一种车载充电与逆变双向变流电源系统技术方案

本发明专利技术设计逆变电源领域，特别涉及一种车载充电与逆变双向变流电源系统。包括依次电连接的蓄电池、DC/DC双向变换单元、储能电容、AC/DC无桥PFC及DC/AC逆变电路、交流负载；且与交流负载两端并联有市电输入端，且市电输入端与交流负载之间还设有切换装置；所述DC/DC双向变换单元，包括有变压器、第一组开关管、第二组开关管；所述AC/DC无桥PFC及DC/AC逆变电路，包括有第三组开关管；控制电路控制第一组开关管和第二组开关管的导通和截止，将储能电容两端的高压直流转换为低压直流电给蓄电池充电，以及调节充电电流大小。该逆变电源能输出纯正正弦交流电；无需购买配套充电器，使用方便，节约成本和体积；蓄电池的充电电流能调节大小，不易损坏电池，延长电池寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设计逆变电源领域，特别涉及一种车载充电与逆变双向变流电源系统。
技术介绍
随着汽车的普及，越来越多家用电器应用在汽车上，这些电器大多采用220V交流电供电，在野外使用这些电器时，需要采用逆变电源将汽车蓄电池12V直流电转换为220V交流电给交流负载供电，逆变电源通常具备3个端口:直流(电池)输入口、交流输入口和交流输出口，对应3个变换单元，分别为:将蓄电池低压直流(DC)电升为母线电容高压的DC/DC升压变换器、将市电交流(AC)转换成母线电容高压并完成输入功率因素校正的AC-DCPFC变换单元、将直流母线电容高压转换成交流输出的DC-AC逆变器。目前市面上普及的是修正正弦波逆变电源，其电路简单，成本虽然低廉，但是因输出的交流电中有较高的直流成分，不适用于电机类负载；而且汽车长期放置或气温过低导致蓄电池无法启动引擎，这时需要对汽车蓄电池及时充电，用户一般使用独立的充电器，便携式器充电电流一般不超过15A，电池充满需要4~8小时，这样给车主带来诸多不便，且无论蓄电池内电量多少，充电的电流不变，会影响电池的使用寿命；而且，用户需要同时购买了车用逆变电源和配套的充电器，使用不便，且花费不菲，占用了汽车有限的空间。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，设计一种车载充电与逆变双向变流电源系统，该逆变电源能输出直流噪声很小的正弦波交流电；且集成有蓄电池充电电路，无需购买配套充电器，使用方便，节约成本和体积；且蓄电池的充电电流能调节大小，不易损坏电池，延长电池寿命。为解决现有技术问题而采用的技术方案是: 一种车载充电与逆变双向变流电源系统，其包括依次电连接的蓄电池、DC/DC双向变换单元、储能电容、AC/DC无桥PFC及DC/AC逆变电路、交流负载； 且与交流负载两端并联有市电输入端，且市电输入端与交流负载之间还设有切换装置； 控制电路，控制切换装置的导通和断开，所述切换装置导通时为充电模式，所述切换装置断开时为逆变模式； 所述DC/DC双向变换单元，包括有 变压器、第一组开关管、第二组开关管； 变压器初级绕组两端连接有第一组开关管，变压器次级绕组两端连接有第二组开关管； 所述AC/DC无桥PFC及DC/AC逆变电路，包括有第三组开关管； 逆变模式时，控制电路通过SPffM方式控制第三组开关管的导通和截止，将储能电容两端的高压直流电转换为交流电为交流负载供电； 充电模式时，控制电路通过PWM方式控制第一组开关管和第二组开关管的导通和截止，将储能电容两端的高压直流转换为低压直流电给蓄电池充电，以及调节充电电流大小。进一步的，所述第一组开关管包括第一开关管、第二开关管； 所述DC/DC双向变换单元还包括有与蓄电池两端并联的第一滤波电容，与变压器初级绕组中心抽头连接的第一电感； 所述第一电感另一端连接蓄电池的正极，且所述第一开关管和第二开关管的源极均连接蓄电池的负极，变压器初级绕组两端分别连接第一开关管的漏极、第二开关管的漏极。进一步的，所述第二组开关管包括第三开关管、第四开关管、第五开关管和第六开关管，所述第三开关管的源极与第五开关管的漏极连接后的公共端又连接到变压器次级绕组一端，第四开关管的源极与第六开关管的漏极连接后的公共端又连接到变压器次级绕组另一端; 所述第三开关管的漏极和第四开关管的漏极均连接在所述储能电容的一端，所述第五开关管的源极与第六开关管的源极均连接在所述储能电容的另一端。