一种高频脉冲节能充放电源及充放控制方法技术

本发明专利技术公开了一种高频脉冲节能充放电源，包括与输入模块连接的AC/DC模块，所述AC/DC模块并联逆变模块，所述AC/DC模块连接拓扑模块，所述拓扑模块连接负载模块，所述拓扑模块还连接采样模块和控制模块，所述控制模块连接采样模块和上位机；所述上位机，用于调控工作参数；所述采样模块，用于采集充电和放电回路的工作电流，得到反馈信号；所述控制模块，根据采样得到的反馈信号和上位机预设的工作参数控制拓扑模块切换充放电回路，对高频信号进行调整，改变工作参数；所述拓扑模块，包括升压电路和降压电路。可以有效地提高充电效率以及便于对充放电参数进行修改和调试。

High frequency pulse energy saving charging and discharging power source and charging and discharging control method

The invention discloses a high frequency pulse energy charge and discharge power, including the AC/DC module is connected with the input module, the AC/DC module of parallel inverter module, the AC/DC module is connected with the topology module, the topology module is connected to the load module, the topology module is also connected with the sampling module and control module, the control module is connected with the sampling the module and the host computer; the host computer is used to control the working parameters; the sampling module for current acquisition charging and discharging circuit, feedback signal; the control module, according to the working parameters of the signal and PC preset feedback control topology module switches the charge discharge circuit of sampling, adjust the frequency signal, changing the working parameters; the topology module, including step-up circuit and step-down circuit. The charging efficiency can be effectively improved, and the charging and discharging parameters can be modified and debugged conveniently.

