CN2562476Y

CN2562476Y - 蓄电池化成充放电电源

Info

Publication number: CN2562476Y
Application number: CN 02220928
Authority: CN
Inventors: 王耀德; 徐利东; 彭正雄
Original assignee: ZHANGJIAGANG JINFAN POWER SUPP
Current assignee: ZHANGJIAGANG JINFAN POWER SUPP
Priority date: 2002-06-01
Filing date: 2002-06-01
Publication date: 2003-07-23
Anticipated expiration: 2012-06-01

Abstract

本实用新型公开了一种蓄电池化成充放电电源，主要包括：电源变压器、整流器、滤波器；在滤波器的输出端还并联有若干路高频PWM变换电路；需要化成的蓄电池连接在高频PWM变换电路的输出端。由于采用全控电力电子模块及其控制调节电路来构成高频PWM变换电器，因而既可以实现正负脉冲充电的化成工作方式，也可以实现恒直流充电、恒直流放电的化成工作方式，并且调节十分方便，电路十分简单；能有效地去除极化，降低电能的消耗，可节能30％以上，节省工作时间30％以上；还可降低电池的温升，减少酸性气体析出，减少对大气环境的污染；并可提高蓄电池的容量，对电网无谐波污染。

Description

蓄电池化成充放电电源

技术领域

本实用新型涉及到一种用来生产蓄电池的充放电设备，尤其涉及到其中的化成充放电电源。

背景技术

目前，在对蓄电池化成时使用的充放电电源主要由电源变压器、可控硅全控整流器和调节控制器组成，调节控制器主要用来调节充放电电压、电流等参数和控制可控硅移相触发；该种电源的优点是技术成熟、并有可接受的性价比，但是，其缺点是：难以达到蓄电池先进化成技术对充放电电流被形要素提出的更精确和复杂的要求，并且化成时间长、充电效率低、电能耗费大、功率因素低。另外，目前使用的其它脉冲充放电电源中采用电阻或其它方式放电，电路复杂，制造成本较高，耗电较大。

发明内容

针对上述问题，本实用新型将提供一种能快速响应、调节方便、电路简单、制造成本较低、且能满足蓄电池脉冲充放电工艺要求的蓄电池化成充放电电源。

为实现上述目的，本实用新型采用的主要技术原理是：将成熟的全控电力电子模块及其控制调节电路技术应用到蓄电池化成充放电电源中，并使全控电力电子模块都以高频PWM方式工作，即：主要由全控电力电子模块及其控制调节电路来构成高频PWM变换电路，使蓄电池能实现正负脉冲充放电的化成工作方式。

本实用新型采用的具体技术方案是：所述的蓄电池化成充放电电源主要包括：电源变压器，电源变压器的输出端连接有整流器，整流器的输出端连接有滤波器；在滤波器的输出端还并联有若干路高频PWM变换电路；需要化成的蓄电池连接在高频PWM变换电路的输出端。

上述的高频PWM变换电路的一种具体结构为：全控电力电子模块Q1的C极与滤波器的输出正极相连接，Q1的E极与储能电感器L2的一端相连接，Q1的G极与控制调节电路相连接；全控电力电子模块Q2的C极与Q1的E极相连接，Q2的E极与滤波器的输出负极相连接，Q2的G极也与控制调节电路相连接；需要化成的蓄电池连接在储能电感器L2的另一端和Q2的E极之间。

上述的高频PWM变换电路的另一种具体结构为：全控电力电子模块Q1的C极与Q2的C极并接后再与滤波器的输出正极相连接，Q1的E极与Q3的C极相连接，Q2的E极与Q4的C极相连接，Q3的E极与Q4的E极并接后再与滤波器的输出负极相连接，Q1、Q2、Q3和Q4的G极分别与控制调节电路相连接，储能电感器L2的一端连接在Q1的E极和Q3的C极之间；需要化成的蓄电池连接在储能电感器L2的另一端和Q2的E极之间。

本实用新型的优点是：一、由于采用全控电力电子模块及其控制调节电路来构成高频PWM变换电器，通过调节全控电力电子模块的工作方式，既可以实现正负脉冲充放电的化成工作方式，也可以实现恒直流充电、恒直流放电的化成工作方式，并且正、负脉冲的宽度和幅值都可调，调节十分方便，电路十分简单。二、在正负脉冲充放电的化成工作方式中，正脉冲产生的电池极板的极化可由负脉冲来及时消除，从而提高了充电接受能力，降低了电能的消耗，可节能30％以上，节省工作时间30％以上；同时也会降低电池的温升，减少酸性气体析出，减少对大气环境的污染；并且由于频率很高的正负脉冲能使蓄电池中活性物质的活化度增加，因而可以提高蓄电池的容量。三、由于高频PWM变换电路的输入电源是直流，工作中任一路蓄电池放电时电能都会回馈至直流电源上，可供其它回路充电，而现有技术中所述的可控硅电路放电时电能回馈至交流电网上，所以采用本实用新型所述的高频PWM变换电路既能提高功率因素——能使功率因素大于0.95，又不会对电网产生谐波污染。

