一种交直流复用的电路制造技术

本发明专利技术涉及一种单相交直流复用输出电路，通过控制各开关的闭合与断开，所述电路等效为单相全桥逆变电路、单路双向DC‑DC电路，分别实现单相交流输出功能以及单相直流降压输出功能。还涉及一种三相交直流复用输出电路，通过控制各开关的闭合与断开，所述电路等效为三相桥式逆变电路、双向DC‑DC电路(三路、两路和单路)，分别实现三相交流输出和直流降压输出的功能。此外，将各输出端子看做输入，所述电路可作为兼具有交流输入功能和直流输入升压的电源电路。本发明专利技术将交流、直流两种供电形式合二为一，减少电源体积和重量接近一半，成本减少接近一半，可实现高性价比的交直流输出和输入，对电源输出和输入具有很好的兼容性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统运行与控制
，尤其涉及一种交直流复用的电路。
技术介绍
电力电子技术、信息技术以及变频技术的应用，使得城市配电网中诸如电动汽车、信息设备、半导体照明系统等的直流负荷日益增多。很多现有用电设备如电脑、电视机以及电子通信设备等本质为直流负荷，需通过配置电源适配器进行交流供电，不仅造成了能量损耗，也增加了设备制造成本。此外，柴油发电机、风力发电机等电能输出形式为交流，而光伏、燃料发电等分布式电源的电能输出形式为直流。在传统交流供配电系统中，对负荷的供电需经过多重转换，造成了大量转换损耗，同时也增加了系统结构和控制的复杂性。直流供电由于不存在频率、相位和无功功率控制等问题，可方便接入直流性质的负荷和分布式电源，与交流供电相比，效率得到了提升。但是，仍需多重AC/DC、DC/AC功率转换才能实现交流分布式电源的并网和对交流负荷的供电，不仅造成了额外的能量损耗，同时也增加了设备复杂性和制造成本。考虑分布式电源的发电特性和负荷发展，结合交流供电和直流供电各自优点的交直流供电方式开始受到国内外的重视。目前提出的交直流混合供电系统中交、直流母线共存，交、直流分布式电源和负荷分别连接于交、直流母线，系统通过交流母线并网，在对交、直流侧分别进行控制时，还需考虑交、直流侧之间的功率平衡关系，系统结构和控制复杂。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种交直流复用的电路，用以解决现有技术中的缺陷。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：一种单相交直流复用输出电路，包括直流电源E、半导体功率开关S1、半导体功率开关S2、半导体功率开关S3、半导体功率开关S4、续流二极管D1、续流二极管D2、续流二极管D3、续流二极管D4、滤波电感L1、滤波电容C1、滤波电容C2、开关K1、开关K2、开关K3、电流传感器CT1、电压传感器VT1和输出端子L、N；所述半导体功率开关S1和续流二极管D1之间、半导体功率开关S2和续流二极管D2之间、半导体功率开关S3和续流二极管D3之间、半导体功率开关S4和续流二极管D4之间分别反向并接，组成桥臂1、桥臂2、桥臂3、桥臂4；所述桥臂1和桥臂2相连，与直流电源E并接，所述桥臂3和桥臂4相连，与直流电源E并接；所述桥臂1负端连接有滤波电感L1和电流传感器CT1至输出端子L；所述桥臂3负端连接有开关K3至输出端子N；所述直流电源E负端连接有开关K1至输出端子N；所述滤波电容C1和电压传感器VT1分别并接于输出端子L和输出端子N之间；所述开关K2与滤波电容C2相连并接于滤波电容C1两端。当所述开关K1断开，开关K3闭合，电路等效为单相全桥逆变电路，实现单相交流输出功能；当所述开关K1闭合，开关K3断开，电路等效为单路双向DC-DC电路，实现单相直流降压输出功能。当所述电路等效为单路双向DC-DC电路时，若输出滤波电容容量不够，则闭合所述开关K2，增大输出电容，起到滤波和稳压的作用。将所述输出端子L、输出端子N看做输入，所述电路可作为兼具有单相交流输入功能和直流输入升压的电源电路。