[發明專利]一種基于半橋結構的充放電電路和方法

在審

• 申請號: 201710311926.6
• 申請日: 2017-05-05
• 公開（公告）號: CN106972602A
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發明（設計）人: 徐利東;閔衛豐
• 申請（專利權）人: 江蘇金帆電源科技有限公司
• 主分類號: H02J7/04
• 分類號: H02J7/04;H02M1/14
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司32218
• 代理人: 夏平

技術領域

本發明涉及到一種充放電電路，尤其涉及到對一種基于半橋結構的對蓄電池進行充放電的電路和方法。

背景技術

如圖3所示，傳統的基于半橋結構的充放電電路，其結構包括有：AC/DC雙向逆變器、母線濾波電解電容、150A/600V的IGBT模塊構成的單組充放電電路以及與單組充放電電路相對應的單組PWM觸發電路、單個40A的電抗器和單個40A/75mV的分流器。在實際使用過程中，由于采用單組PWM控制，其母線濾波電解電容長時間處于非正常工作狀態下，容易造成漏液、電壓擊穿、電容失效等情況；而且，單組IGBT模塊承受著較大的電流沖擊，如果電壓尖峰吸收電容性能衰減，就會導致IGBT模塊工作在極端狀態，散熱也將隨著其散熱面的導熱脂老化而變得異常困難；眾所周知，電抗器必須根據電流規格設計，40安培的電抗器的體積非常龐大，給結構設計造成困擾；此外，用于采樣的單個分流器因為其輸出紋波電流較大，使得其發熱比較嚴重，從而產生溫飄，影響到其采樣精度。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種可改善IGBT模塊、母線濾波電路和電抗器的工作狀態的基于半橋結構的充放電電路。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種基于半橋結構的充放電電路，包括：AC/DC雙向逆變器和并聯在AC/DC雙向逆變器的直流輸出端上的母線濾波電路、至少三路相互并聯的充放電單元、以及為這至少三路充放電單元提供相位角相互錯開的PWM錯相驅動電路，每個充放電單元包括有：第一IGBT單元和第二IGBT單元，第一IGBT單元的集電極與所述AC/DC雙向逆變器的直流正極相連，第一IGBT單元的發射極與第二IGBT單元的集電極相連、作為該充放電單元的輸出端，第二IGBT單元的發射極與AC/DC雙向逆變器的直流負極相連、作為該充放電單元的接地端；充放電單元的輸出端分別串接有相匹配的電抗器后并接、作為所述充放電單元的輸出端，所有的第一IGBT單元和第二IGBT單元的基極與所述PWM錯相驅動電路的相應輸出端相連。

作為一種優選方案，在所述的一種基于半橋結構的充放電電路中，所述充放電單元的輸出端與充放電電路的輸出端之間還串接有分流器。

作為一種優選方案，在所述的一種基于半橋結構的充放電電路中，所述的IGBT單元為IGBT模塊。

作為一種優選方案，在所述的一種基于半橋結構的充放電電路中，所述的IGBT單元由至少兩個IGBT單管并聯而成。

作為一種優選方案，在所述的一種基于半橋結構的充放電電路中，所述的母線濾波電路由至少兩個容量相同的電解電容并聯而成。

本發明還提供一種基于半橋結構的充放電方法，該方法采用了N路充放電電路以PWM錯相方式進行循環接力充電或放電，N≥3，其具體步驟為：將每個PWM周期N等分，使得在每個PWM周期的N個1/N周期中，這N路充放電電路對負臷進行充電或放電接力，如此循環往復。

本發明的有益效果是：按照本發明所述的充放電方法設計的基于半橋結構的充放電電路，采用了相位角相互錯開的PWM錯相驅動電路，使得在工作過程中，不僅降低了對AC/DC雙向逆變器的影響和對直流母線上濾波電容的沖擊，而且，還大大減小了輸出電流的紋波幅度，從而延長了濾波用電解電容的壽命，提高了輸出電流的精度，減小了對負載(蓄電池)的性能影響和對設備自身的干擾，在很大程度上增加了設備的穩定性和可靠性。

附圖說明

圖1為本發明所述的一種充放電電路的原理結構示意圖。

圖2為本發明所述的另一種充放電電路的原理結構示意圖。

圖3為背景技術中所述充放電電路的原理結構示意圖。

圖4為本發明所述充放電電路與傳統結構的紋波特性對比圖。

圖5為IGBT模塊與IGBT單管并聯組的等效電路示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖，詳細描述本發明所述的一種基于半橋結構的充放電電路和方法的具體實施方案。