CN207339683U - 具有防浪涌电流破坏的交直流双向变换器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有防浪涌电流破坏的交直流双向变换器，包括开关电源包括AC/DC双向转换单元，DC/DC双向转换单元，第一保护单元、第二保护单元、第三保护单元和控制单元，第一保护单元与AC/DC双向转换单元的输入端连接，AC/DC双向转换单元的输出端通过第二保护单元与DC/DC双向转换单元的输入端相连，DC/DC双向转换单元的输出端与第三DC/DC保护单元相连，控制单元的输出端分别与第一保护单元的控制端、第二保护单元的控制端以及第三保护单元的控制端相连，保护单元包括继电器和电阻，电阻与继电器上的动触点与静触点形成的开关并联。不仅可以实现交直流双向变换，而且还具有防浪涌电流的破坏功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种具有防浪涌电流破坏的交直流双向变换器。
背景技术
随着自然资源的日益减少，不可再生能源日益缺乏，可再生能源如风能、太阳能等得到广泛的应用。但风能和太阳能存在多变及不稳定性，直接影响到使用太阳能和风能等发电的电网的稳定性，于是人们运用储能技术来更好地管理电力系统的能量。目前一般是当电网运行稳定时，通过一套AC-DC转换装置由电网向电池充电；当电网运行不稳定时再通过一套DC-AC转换装置由电池向电网放电。这样不仅使得系统复杂、占用空间大、效率低，而且由于输入电路和输出电路工作时产生的较大浪涌电流会造成元件的损坏。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种交直流双向变换器，不仅可以实现交直流双向变换，而且还具有防浪涌电流的破坏功能。
为了达到上述目的，本实用新型包括开关电源包括AC/DC双向转换单元，DC/DC双向转换单元，第一保护单元、第二保护单元、第三保护单元和控制单元，其中第一保护单元与AC/DC双向转换单元的输入端连接，AC/DC双向转换单元的输出端通过第二保护单元与DC/DC双向转换单元的输入端相连，DC/DC双向转换单元的输出端与第三DC/DC保护单元相连，控制单元的输出端分别与第一保护单元的控制端、第二保护单元的控制端以及第三保护单元的控制端相连，所述保护单元包括继电器和电阻，其中电阻与继电器上的动触点与静触点形成的开关并联；所述控制单元包括三极管、二极管、电阻和电容，其中电容的负极与三极管接地的发射极连接，所述二极管的阳极与电容的正极连接，该二极管的阴极与三极管的基极连接，所述控制单元通过所述三极管的集电极输出控制信号。
所述AC/DC双向转换单元的开关管和DC/DC双向转换单元的开关管均为双向导通可控功率管。
所述AC/DC双向转换单元为单相全桥变换电路。
所述DC/DC双向转换单元为半桥LLC交错并联电路。
所述半桥LLC交错并联电路为两个LLC电路并联，错相90°。
所述LLC电路包括变压器、四个场效应管、谐振电感、谐振电容和两个滤波电容，第一场效应管的漏极接LLC电路第一端的正极，源极接第二场效应管的漏极，第二场效应管的源极接LLC电路第一端的负极；谐振电感、谐振电容与变压器初级线圈组成串联电路的一端接第一场效应管的源极，另一端接第二场效应管的源极；第三场效应管的漏极和第四场效应管的漏极分别接LLC电路第二端的正极，第三场效应管的源极接变压器次级线圈的一端，第四场效应管的源极接变压器次级线圈的另一端，变压器次级线圈的中心抽头接LLC电路第二端的负极；第一滤波电容接在第三场效应管的漏极与变压器次级线圈的中心抽头之间，第二滤波电容接在第四场效应管的漏极与变压器次级线圈的中心抽头之间。
本实用新型由于采用了上述技术方案可以由一套转换装置实现AC/DC、DC/DC双向变换，并且避免在输入电流时瞬间产生的浪涌电流对AC/DC双向转换单元和DC/DC双向转换单元造成损坏，实现对整个电路的保护，延长其使用寿命。
附图说明
图1是本实用新型一种实施方式的原理示意图。
图2是本实用新型一种实施方式控制单元示意图。
图3是本实用新型保护单元示意图。
图4是本实用新型半桥LLC交错并联电路的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本申请作进一步详细说明，但不作为对本申请的限定。
如图1所示，本实用新型包括AC/DC双向转换单元1，DC/DC双向转换单元2，第一保护单元3、第二保护单元4、第三保护单元5和控制单元6，第一保护单元3与AC/DC双向转换单元1的输入端连接，AC/DC双向转换单元1的输出端通过第二保护单元4与DC/DC双向转换单元2的输入端相连，DC/DC双向转换单元2的输出端与第三保护单元5相连，控制单元6的输出端分别与第一保护单元3的控制端、第二保护单元4的控制端以及第三保护单元5的控制端相连。
如图2所示，所述保护单元包括继电器7和电阻8，其中电阻8与继电器7上的动触点与静触点形成的开关并联；
如图3所示，所述控制单元6包括三极管9、二极管10、电阻11和电容12，其中电容12的负极与三极管9接地的发射极连接，所述二极管10的阳极与电容12的正极连接，该二极管10的阴极与三极管9的基极连接，所述控制单元6通过所述三极管9的集电极输出控制信号。