所述电路通过控制器控制开关K1、开关K2和开关K3的闭合和断开，并通过控制器采集电流传感器CT1、电压传感器VT1、开关K1、开关K2和开关K3状态等信号，经过运算处理，向半导体功率开关S1、半导体功率开关S2、半导体功率开关S3和半导体功率开关S4发出驱动信号。一种三相交直流复用输出电路，包括直流电源E、半导体功率开关S1、半导体功率开关S2、半导体功率开关S3、半导体功率开关S4、半导体功率开关S5、半导体功率开关S6、续流二极管D1、续流二极管D2、续流二极管D3、续流二极管D4、续流二极管D5、续流二极管D6、滤波电感L1、滤波电感L2、滤波电感L3、滤波电容C1、滤波电容C2、滤波电容C3、滤波电容C4、开关K1、开关K2、开关K3、开关K4、电流传感器CT1、电流传感器CT2、电流传感器CT3、电压传感器VT1、电压传感器VT2、电压传感器VT3和输出端子U、输出端子V、输出端子W、输出端子N。所述半导体功率开关S1和续流二极管D1之间、半导体功率开关S2和续流二极管D2之间、半导体功率开关S3和续流二极管D3之间、半导体功率开关S4和续流二极管D4之间、半导体功率开关S5和续流二极管D5之间、半导体功率开关S6和续流二极管D6之间分别反向并接，组成桥臂1、桥臂2、桥臂3、桥臂4、桥臂5、桥臂6；所述桥臂1和桥臂2相连，与直流电源E并接，所述桥臂3和桥臂4相连，与直流电源E并接，所述桥臂5和桥臂6相连，与直流电源E并接；所述桥臂1负端连接有滤波电感L1和电流传感器CT1至输出端子U；所述桥臂3负端连接有滤波电感L2和电流传感器CT2至输出端子V；所述桥臂5负端连接有滤波电感L3和电流传感器CT3至输出端子W；所述滤波电容C1和电压传感器VT1分别并接于输出端子U和输出端子N之间；所述滤波电容C2和电压传感器VT2分别并接于输出端子V和输出端子N之间；所述滤波电容C3和电压传感器VT3分别并接于输出端子W和输出端子N之间；所述直流电源E负端连接有开关K1至输出端子N；所述开关K2并接于输出端子U和输出端子V两端；所述开关K3并接于输出端子V和输出端子W两端；所述开关K4并接于输出端子W和滤波电容C4正端。当开关K1～K4全部断开时，所述电路等效为三相桥式逆变电路，实现三相交流输出功能；当所述开关K1闭合，开关K2、开关K3断开时，所述电路等效为三路双向DC-DC电路，实现直流降压输出功能；当所述开关K1、开关K2闭合，开关K3断开时，或开关K1、开关K3闭合，开关K2断开时，所述电路等效为两路双向DC-DC电路，实现直流降压输出功能；当所述开关K1～K3全部闭合，所述电路等效为单路双向DC-DC电路，实现直流降压输出功能。当所述电路等效为单路双向DC-DC电路时，若输出滤波电容容量不够，则闭合所述开关K4，增大输出电容，起到滤波和稳压的作用。将所述输出端子U、输出端子V、输出端子W、输出端子N看做输入，所述电路亦可以作为兼具有三相交流输入功能和三路直流输入升压的电源电路。所述电路通过控制器控制开关K1、开关K2、开关K3和开关K4的闭合与断开，以及通过控制器采集电流传感器CT1、电流传感器CT2、电流传感器CT3、电压传感器VT1、电压传感器VT2、电压传感器VT3、开关K1、开关K2、开关K3和开关K4状态等信号，经过运算处理，向半导体功率开关S1、半导体功率开关S2、半导体功率开关S3、半导体功率开关S4、半导体功率开关S5和半导体功率开关S6发出驱动信号。本专利技术有益效果如下：本专利技术通过添加辅助电路实现不同功能的电源输出和输入，将交流、直流两种供电形式合二为一，减少电源体积和重量接近一半，成本减少接近一半，可实现高性价比的交直流输出和输入，可用于车载多功能电源、多功能调试电源等多种场合，对电源输出和输入具有很好的兼容性。