CN214480283U - 一种大功率dc-dc模块电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电源设备技术领域，尤其涉及一种大功率DC‑DC模块电源，依次连接的输入滤波模块、功率变换模块、输出滤波模块；所述输入滤波模块连接有输入检测模块，所述输出滤波模块连接有输出检测模块；所述输入检测模块和输出检测模块共同连接监控模块；所述监控模块连接驱动模块，所述驱动模块连接功率变换模块；监控模块通过接收输入、输出检测模块的数据，对输入电压值和电流值、输出电压值和输出电流值进行分析和计算，判断是进入升压模式或者降压模式，再输出控制信号给驱动模块，由驱动控制模块驱动功率变换模块，得到输出电压和输出电流的预设值，实现了充电方向和放电方向双向升、降压同时满足的情况。

Description

一种大功率DC-DC模块电源

技术领域

本公开涉及电源设备技术领域，特别是涉及一种大功率DC-DC模块电源。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本实用新型相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

双向电源被广泛应用于太阳能或风力发电等电能需要双向转换的场合。

风力发电，是把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能,同时通过充电机给蓄电池充电。电池需要对负载放电时，通过逆变模块转变为交流电，给负载供电。

太阳能发电，是指无需通过热过程直接将光能转变为电能的发电方式。太阳能电池产生的直流电先进入蓄电池储存，然后通过逆变器将蓄电池的直流电逆变成交流电，供负载使用。

市面上现有的DC-DC双向电源，升降、压方向单一固定，如充电方向为降压方式，放电方向为升压方式，或充电方向为升压方式，放电方向为降压方式，但无法双向实现升、降压同时满足的情况，也不具备恒压恒流功能。

实用新型内容

为了解决现有技术的不足，本实用新型提供了一种大功率DC-DC模块电源，具有恒压恒流功能，实现了充电方向和放电方向双向升、降压同时满足的情况。

根据一些实施例，本实用新型提供了一种大功率DC-DC模块电源，采用如下技术方案：

一种大功率DC-DC模块电源，包括：

依次连接的输入滤波模块、功率变换模块、输出滤波模块；

所述输入滤波模块连接有输入检测模块，所述输出滤波模块连接有输出检测模块；

所述输入检测模块和输出检测模块共同连接监控模块；

所述监控模块连接驱动模块，所述驱动模块连接功率变换模块。

优选的，所述输入滤波模块还与进线连接装置连接，所述进线连接装置连接外界电源或负载；

所述进线连接装置为镀锌铜排或镀锌铜排接线端子。

优选的，所述输出滤波模块还与出线连接装置连接，所述出线连接装置连接外界电池；

所述出线连接装置为镀锌铜排或镀锌铜排接线端子。

优选的，所述输入检测模块包括输入电压检测模块和输入电流检测模块；所述输出检测模块包括输出电压检测模块和输出电流检测模块。

优选的，还包括辅助电源模块，所述辅助电源模块分别与输入检测模块、驱动模块、输出检测模块、监控模块、通信模块相连。

优选的，所述通信模块连接监控模块，所述通信模块为485通信模块，与上位机通信。

优选的，所述功率变换模块为4组开关管和储能电感组成的BUCK_BOOST。

优选的，所述输入滤波模块和输出滤波模块为软启动加π型滤波电路。

优选的，所述输入电流检测模块和输出电流检测模块均为高精度电流检测电路，所述输入电压检测模块和输出电压检测模块均为高精度电压检测电路。

优选的，所述监控模块包括供电单元，电压、电流检测数据处理单元，多路驱动信号输出单元，通信单元，人机交互单元。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过在监控模块中提前预设充电压值、充电电流值，来控制DC-DC模块电源的电压、电流恒定。

2、本实用新型中监控模块通过接收输入电压/电流检测模块以及输出电压/电流检测模块的数据，对输入电压值和电流值、输出电压值和输出电流值进行分析和计算判断是进入升压模式或者降压模式，再输出控制信号给驱动模块，由驱动控制模块驱动功率变换模块，得到输出电压和输出电流的预设值，实现了充电方向和放电方向双向升、降压同时满足的情况。

