專利名稱：可逆充電-逆變電源控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種逆變電源裝置，特別是涉及一種應(yīng)急電源裝置中可 逆充電一逆變電源控制裝置。
背景技術(shù)：
圖1是降壓斬波充電狀態(tài)電路原理圖；圖2升壓斬波逆變工作狀態(tài)電路 原理圖。在現(xiàn)有的逆變電源裝置中，包括兩組主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)， 一組為降壓 斬波充電電路結(jié)構(gòu)，另一組為升壓斬波逆變放電電路結(jié)構(gòu)；如圖1所示，降 壓斬波器工作原理是交流電通過T1、 T2、 T3、 T4組成的整流橋輸出給電容 C回路，通過T7、 T8和電感L組成的降壓斬波器主電路給電池充電；圖2所 示，升壓斬波器工作原理是電池通過T17、 T18和電感L1組成的升壓斬波 器主電路放電給輸出電容C1回路，通過Tll、 T12、 T13和T14組成的逆變橋 給負(fù)載做為供電電源。在交流電網(wǎng)正常時，經(jīng)過降壓斬波電路給電池充電； 當(dāng)交流電網(wǎng)斷電后，經(jīng)過升壓斬波電路給負(fù)載做為供電電源。當(dāng)電網(wǎng)電壓恢 復(fù)時，應(yīng)急電源又將恢復(fù)為電網(wǎng)供電。應(yīng)急電源在電網(wǎng)停電時，能在不同場 合為各種用電設(shè)備供電。以上電路存在以下缺點(diǎn)在這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，整流 橋與逆變橋有相似的結(jié)構(gòu)，卻必須分別獨(dú)立組成兩套主電路單元，造成部分 器件的冗余浪費(fèi)。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，克服已有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種可 將整流降壓充電、升壓逆變兩套電路進(jìn)行整合的一體化電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是 一種可逆充電一逆變電源控制裝置，
包括依次相互連接的交流電源、整流逆變橋、輸出電容回路、儲能器和電池; 在所述儲能器與電池之間設(shè)有升降壓變換器。所述升降壓變換器由T27和T28兩個絕緣柵雙極型管組成，T27的集電 極與所述輸出電容回路正極連接，T27發(fā)射級與T28的集電極連接，T28的發(fā) 射極與輸出電容回路負(fù)極連接，T27的發(fā)射極與所述儲能器連接。本實(shí)用新型的有益效果是由于本實(shí)用新型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在電池充、放電 時電路均處于工作狀態(tài)，提高了主電路的應(yīng)用效率，新拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)減少了元器 件，使產(chǎn)品的安裝維護(hù)更加方便，在減少設(shè)備體積的同時，使負(fù)載適應(yīng)性增 強(qiáng)，降低了生產(chǎn)成本，該技術(shù)可應(yīng)用于公共電網(wǎng)應(yīng)急電源、車載逆變電源、 車載蓄電池充電裝置等。
圖1是降壓斬波充電狀態(tài)電路原理圖； 圖2升壓斬波逆變工作狀態(tài)電路原理圖； 圖3是本實(shí)用新型電路方框圖；圖4是本實(shí)用新型優(yōu)化整合拓?fù)鋱D。圖中1:交流電源 2:整流逆變橋 3:輸出電容回路4:升降壓變換器5:儲能器 6:電池具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明如圖3和圖4所示，本實(shí)用新型絕緣柵雙極型功率晶體管IGBT是由 BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動 式電力電子器件，結(jié)合微計算機(jī)控制技術(shù)，采用美國TI公司的32位數(shù)字信
號處理器(TMS320LF2407PQGA)用軟仵程序?qū)1 T4、 T7、 T8等六個絕緣柵 雙極型晶體管的通斷控制。如圖4所示，T21、 T22、 T23、 T24、 T27、 T28 為IGBT管，可逆充電一逆變電源控制裝置，在構(gòu)成降壓斬波器時交流電 源1通過由T21、 T22、 T23和T24四個IGBT管組成的整流逆變橋2輸出電 流，此時整流逆變橋2的工作狀態(tài)為整流橋，經(jīng)輸出電容回路3的電容器C 濾波后，進(jìn)入由T27、 T28兩個IGBT管組成的升降壓變換器4，此時升降壓 變換器4的工作狀態(tài)為斬波器，T27的集電極與所述輸出電容回路正極連接， T27發(fā)射級與T28的集電極連接，T28的發(fā)射極與輸出電容回路負(fù)極連接，T27 的發(fā)射極與儲能器5連接，由斬波器輸出的電流，經(jīng)過由電感L組成的儲能 器5給電池6進(jìn)行充電，降壓斬波器穩(wěn)態(tài)占空比僅和電池6電壓與輸出電容 回路3的電容器C的電容電壓的比有關(guān)，與其它參數(shù)無關(guān)。充電電流紋波在 占空比、載波頻率及電池電壓確定后僅與直流電感有關(guān)，給定適當(dāng)?shù)募y波電 流即可求得降壓斬波器穩(wěn)態(tài)占空比。