CN204497987U - 高压大电流能量双向流动电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种高压大电流能量双向流动电路，其高压侧有电时，高压侧软起电路给高压侧滤波电容充电，检测电路采集电压送入DSP计算高压侧电压和低压侧电压值，电压充到合理值，软起完成后经过功率转换器件、储能电感、低压侧软起电路给低压侧输出负载供电，同时给蓄电池充电；低压侧有电时，低压侧软起电路给低压侧滤波电容进行预充电，检测电路采集电压送入DSP计算高压侧电压和低压侧电压值，电压充到合理值，软起完成后通过储能电感、功率转换器件、高压侧软起电路给高压侧供电。在实际工况需求下，电路工作于两种模态，实现高压侧有电时向低压侧供电；高压侧没有电时，低压侧反过来可以给高压侧供电，从而不需要两套电路来实现。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力电子领域，尤其涉及一种高压大电流能量双向流动电路。
背景技术
作为地铁与传统公交之间的中等运能运输系统，现代有轨电车以其快速便捷、安全舒适、节能环保、投资较少、建设周期短、与城市环境适应性强等特点，迅速吸引了国内各个城市的关注，有着巨大的发展潜力，市场需求量巨大。原有有轨电车需要在列车上方架设供电线路，对电网铺设有要求，同时对城市美观造成不小影响。新一代有轨电车，无需在列车全程运输过程中都铺设电网，只要在站台处架设电网，进站时给车上自带的蓄电池充电，出站后再利用自身的蓄电池反过来给列车供电。高压大电流能量双向流动电路就是应用在这种情况下。
实用新型内容
针对以上问题本实用新型提供了一种高压大电流能量双向流动电路，该电路可以根据外部给定指令运行在有电网区（高压侧有电）时电能从电网通过电路向列车辅助电气和蓄电池流动，运行在无电网区（低压侧有电）时列车在有电区时被充电的蓄电池通过该电路反过来给列车供电。这样一种装置输入和输出在不同状态下可以对换，实现了能量双向流动。
技术方案：本实用新型提供了一种高压大电流能量双向流动电路，其特征在于：包括高压侧软起电路、高压侧滤波电容、功率转换器件、储能电感、低压侧滤波电容、低压侧软起电路、反向保护二极管及检测电路。
高压侧有电时，通过高压侧软起电路给高压侧滤波电容充电，检测电路电流采样传感器采集电压送入DSP计算高压侧电压和低压侧电压值，判断电压充到合理值，软起完成后经过功率转换器件、储能电感、低压侧软起电路给低压侧输出负载供电，同时给蓄电池充电；反向保护二极管是多台机器并联使用时防止别的机器电压倒灌。
低压侧有电时，通过低压侧软起电路给低压侧滤波电容进行预充电，检测电路电压采样传感器采集电压送入DSP计算高压侧电压和低压侧电压值，判断电压充到合理值，软起完成后通过储能电感、功率转换器件、高压侧软起电路给高压侧供电。
所述的高压侧软起电路包括主接触器KM1，辅助接触器KM2，软起限流电阻R1、R2；辅助接触器KM2和软起限流电阻R1、软起限流电阻R2相串联，再与主接触器KM1接触器并联。
所述的高压侧滤波电容为滤波电容C4，滤波电容C4一端与主接触器KM1接触器触点相连一端与高压侧DCIN-相连。
所述的功率转换器件包括功率转换器件VT1、功率转换器件VT2，两者相互串联。
所述的储能电感L1，一端与功率转换器件VT1和功率转换器件VT2的连接点相连，一端与开关VT3的E3极相连。
所述的低压侧滤波电容为滤波电容C5，滤波电容C5一端与开关VT3的E3极相连，一端与低压侧输出负载VB-相连。
所述的低压侧软起电路包括开关VT3和电阻R6，两者相并联。
所述的反向保护二极管为VD1，一端与开关VT3的C3极相连，一端与低压侧输出负载VB1+相连。
所述的检测电路包括电流采样传感器U1、U3、U4，电压采样传感器U5、U6、U7；
所述的电流采样传感器U1串联在主接触器KM1的触点和功率转换器件VT1的C1之间;
所述的电流采样传感器U3串联在储能电感L1和开关VT3的E3极之间；
所述的电流采样传感器U4串联在开关VT3的C3极和蓄电池VB2+之间；
所述的电压采样传感器U5并联在高压侧DCIN+和高压侧DCIN-之间；
所述的电压采样传感器U6并联在主接触器KM1触点和高压侧DCIN-之间;
所述的电压采样传感器U7并联在蓄电池VB2+和低压侧输出负载VB-之间。
本实用新型可以在实际工况需求下，电路工作于两种模态，实现高压侧有电时向低压侧供电；高压侧没有电时，低压侧反过来可以给高压侧供电，从而不需要两套电路来实现。
附图说明
图1为本实用新型高压大电流能量双向流动电路的原理图。
图2为高压侧向低压侧能量流动逻辑控制图。
图3为低压侧向高压侧能量流动逻辑控制图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。
如图1至3所示，本实用新型提供了一种高压大电流能量双向流动电路，包括高压侧
