一种数码发电机组控制系统及方法和数码发电机组技术方案

本发明专利技术涉及一种数码发电机组控制系统及方法和数码发电机组，控制系统包括启动/整流电路、升压/降压电路、稳压电路、逆变输出电路和微处理单元；启动/整流电路在启动发动机时驱动永磁发电机旋转，在发动机启动后对永磁发电机发出的电压进行整流；升压/降压电路在需要电池组供电时把电池组电压升高到直流母线电压，供给启动/整流电路和逆变输出电路，在需要充电时将直流母线电压降压到电池组电压对电池组进行充电；稳压电路对启动/整流电路输出的电压进行稳压控制，输出直流母线电压给逆变输出电路和升压/降压电路；逆变输出电路在需要输出电源时将直流母线电压逆变成工频电源输出，在需要充电时将外部输入交流电源整流到直流母线电压。

Digital generator set control system and method and digital generator set

The invention relates to a digital generator control system and method and digital generator control system, including start / boost / buck circuit, rectifier circuit, voltage regulator circuit, inverter circuit and micro processing unit; start / rectifier circuit when starting the engine driven permanent magnet generator rotating voltage of permanent magnet generator on the engine out after the start of the rectifier; boost / buck circuit to increase the battery voltage to the DC bus voltage to battery power supply, supply start / rectifier circuit and inverter output circuit in the charging voltage to the DC bus voltage of battery charging the battery pack; voltage stabilizing circuit for starting / voltage output rectifier circuit the control system, the output DC voltage to the inverter output circuit and boost / buck circuit; the inverter output circuit in the output power The DC bus voltage is turned into the power frequency power output when the source is used, and the external input AC power is rectified to the DC bus voltage when charging is needed.

