用新型的双向电源主电路能够实现电能的双向流动，高效地利用电能并有效保护负载。而且双向电源主电路结构简单，使用方便，成本低，同时具有能量可双向流动的特点，高效地利用了电能，且能将多余的电源回馈给电网，从而大大减少了电能的人为可控损耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种双向电源主电路及充电机。
背景技术
充电电池在日常生活，工业生产当中的作用越来越重要。其中蓄电池被广泛应用于生产、运输等领域，蓄电池是指将化学能直接转化成电能的一种装置，是按可再充电设计的电池，通过可逆的化学反应实现再充电，常用的蓄电池有铅酸蓄电池、锂电池等，蓄电池是电池中的一种，属于二次电池。
现有技术中，常利用充电机为蓄电池充电，充电机的主电路都是以单向恒流的充电方式对充电电池进行充电，交流电网经过整流后传输电能至直流母线上，然后直流母线传输电能给所述负载，现有的整流电路只能单向转化，从交流变直流，所以这一充电过程是单向不可逆的。负载在充满电后，若充电机继续对充电电池传送电能的话不仅会浪费电能，而且可能会对负载造成损耗。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术的充电设备电能利用率低，容易对电能造成损耗的缺陷，提供一种电能利用率高且结构简单制造成本低的灵活的双向电源主电路及充电机。
本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：一种双向电源主电路，其特点在于，所述双向电源主电路包括一用于连接交流电网的整流逆变电路，所述整流逆变电路连接一H4桥电路（由2组功率开关管组成的电路），所述H4桥电路中的两个半桥的输出端分别连接一第一电感和一第二电感，所述第一电感和所述第二电感均连接负载。
本实用新型的双向电源主电路能够实现电能的双向传输，其中，H4桥电路在现有技术中常用来配合全桥电路使用或用来实现逆变。H4桥电路与第一电感、第二电感结合能够实现升压电路和降压电路的功能。充电时，整流逆变电路将交流电网的交流电能转换为直流电能，然后通过H4桥电路配合第一电感和第二电感得到的降压电路对直流电能进行降压，降压至负载要求的充电电压后，传输至负载。当负载的电压高于负载要求的充电电压时，负载端的直流电能通过H4桥电路配合第一电感和第二电感得到的升压电路对直流电能进行升压后，将电能传输至直流母线上，再通过整流逆变电路的逆变功能将直流电能转换为交流电能传送至电网。上述过程完全可逆，利用本实用新型能使电能双向流动，提高了电能的利用率，而且能够防止负载过充电。
另外，一般的双向DC-DC（直流转直流）电路的思路是将BUCK电路和BOOST电路分开搭建，然后用开关来选择电能流通的通路，参见图2所示，这样做的缺点是充放电的切换不是很方便，而且增加了器件的使用数量，不利于工程项目中的应用。
本实用新型的双向电源主电路的主要创新点在于对DC-DC部分H4桥电路的灵活运用，本来H4桥电路拓扑被成熟的运用于单相逆变电路中，而经过对输出部分做了改进（将负母线接于负载的负电压端）后，就形成了可以使电能双向流动的DC-DC拓扑，通过现有技术的软件对上下管的封锁，PWM（脉冲宽度调制）的调制来实现对电能双向流动的闭环控制。
也就是说，现有的电能双向流动电路通常将整流与逆变这两个过程分开两个电路实施，而本实用新型充分利用了H4桥电路的特性将整流和逆变这两个过程整合，让双向电源主电路的结构更加简单，从而降低了双向电源主电路的制造成本。
本实用新型的使用过程可以为：充电的能源来源于交流电网，通过整流逆变电路的整流功能，将电网的能量充到直流母线上，再通过H4桥电路的BUCK功能（降压功能）将电能充到负载上；当负载的电压高于负载要求的充电电压350V时，又通过H4桥电路的BOOST功能（升压功能）将负载上的电能回送到直流母线上，再通过整流逆变电路的三相逆变功能，将电能回送到电网，整个过程完全可逆。
较佳地，所述整流逆变电路为三相逆变桥。三相逆变桥包括3组功率开关管，是整流逆变电路的优选。所述整流逆变电路可以优选为H6桥电路（由3组功率开关管组成的电路）。
较佳地，所述整流逆变电路的整流直流输出端的正负母线分别连接一第一电容的两端，和/或所述负载并联一第二电容。
第一电容和第二电容可用于提高电能质量，起到稳压滤波的作用，使负载的充电更加稳定可靠。整流直流输出端是指整流逆变电路在整流过程中，电能由交流转为直流的输出端。
较佳地，所述交流电网通过一滤波器连接所述整流逆变电路。滤波器用于消除或减少谐波对交流电网的影响，使电网的谐波含量更少。
较佳地，所述双向电源主电路包括一主控制芯片，所述主控制芯片传输交错方波的驱动信号至所述H4桥电路。利用交错方波对H4桥电路进行驱动大大减小了DC-DC变化过程中的纹波。
本实用新型还提供一种充电机，其特点在于，所述充电机包括如上所述的双向电源主电路。
本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型结构简单，使用方便，成本低，同时具有能量可双向流动的特点，高效的利用了电能，且能将多余的电源回馈给电网，从而大大减少了电能的人为可控损耗，并有效防止负载过充电。
附图说明
图1为本实用新型双向电源主电路的实施例的结构示意图。
图2为现有技术中升压降压充放电主电路的结构示意图。
图3为本实用新型H4桥电路的控制算法的实施例的软件流程图。
具体实施方式
下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。
实施例
本实施例提供一种充电机，所述充电机包括一双向电源主电路，参见图1，所述双向电源主电路包括一用于连接交流电网的三相逆变桥11，所述三相逆变桥11能够实现整流和逆变，是整流逆变电路的一种优选方案。同时，所述交流电网通过一滤波器12连接所述三相逆变桥11，滤波器12用于消除或减少谐波对电网的影响，提高电网的电能质量。
