[實用新型]蓄電池充放電裝置

無效

• 申請號: 200920085575.2
• 申請日: 2009-05-08
• 公開（公告）號: CN201466775U
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發明（設計）人: 王國安;李明勇;匡鵬;朱錄濤;劉士杰;陳暢
• 申請（專利權）人: 湖北國泰華瑞電子科技有限公司;襄樊德普電氣有限公司
• 主分類號: H02J7/02
• 分類號: H02J7/02;H02J1/02;G05B19/18
• 代理公司: 襄樊中天信誠知識產權事務所 42218
• 代理人: 帥玲

技術領域

本實用新型涉及電力電子變換技術領域內的一種蓄電池充放電電源，特指一種以不控整流單元與直流-直流斬波-升壓雙向變換單元相串聯的結構，其輸出電壓及電流采用動態控制、電源與負載具有能量雙向流動的蓄電池充放電裝置。

背景技術

蓄電池作為一種性能可靠的化學電源，在電力系統、交通運輸、便攜式電子產品等工業領域得到了廣泛應用。尤其是在國防、電信及金融等部門，蓄電池作為系統的后備電源，是這些系統中的關鍵部件之一。隨著經濟的發展，近幾年蓄電池的使用量逐年增加，這對蓄電池生產廠的產能提出了更高要求。其中，蓄電池的充放電裝置是其生產、測試的關鍵設備，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，其功能主要是將供電的工頻交流電壓轉換為可調的直流電壓，并在控制下完成蓄電池的充放電。目前，已有的蓄電池充放電裝置按照功能模式可分為由同一組電路實現充電和放電以及充電、放電由不同電路分別實現兩類，前者采用的技術為晶閘管相控整流，后者一般采用直流斬波的原理。

公知的晶閘管相控整流裝置由晶閘管整流橋構成，如圖1所示，為晶閘管相控整流蓄電池充放電裝置示意圖。其中1為電壓匹配變壓器，2為三相晶閘管整流橋，3為充電和放電模式切換單元，4為待充電的蓄電池組。通過改變晶閘管的導通角來調節輸出直流電壓，這種方法技術成熟、控制簡單，但其缺點是輸入功率因數很低、網側諧波大，對電網的影響大。因此一般還須另外配備體積龐大的功率因數補償裝置，目前這類技術占市場主流。顯然，這一技術路線已經不能滿足今后的發展要求。

公知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，如圖2所示，為蓄電池斬波充電加電阻放電裝置示意圖。其中1為二極管整流橋，2為直流斬波單元，3為待充電的蓄電池組，4為放電電阻。其中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節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指標方面要優于晶閘管相控整流形式，蓄電池放電時能量由電阻消耗，控制簡單、且不存在放電時電網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，且沒有充分利用能量。

因此，現有的技術路線已經不能滿足發展要求，需要積極尋求新的解決方案。

發明內容

為了克服現有的蓄電池充放電裝置在功率因數和能量利用方面的不足，本實用新型的發明目的在于提供一種蓄電池充放電裝置，以實現不僅能提高電源側功率因數，而且能充分利用電網能量的目的。

本實用新型含有蓄電池充放電組件及全數字控制器。

蓄電池充放電組件由不控整流單元、直流環節濾波單元與直流-直流雙向斬波單元分級串聯組成.交流電壓由不控整流單元變換為直流電壓，充電時通過斬波電路對蓄電池充電，放電時將蓄電池電能通過升壓電路回饋到中間直流電容儲存，在下個充電時間段釋放給蓄電池.不控整流單元由二極管整流橋組成；

直流環節濾波單元由直流電容和高頻吸收電容并聯組成；直流-直流雙向斬波單元由功率開關器件和直流輸出電感串聯而組成。

全數字控制器包括電壓電流檢測環節、數字信號微處理器、、脈寬調制信號的驅動和保護電路、及人機接口和通信單元、。所述電壓電流檢測環節、由直流環節電壓檢測部分及輸出直流側電流檢測部分組成，直流環節電壓檢測部分，由電壓傳感器或電壓差分電路輸入端并接在直流環節，檢測直流電壓，輸出直流側電流檢測部分，由電流傳感器或分流器串接在輸出端，檢測輸出直流電流；所述數字信號微處理器、，其模擬輸入為從電壓電流檢測環節得到的檢測電壓電流信號，經過模擬輸入接口電路進行變換，然后輸入到數字信號微處理器的模數轉換接口，數字信號微處理器、包括2路脈寬調制輸出口和作為輔助控制的2條I/O口；所述脈寬調制信號的驅動和保護電路(8)，輸入為所述脈寬調制輸出口的2路脈寬調制脈沖信號及輔助控制的2條I/O，將主回路中的I/O信號，經過輸入I/O電路送入數字信號處理器的I/O接口，負責接收設備的故障信號，實現故障保護功能；輸出為2路脈寬調制功率驅動信號，控制設備的接觸器開關，實現設備的運行、停止控制功能；所述2路脈寬調制功率驅動信號連接到所述蓄電池充放電組件中直流-直流雙向斬波部分對應的功率開關器件；所述人機接口和通信單元、，通過CAN通信接口或485通信接口，接收PC機發出的運行、暫停、停止等信號，完成液晶屏的顯示及與PC機的通信，實現遠程操作、記錄和監控功能。

本實用新型與現有技術相比具有以下優點：

1、對于不同安時數容量的蓄電池組，單相及三相供電電源都通用；輸出電流容量可以實現模塊化組合，通用性強；