[發(fā)明專利]一種電攔魚變頻電源波形控制充電裝置及充電方法

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• 申請日: 2019-10-14
• 公開（公告）號: CN110601328A
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發(fā)明（設計）人: 邱佳琪;王海峰
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西大學
• 主分類號: H02J7/06
• 分類號: H02J7/06;H02M7/08;H02M7/06;H02M1/088
• 代理公司: 45118 南寧市來來專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 鄧曉安

1.一種電攔魚變頻電源波形控制充電裝置，其特征在于，包括變頻電源、整流濾波模塊、波形采集模塊、開關隔離驅(qū)動模塊、開關模塊、充電保護檢測模塊、控制器、電感模塊、電容儲能模塊、電壓采集模塊和電源模塊；

所述控制器分別與波形采集模塊、開關隔離驅(qū)動模塊、充電保護檢測模塊、電壓采集模塊以及電源模塊相連；變頻電源接入市電后分別與整流濾波模塊和電源模塊相連；整流濾波模塊分別與開關模塊和波形采集模塊相連；開關模塊分別與充電保護檢測模塊和開關隔離驅(qū)動模塊相連；充電保護檢測模塊與電感模塊相連，電感模塊與電容儲能模塊相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述電攔魚變頻電源波形控制充電裝置，其特征在于：所述變頻電源為交流單相2KW變頻電源，電源固定輸出頻率為1KHz,電壓輸出固定為300V。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述電攔魚變頻電源波形控制充電裝置，其特征在于：所述開關隔離驅(qū)動模塊包括驅(qū)動電路、光耦隔離電路和柵極驅(qū)動器集成電路，控制器引腳送出的開關信號，先經(jīng)驅(qū)動電路連接光耦隔離電路，再經(jīng)柵極驅(qū)動器集成電路放大連接開關模塊的柵極，以驅(qū)動開關模塊的打開或關斷。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述電攔魚變頻電源波形控制充電裝置，其特征在于：所述充電保護檢測模塊包括電流采樣取樣電路、隔離放大電路和比較放大電路，電流采樣取樣電路是一個取樣電阻，串聯(lián)在開關模塊與電感模塊之間，取樣電阻兩端接到比較放大電路中，比較放大電路采用LM324，LM324是帶有差動輸入的四運算放大器，LM324的輸出引腳接到控制器的中斷引腳，當開關充電電路中電流大于設定值時，控制器產(chǎn)生中斷，在中斷服務程序中關斷開關。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述電攔魚變頻電源波形控制充電裝置，其特征在于：所述波形采集模塊包括電壓取樣電路、隔離放大電路、軌到軌放大電路和A/D轉(zhuǎn)換電路，電壓取樣電路，為兩電阻串聯(lián)，從中間取電壓，隔離放大電路采用PC817集成電路，軌到軌放大電路采用AD8601放大器，PC817的輸出端接軌到軌放大電路進行放大，PC817集成電路為線性光藕，能完全隔離上下級電路，AD8601放大器為精密CMOS單電源軌到軌輸入/輸出寬帶運算放大器；經(jīng)AD8601放大器放大的采集電壓送到A/D轉(zhuǎn)換電路，A/D轉(zhuǎn)換電路采用控制器內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述電攔魚變頻電源波形控制充電裝置，其特征在于：所述開關電路模塊采用N溝道場效應管FDL100N50F，母線電壓500V，電流100A。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述電攔魚變頻電源波形控制充電裝置，其特征在于：所述電感模塊采用自繞大電感，大電感兩端并列續(xù)流二極管。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述電攔魚變頻電源波形控制充電裝置，其特征在于：所述電容儲能模塊由多個大容量的電容器并聯(lián)組成，儲存電能。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述電攔魚變頻電源波形控制充電裝置，其特征在于：所述控制器采用單片機微控制器。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述電攔魚變頻電源波形控制充電裝置，其特征在于：該裝置的充電方法包括以下步驟：

①220V的市電先輸入到變頻電源進行頻率和電壓的變換，再通過整流濾波模塊變成全為正的脈動波形，通過波形采集模塊，波形采集模塊對整流濾波后的的波形進行電壓采集，并送到控制器，電壓采集模塊對電容儲能模塊進行電壓采集，并送入到控制器；

②波形識別，判斷出波形第一波底，第二波底，第一波頂，第二波頂，第一上升沿，第二下降沿，第二上升沿，第二下降沿；波形識別方法：當波形電壓接近于0時，為第一波底；當達到第一波底，波形電壓上升，為第一上升沿；當波形電壓接近輸出電壓的最高值，為第一波頂；當波形電壓下降時，為第一下降沿；當波形電壓下降到一定值時，為第二波底；當波形電壓再次上升時，為第二上升沿；當波形電壓接近輸出電壓的最高值，為第二波頂；當波形電壓下降時，為第二下降沿，以后再依次類推；

③在控制器的作用下，通過開關隔離驅(qū)動模塊，驅(qū)動開關模塊打開，脈動電流通過電感模塊對電容儲能模塊進行充電，同時充電保護檢測模塊實時檢測充電電流；

控制器在第一下降沿或第二下降沿打開開關模塊，打開時充電電路電流為零，打開后波形電壓下降，充電電流漸漸變小，直到為零，再關斷開關模塊，實現(xiàn)開關模塊的軟關斷。