所述三相逆变桥11的整流直流输出端的正负母线分别连接一第一电容14的两端，所述第一电容14用于提高电能质量，起到稳压滤波的作用。
所述三相逆变桥11连接一H4桥电路13，所述H4桥电路13中的两个半桥的输出端分别连接一第一电感16和一第二电感17，所述第一电感16和所述第二电感17均连接负载18。H4桥电路13通过连接第一电感16和第二电感17能够实现升压和降压的功能。所述负载18并联一第二电容15，所述第二电容15用于提高电能质量，起到稳压滤波的作用。
所述双向电源主电路还包括一主控芯片，所述主控芯片传输交错方波的驱动信号至所述H4桥电路13。利用交错方波对H4桥电路13进行驱动大大减小了DC-DC变化过程中的纹波，能够使双向电源主电路工作更加稳定可靠。主控芯片可以采用DSP芯片，也可以利用其他控制芯片，同样能够起到对H4桥电路13进行驱动的作用。
利用本实施例的充电机对负载18充电时，三相逆变桥11将电网的交流电能转换为直流电能，然后通过H4桥电路13配合第一电感16和第二电感17得到的降压电路对直流电能进行降压，降压至负载18要求的充电电压后，对负载18进行充电。当负载18的电压高于负载18要求的充电电压时，负载18端的直流电能通过H4桥电路13配合第一电感16和第二电感17得到的升压电路对直流电能进行升压后，将电能传输至直流母线上，再通过三相逆变桥11的逆变功能将直流电能转换为交流电能传送至电网。上述过程完全可逆，利用本实施例能使电能双向流动，提高了电能的利用率，而且能够防止负载18过充电。
本实施例利用现有软件技术对H4桥电路在双向电源主电路中的运行进行控制，包括驱动波形应用交错方波，从而大大减小了充放电过程中直流电能的纹波伏值。而且整个主电路是完全可逆的充放电系统。通过对负载侧电压的判断对H4桥电路进行控制。负载要求的充电电压为350V，如果负载侧电压的伏值小于350V减5V且保持500MS，关闭BOOST功能，进行BUCK闭环恒压限流充电工作；当负载侧电压高于350V加5V且保持500MS，关闭BUCK功能，进行BOOST放电功能。参见图3所示，H4桥电路的工作流程可以通过现有的控制算法实现，所述控制算法如下：
步骤100、20KHZ采样中断。
步骤101、判断是否负载电压小于（350－5）V且保持时间大于500MS，若是则执行步骤102，若否则执行步骤104。
步骤102、关闭BOOST，生成PWM驱动信号，开启BUCK，生成PWM驱动信号。
步骤103、BUCK工作标识置1，BOOST工作标识清0。
步骤104、判断是否负载电压大于（350+5）V且保持时间大于500MS，若是则执行步骤105，若否则执行步骤107。
步骤105、关闭BUCK，生成PWM驱动信号，开启BOOST，生成PWM驱动信号。
步骤106、BOOST工作标识置1，BUCK工作标识清0。
步骤107、判断BUCK是否工作，若是则执行步骤108，若否则执行109。
步骤108、恒压限流输出电压350V，电流最大值35A。
步骤109、判断BOOST是否工作，若是则执行步骤110，若否则执行步骤111。
步骤110、直流母线电压闭环650V输出。
步骤111、中断返回。
上述H4桥电路控制方法是现有的控制方式，方法中的数值都是优选且可以替换的。
本实施例充分利用了H4桥电路的特性将整流和逆变这两个过程整合，让双向电源主电路的结构更加简单，从而降低了双向电源主电路的制造成本。
虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种双向电源主电路，其特征在于，所述双向电源主电路包括一用于连接交流电网的整流逆变电路，所述整流逆变电路连接一H4桥电路，所述H4桥电路中的两个半桥的输出端分别连接一第一电感和一第二电感，所述第一电感和所述第二电感均连接负载。
2.如权利要求1所述的双向电源主电路，其特征在于，所述整流逆变电路为三相逆变桥。
3.如权利要求1所述的双向电源主电路，其特征在于，所述整流逆变电路的整流直流输出端的正负母线分别连接一第一电容的两端，和/或所述负载并联一第二电容。
4.如权利要求1所述的双向电源主电路，其特征在于，所述交流电网通过一滤波器连接所述整流逆变电路。
5.如权利要求1所述的双向电源主电路，其特征在于，所述双向电源主电路包括一主控制芯片，所述主控制芯片传输交错方波的驱动信号至所述H4桥电路。
6.一种充电机，其特征在于，所述充电机包括如权利要求1至5中任意一项所述的双向电源主电路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201320764327.7U CN203574548U (zh) | 2013-11-27 | 2013-11-27 | 双向电源主电路及充电机 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201320764327.7U CN203574548U (zh) | 2013-11-27 | 2013-11-27 | 双向电源主电路及充电机 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN203574548U true CN203574548U (zh) | 2014-04-30 |
Family
