CN211127614U - 一种大功率直流电源装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大功率直流电源装置，具体涉及直流电源领域，包括第一整流器，所述第一整流器的输入端设置有市电，所述第一整流器的输出端设置有逆变装置，所述逆变装置的输出端设置有第二整流器，所述第二整流器一端设置有电容组件，所述第二整流器的输出端设置有直流电抗器器。本实用新型通过设有逆变装置和直流电抗器，市电经过第一整流器，变成直流电压，直流电压通过逆变器逆变出200Hz交流方波，逆变器控制IGBT模块的开通、关断，同时匹配交流变频变压器输出200Hz的方波交流，200Hz交流方波经过第二整流器输出脉动直流后进入直流电抗器后并联电容组件充电和放电形成平滑的直流，有利于提高输出电压的稳定性。

Description

一种大功率直流电源装置

技术领域

本实用新型涉及直流电源技术领域，更具体地说，本实用涉及一种大功率直流电源装置。

背景技术

目前，市场上直流电源装置主要以小功率直流电源为主，随着工业的发展，对大功率直流电源的需求量也越来越大。然而由于直流电源通常开关频率较高（20KHz以上）IGBT发热量非常大，再加上环境温度变化因素导致电源自身工作一段时间温度很高。而电子元件（特别是导体器件）的参数与温度有关，引起电路元件参数发生变化，导致输出电压发生变化，不能直接供给那些对电源质量要求较高的电路；其次，温度升高，加速元器件的老化及容易使其损坏，对电源工作可靠性产生很大的影响；再次，工作频率高导致抗干扰能力降低，电源损坏率提高，无法保证大功率直流电源工作的牢靠性。

实用新型内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型的实施例提供一种大功率直流电源装置，通过逆变装置和直流电抗器，逆变装置将市电整合成200Hz的方波交流，200Hz交流方波经过第二整流器输出脉动直流后进入直流电抗器后并联电容组件充电和放电形成平滑的直流。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种大功率直流电源装置，包括第一整流器，所述第一整流器连接端设置有市电，所述第一整流器连接端设置有逆变装置，所述市电通过第一整流器接入逆变装置，所述逆变装置连接端设置有第二整流器，所述第二整流器连接端设置有电容组件，所述第二整流器另一连接端设置有直流电抗器，所述电容组件连接端设置有PID控制器，所述电容组件与PID控制器之间设置有电压传感器，所述电容组件与PID控制器之间设置有电流传感器，所述PID控制器连接端设有DC/DC变换器；

逆变装置包括逆变器、变频变压器和IGBT模块，所述变频变压器和IGBT模块均与逆变器电性连接，所述逆变器连接端与第一整流器电性相连，所述变频变压器连接端与第二整流器电性相连。

在一个优选地实施方式中，所述逆变器与第一整流器电性连接，所述变频变压器与第二整流器电性连接。

在一个优选地实施方式中，所述直流电抗器的输出端设置为电容组件。

在一个优选地实施方式中，所述压传感器和电流传感器的输出端均设置为PID控制器，所述电压传感器和电流传感器均与电容组件电性连接。

在一个优选地实施方式中，所述第二整流器的输出端电性连接电容组件的输入端。

在一个优选地实施方式中，所述DC/DC变换器设置为PID控制器的输出端，所述PID控制器包括PI环，所述电容组件、电压传感器和电流传感器的输出端与PID控制器的输入端相连。

本实用新型的技术效果和优点：

1、本实用新型通过设有逆变装置和直流电抗器，市电经过第一整流器，变成直流电压，直流电压通过逆变器逆变出Hz交流方波，逆变器控制IGBT模块的开通、关断，同时匹配交流变频变压器输出Hz的方波交流，Hz交流方波经过第二整流器输出脉动直流后进入直流电抗器后并联电容组件充电和放电形成平滑的直流，有利于提高输出电压的稳定性，减少温度的影响；

2、本实用新型通过设有电流传感器、电压传感器和PID控制器，在电容组件输出端设置有电压传感器和电流传感器，将采集到的信号传给PID控制器，通过PI环控制DC/DC变换器对输出电压和电流的稳定，进一步提高了输出电压和电流的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图。

图2为本实用新型的电路图。

附图标记为：1第一整流器、2市电、3逆变装置、31逆变器、32变频变压器、33 IGBT模块、4第二整流器、5电容组件、6直流电抗器、7 PID控制器、8电压传感器、9电流传感器、10DC/DC变换器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了一种大功率直流电源装置，包括第一整流器1，所述第一整流器1连接端设置有市电2，所述第一整流器1连接端设置有逆变装置3，所述市电2通过第一整流器1接入逆变装置3，所述逆变装置3连接端设置有第二整流器4，所述第二整流器4连接端设置有电容组件5，所述第二整流器4另一连接端设置有直流电抗器6，逆变装置3包括逆变器31、变频变压器32和IGBT模块33，所述变频变压器32和IGBT模块33均与逆变器31电性连接，所述逆变器31连接端与第一整流器1电性相连，所述变频变压器32连接端与第二整流器4电性相连，所述逆变器31与第一整流器1电性连接，所述变频变压器32与第二整流器4电性连接，所述直流电抗器6的输出端设置为电容组件5中，所述第二整流器4的输出端电性连接电容组件5的输入端。

