[發明專利]一種適用于任意變比變壓器的蓄能設備均壓充電裝置

無效

• 申請號: 201210149844.3
• 申請日: 2012-05-08
• 公開（公告）號: CN102801217A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 張彥會;張智林;向宇
• 申請（專利權）人: 廣西工學院
• 主分類號: H02J15/00
• 分類號: H02J15/00;H02J7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明提出一種適用于任意變比變壓器的蓄能設備均壓充電裝置，屬于對串聯連接的單體蓄能設備進行均壓充電的裝置。

背景技術

由于蓄能設備單體的電壓一般比較小，在蓄能設備單體單獨使用時往往不能滿足負載對于電壓值、功率、放電時間的要求。在實際應用中，為了滿足容量和電壓值的需要，大功率蓄能系統一般需要由多個單體蓄能設備串聯和并聯組合構成。在充電過程中，由于各單體蓄能設備之間參數的離散性，會導致各單體蓄能設備電壓上升速度不同，使到單體蓄能設備電壓不平衡，進而導致某些單體蓄能設備過充，長此以往，勢必嚴重影響蓄能設備組的使用壽命及其工作可靠性。因此，串聯蓄能設備組在充電時應采取電壓均衡措施。

近年來許多研究人員都對串聯蓄能設備組的單體電壓均衡方法進行了深入的研究，目前常用的電壓均衡方法可以分為兩大類：一類是能量轉移的方法，例如DC/DC變換器法、飛渡電容法；另一類是能量消耗的方法，例如開關電阻法、并聯電阻法和穩壓管法。雖然能量消耗型均壓電路成本低廉、結構簡單，但是能量浪費、發熱嚴重。而能量轉移型均壓電路在電壓均衡的過程中消耗能量少，逐漸成為研究的熱點。下面介紹一個具有代表性的能量轉移型均壓方案-變壓器均壓方法。

圖1所示為中華人民共和國發明專利申請公開號第CN101369741A號中所述的一種對串聯連接的單體蓄能設備進行電荷補償的電壓均衡裝置。蓄能設備組產生直流電壓，該直流電壓通過逆變器(DC/AC變換器)(21)被逆變，經逆變的交流電壓通過變壓器(22)傳遞至整流器(23)，該整流器(23)將交流電壓整流成直流電壓并且將交流電流轉換為直流電流，借此向端電壓最低的單體蓄能設備充電。電壓均衡裝置先給端電壓最低的一個單體蓄能設備充電，直到其端電壓上升至端電壓第二低的單體蓄能設備的端電壓，然后電壓均衡裝置給這兩個單體蓄能設備同時充電，直到兩者的端電壓上升至端電壓第三低的單體蓄能設備的端電壓，然后電壓均衡裝置給這三個單體蓄能設備同時充電，如此類推，直到所有單體蓄能設備的端電壓相等并達到蓄能設備組的端電壓的n分之一，實現單體蓄能設備的端電壓均衡，n為自然數。

該上述基于變壓器的電壓均衡裝置存在不足之處，變壓器設計中對變比精度要求高，且該裝置設計好變壓器的變比后將不能應用于任意串聯數量的單體蓄能設備，靈活性低、通用性不強，其中兩個分壓電容工作電壓也存在不均衡問題，還有變壓器和二極管的數量隨著串聯蓄能設備數的增加而增加，假設有n個蓄能設備，那么則需要n個變壓器和4n個二極管，變壓器和二極管的數量很大。

發明內容

現有的變壓器均壓方法對變比精度要求高，且設計好后的變壓器靈活性低、通用性不強。隨著串聯蓄能設備單元的增加，所需的變壓器和二極管的數量也越來越多。本發明的目的在于提供一種適用于任意變比變壓器的蓄能設備均壓充電裝置，該裝置兼容任意變比的變壓器，對變壓器精度要求低，且該裝置設計好變壓器的變比后可以應用于任意串聯數量的蓄能設備組，靈活性高、通用性強。且所需的變壓器和二極管的數量明顯減少，假設有2n個蓄能設備，那么則只需要n個變壓器和2n個二極管，減少一半。同時所有開關管都能實現軟開關，損耗低。借助該裝置可以高效地實現任意串聯連接數量的單體蓄能設備的均壓充電。

一種適用于對串聯連接的超級電容單體進行電壓均衡的裝置，包括一個DC/DC變換器(1)、一個DC/AC逆變器(2)、n個均壓支路(3)。其特征在于：