ID=50542258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201320764327.7U Expired - Lifetime CN203574548U (zh) | 2013-11-27 | 2013-11-27 | 双向电源主电路及充电机 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN203574548U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104201703A (zh) * | 2014-09-04 | 2014-12-10 | 湖北追日电气股份有限公司 | 一种解决双向充/放电机三路不平衡的方法 |
| CN107465354A (zh) * | 2017-08-28 | 2017-12-12 | 武汉华中数控股份有限公司 | 一种伺服驱动电源模块 |
-
2013
- 2013-11-27 CN CN201320764327.7U patent/CN203574548U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104201703A (zh) * | 2014-09-04 | 2014-12-10 | 湖北追日电气股份有限公司 | 一种解决双向充/放电机三路不平衡的方法 |
| CN107465354A (zh) * | 2017-08-28 | 2017-12-12 | 武汉华中数控股份有限公司 | 一种伺服驱动电源模块 |
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 | |
| CN204794705U (zh) | 不间断供电的多路输出反激变换器 | |
| CN205610313U (zh) | 一种双向储能逆变系统 | |
| CN105490306A (zh) | 一种光伏储能并网供电系统 | |
| CN101677191B (zh) | Ups电池充电器及ups | |
| CN103490524A (zh) | 一种大型混合储能系统及其控制策略 | |
| CN208386212U (zh) | 一种不间断电源 | |
| CN202405863U (zh) | 混合逆变装置 | |
| CN101826739A (zh) | 一种两级双向的高效光伏充电器 | |
| CN203466577U (zh) | 一种基于双向变流结构的光伏控制逆变一体机系统 | |
| CN105529812A (zh) | 一种光伏储能蓄电池充放电系统 | |
| CN204615647U (zh) | 双向升降压直流变换电路 | |
| CN203734364U (zh) | 一种光储混合系统 | |
| CN203840049U (zh) | 蓄电系统、充放电电路、以及并网装置 | |
| CN111106613B (zh) | 具备储能调度功能的不间断电源系统及dc-dc模块的控制方法 | |
| CN204290416U (zh) | 一种多能源应急供电系统 | |
| CN205960687U (zh) | 一种快速充电的移动电源 | |
| CN203933146U (zh) | 用于太阳能和网电共享供电装置的电力切换电路 | |
| CN203574548U (zh) | 双向电源主电路及充电机 | |
| CN102904317A (zh) | 一种双向电能转移电路 | |
| CN202856422U (zh) | 一种双向电能转移电路 | |
| CN104092438A (zh) | 一种光伏储能系统 | |
| CN203775029U (zh) | 一种应用于储能系统的多重化直/直变换器 | |
| CN201947182U (zh) | 双向dc/dc直流电源 | |
| CN205430087U (zh) | 高可靠性的单相双向dc-ac变换器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20221114 Address after: 441000 No. 59, Guanyu Road, Tuanshan Town, Xiangyang High tech Development Zone, Hubei Province Patentee after: Hubei Chasri New Energy Technology Co.,Ltd. Address before: 200331 Building 9, Lane 88, Wuwei Road, Putuo District, Shanghai Patentee before: Shanghai Surpass Sun Electric Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 441000 No. 59, Guanyu Road, Tuanshan Town, Xiangyang High tech Development Zone, Hubei Province Patentee after: Borg Warner New Energy (Xiangyang) Co.,Ltd. Address before: 441000 No. 59, Guanyu Road, Tuanshan Town, Xiangyang High tech Development Zone, Hubei Province Patentee before: Hubei Chasri New Energy Technology Co.,Ltd. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20140430 |
|
| CX01 | Expiry of patent term |