进一步的，所述AC/DC无桥PFC及DC/AC逆变电路，还包括有第二电感和第二滤波电容； 所述第三组开关管包括第七开关管、第八开关管、第九开关管和第十开关管，所述第七开关管的源极与第九开关管的漏极连接，其公共端又连接到所述第二电感的一端，所述第二电感另一端连接在交流负载的正输入端； 第八开关管的源极与第十开关管的漏极连接，其公共端又连接到所述交流负载的负输入端；所述第七开关管的漏极和第八开关管的漏极均连接在所述储能电容的一端，所述第九开关管的源极与第十开关管的源极均连接在所述储能电容的另一端。优选但不限于，所述切换装置为继电器。优选但不限于，所述第一组开关管、第二组开关管和第三组开关管均为MOSFET管或IGBT管，且IGBT管的源极和漏极之间并联有二极管，且二极管的阳极连接IGBT管的源极、二极管的阴极连接IGBT管的漏极。优选但不限于，所述AC/DC无桥PFC及DC/AC逆变电路为单相无桥PFC电路，所述市电输入端输入为单相市电。由上可见，本专利技术中所述的一种车载充电与逆变双向变流电源系统，具体的有益效果是: 1、本专利技术中电源工作在逆变模式时，控制电路通过SPffM方式控制AC/DC无桥PFC及DC/AC逆变电路中第三组开关管的导通和截止，将储能电容两端的高压直流电转换为交流电为交流负载供电，该方式下输出的正弦波交流电中直流噪声很少； 2、本专利技术中电路在控制电路的控制下，能工作在充电模式和逆变模式，所述切换装置导通时为充电模式，所述切换装置断开时为逆变模式； 本专利技术中充电模式时能将市电的交流电转为低压直流电为蓄电池充电，无需购买配套充电器，使用方便，节约成本和体积； 3、本专利技术中电源系统工作在充电模式时，控制电路通过PWM方式控制第一组开关管和第二组开关管的导通和截止，结合蓄电池两端的电量，调节充电电流大小。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术所述的一种车载充电与逆变双向变流电源系统的结构框图； 图2是本专利技术的第一实施例所提供的一种车载充电与逆变双向变流电源系统的原理图； 图3是本专利技术的第二实施例所提供的一种车载充电与逆变双向变流电源系统的原理图； 图4是本专利技术所述一种车载充电与逆变双向变流电源系统的蓄电池充电控制流程图。【具体实施方式】下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1: 参见附图1，一种车载充电与逆变双向变流电源系统，其包括依次电连接的蓄电池100、DC/DC双向变换单元200、储能电容300、AC/DC无桥PFC及DC/AC逆变电路400、交流负载500 ;且与交流负载500两端并联有市电输入端700，且市电输入端700与交流负载500之间还设有切换装置600，优选但不限于，所述的切换装置600为继电器； 控制电路800，控制当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车载充电与逆变双向变流电源系统，其特征在于，包括依次电连接的蓄电池、DC/DC双向变换单元、储能电容、AC/DC无桥PFC及DC/AC逆变电路、交流负载；与所述交流负载两端并联有市电输入端，所述市电输入端与所述交流负载之间设有切换装置；控制电路，控制所述切换装置的导通和断开，所述切换装置导通时为充电模式，所述切换装置断开时为逆变模式；所述DC/DC双向变换单元，包括有变压器、第一组开关管、第二组开关管；变压器的初级绕组两端连接第一组开关管，变压器的次级绕组两端连接第二组开关管；所述AC/DC无桥PFC及DC/AC逆变电路，包括有第三组开关管；逆变模式时，所述控制电路通过SPWM方式控制第三组开关管的导通和截止，将储能电容两端的高压直流电转换为交流电为交流负载供电；充电模式时，所述控制电路通过PWM方式控制第一组开关管和第二组开关管的导通和截止，将储能电容两端的高压直流转换为低压直流电给蓄电池充电，以及调节充电电流大小。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘立强，朱昌亚，洪光岱，
申请(专利权)人：天宝电子惠州有限公司，惠州市锦湖实业发展有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44