減小電流紋波系數(shù)，可以通過加大電感 量、提高載波頻率或減小電容電壓與電池電壓的壓差來實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型可逆充電一逆變電源控制裝置，在構(gòu)成升壓斬波器時電池 6通過儲能器5的儲能器件電感L，經(jīng)T27、 T28兩個IGBT管組成的升降壓 變換器4，此時升降壓變換器4的工作狀態(tài)為升壓斬波器，放電給輸出電容 回路3的電容器C，放電電流通過T21、 T22、 T23和T24組成的整流逆變橋2 輸出給負(fù)載作為供電電源，此時整流逆變橋2的工作狀態(tài)為逆變橋，升壓斬 波器在開關(guān)管T28導(dǎo)通時對電感L儲能，關(guān)斷時由于電感L的強(qiáng)迫作用(電 流不能突變)將電感L所儲能量的一部分(電感電流連續(xù)時不可能將全部能 量轉(zhuǎn)移到負(fù)載側(cè))釋放到輸出電容回路3上，從而達(dá)到提高電容器C上電壓的目的。 一般電容器容量根據(jù)負(fù)載功率而確定，合理的電容參數(shù)能夠保證輸 出電容回路3上電容電壓恒定，故系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)可認(rèn)為電容電壓為恒定電壓源， 穩(wěn)定輸出電容回路3的輸出電容電壓僅與電池6電壓和開關(guān)管T28的占空比
有關(guān)，而與電感參數(shù)無關(guān)，電感參數(shù)僅影響紋波電流，這一點(diǎn)與降壓斬波器 類似。特別地，當(dāng)占空比為0時，輸出電容電壓與電池電壓相等，而理論上 可實(shí)現(xiàn)無限升壓系數(shù)，但客觀上由于考慮電感飽和及主回路開關(guān)器件等諸多因素，穩(wěn)定占空比以不大于70%為最佳。在升壓斬波器與降壓斬波器共用同 一電感時，電流紋波系數(shù)只要按降壓斬波器設(shè)計即可，升壓斬波器紋波系數(shù) 一定小于降壓斬波系數(shù)。由于本實(shí)用新型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在電池充、放電時電路均處于工作狀態(tài)，提 高了主電路的應(yīng)用效率，新拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)減少了元器件的數(shù)量，使產(chǎn)品的安裝維 護(hù)更加方便，本實(shí)用新型與傳統(tǒng)技術(shù)相比，本實(shí)用新型工作在升壓斬波器或 降壓斬波器時的等效電路與傳統(tǒng)電路完全一致，在性能上可以達(dá)到完全相同 的效果。由于完全節(jié)省了六只功率二極管、 一組濾波電容和一臺電抗器等原 材料，在生產(chǎn)成本上可以降低40%左右。由于該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在充電、放電時均 處于工作狀態(tài)，因此主電路的應(yīng)用效率提高一倍。同時由于減少一套主電路 結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)效率也提高了30%左右。在減少設(shè)備體積的同時，使負(fù)載適應(yīng)性 增強(qiáng)，降低了生產(chǎn)成本，為企業(yè)的集約化生產(chǎn)提供了技術(shù)保障。
權(quán)利要求1. 一種可逆充電一逆變電源控制裝置，包括依次相互連接的交流電源(1)、整流逆變橋(2)、輸出電容回路(3)、儲能器(5)和電池(6); 其特征在于在所述儲能器(5)與電池(6)之間設(shè)有升降壓變換器(4)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的可逆充電一逆變電源控制裝置，其特征在于 所述升降壓變換器(4)由T27和T28兩個絕緣柵雙極型管組成，T27的集電 極與所述輸出電容回路(3)正極連接，T27發(fā)射級與T28的集電極連接，T28 的發(fā)射極與輸出電容回路(3)負(fù)極連接，T27的發(fā)射極與所述儲能器(5) 連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種可逆充電-逆變電源控制裝置，包括依次相互連接的交流電源、整流逆變橋、輸出電容回路、儲能器和電池；在儲能器與電池之間設(shè)有升降壓變換器。本實(shí)用新型的有益效果是由于本實(shí)用新型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在電池充、放電時電路均處于工作狀態(tài)，提高了主電路的應(yīng)用效率，新拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)減少了元器件，使產(chǎn)品的安裝維護(hù)更加方便，在減少設(shè)備體積的同時，使負(fù)載適應(yīng)性增強(qiáng)，降低了生產(chǎn)成本，該技術(shù)可應(yīng)用于公共電網(wǎng)應(yīng)急電源、車載逆變電源、車載蓄電池充電裝置等。
文檔編號H02J7/34GK201038818SQ200720096069
公開日2008年3月19日 申請日期2007年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月23日
發(fā)明者孫繼先, 張德寬, 徐道恒 申請人:天津同軒變頻技術(shù)有限公司