[發明專利]一種高頻脈沖節能充放電源及充放控制方法

在審

• 申請號: 201710747964.6
• 申請日: 2017-08-28
• 公開（公告）號: CN107394866A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 楊立杰;俞玉春;王鴻;周彬浩;趙曉明;吳尚
• 申請（專利權）人: 蘇州易德龍科技股份有限公司
• 主分類號: H02J7/04
• 分類號: H02J7/04;H02J7/02
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司32103
• 代理人: 范晴,丁浩秋

技術領域

本發明屬于脈沖充電電源技術領域，具體地涉及一種高頻脈沖節能充放電源及充放控制方法。

背景技術

采用脈沖充電的方式能夠有效改善充電效率，這已經得到了業界大量的理論和實驗支持。但普通的脈沖充電方式屬于低頻驅動，雖然充電速率較快，但是無法快速調節驅動信號，不便于充放電參數的調試。雖然也有極少數采用高頻驅動，但是也無法快速調節驅動信號，不便于充放電參數的調試。

對負載充電的過程可分為充電階段和放電階段，適當調節充電和放電時間的比例，不僅可以提高充電效率，也可以改善負載循環使用的性能。負載處于放電階段釋放的電能，一般通過電阻直接消耗掉，這不僅增加了電路的溫升，也是極大的電能損耗。

發明內容

針對充放電源電能利用率不高、充電慢以及調試充放電參數不便的問題，本發明提出了一種高頻脈沖節能充放電源及充放控制方法，可以有效地提高充電效率以及便于對充放電參數進行修改和調試。

本發明的技術方案是：

一種高頻脈沖節能充放電源，包括與輸入模塊連接的AC/DC模塊，所述AC/DC模塊并聯逆變模塊，所述AC/DC模塊連接拓撲模塊，所述拓撲模塊連接負載模塊，所述拓撲模塊還連接采樣模塊和控制模塊，所述控制模塊連接采樣模塊和上位機；

所述上位機，用于調控工作參數；

所述采樣模塊，用于采集充電和放電回路的工作電流，得到反饋信號；

所述控制模塊，根據采樣得到的反饋信號和上位機預設的工作參數控制拓撲模塊切換充放電回路，對高頻信號進行調整，改變工作參數；

所述拓撲模塊，包括升壓電路和降壓電路。

優選的，所述拓撲模塊至少包括兩個碳化硅MOSFET，所述兩個碳化硅MOSFET分別在漏極、源極兩端反向并聯肖特基二極管，功率電感的一端連接于兩個肖特基二極管之間，另一端連接負載模塊，所述兩個碳化硅MOSFET分別連接控制模塊。

優選的，所述上位機還用于實時顯示電源的工作狀態，調控充電和放電時間的比例。

本發明還公開了一種高頻脈沖節能充放電源的充放控制方法，包括以下步驟：

S01：控制模塊根據上位機預設的工作參數，發出高頻信號驅動拓撲模塊的工作電路；

S02：當充電回路工作時，輸入模塊提供輸入電壓經AC/DC模塊轉換變成直流電壓；

S03：控制模塊用高頻信號驅動其中一個碳化硅MOSFET，將拓撲模塊導通BUCK電路，直流電壓通過Buck電路對負載模塊充電；

S04：當放電回路工作時，控制模塊用高頻信號驅動另一碳化硅MOSFET，將拓撲模塊導通Boost電路，通過Boost電路以及逆變模塊，將釋放的電能反饋至輸入模塊，對電能進行回收；

S05：通過采樣模塊采樣充電和放電回路的工作電流，產生反饋信號，傳輸至控制模塊，控制模塊根據上位機設定的工作參數和采集模塊得到的反饋信號調整高頻信號和拓撲模塊的工作電路，使電源穩定工作。

優選的，通過上位機實時顯示電源的工作狀態，調控充電和放電時間的比例。

與現有技術相比，本發明的優點是：

1、充電回路工作時，輸入模塊經AC/DC模塊和Buck電路，對負載進行充電。而放電回路工作時，負載釋放出的電能經過Boost電路和逆變模塊反饋至輸入模塊，并貯藏起來供下個周期的充電階段使用，以此達到了節省電能的目的。

2、采用高頻脈沖的充電方式可以有效地提高充電效率以及便于對充放電參數進行修改和調試。為了符合高頻信號驅動的要求，在拓撲電路中使用了碳化硅MOSFET以及在其漏極源極兩端反向并聯肖特基二極管。受益于它們的器件特性，不僅可以降低MOSFET工作時的溫升，也可以使得電路上的損耗進一步減小，提高電能利用率。

附圖說明

下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述：

圖1為本發明高頻脈沖節能充放電源的原理框圖；

圖2為本發明一實施例的電路圖。

圖中：A為輸入模塊，B為AC/DC模塊，H為逆變模塊，C為拓撲模塊，E為上位機，F為控制模塊，G為采樣模塊，D為負載模塊（電池負載）。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明了，下面結合具體實施方式并參照附圖，對本發明進一步詳細說明。應該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本發明的范圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結構和技術的描述，以避免不必要地混淆本發明的概念。

實施例：