【技术实现步骤摘要】
一种数码发电机组控制系统及方法和数码发电机组
本专利技术属于发电机
，具体涉及一种数码发电机组控制系统及方法和数码发电机组。
技术介绍
在野外作业或者应急用电时，常常使用高品质电源输出的小型移动式汽油或柴油发电机组，发电机组包括汽油或者柴油发动机及其驱动的永磁发电机以及电能变换的控制装置，由于控制装置采用微控制器进行数字处理和控制，因此也把这类小型移动式汽油或柴油发电机组称作数码发电机或数码发电机组。数码发电机由于内置高性能微处理单元，结合功率器件进行功率变换，其输出电源品质高，整机重量轻，发电效率高，噪音低，因而广受欢迎。在实际的使用中，常规的2KW数码发电机重量约21kg，其额定输出功率一般是1.6kw，可以满足一般户外或应急使用条件，能启动常用的负载，诸如电饭锅，电磁炉，电动工具，等等。虽然21kg的净重比传统的同步励磁发电机重量轻了一倍多，但是在加注燃油和机油后也接近25kg，移动较长的距离时仍然比较费劲。而1KW数码发电机的净重约12kg，移动比较方便，但是常规的使用中，由于其额定输出功率偏小，很多负载无法启动。实际上，很多负载的启动功率都较大而连续运行功率却较小，例如一个4-5L的电饭锅，其启动功率可能需要约1.2kw，而运行功率却只需800～900w；一个800W的电动工具，其启动功率可能高达1.6kw，而运行功率却只有600～800W。另一种情况，可能只需要很小的用电功率，例如使用笔记本电脑，给手机充电，或者看电视，使用音响，或者使用一些小型的工具设备等，这些负载的功率只有几十到两三百瓦特，数码发电机的噪音会影响这些工作或休闲活动的品质。综合上述的情况，市场需要一种总重量较轻，额定功率不高但可以短时间提供较大功率用于启动各种负载，在低功率使用时不需要启动发动机的数码发电机。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的上述问题，本专利技术提供了一种数码发电机组控制系统及方法和数码发电机组。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种数码发电机组控制系统包括启动/整流电路、升压/降压电路、稳压电路、逆变输出电路和微处理单元；所述启动/整流电路在启动发动机时驱动永磁发电机旋转，在发动机启动后对永磁发电机发出的电压进行整流；所述升压/降压电路在需要电池组供电时把电池组电压升高到直流母线电压，供给所述启动/整流电路和逆变输出电路，在需要充电时将直流母线电压降压到电池组电压对电池组进行充电；所述稳压电路对启动/整流电路输出的电压进行稳压控制，输出稳定的直流母线电压给所述逆变输出电路和升压/降压电路；所述逆变输出电路在需要输出电源时将直流母线电压逆变成工频电源输出，在需要充电时将外部输入交流电源整流到直流母线电压；所述微处理单元用于控制所述启动/整流电路、升压/降压电路、稳压电路和逆变输出电路工作。进一步地，所述启动/整流电路包括启动驱动电路、第一至第六电子开关和第一电容；所述第一电子开关与第四电子开关串联后并联在所述稳压电路的输入端和接地端，所述第二电子开关与第五电子开关串联后并联在所述稳压电路的输入端和接地端，所述第三电子开关与第六电子开关串联后并联在所述稳压电路的输入端和接地端，所述第一电容并联在所述稳压电路的输入端和接地端；所述微处理单元与所述启动驱动电路的输入端连接，所述启动驱动电路的输出端与所述第一至第六电子开关的输入端连接，所述第一电子开关与第四电子开关的连接点、所述第二电子开关与第五电子开关的连接点以及所述第三电子开关与第六电子开关的连接点均与永磁发电机的定子线圈三相绕组连接。进一步地，所述升压/降压电路包括升压/降压驱动电路、变压器和第八至第十电子开关，所述微处理单元与升压/降压驱动电路的输入端连接，所述升压/降压驱动电路的输出端与所述第八至第十电子开关的输入端连接，所述第八至第十电子开关的输出端与所述变压器连接，所述变压器与所述稳压电路和电池组连接。进一步地，所述稳压电路包括稳压驱动电路、第七电子开关、第三电感、二极管和第二电容；所述微处理单元与稳压驱动电路的输入端连接，所述稳压驱动电路的输出端与第七电子开关的一输入端连接，所述第七电子开关的另一输入端与启动/整流电路连接；所述第三电感的一端与第七电子开关的输出端连接，其另一端与所述逆变输出电路连接；所述二极管的负极与第七电子开关的输出端连接，其正极接地；所述第二电容的一端与逆变输出电路连接，其另一端接地。进一步地，所述稳压电路包括稳压驱动电路、第一至第三晶闸管、二极管和第二电容；所述稳压驱动电路的输出端与第一至第三晶闸管的控制极连接，所述第一至第三晶闸管的阳极分别与永磁发电机的定子线圈三相绕组连接，其阴极与所述逆变输出电路连接；所述二极管的正极与逆变输出电路连接，其负极与所述启动/整流电路连接；所述第二电容的一端与逆变输出电路连接，其另一端接地。进一步地，所述逆变输出电路包括PWM驱动电路、第十一至第十四电子开关、第一电感、第二电感以及第三电容；所述第十一电子开关与第十三电子开关串联后并联在所述稳压电路的输出端和接地端，所述第十二电子开关与第十四电子开关串联后并联在所述稳压电路的输出端和接地端；所述微处理单元与PWM驱动电路的输入端连接，所述PWM驱动电路的输出端与所述第十一至第十四电子开关的输入端连接；所述第十一电子开关与第十三电子开关的连接点依次通过所述第一电感、第三电容和第二电感与所述第十二电子开关与第十四电子开关的连接点连接，逆变后的交流电在所述第三电容的两端输出。进一步地，所述数码发电机组控制系统中还设置有显示模块、熄火控制模块和转速调节模块，所述显示模块与微处理单元的通讯接口连接，所述熄火控制模块与微处理单元的熄火输出接口连接，所述转速调节模块与微处理单元的调速输出接口连接。进一步地，所述微处理单元采用TMS320F2802x系列单片机、芯片DSPIC33EP32GS504和者芯片DSPIC33EP32MC204中的一种。一种数码发电机组控制方法包括以下步骤：数码发电机组控制系统上电后进行初始化设置；微处理单元读取逆变输出电路的输出电压，并对是否读取到外接电压进行判断；如果微处理单元读取到外接电压，则系统进入充电模式，系统开启升压/降压电路的降压功能，将直流母线电压降压后给电池组充电；充电模式下，微处理单元读取电池组电压，并检测电池组是否已充满电；如果未充满，则继续；如果电池组已充满电，则关闭升压/降压电路，系统进入休眠状态；如果微处理单元未读取到外接电压，则系统进入发电输出模式；微处理单元读取电池组电压，并判定电池组电压为欠压状态、较低电压状态和正常电压状态中的哪一种；如果电池组电压为欠压状态，系统将进入休眠模式，等待外接电源给电池组充电，或者由手拉反冲启动发动机给电池组充电；如果电池组电压为较低电压状态，系统首先开启升压/降压电路的升压功能，将电池组电压升压到直流母线电压，并输出PWM信号开启启动/整流电路的启动功能，使永磁发电机定子线圈绕组产生旋转磁场，带动转子旋转给发动机提供初速度使发动机启动；发动机启动后，永磁发电机发电，系统关闭升压/降压电路，启动/整流电路切换为整流，并经过稳压电路输出直流母线电压；系统在检测到直流母线电压足够后开启逆变输出电路，输出工频交流电压给负载；通过读取负载电流并计算出负载功率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数码发电机组控制系统，其特征在于，它包括启动/整流电路、升压/降压电路、稳压电路、逆变输出电路和微处理单元；所述启动/整流电路在启动发动机时驱动永磁发电机旋转，在发动机启动后对永磁发电机发出的电压进行整流；所述升压/降压电路在需要电池组供电时把电池组电压升高到直流母线电压，供给所述启动/整流电路和逆变输出电路，在需要充电时将直流母线电压降压到电池组电压对电池组进行充电；所述稳压电路对启动/整流电路输出的电压进行稳压控制，输出稳定的直流母线电压给所述逆变输出电路和升压/降压电路；所述逆变输出电路在需要输出电源时将直流母线电压逆变成工频电源输出，在需要充电时将外部输入交流电源整流到直流母线电压；所述微处理单元用于控制所述启动/整流电路、升压/降压电路、稳压电路和逆变输出电路工作。