在输入交流电流的瞬间会产生浪涌电流，由于保护单元的继电器为常开，输入的交流电流和浪涌电流通过电阻传输到AC/DC双向转换单元和DC/DC双向转换单元输入端，通电时，控制单元6得电，由于二极管的作用，使得三极管不能导通，工作电源对电容充电，当电容上电压达到二极管导通电压时，所述三极管导通，输出控制信号，分别控制第一保护单元和第二保护单元的继电器开关闭合，使电流通过继电器的动触点和静触点形成的通路分别传输至AC/DC双向转换单元和DC/DC双向转换单元。
所述DC/DC双向转换单元为半桥LLC交错并联电路。所述半桥LLC交错并联电路为两个LLC电路并联，错相90°。其中一个LLC电路如图4所示，包括变压器13、四个场效应管14、15、16、17，谐振电感18、谐振电容19和两个滤波电容20,21，第一场效应管14的漏极接LLC电路第一端的正极，源极接第二场效应管的漏极，第二场效应管15的源极接LLC电路第一端的负极；谐振电感18、谐振电容19与变压器13初级线圈组成串联电路的一端接第一场效应管14的源极，另一端接第二场效应管15的源极；第三场效应管16的漏极和第四场效应管17的漏极分别接LLC电路第二端的正极，第三场效应管16的源极接变压器13次级线圈的一端，第四场效应管17的源极接变压器13次级线圈的另一端，变压器13次级线圈的中心抽头接LLC电路第二端的负极；第一滤波电容20接在第三场效应管16的漏极与变压器13次级线圈的中心抽头之间，第二滤波电容21接在第四场效应管17的漏极与变压器13次级线圈的中心抽头之间。
AC/DC单相全桥变换电路的输出两端分别与LLC电路中第一端的正极DC+和接地极连接，实现交直流双向变换；AC/DC单相全桥变换电路的输出两端分别与LLC电路中第二端的正极DC++和接地极连接，实现交直流双向变换；当DC/DC双向转换单元由DC+到DC++变换时，两个LCC电路由同一环路控制，错相90度。
Claims (7)
1.一种具有防浪涌电流破坏的交直流双向变换器，其特征在于，包括开关电源包括AC/DC双向转换单元，DC/DC双向转换单元，第一保护单元、第二保护单元、第三保护单元和控制单元，其中第一保护单元与AC/DC双向转换单元的输入端连接，AC/DC双向转换单元的输出端通过第二保护单元与DC/DC双向转换单元的输入端相连，DC/DC双向转换单元的输出端与第三DC/DC保护单元相连，控制单元的输出端分别与第一保护单元的控制端、第二保护单元的控制端以及第三保护单元的控制端相连，所述保护单元包括继电器和电阻，其中电阻与继电器上的动触点与静触点形成的开关并联；所述控制单元包括三极管、二极管、电阻和电容，其中电容的负极与三极管接地的发射极连接，所述二极管的阳极与电容的正极连接，该二极管的阴极与三极管的基极连接，所述控制单元通过所述三极管的集电极输出控制信号。
2.根据权利要求1所述的具有防浪涌电流破坏的交直流双向变换器，其特征在于，所述AC/DC双向转换单元的开关管和DC/DC双向转换单元的开关管均为双向导通可控功率管。
3.根据权利要求1或2所述的具有防浪涌电流破坏的交直流双向变换器，其特征在于，所述AC/DC双向转换单元为单相全桥变换电路。
4.根据权利要求1或2所述的具有防浪涌电流破坏的交直流双向变换器，其特征在于，所述DC/DC双向转换单元为半桥LLC交错并联电路。
5.根据权利要求4所述的具有防浪涌电流破坏的交直流双向变换器，其特征在于，所述半桥LLC交错并联电路为两个LLC电路并联，错相90°。
6.根据权利要求4所述的具有防浪涌电流破坏的交直流双向变换器，其特征在于，所述LLC电路包括变压器、四个场效应管、谐振电感、谐振电容和两个滤波电容，第一场效应管的漏极接LLC电路第一端的正极，源极接第二场效应管的漏极，第二场效应管的源极接LLC电路第一端的负极；谐振电感、谐振电容与变压器初级线圈组成串联电路的一端接第一场效应管的源极，另一端接第二场效应管的源极；第三场效应管的漏极和第四场效应管的漏极分别接LLC电路第二端的正极，第三场效应管的源极接变压器次级线圈的一端，第四场效应管的源极接变压器次级线圈的另一端，变压器次级线圈的中心抽头接LLC电路第二端的负极；第一滤波电容接在第三场效应管的漏极与变压器次级线圈的中心抽头之间，第二滤波电容接在第四场效应管的漏极与变压器次级线圈的中心抽头之间。
7.根据权利要求5所述的具有防浪涌电流破坏的交直流双向变换器，其特征在于，所述LLC电路包括变压器、四个场效应管、谐振电感、谐振电容和两个滤波电容，第一场效应管的漏极接LLC电路第一端的正极，源极接第二场效应管的漏极，第二场效应管的源极接LLC电路第一端的负极；谐振电感、谐振电容与变压器初级线圈组成串联电路的一端接第一场效应管的源极，另一端接第二场效应管的源极；第三场效应管的漏极和第四场效应管的漏极分别接LLC电路第二端的正极，第三场效应管的源极接变压器次级线圈的一端，第四场效应管的源极接变压器次级线圈的另一端，变压器次级线圈的中心抽头接LLC电路第二端的负极；第一滤波电容接在第三场效应管的漏极与变压器次级线圈的中心抽头之间，第二滤波电容接在第四场效应管的漏极与变压器次级线圈的中心抽头之间。
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