3、本实用新型体积小巧、使用方式灵活多变，可广泛应用于通信基站、电力机房、服务器机房等24V、48V蓄电池充、放电管理场合，也可用于电池生产厂家老化时，用于收集电能，节约能源。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1为本实用新型实施例所述的大功率DCDC模块电源结构图；

图中，1-铝合金壳体；2-进线连接装置；3-输入滤波模块；4-功率变换模块；5-输出滤波模块；6-出线连接装置；7-驱动模块；8-输入电压检测模块；9-输入电流检测模块；10-输出电压检测模块；11-输出电流检测模块；12-辅助电源模块；13-监控模块；14-通讯模块。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

为便于理解本实用新型，下面结合附图以具体实施例对本实用新型作进一步解释说明，且具体实施例并不构成对本实用新型实施例的限定。

实施例

请参阅图1所示，本实用新型提供的一种实施例：

本实施例公开了一种大功率DC-DC模块电源，包括：

铝合金壳体1，铝合金壳体内设有进线连接装置2、输入滤波模块3、功率变换模块4、输出滤波模块5、出线连接装置6、驱动模块7、输入电压检测模块8、输入电流检测模块9、输出电压检测模块10、输出电流检测模块11、辅助电源模块12、监控模块13和通讯模块14；

铝合金壳体1：为该系统的外壳，它为输入滤波模块3、输入电压检测模块8、输入电流检测模块9、功率变换模块4、输出滤波模块5、输出电压检测模块10、输出电流检测模块11等提供外部保护。

其中，进线连接装置2连接外界电源或负载；出线连接装置6连接外界电池，电池为蓄电池；

还包括依次连接的输入滤波模块3、功率变换模块4、输出滤波模块5；

输入滤波模块3还与进线连接装置2连接，输出滤波模块5还与出线连接装置6连接；

具体的实施例中，进线连接装置2为镀锌铜排或镀锌铜排接线端子；出线连接装置6为镀锌铜排或镀锌铜排接线端子。

输入滤波模块3和输出滤波模块5，为软启动加π型滤波电路；功率变换模块4，为4组开关管和储能电感组成的双向升、降压拓扑结构，即BUCK_BOOST；

具体地，输入滤波模块3连接有输入检测模块，输出滤波模块5连接有输出检测模块；输入检测模块和输出检测模块共同连接监控模块13；监控模块13连接驱动模块7，驱动模块7连接功率变换模块4；输入检测模块包括输入电压检测模块8和输入电流检测模块9；输出检测模块包括输出电压检测模块10和输出电流检测模块11；

其中，输入电流检测模块9和输出电流检测模块11均为高精度电流检测电路，输入电压检测模块8和输出电压检测模块10均为高精度电压检测电路，高精度电压、电流检测电路由低失调电压高精度运算放大器和运算放大器外围电路构成，完成输入电压，输入电流，输出电压，输出电流精确检测，并将检测值传递给监控模块13。

监控模块13通过接收输入电压/电流检测模块以及输出电压/电流检测模块的数据，对输入电压值和输入电流值、输出电压值和输出电流值进行分析和计算，判断是进入升压模式或者降压模式，再输出控制信号给驱动模块7，由驱动控制模块7驱动功率变换模块4，得到输出电压和输出电流的预设值，实现了充电方向和放电方向双向升、降压同时满足的情况。

具体地，充电时，9～60V的直流电压，通过进线连接装置2接入，然后依次经过输入滤波模块4、功率变换模块4、输出滤波模块5和出线连接装置6，变成预先设置的9～60V直流电压，给蓄电池充电，电池电流为0～100A可调。

放电时，9～60V的电压依次通过出线连接装置6、输出滤波模块5、功率变换模块4、输入滤波模块3和进线连接装置2到达负载，给负载提供预先设置的9～60V的直流电压，电流200A可调。

辅助电源模块12，为监控模块13提供+3.3V电压，为输入、输出检测模块提供±5V电压，为驱动模块7提供+15V电压。

监控模块13包括：供电部分，电压、电流检测数据处理单元，多路驱动信号输出单元，通信单元，人机交互单元。

监控模块13核心处理器为STM32系列单片机；输入、输出检测模块所检测的数据滤波后传给STM32单片机A/D处理器；STM32单片机的多个脉冲调制(PWM)端口输出驱动信号，即多个脉冲调制(PWM)端口构成多路驱动信号输出单元；STM32单片机的USART口与485芯片和外围电路组成通信单元；STM单片机的SPI口和FSMC口与LED、轻触按键组成人机交互单元。

