[發明專利]一種本質安全化直流系統

在審

• 申請號: 201510458432.1
• 申請日: 2015-07-30
• 公開（公告）號: CN105006884A
• 公開（公告）日: 2015-10-28
• 發明（設計）人: 陳文波
• 申請（專利權）人: 南京國臣信息自動化技術有限公司
• 主分類號: H02J9/06
• 分類號: H02J9/06;H02J7/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李倩

1.一種本質安全化直流系統，該系統的輸入端同時連接兩路三相交流電源，該系統的輸出端分別與控制母線和合閘母線相連，其特征在于：包括多組并列運行的蓄電池組，每組蓄電池組有與其相對應的充電回路、非隔離饋出回路和隔離饋出回路，蓄電池組分別和與其相對應的充電回路、非隔離饋出回路和隔離饋出回路連接，其中，多條非隔離饋出回路并聯后的輸出端與合閘母線連接，多條隔離饋出回路并聯后的輸出端與控制母線連接。

2.根據權利要求1所述的本質安全化直流系統，其特征在于：所述蓄電池組為2～3組。

3.根據權利要求1所述的本質安全化直流系統，其特征在于：所述充電回路包括高頻充電機；所述非隔離饋出回路包括單片機控制電路1、非隔離型DC/DC變換器和輸出二極管；所述隔離饋出回路包括單片機控制電路2、隔離型DC/DC變換器和輸出二極管；所述高頻充電機連接所述蓄電池組的輸入端，所述蓄電池組的輸出端分別與所述非隔離型DC/DC變換器和隔離型DC/DC變換器連接，所述單片機控制電路1的輸出端與所述非隔離型DC/DC變換器連接，所述非隔離型DC/DC變換器的輸出端與所述輸出二極管連接，所述單片機控制電路2的輸出端與所述隔離型DC/DC變換器連接，所述隔離型DC/DC變換器的輸出端與所述輸出二極管連接。

4.根據權利要求3所述的本質安全化直流系統，其特征在于：所述非隔離型DC/DC變換器包括蓄電池組輸入端Ubat+、Ubat-和輸出端U1+、U1-，蓄電池組輸入端Ubat+和Ubat-端通過電容C1連接，輸出端U1+和U1-通過電容C2連接，電感L1的一端分別連接蓄電池組輸入端Ubat+和電容C1的一端，電感L1的另一端分別連接功率管Q的集電極和二極管D的陽極，功率管Q的發射極分別連接蓄電池組輸入端Ubat-、電容C1的另一端、電容C2的一端和輸出端U1-，功率管Q的柵極連接PWM驅動信號端，PWM端的信號由單片機控制電路1給出，二極管D的陰極分別連接蓄電池組輸出端U1+和電容C2的另一端。

5.根據權利要求3所述的本質安全化直流系統，其特征在于：所述非隔離型DC/DC變換器包括英飛凌IGBT模塊，其中IGBT模塊包含功率管Q和二極管D。

6.根據權利要求3所述的本質安全化直流系統，其特征在于：所述隔離型DC/DC變換器包括蓄電池組輸入端Ubat+、Ubat-和輸出端U2+、U2-，蓄電池組輸入端Ubat+和Ubat-端通過濾波電容C3連接，輸出端U2+和U2-通過濾波電容C4連接，功率管Q1、功率管Q2、功率管Q3、功率管Q4選用IGBT模塊，所述功率管Q1、功率管Q2、功率管Q3和功率管Q4的柵極分別與PWM1、PWM2、PWM3和PWM4控制信號輸入端連接，控制信號輸入端PWM1、PWM2、PWM3和PWM4的信號由單片機控制電路2給出，所述功率管Q1的發射極分別連接功率管Q3的集電極和高頻隔離變壓器T原邊的一端，所述功率管Q2的發射極分別連接功率管Q4的集電極和高頻隔離變壓器T原邊的另一端，所述功率管Q3的發射極分別連接功率管Q4的發射極、濾波電容C3的一端、接地端口和蓄電池組輸入端Ubat-，所述高頻隔離變壓器T副邊連接由整流二極管D1、整流二極管D2、整流二極管D3、整流二極管D4、電感L2以及濾波電容C4組成的整流濾波電路。

7.根據權利要求3所述的本質安全化直流系統，其特征在于：所述單片機控制電路1的單片機型號為PIC16F72，單片機控制電路1設有兩個電壓采樣輸入端U1i和U1o，電壓采樣輸入端U1i串聯電阻R1、電阻R2后接地，電壓采樣輸入端U1o串聯電阻R3、電阻R4后接地，單片機包括AN0端口和AN1端口，電阻R1和電阻R2之間連接AN0端口，電阻R3和電阻R4之間連接AN1端口，單片機還包括PWM信號輸出端口和AN2端口，PWM信號輸出端連接到功率管Q的柵極，單片機通過AN2端口與電阻R5串聯接地，同時單片機通過AN2端口采集電流傳感器LEM感應的非隔離型DC/DC變換器的輸入電流Ii，單片機還包括端口1，單片機通過端口1接5V電壓端，單片機還包括端口2和端口3，單片機的端口2和端口3分別與晶振連接。

8.根據權利要求3所述的本質安全化直流系統，其特征在于：所述單片機控制電路2的單片機型號為dsPIC30F2023，單片機控制電路2設有兩個電壓采樣輸入端U2i和U2o，電壓采樣輸入端U2i串聯電阻R6、電阻R7后接地，電壓采樣輸入端U2o串聯電阻R8、電阻R9后接地，單片機包括AN0端口和AN1端口，電阻R6和電阻R7之間連接AN0端口，電阻R8和電阻R9之間連接AN1端口，單片機還包括PWM1、PWM2、PWM3、PWM4信號輸出端口和AN2端口，PWM1、PWM2、PWM3、PWM4信號輸出端口分別連接到功率管Q1、功率管Q2、功率管Q3、功率管Q4的柵極，單片機通過AN2端口與電阻R10串聯接地，同時單片機通過AN2端口采集電流互感器CT感應的隔離型DC/DC變換器的輸出電流Io，單片機還包括端口1，單片機通過端口1接5V電壓端，單片機還包括端口2和端口3，單片機的端口2和端口3分別與晶振連接。