如图1所示的，实施方式具体为：市电2为220V或者380V的交流电压，经过第一整流器1，第一整流器1规格为50-60赫兹，变成直流300V或者540V电压，直流电压通过逆变器31逆变出200Hz交流方波，逆变器31控制IGBT模块33的开通、关断，开关频率为10KHz以下，同时匹配交流变频变压器32输出200Hz的方波交流，逆变器31对从第一整流器1到来的电流转变成交流电，变频变压器32输出变频和变压后的电流，逆变装置3将直流电变成高频的交流电，200Hz交流方波经过第二整流器4输出脉动直流后进入直流电抗器6后并联电容组件5充电和放电形成平滑的直流，直流电抗器6将叠加在直流电流上的交流分量限定在某一规定值，保持整流电流连续，减小电流脉动值，使电流平稳进入到电容组件5，经过第二整流器4（型号设置为D3K）整流后的电流通过电容组件5，电容组件5用来滤波和储存电能，第二整流器4规格为200赫兹，有利于提高输出电压的稳定性，减少温度的影响。

所述电容组件5连接端设置有PID控制器7，所述电容组件5与PID控制器7之间设置有电压传感器8，所述电容组件5与PID控制器7之间设置有电流传感器9，所述PID控制器7连接端设有DC/DC变换器10，所述压传感器8和电流传感器9的输出端均设置为PID控制器7，所述电压传感器8和电流传感器9均与电容组件5电性连接，所述DC/DC变换器10设置为PID控制器7的输出端，所述PID控制器7包括PI环，所述电容组件5、电压传感器8和电流传感器9的输出端与PID控制器7的输入端相连；

如图1-2所示的，实施方式具体为：在电容组件5输出端设置有电压传感器8（型号设置为WBV023YB08-SP）和电流传感器9（型号设置为AHKC-EKC），将采集到的信号传给PID控制器7（型号设置为TX4S），通过PI环控制DC/DC变换器10，经由DC/DC变换器10对输出电压进行稳态调节，通过对该算法的优化还可以抑制输出电压稳态振荡，对输出电压和电流的稳定，进一步提高了输出电压和电流的稳定性。

本实用新型工作原理：

参照说明书附图1，市电2为220V或者380V的交流电压，经过第一整流器1，第一整流器1规格为50-60赫兹，变成直流300V或者540V电压，直流电压通过逆变器31逆变出200Hz交流方波，逆变器31控制IGBT模块33的开通、关断，开关频率为10KHz以下，同时匹配交流变频变压器32输出200Hz的方波交流，200Hz交流方波经过第二整流器4输出脉动直流后进入直流电抗器6后并联电容组件5充电和放电形成平滑的直流，第二整流器4规格为200赫兹，有利于提高输出电压的稳定性，减少温度的影响；

进一步的，参照说明书附图1-2，在电容组件5输出端设置有电压传感器8和电流传感器9，将采集到的信号传给PID控制器7，通过PI环控制DC/DC变换器10对输出电压和电流的稳定，进一步提高了输出电压和电流的稳定性。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

其次：本实用新型公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本实用新型同一实施例及不同实施例可以相互组合；

最后：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，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保护范围之内。

Claims (6)

1.一种大功率直流电源装置，其特征在于：包括第一整流器（1），所述第一整流器（1）连接端设置有市电（2），所述第一整流器（1）连接端设置有逆变装置（3），所述市电（2）通过第一整流器（1）接入逆变装置（3），所述逆变装置（3）连接端设置有第二整流器（4），所述第二整流器（4）连接端设置有电容组件（5），所述第二整流器（4）另一连接端设置有直流电抗器（6），所述电容组件（5）连接端设置有PID控制器（7），所述电容组件（5）与PID控制器（7）之间设置有电压传感器（8），所述电容组件（5）与PID控制器（7）之间设置有电流传感器（9），所述PID控制器（7）连接端设有DC/DC变换器（10）；

逆变装置（3）包括逆变器（31）、变频变压器（32）和IGBT模块（33），所述变频变压器（32）和IGBT模块（33）均与逆变器（31）电性连接，所述逆变器（31）连接端与第一整流器（1）电性相连，所述变频变压器（32）连接端与第二整流器（4）电性相连。

2.根据权利要求1所述的一种大功率直流电源装置，其特征在于：所述逆变器（31）与第一整流器（1）电性连接，所述变频变压器（32）与第二整流器（4）电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种大功率直流电源装置，其特征在于：所述直流电抗器（6）的输出端设置为电容组件（5）。

4.根据权利要求1所述的一种大功率直流电源装置，其特征在于：所述压传感器（8）和电流传感器（9）的输出端均设置为PID控制器（7），所述电压传感器（8）和电流传感器（9）均与电容组件（5）电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种大功率直流电源装置，其特征在于：所述第二整流器（4）的输出端电性连接电容组件（5）的输入端。

6.根据权利要求1所述的一种大功率直流电源装置，其特征在于：所述DC/DC变换器（10）设置为PID控制器（7）的输出端，所述PID控制器（7）包括PI环，所述电容组件（5）、电压传感器（8）和电流传感器（9）的输出端与PID控制器（7）的输入端相连。