[發明專利]多級直流變換電源裝置

無效

• 申請號: 201110289130.8
• 申請日: 2011-09-24
• 公開（公告）號: CN103023135A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 馬西田;王嚴軍;林春清;金永輝;王田利;許立功;石洪晶
• 申請（專利權）人: 遼寧省電力有限公司大連供電公司;國家電網公司
• 主分類號: H02J11/00
• 分類號: H02J11/00;H02J7/00;H02J1/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種交直流一體化電源裝置，特別是一種多級直流變換電源裝置。

背景技術

現有智能變電站的站用電源一般采用交直流一體化電源，交直流一體化電源的儲能裝置都是采用免維護鉛酸蓄電池，其不足之處在于：一、為保證使用的可靠性需要經常對蓄電池進行電壓、內阻監測；二、蓄電池只有1000次左右的循環充、放電壽命，難以滿足當今智能變電站中智能開關、智能終端等電源的需求；三、蓄電池組放電時需要設置欠壓保護，否則蓄電池會因為過放而損壞，因此蓄電池有部分電能不能釋放，不能有效利用，而且長時間使用后，蓄電池會有記憶效應，容量會下降，壽命會縮短。四、蓄電池的鉛制極板在充電放電過程中容易損耗變薄，電能和化學能的轉裝換效率降低。五、蓄電池需要經常維護，進行深度放電，以保證蓄電池的壽命。六、酸性液體揮發影響環境，廢棄的蓄電池對環境也能帶來很大危害。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種輸入電壓范圍寬，輸出穩定，工作可靠，原理簡單，效率高，免維護的多級直流變換電源裝置。

本發明的目的是這樣實現的：一種多級直流變換電源裝置。其特征在于它由超級電容器、電路切換單元、多級電壓變換單元、電壓監控單元組成，超級電容器的總輸出通過電路切換單元與多級電壓變換單元連接，多級電壓變換單元與負載連接，電壓監控單元與超級電容器的輸出端及電路切換單元連接，用以檢測超級電容器的輸出電壓和控制電路切換單元動作。

所述的電路切換單元由并聯的直流接觸器構成，其中一個直流接觸器直接與負載連接，其他接觸器分別與多級電壓變換單元中的DC/DC模塊連接。

所述的多級電壓變換單元由并聯的DC/DC模塊構成，每個DC/DC模塊均串接在電路切換單元的直流接觸器與負載之間，且DC/DC模塊的正輸出用隔離二極管與輸出母線正相接。

所述的電壓監控單元由輔助電源和CPU控制器構成，輔助電源給CPU控制器的主電源和檢測芯片電源供電，CPU控制器根據檢測到得電壓分段控制電路切換單元中各直流接觸器的動作。

本發明采用多級直流變換裝置，可以實現電壓的穩定和無間隔輸出，提高了穩定性和可靠性。輸入電壓可以在50-270V范圍內任意輸入，避免輸入電壓范圍寬而提高電源的設計難度，降低電源的穩定性。由于超級電容器具有50萬次以上的循環充放電壽命，通過多級直流變換電源裝置可以配置極低的容量的超級電容器就可以滿足智能變電站、特別是移動智能變電站站用電源后備延時、智能開關動作、后臺監控等電源需求。其結構簡單，使用壽命長。

附圖說明

圖1為本發明的電路原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明：

如圖所示，超級電容器1可以設若干組，本實施例給出的是一組，共計100個串聯。其總輸出分別與電路切換單元2中的四個直流接觸器的輸入端子連接。電路切換單元中的直流接觸器KM1的輸出端子直接與負載連接，直流接觸器KM2的輸出端子與多級電壓變換單元3中的模塊DC/DC1的輸入端連接；直流接觸器KM3的輸出端子與多級電壓變換單元中的模塊DC/DC2的輸入端連接；直流接觸器KM4的輸出端子與多級電壓變換單元中的模塊DC/DC3的輸入端連接。多級電壓變換單元將50-270V的電壓變換到220V工作電壓給直流負荷供電，其中的DC/DC模塊的正輸出用隔離二極管D1、D2、D3與輸出母線正相接，預防模塊出故障時輸出電壓母線反灌到機器內部。電壓監控單元4包含輔助電源和CPU控制器兩部分電路。輔助電源是將超級電容組兩端電壓轉換為5V/±12V，提供給CPU的主電源和檢測芯片電源，輸入電壓范圍45-300V，輸出5V/±12V。電壓監控單元CPU控制器采用8位CPU，采樣速度為2微秒/次，CPU的電壓基準參數為2.500V，CPU內部程序采用循環比較，將檢測的超級電容器上的直流電壓分為四段調壓方式，通過大電流的驅動電路，根據超級電容器的電壓調節每個DC/DC的直流輸入接觸器。電壓監控單元的繼電器輸出端與電路切換單元中的直流接觸器線圈連接，用以控制直流接觸器的通斷，電壓監控單元還與DC/DC模塊的輸出端連接，以檢測輸出電壓的實際值是否正常并向上位機傳輸信息。