【技术特征摘要】
1.一种数码发电机组控制系统，其特征在于，它包括启动/整流电路、升压/降压电路、稳压电路、逆变输出电路和微处理单元；所述启动/整流电路在启动发动机时驱动永磁发电机旋转，在发动机启动后对永磁发电机发出的电压进行整流；所述升压/降压电路在需要电池组供电时把电池组电压升高到直流母线电压，供给所述启动/整流电路和逆变输出电路，在需要充电时将直流母线电压降压到电池组电压对电池组进行充电；所述稳压电路对启动/整流电路输出的电压进行稳压控制，输出稳定的直流母线电压给所述逆变输出电路和升压/降压电路；所述逆变输出电路在需要输出电源时将直流母线电压逆变成工频电源输出，在需要充电时将外部输入交流电源整流到直流母线电压；所述微处理单元用于控制所述启动/整流电路、升压/降压电路、稳压电路和逆变输出电路工作。2.如权利要求1所述的一种数码发电机组控制系统，其特征在于，所述启动/整流电路包括启动驱动电路、第一至第六电子开关和第一电容；所述第一电子开关与第四电子开关串联后并联在所述稳压电路的输入端和接地端，所述第二电子开关与第五电子开关串联后并联在所述稳压电路的输入端和接地端，所述第三电子开关与第六电子开关串联后并联在所述稳压电路的输入端和接地端，所述第一电容并联在所述稳压电路的输入端和接地端；所述微处理单元与所述启动驱动电路的输入端连接，所述启动驱动电路的输出端与所述第一至第六电子开关的输入端连接，所述第一电子开关与第四电子开关的连接点、所述第二电子开关与第五电子开关的连接点以及所述第三电子开关与第六电子开关的连接点均与永磁发电机的定子线圈三相绕组连接。3.如权利要求1所述的一种数码发电机组控制系统，其特征在于，所述升压/降压电路包括升压/降压驱动电路、变压器和第八至第十电子开关，所述微处理单元与升压/降压驱动电路的输入端连接，所述升压/降压驱动电路的输出端与所述第八至第十电子开关的输入端连接，所述第八至第十电子开关的输出端与所述变压器连接，所述变压器与所述稳压电路和电池组连接。4.如权利要求1所述的一种数码发电机组控制系统，其特征在于，所述稳压电路包括稳压驱动电路、第七电子开关、第三电感、二极管和第二电容；所述微处理单元与稳压驱动电路的输入端连接，所述稳压驱动电路的输出端与第七电子开关的一输入端连接，所述第七电子开关的另一输入端与启动/整流电路连接；所述第三电感的一端与第七电子开关的输出端连接，其另一端与所述逆变输出电路连接；所述二极管的负极与第七电子开关的输出端连接，其正极接地；所述第二电容的一端与逆变输出电路连接，其另一端接地。5.如权利要求1所述的一种数码发电机组控制系统，其特征在于，所述稳压电路包括稳压驱动电路、第一至第三晶闸管、二极管和第二电容；所述稳压驱动电路的输出端与第一至第三晶闸管的控制极连接，所述第一至第三晶闸管的阳极分别与永磁发电机的定子线圈三相绕组连接，其阴极与所述逆变输出电路连接；所述二极管的正极与逆变输出电路连接，其负极与所述启动/整流电路连接；所述第二电容的一端与逆变输出电路连接，其另一端接地。6.如权利要求1或2或3或4或5所述的一种数码发电机组控制系统，其特征在于，所述逆变输出电路包括PWM驱动电路、第十一至第十四电子开关、第一电感、第二电感以及第三电容；所述第十一电子开关与第十三电子开关串联后并联在所述稳压电路的输出端和接地端，所述第十二电子开关与第十四电子开关串联后并联在所述稳压电路的输出端和接地端；所述微处理单元与PWM驱动电路的输入端连接，所述PWM驱动电路的输出端与所述第十一至第十四电子开关的输入端连接；所述第十一电子开关与第十三电子开关的连接点依次通过所述第一电感、第三电容和第二电感与所述第十二电子开关与第十四电子开关的连接点连接，逆变后的交流电在所述第三电容的两端输出。7.如权利要求1或2或3或4或5所述的一种数码发电机组控制系统，其特征在于，所述数码发电机组控制系统中还设置有显示模...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚治俊，
申请(专利权)人：龚治俊，
类型：发明
国别省市：重庆,50