【技术实现步骤摘要】
一种高频脉冲节能充放电源及充放控制方法
本专利技术属于脉冲充电电源
，具体地涉及一种高频脉冲节能充放电源及充放控制方法。
技术介绍
采用脉冲充电的方式能够有效改善充电效率，这已经得到了业界大量的理论和实验支持。但普通的脉冲充电方式属于低频驱动，虽然充电速率较快，但是无法快速调节驱动信号，不便于充放电参数的调试。虽然也有极少数采用高频驱动，但是也无法快速调节驱动信号，不便于充放电参数的调试。对负载充电的过程可分为充电阶段和放电阶段，适当调节充电和放电时间的比例，不仅可以提高充电效率，也可以改善负载循环使用的性能。负载处于放电阶段释放的电能，一般通过电阻直接消耗掉，这不仅增加了电路的温升，也是极大的电能损耗。
技术实现思路
针对充放电源电能利用率不高、充电慢以及调试充放电参数不便的问题，本专利技术提出了一种高频脉冲节能充放电源及充放控制方法，可以有效地提高充电效率以及便于对充放电参数进行修改和调试。本专利技术的技术方案是：一种高频脉冲节能充放电源，包括与输入模块连接的AC/DC模块，所述AC/DC模块并联逆变模块，所述AC/DC模块连接拓扑模块，所述拓扑模块连接负载模块，所述拓扑模块还连接采样模块和控制模块，所述控制模块连接采样模块和上位机；所述上位机，用于调控工作参数；所述采样模块，用于采集充电和放电回路的工作电流，得到反馈信号；所述控制模块，根据采样得到的反馈信号和上位机预设的工作参数控制拓扑模块切换充放电回路，对高频信号进行调整，改变工作参数；所述拓扑模块，包括升压电路和降压电路。优选的，所述拓扑模块至少包括两个碳化硅MOSFET，所述两个碳化硅MOSFET分别在漏极、源极两端反向并联肖特基二极管，功率电感的一端连接于两个肖特基二极管之间，另一端连接负载模块，所述两个碳化硅MOSFET分别连接控制模块。优选的，所述上位机还用于实时显示电源的工作状态，调控充电和放电时间的比例。本专利技术还公开了一种高频脉冲节能充放电源的充放控制方法，包括以下步骤：S01：控制模块根据上位机预设的工作参数，发出高频信号驱动拓扑模块的工作电路；S02：当充电回路工作时，输入模块提供输入电压经AC/DC模块转换变成直流电压；S03：控制模块用高频信号驱动其中一个碳化硅MOSFET，将拓扑模块导通BUCK电路，直流电压通过Buck电路对负载模块充电；S04：当放电回路工作时，控制模块用高频信号驱动另一碳化硅MOSFET，将拓扑模块导通Boost电路，通过Boost电路以及逆变模块，将释放的电能反馈至输入模块，对电能进行回收；S05：通过采样模块采样充电和放电回路的工作电流，产生反馈信号，传输至控制模块，控制模块根据上位机设定的工作参数和采集模块得到的反馈信号调整高频信号和拓扑模块的工作电路，使电源稳定工作。优选的，通过上位机实时显示电源的工作状态，调控充电和放电时间的比例。与现有技术相比，本专利技术的优点是：1、充电回路工作时，输入模块经AC/DC模块和Buck电路，对负载进行充电。而放电回路工作时，负载释放出的电能经过Boost电路和逆变模块反馈至输入模块，并贮藏起来供下个周期的充电阶段使用，以此达到了节省电能的目的。2、采用高频脉冲的充电方式可以有效地提高充电效率以及便于对充放电参数进行修改和调试。为了符合高频信号驱动的要求，在拓扑电路中使用了碳化硅MOSFET以及在其漏极源极两端反向并联肖特基二极管。受益于它们的器件特性，不仅可以降低MOSFET工作时的温升，也可以使得电路上的损耗进一步减小，提高电能利用率。附图说明下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步描述：图1为本专利技术高频脉冲节能充放电源的原理框图；图2为本专利技术一实施例的电路图。图中：A为输入模块，B为AC/DC模块，H为逆变模块，C为拓扑模块，E为上位机，F为控制模块，G为采样模块，D为负载模块（电池负载）。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。实施例：下面结合附图，对本专利技术的较佳实施例作进一步说明。如图1所示，一种高频脉冲节能充放电源，包括输入模块A、AC/DC模块B、逆变模块H、拓扑模块C、采样模块G、控制模块F、上位机E、负载模块（电池负载）D。拓扑模块C包括升压电路和降压电路，可在升压电路和降压电路之间切换。采样模块G用于采集充电和放电回路的工作电流来产生反馈信号。上位机E不仅能实时显示电源的工作状态，还可以调控电源的工作参数，可以调控充电和放电时间的比例。控制模块F可以控制切换拓扑模块C的电路结构，来实现对负载模块D充电和放电的有效控制。控制模块F根据采样得到的反馈信号和上位机E预设的工作参数对拓扑结构进行控制切换和对高频驱动信号做出调整，进而来改变电源的工作参数，并使电源稳定工作。作为本专利技术的一较佳实施例，如图2所示，控制模块F可以为数字信号处理控制器，拓扑模块C的电路由两个碳化硅MOSFET（Q1、Q2），两个肖特基二极管（D1、D2）和一个功率电感构成。两个碳化硅MOSFET分别在漏极、源极两端反向并联肖特基二极管，功率电感的一端连接于两个肖特基二极管之间，另一端连接负载模块，两个碳化硅MOSFET分别连接控制模块。两个碳化硅MOSFET受高频驱动信号控制分别导通，与肖特基二极管、功率电感构成了Buck和Boost电路。一般的Buck和Boost电路的二极管都是MOSFET内置的普通二极管。这样做不仅可以降低MOSFET工作时的温升，也可以使得电路上的损耗进一步减小，提高电能利用率。通过控制模块F的控制，拓扑模块C可在Buck和Boost电路之间切换，其中Buck电路与负载模块D、AC/DC模块B、输入模块A构成了充电回路；而Boost电路与负载模块D、逆变模块H、输入模块A构成了放电回路。本专利技术高频脉冲节能充放电源的充放控制方法的具体工作过程如下：首先控制模块F根据上位机E预设的工作参数，发出高频信号来驱动拓扑模块C的工作电路。当充电回路工作时，输入模块A提供输入电压经AC/DC模块B转换变成适合充电的直流电压。控制模块F关闭Q2同时用高频信号驱动Q1，此时拓扑电路为由Q1，L1和D2构成的BUCK电路，直流电压通过Buck电路对电池负载D充电。当放电回路工作时，控制模块F关闭Q1并同时用高频信号驱动Q2，此时拓扑电路变为由L1，D1和Q2构成的Boost电路，电池负载D通过Boost电路以及逆变模块H，将释放的电能反馈至输入模块A，实现对电能的有效回收。采样模块G通过检测充电和放电回路的工作电流来产生反馈信号，上位机E不仅能实时显示电源的工作状态并可以调控电源充放电时的具体工作参数。控制模块F根据上位机E设定的工作参数和采集模块G得到的反馈信号来调整高频驱动信号和拓扑模块的具体工作电路，使电源正常稳定的工作。应当理解的是，本专利技术的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本专利技术的原理，而不构成对本专利技术的限制。因此，在不偏离本专利技术的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。此外，本专利技术所附权利要求旨在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高频脉冲节能充放电源，包括与输入模块连接的AC/DC模块，其特征在于，所述AC/DC模块并联逆变模块，所述AC/DC模块连接拓扑模块，所述拓扑模块连接负载模块，所述拓扑模块还连接采样模块和控制模块，所述控制模块连接采样模块和上位机；所述上位机，用于调控工作参数；所述采样模块，用于采集充电和放电回路的工作电流，得到反馈信号；所述控制模块，根据采样得到的反馈信号和上位机预设的工作参数控制拓扑模块切换充放电回路，对高频信号进行调整，改变工作参数；所述拓扑模块，包括升压电路和降压电路。

【技术特征摘要】
1.一种高频脉冲节能充放电源，包括与输入模块连接的AC/DC模块，其特征在于，所述AC/DC模块并联逆变模块，所述AC/DC模块连接拓扑模块，所述拓扑模块连接负载模块，所述拓扑模块还连接采样模块和控制模块，所述控制模块连接采样模块和上位机；所述上位机，用于调控工作参数；所述采样模块，用于采集充电和放电回路的工作电流，得到反馈信号；所述控制模块，根据采样得到的反馈信号和上位机预设的工作参数控制拓扑模块切换充放电回路，对高频信号进行调整，改变工作参数；所述拓扑模块，包括升压电路和降压电路。2.根据权利要求1所述的高频脉冲节能充放电源，其特征在于，所述拓扑模块至少包括两个碳化硅MOSFET，所述两个碳化硅MOSFET分别在漏极、源极两端反向并联肖特基二极管，功率电感的一端连接于两个肖特基二极管之间，另一端连接负载模块，所述两个碳化硅MOSFET分别连接控制模块。3.根据权利要求1所述的高频脉冲节能充放电源，其特征在于，所述上位机还用于实时显示电源的工作状态，调控...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨立杰，俞玉春，王鸿，周彬浩，赵晓明，吴尚，
申请(专利权)人：苏州易德龙科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32