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单相交直流复用输出电路，其特征在于，包括直流电源E、半导体功率开关S1、半导体功率开关S2、半导体功率开关S3、半导体功率开关S4、续流二极管D1、续流二极管D2、续流二极管D3、续流二极管D4、滤波电感L1、滤波电容C1、滤波电容C2、开关K1、开关K2、开关K3、电流传感器CT1、电压传感器VT1和输出端子L、N；所述半导体功率开关S1和续流二极管D1之间、半导体功率开关S2和续流二极管D2之间、半导体功率开关S3和续流二极管D3之间、半导体功率开关S4和续流二极管D4之间分别反向并接，组成桥臂1、桥臂2、桥臂3、桥臂4；所述桥臂1和桥臂2相连，与直流电源E并接，所述桥臂3和桥臂4相连，与直流电源E并接；所述桥臂1负端连接有滤波电感L1和电流传感器CT1至输出端子L；所述桥臂3负端连接有开关K3至输出端子N；所述直流电源E负端连接有开关K1至输出端子N；所述滤波电容C1和电压传感器VT1分别并接于输出端子L和输出端子N之间；所述开关K2与滤波电容C2相连并接于滤波电容C1两端。

【技术特征摘要】
1.一种单相交直流复用输出电路，其特征在于，包括直流电源E、半导体功率开关S1、半导体功率开关S2、半导体功率开关S3、半导体功率开关S4、续流二极管D1、续流二极管D2、续流二极管D3、续流二极管D4、滤波电感L1、滤波电容C1、滤波电容C2、开关K1、开关K2、开关K3、电流传感器CT1、电压传感器VT1和输出端子L、N；所述半导体功率开关S1和续流二极管D1之间、半导体功率开关S2和续流二极管D2之间、半导体功率开关S3和续流二极管D3之间、半导体功率开关S4和续流二极管D4之间分别反向并接，组成桥臂1、桥臂2、桥臂3、桥臂4；所述桥臂1和桥臂2相连，与直流电源E并接，所述桥臂3和桥臂4相连，与直流电源E并接；所述桥臂1负端连接有滤波电感L1和电流传感器CT1至输出端子L；所述桥臂3负端连接有开关K3至输出端子N；所述直流电源E负端连接有开关K1至输出端子N；所述滤波电容C1和电压传感器VT1分别并接于输出端子L和输出端子N之间；所述开关K2与滤波电容C2相连并接于滤波电容C1两端。2.根据权利要求1所述的单相交直流复用输出电路，其特征在于，当所述开关K1断开，开关K3闭合，电路等效为单相全桥逆变电路，实现单相交流输出功能；当所述开关K1闭合，开关K3断开，电路等效为单路双向DC-DC电路，实现单相直流降压输出功能。3.根据权利要求2所述的单相交直流复用输出电路，其特征在于，当所述电路等效为单路双向DC-DC电路时，若输出滤波电容容量不够，则闭合所述开关K2，增大输出电容，起到滤波和稳压的作用。4.根据权利要求1所述的单相交直流复用输出电路，其特征在于，将所述输出端子L、输出端子N看做输入，所述电路可作为兼具有单相交流输入功能和直流输入升压的电源电路。5.根据权利要求1所述的单相交直流复用输出电路，其特征在于，所述电路通过控制器控制开关K1、开关K2和开关K3的闭合和断开，并通过控制器采集电流传感器CT1、电压传感器VT1、开关K1、开关K2和开关K3状态等信号，经过运算处理，向半导体功率开关S1、半导体功率开关S2、半导体功率开关S3和半导体功率开关S4发出驱动信号。6.一种三相交直流复用输出电路，其特征在于，包括直流电源E、半导体功率开关S1、半导体功率开关S2、半导体功率开关S3、半导体功率开关S4、半导体功率开关S5、半导体功率开关S6、续流二极管D1、续流二极管D2、续流二极管D3、续流二极管D4、续流二极管D5、续流二极管D6、滤波电感L1、滤波电感L2、滤波电感L3、滤波电容C1、滤波电容C2、滤波电容C3、滤波电容C4、开关K1、开关K2、开关K3、开关K4、电流传感器CT1、电流传感器CT2、电流传感器CT3、电压传感器VT1、电压传感器VT2、电压传感器VT3和输出端子U、输出端子V、输出端子W、输出端子N；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡华，季金虎，赵坤，胡永峰，
申请(专利权)人：北京机械设备研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11