附图说明

图1是本实用新型所述蓄电池化成充放电电源的电路原理方框图；

图2是图1中整流和滤波部分的电路原理图；

图3是图1中高频PWM变换电路的一种实施方式的电路原理图；

图4是图1中高频PWM变换电路的另一种实施方式的电路原理图。

实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型所述的技术方案、及其工作原理和优点作进一步的描述。

如图1、图2所示，本实用新型所述的蓄电池化成充放电电源主要包括：电源变压器B，电源变压器B的输出端连接有整流器Z，整流器Z的输出端连接有滤波器；在滤波器的输出端还并联有若干路高频PWM变换电路；上述的滤波器由电感器L1和电容器C组成。在实际应用中，可以根据所生产的蓄电池的种类、电源功率的大小等因素来确定充放电电源中高频PWM变换电路的路数，将需要化成的蓄电池连接在高频PWM变换电路的输出端。

如图3所示，是本实用新型中所述的高频PWM变换电路的一种实施方式，其具体结构为：全控电力电子模块Q1的C极与滤波器的输出正极相连接，Q1的E极与储能电感器L2的一端相连接，Q1的G极与控制调节电路相连接；全控电力电子模块Q2的C极与Q1的E极相连接，Q2的E极与滤波器的输出负极相连接，Q2的G极也与控制调节电路相连接；需要化成的蓄电池连接在储能电感器L2的另一端和Q2的E极之间。其工作原理是：利用全控型电力电子模块Q1和Q2的不同工作方式，来实现对蓄电池不同的化成工作方式：当需对蓄电池恒直流充电时，使Q1导通、Q2截止，此时Q1与储能电感器L2就组成了降压型DC/DC变换器，实现蓄电池的恒直流充电；当需对蓄电池恒直流放电时，使Q1截止、Q2导通，此时Q2与储能电感器L2就组成了升压型DC/DC变换器，实现蓄电池的恒直流放电；当需对蓄电池正负脉冲充电时，使Q1和Q2间隙轮流导通和截止，来实现蓄电池的正负脉冲充电的化成工作方式。Q1与Q2的控制调节电路可以分别调整Q1和Q2的工作状态，还可以分别调整正负脉冲的宽度和幅度，以实现脉冲充放电的技术性能要求。

如图4所示，是本实用新型中所述的高频PWM变换电路的另一种实施方式，该种方式可以适用于需要对蓄电池进行反充电的场合，其具体结构为：全控电力电子模块Q1的C极与Q2的C极并接后再与滤波器的输出正极相连接，Q1的E极与Q3的C极相连接，Q2的E极与Q4的C极相连接，Q3的E极与Q4的E极并接后再与滤波器的输出负极相连接，Q1、Q2、Q3和Q4的G极分别与控制调节电路相连接，储能电感器L2的一端连接在Q1的E极和Q3的C极之间；需要化成的蓄电池连接在储能电感器L2的另一端和Q2的E极之间。其工作原理是：当Q1、Q4导通而Q2、Q3截止时，对蓄电池进行恒直流充电；当Q2、Q3导通而Q1、Q4截止时，此时又分为二种情况：一是当蓄电池中有电时为恒直流放电工作状态，二是当蓄电池中无电时为恒直流反充电状态；当Q1、Q4与Q2、Q3这两组器件间隙轮流导通和截止时，可对蓄电池实现正负脉冲充电的化成工作方式。同样，Q1、Q2、Q3和Q4的控制调节电路可以分别调整Q1、Q2、Q3和Q4的工作状态，还可以分别调整正负脉冲的宽度和幅度，以实现脉冲充放电的技术性能要求。

上述电路中所用的全控型电力电子模块由绝缘栅极双极型晶体管和快恢复二极管组成，并且所述的电力电子模块均以高频PWM方式工作，导通和截止状态的损耗都很小，因而工作效率很高。

如图2所示，当任一路工作单元——如A1与B1单元中的蓄电池放电时，其电能都会回馈至直流电源上，可供其它的工作单元充电使用；当整个系统内各工作单元的放电总量大于充电总量时，电容器C上会出现泵升过电压，此时开通电路中的过电压保护电路就可泄放多余的电能，因而本实用新型所述的充放电电源不会对电网产生谐波污染，其功率因素大于0.95。

Claims

1、蓄电池化成充放电电源，主要包括：电源变压器，电源变压器的输出端连接有整流器，整流器的输出端连接有滤波器；其特征在于：在滤波器的输出端还并联有若干路高频PWM变换电路；需要化成的蓄电池连接在高频PWM变换电路的输出端。

2、根据权利要求1所述的蓄电池化成充放电电源，其特征在于：所述的高频PWM变换电路的一种具体结构为：全控电力电子模块Q1的C极与滤波器的输出正极相连接，Q1的E极与储能电感器L2的一端相连接，Q1的G极与控制调节电路相连接；全控电力电子模块Q2的C极与Q1的E极相连接，Q2的E极与滤波器的输出负极相连接，Q2的G极也与控制调节电路相连接；需要化成的蓄电池连接在储能电感器L2的另一端和Q2的E极之间。

3、根据权利要求1所述的蓄电池化成充放电电源，其特征在于：所述的高频PWM变换电路的另一种具体结构为：全控电力电子模块Q1的C极与Q2的C极并接后再与滤波器的输出正极相连接，Q1的E极与Q3的C极相连接，Q2的E极与Q4的C极相连接，Q3的E极与Q4的E极并接后再与滤波器的输出负极相连接，Q1、Q2、Q3和Q4的G极分别与控制调节电路相连接，储能电感器L2的一端连接在Q1的E极和Q3的C极之间；需要化成的蓄电池连接在储能电感器L2的另一端和Q2的E极之间。