[發(fā)明專利]蓄電池充放電裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910062201.3
• 申請日: 2009-05-22
• 公開（公告）號: CN101604853A
• 公開（公告）日: 2009-12-16
• 發(fā)明（設計）人: 高躍;李明勇;匡鵬;汪偉;陳嘉福
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團公司第七一二研究所
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J7/02;H02J7/10;G01R19/00;G05B19/18
• 代理公司: 武漢凌達知識產(chǎn)權(quán)事務所（特殊普通合伙）
• 代理人: 宋國榮

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及一種蓄電池充放電裝置，屬于電力電子設備領域。

背景技術(shù)

蓄電池作為一種性能可靠的化學電源，在電力系統(tǒng)、交通運輸、便攜式電子產(chǎn)品等 工業(yè)領域得到了廣泛應用。尤其在國防、電信及金融等部門，蓄電池作為系統(tǒng)的后備電 源，是這些系統(tǒng)中的關鍵部件之一。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，近幾年蓄電池的使用量逐年增加， 這對蓄電池生產(chǎn)廠的產(chǎn)能提出了更高要求。蓄電池的充放電裝置是其生產(chǎn)、測試的關鍵 設備，其功能主要是將供電的工頻交流電壓轉(zhuǎn)換為可調(diào)的直流電壓，并在控制下完成蓄 電池的充放電。蓄電池廠一般會配備幾百臺到上千臺充放電裝置完成相應工序。目前， 已有的蓄電池充放電裝置，按照功能模式可分為兩類：一類是由同一組電路實現(xiàn)充電和 放電，另一類是由不同電路分別實現(xiàn)充電和放電，前者采用的技術(shù)為晶閘管相控整流， 后者一般采用直流斬波的原理。

已有的晶閘管相控整流裝置由晶閘管整流橋構(gòu)成，通過改變晶閘管的導通角來調(diào)節(jié) 輸出直流電壓。這種方法技術(shù)成熟、控制簡單，但其缺點是輸入功率因數(shù)很低，網(wǎng)側(cè)諧 波大，對電網(wǎng)的影響大，因此一般還須另外配備體積龐大的功率因數(shù)補償裝置。

已有的直流斬波裝置一般由二極管整流橋加直流斬波單元組成，整流后交流電壓變 成固定的直流電壓，然后由直流斬波單元來調(diào)節(jié)輸出直流電壓給蓄電池充電，蓄電池放 電時通過另外的放電電阻來完成。這種方法在輸入功率因數(shù)指標方面要優(yōu)于晶閘管相控 整流形式，控制簡單、且不存在放電時電網(wǎng)突然跌落引起的逆變失敗的問題，但放電時 需要體積較大的放電電阻，沒有充分利用能量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種蓄電池充放電裝置，它不僅在充電時功率因 數(shù)高，而且在放電時能量幾乎全部回饋。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的一種蓄電池充放電裝置，包括蓄電池充放電組件和 全數(shù)字控制器，其中蓄電池充放電組件由交流-直流電壓型PWM可控整流部分、直流 環(huán)節(jié)濾波部分和直流-直流雙向斬波部分組成；交流-直流電壓型PWM可控整流部分由 交流進線電感和全控整流橋串聯(lián)組成，其中交流進線電感由變壓器輸出漏感和交流電感 串聯(lián)而成，全控整流橋的橋臂由功率開關器件串聯(lián)而成；直流環(huán)節(jié)濾波部分為直流電容 和高頻吸收電容并聯(lián)而成；直流-直流雙向斬波部分由功率開關器件和直流輸出電感串 聯(lián)而成。

具有附加技術(shù)特征的進一步技術(shù)方案是：

所述的蓄電池充放電裝置，其交流-直流電壓型PWM可控整流部分由三相交流進 線電感和三相全控整流橋串聯(lián)組成，三相全控整流橋由功率開關及其相應的反并聯(lián)二極 管組成。

所述的蓄電池充放電裝置，其交流-直流電壓型PWM可控整流部分由單相交流進 線電感和單相全控整流橋組成，單相全控整流橋由功率開關及其相應的反并聯(lián)二極管組 成。

所述的蓄電池充放電裝置，其直流-直流雙向斬波部分由單組功率開關器件及其相 應的反向二極管和直流輸出電感串聯(lián)而成。

所述的蓄電池充放電裝置，其直流-直流雙向斬波部分由兩組并聯(lián)的功率開關器件 及其相應的反向二極管和兩組并聯(lián)的直流輸出電感串聯(lián)而成。

所述的蓄電池充放電裝置，其全數(shù)字控制器包括電壓電流檢測環(huán)節(jié)、數(shù)字信號微 處理器、脈寬調(diào)制信號的驅(qū)動和保護電路及人機接口和通信單元。

所述的蓄電池充放電裝置，其電壓電流檢測環(huán)節(jié)，包括交流側(cè)進線電壓檢測部分、 交流側(cè)電流檢測部分、直流環(huán)節(jié)電壓檢測部分及輸出直流側(cè)電流檢測部分四個部分；用 于實現(xiàn)交流進線線電壓檢測、交流進線電流檢測、直流母線電壓檢測、輸出直流電流檢 測和輸出直流電壓檢測。

所述的蓄電池充放電裝置，其數(shù)字信號微處理器，包括模擬信號輸入接口、脈寬 調(diào)制輸出口和作為輔助控制的I/O口。

所述的蓄電池充放電裝置，其模擬信號輸入接口，是用于實現(xiàn)模擬輸入為從電壓 電流檢測環(huán)節(jié)得到的檢測電壓、電流信號，經(jīng)過模擬輸入接口電路進行變換，然后輸入 到數(shù)字信號微處理器的模數(shù)轉(zhuǎn)換接口。

所述的蓄電池充放電裝置，其脈寬調(diào)制輸出口有6～10路，作為輔助控制的I/O口 有2條，用于實現(xiàn)輸出6～10路脈寬調(diào)制脈沖信號和作為輔助控制的2路I/O信號