通讯模块14，为485通讯模块，与上位机通信。

以上一个或多个实施例具有以下效果：

该实施例重点解决了目前市面上双向电源升、降压方向单一固定、无法双向实现升、降压同时满足的情况，并具备恒压恒流功能。

它体积小巧、使用方式灵活多变，可广泛应用于通信基站、电力机房、服务器机房等24V、48V蓄电池充、放电管理场合，也可用于电池生产厂家老化时，用于收集电能，节约能源，节约设备投入成本。

工作原理：

充电时，出线连接装置6接好蓄电池，按照蓄电池的种类和参数对监控模块13进行充电电压值、充电电流值预设置。9～60V直流电压，施加于进线连接装置2，经过输入滤波模块3到达输入电压、电流检测模块8,9，输入电压、电流检测模块8,9对输入的电压和电流进行检测，并传输给监控模块13，监控模块13对输入电压值、输出电压值和输出电流值进行分析和计算，判断是进入升压模式或者降压模式，再输出控制信号给驱动模块7，由驱动控制模块7驱动功率变换模块4，得到输出电压和输出电流的预设值。

放电时，蓄电池9～60V的电压施加于出线连接装置6，经过输出滤波模块5输出电压、电流检测模块10,11，输出电压、电流检测模块10,11对输出的电压和电流进行检测，并传输给监控模块13，监控模块13对电池电压值和预设置放电电压值、放电限流值进行分析和计算，判断进入升压模式或者降压模式，再输出控制信号给驱动模块7，由驱动控制模块7驱动功率变换模块4，得到放电电压和放电限流的预设值。

最后应说明的是，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，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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 (10)

1.一种大功率DC-DC模块电源，其特征在于，包括：

依次连接的输入滤波模块、功率变换模块、输出滤波模块；

所述输入滤波模块连接有输入检测模块，所述输出滤波模块连接有输出检测模块；

所述输入检测模块和输出检测模块共同连接监控模块；

所述监控模块连接驱动模块，所述驱动模块连接功率变换模块。

2.如权利要求1所述的一种大功率DC-DC模块电源，其特征在于，所述输入滤波模块还与进线连接装置连接，所述进线连接装置连接外界电源或负载；

所述进线连接装置为镀锌铜排或镀锌铜排接线端子。

3.如权利要求1所述的一种大功率DC-DC模块电源，其特征在于，所述输出滤波模块还与出线连接装置连接，所述出线连接装置连接外界电池；

所述出线连接装置为镀锌铜排或镀锌铜排接线端子。

4.如权利要求1所述的一种大功率DC-DC模块电源，其特征在于，所述输入检测模块包括输入电压检测模块和输入电流检测模块；所述输出检测模块包括输出电压检测模块和输出电流检测模块。

5.如权利要求1所述的一种大功率DC-DC模块电源，其特征在于，还包括辅助电源模块，所述辅助电源模块分别与输入检测模块、驱动模块、输出检测模块、监控模块、通信模块相连。

6.如权利要求5所述的一种大功率DC-DC模块电源，其特征在于，所述通信模块连接监控模块，所述通信模块为485通信模块，与上位机通信。

7.如权利要求1所述的一种大功率DC-DC模块电源，其特征在于，所述功率变换模块为4组开关管和储能电感组成的BUCK_BOOST。

8.如权利要求1所述的一种大功率DC-DC模块电源，其特征在于，所述输入滤波模块和输出滤波模块为软启动加π型滤波电路。

9.如权利要求4所述的一种大功率DC-DC模块电源，其特征在于，所述输入电流检测模块和输出电流检测模块均为高精度电流检测电路，所述输入电压检测模块和输出电压检测模块均为高精度电压检测电路。

10.如权利要求1所述的一种大功率DC-DC模块电源，其特征在于，所述监控模块包括供电单元，电压、电流检测数据处理单元，多路驱动信号输出单元，通信单元，人机交互单元。

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