软起电路、高压侧滤波电容、功率转换器件、储能电感、低压侧滤波电容、低压侧软起电路、反向保护二极管及检测电路。
所述的高压侧软起电路包括主接触器KM1，辅助接触器KM2，软起限流电阻R1、R2；辅助接触器KM2和软起限流电阻R1、软起限流电阻R2相串联，再与主接触器KM1接触器并联。
所述的高压侧滤波电容为滤波电容C4，滤波电容C4一端与主接触器KM1接触器触点相连一端与高压侧DCIN-相连。
所述的功率转换器件包括功率转换器件VT1、功率转换器件VT2，两者相互串联。
所述的储能电感L1，一端与功率转换器件VT1和功率转换器件VT2的连接点相连，一端与开关VT3的E3极相连。
所述的低压侧滤波电容为滤波电容C5，滤波电容C5一端与开关VT3的E3极相连，一端与低压侧输出负载VB-相连。
所述的低压侧软起电路包括开关VT3和电阻R6，两者相并联。
所述的反向保护二极管为VD1，一端与开关VT3的C3极相连，一端与低压侧输出负载VB1+相连。
所述的检测电路包括电流采样传感器U1、U3、U4，电压采样传感器U5、U6、U7；
所述的电流采样传感器U1串联在主接触器KM1的触点和功率转换器件VT1的C1之间;
所述的电流采样传感器U3串联在储能电感L1和开关VT3的E3极之间；
所述的电流采样传感器U4串联在开关VT3的C3极和蓄电池VB2+之间；
所述的电压采样传感器U5并联在高压侧DCIN+和高压侧DCIN-之间；
所述的电压采样传感器U6并联在主接触器KM1触点和高压侧DCIN-之间;
所述的电压采样传感器U7并联在蓄电池VB2+和低压侧输出负载VB-之间。
高压侧有电时，输入电压经软起电路的辅助接触器KM2先吸合，通过软起限流电阻R1和软起限流电阻R2给滤波电容C4充电，电压传感器U5、U6采集电压送入DSP计算主接触器KM1前后端电压值，判断电压充到合理值，再将主接触器KM1吸合，避免电容上电瞬间短路的冲击，软起完成后经过功率转换器件VT1和储能电感L1以及开关VT3给低压侧输出负载VB1+供电，同时给蓄电池VB2+充电。
低压侧有电时，通过开关VT3和电阻R6给滤波电容C5进行预充电，电压传感器U7和U6采集电压送入DSP计算高压侧电压和低压侧电压值，判断电压充到合理值再将开关VT3吸合。软起完成后通过储能电感L1、主接触器KM1给高压侧供电。
本电路为了降低功率损耗和改善动态响应时间，采用了同步整流的控制模式，即在功率转换器件VT1作为开关工作于BUCK状态时，其对应的下管续流二极管，用IGBT来替代，即也控制图1中功率转换器件VT2进行开通关断；
在功率转换器件VT2作为开关工作于BOOST状态时，其对应的上管续流二极管，也用IGBT来替代，即也控制图1中的功率转换器件VT1进行开通关断。
为了保证功率转换器件VT1和功率转换器件VT2误导通，设置了足够长的死区时间。
以上所述仅为本实用新型的优选实例而已，并不限制于本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。
Claims (2)
1.一种高压大电流能量双向流动电路，其特征在于：包括高压侧软起电路、高压侧滤波电容、功率转换器件、储能电感、低压侧滤波电容、低压侧软起电路、反向保护二极管及检测电路；
高压侧有电时，通过高压侧软起电路给高压侧滤波电容充电，检测电路电流采样传感器采集电压送入DSP计算高压侧电压和低压侧电压值，判断电压充到合理值，软起完成后经过功率转换器件、储能电感、低压侧软起电路给低压侧输出负载供电，同时给蓄电池充电；反向保护二极管是多台机器并联使用时防止别的机器电压倒灌；
低压侧有电时，通过低压侧软起电路给低压侧滤波电容进行预充电，检测电路电压采样传感器采集电压送入DSP计算高压侧电压和低压侧电压值，判断电压充到合理值，软起完成后通过储能电感、功率转换器件、高压侧软起电路给高压侧供电。
2. 根据权利要求1所述的高压大电流能量双向流动电路，其特征在于：
所述的高压侧软起电路包括主接触器KM1，辅助接触器KM2，软起限流电阻R1、R2；辅助接触器KM2和软起限流电阻R1、软起限流电阻R2相串联，再与主接触器KM1接触器并联；
所述的高压侧滤波电容为滤波电容C4，滤波电容C4一端与主接触器KM1接触器触点相连一端与高压侧DCIN-相连；
所述的功率转换器件包括功率转换器件VT1、功率转换器件VT2，两者相互串联；
所述的储能电感L1，一端与功率转换器件VT1和功率转换器件VT2的连接点相连，一端与开关VT3的E3极相连；
所述的低压侧滤波电容为滤波电容C5，滤波电容C5一端与开关VT3的E3极相连，一端与低压侧输出负载VB-相连；
所述的低压侧软起电路包括开关VT3和电阻R6，两者相并联；
所述的反向保护二极管为VD1，一端与开关VT3的C3极相连，一端与低压侧输出负载VB1+相连；
所述的检测电路包括电流采样传感器U1、U3、U4，电压采样传感器U5、U6、U7；
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