[實(shí)用新型]一種基于能量回饋的雙向變流充電設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820406480.5
• 申請日: 2018-03-26
• 公開（公告）號(hào): CN207968040U
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊嘉偉
• 申請（專利權(quán)）人: 楊嘉偉
• 主分類號(hào): H02J7/10
• 分類號(hào): H02J7/10;H02M7/797;H02J3/38
• 代理公司: 廣州容大專利代理事務(wù)所(普通合伙) 44326
• 代理人: 劉新年;潘素云

本實(shí)用新型公開了一種基于能量回饋的雙向變流充電設(shè)備，包括雙向AC?DC變換電路、雙向DC?DC斬波電路、采樣電路、DSP控制電路、電源模塊、時(shí)序控制電路，雙向AC?DC變換電路分別連接三相電網(wǎng)和雙向DC?DC斬波電路，雙向DC?DC斬波電路分別連接雙向AC?DC變換電路和鉛酸蓄電池，采樣電路的輸入端分別連接雙向AC?DC變換電路和雙向DC?DC斬波電路，采樣電路的輸出端連接DSP控制電路的輸入端，DSP控制電路的輸出端分別連接雙向AC?DC變換電路和雙向DC?DC斬波電路，電源模塊為所有芯片提供工作電壓，時(shí)序控制電路分別連接采樣電路、雙向AC/DC變換電路、雙向DC/DC斬波電路和DSP控制電路。本實(shí)用新型有效減小極化作用、高效充電的同時(shí)，將負(fù)脈沖的放電能量按原路回饋到電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)雙向變流和能量回收利用。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及鉛酸蓄電池快速充電及能量回饋技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于能量回饋的雙向變流充電設(shè)備。

背景技術(shù)

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對于能源的需求也越來越大，鉛酸蓄電池作為應(yīng)用最廣泛的一種二次電池，在電力、通信、醫(yī)療、汽車等各種領(lǐng)域中發(fā)揮著重要的作用。然而，與其廣泛的應(yīng)用相比，鉛酸蓄電池的充電方法仍然普遍采用傳統(tǒng)的恒流、恒壓充電方法，這種充電方法使得鉛酸蓄電池?zé)o法實(shí)現(xiàn)完全充電，長期使用也導(dǎo)致電池內(nèi)部極化現(xiàn)象嚴(yán)重，使得極板鈍化，大大縮短使用壽命，現(xiàn)有的一些快速脈沖充電方法雖然使用了放電的方法來減小極化作用，加快了充電的速度，但是對于充電后期來說，其恒定的大電流脈沖遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鉛酸蓄電池的最大可接受電流，這部分多余的電能最終作用于電解電池內(nèi)電解液中的水，導(dǎo)致后期電池溫度快速升高，極板的活性物質(zhì)受到析出的氣體沖刷，影響電池的使用壽命，可以說快速脈沖充電是以蓄電池的使用壽命來換充電速度。同時(shí)在大規(guī)模的鉛酸蓄電池生產(chǎn)過程中，充電設(shè)備都采用傳統(tǒng)的電阻耗散方式，將鉛酸蓄電池放電的能量以熱能消耗出去，在造成資源浪費(fèi)的同時(shí)，對環(huán)境的影響也比較嚴(yán)重，另一方面，額外的放電電路將增加設(shè)備接線的復(fù)雜度。對于規(guī)模較大的蓄電池生產(chǎn)廠家來說，電池生產(chǎn)過程中耗散的電能費(fèi)用就達(dá)到生產(chǎn)成本的20％到30％，不符合當(dāng)前環(huán)保和節(jié)能減排的政策號(hào)召，所以這些舊的產(chǎn)能必然會(huì)被淘汰。同時(shí)在大功率、高電壓的使用環(huán)境下，在發(fā)生系統(tǒng)故障的時(shí)候需要在危害發(fā)生之前作出緊急措施，所以系統(tǒng)的響應(yīng)速度尤為重要。

實(shí)用新型內(nèi)容

有鑒于此，為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，本實(shí)用新型提出一種基于能量回饋的雙向變流充電設(shè)備，采用多階段正負(fù)脈沖充電方法，通過多階段的、周期性的正負(fù)脈沖和停頓來擬合鉛酸蓄電池的充電曲線，大大減小充電過程中的極化作用，實(shí)現(xiàn)高效率充電，同時(shí)將負(fù)脈沖的放電能量按原通道逆變，輸出工頻的三相交流電回饋到電網(wǎng)中，實(shí)現(xiàn)能量回收利用，同時(shí)節(jié)約充電設(shè)備的制造成本。另外，使用以FPGA構(gòu)成的主控電路的并行運(yùn)算速度高，能夠保證充電設(shè)備的響應(yīng)速度以及安全運(yùn)行。

本實(shí)用新型通過以下技術(shù)手段解決上述問題：

一種基于能量回饋的雙向變流充電設(shè)備，包括雙向AC-DC變換電路、雙向DC-DC斬波電路、采樣電路、DSP控制電路、電源模塊、時(shí)序控制電路，所述雙向AC-DC變換電路分別連接三相電網(wǎng)和雙向DC-DC斬波電路，所述雙向DC-DC斬波電路分別連接雙向AC-DC變換電路和鉛酸蓄電池，所述采樣電路的輸入端分別連接雙向AC-DC變換電路和雙向DC-DC斬波電路，所述采樣電路的輸出端連接DSP控制電路的輸入端，所述DSP控制電路的輸出端分別連接雙向AC-DC變換電路和雙向DC-DC斬波電路，所述電源模塊為設(shè)備中所有芯片提供工作電壓，所述時(shí)序控制電路分別連接采樣電路、雙向AC/DC變換電路、雙向DC/DC斬波電路和DSP控制電路；

充電時(shí)以三相電網(wǎng)為輸入端，鉛酸蓄電池為輸出端，放電時(shí)以鉛酸蓄電池為輸入端，三相電網(wǎng)為輸出端，實(shí)現(xiàn)雙向變流。