一种宽电压范围的双向电源控制系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了电力控制技术领域的一种宽电压范围的双向电源控制系统及方法，系统包括：交流配电模块；AC

【技术实现步骤摘要】
一种宽电压范围的双向电源控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及电力控制
，特别指一种宽电压范围的双向电源控制系统及方法。

技术介绍

[0002]随着社会高速发展，人们生活水平不断提高，人们对能源的需求量越来越大，在新能源开发与利用的结构性变革中，坚持节能降耗将成为能源发展的重点，使得能量双向流动型变换设备得以大量应用与推广。随着电池材料的不断开发创新，电池能量密度及充放电循环性能得到了大大的提高，新能源汽车核心部件之一的动力电池随着新能源行业的崛起在迅速发展起来，进一步推动了能量双向流动型变换设备发展与壮大。
[0003]大量的电池包从化成至成品出厂，涉及多个环节都需要进行严格的性能评估，对电池包充放电操作是最基本的测试、评估环节，能量双向流动型变换设备为节约能源、降低成本、改善生产环境条件提供了切实的技术支撑。
[0004]然而，传统的能量双向流动型变换设备采用2个DC
‑
DC变换器反并联构成，或者采用H型全桥型构成，存在如下缺点：
[0005]1、电池生产厂家生成的电池包可能需要应对从手机单串电池、平板电脑几串电池、电动工具十几串电池、电动汽车几十串电池等应用场景，电池包标称电压从3.6V到400V，甚至更高；传统的能量双向流动型变换设备的变换输出电压范围窄，甚至只能输出固定的电压，应用场景单一，在应对电池包检测的场景，很难实现电池包全范围电压的检测、维护的需要，往往需要多种检测设备或者集成型大型检测设备来对不同电压的电池包进行检测，使用很不方便，不利于调试、生产。
[0006]2、直接采用继电器或者采用mos管输出功率，在继电器通断过程中产生的机械抖动会对电路造成冲击，带载关闭继电器也可能造成继电器损坏，严重影响使用寿命；采用mos管输出功率时，无法实现电气完全隔离，会对其它相关电路造成不必要的干扰现象。
[0007]因此，如何提供一种宽电压范围的双向电源控制系统及方法，实现提升电源控制系统的电压变化范围以及运行稳定性，成为一个亟待解决的问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术要解决的技术问题，在于提供一种宽电压范围的双向电源控制系统及方法，实现提升电源控制系统的电压变化范围以及运行稳定性。
[0009]第一方面，本专利技术提供了一种宽电压范围的双向电源控制系统，包括：
[0010]交流配电模块；
[0011]AC
‑
DC变换器，与所述交流配电模块连接；
[0012]能量双向变换模块，与所述AC
‑
DC变换器连接；
[0013]上位机，与所述能量双向变换模块连接；
[0014]所述能量双向变换模块包括：
[0015]第一DC
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DC变换器，一端与所述AC
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DC变换器连接；
[0016]第二DC
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DC变换器，一端与所述AC
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DC变换器连接；
[0017]电流传感器，一端与所述第一DC
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DC变换器的另一端连接；
[0018]功率输出单元，分别与所述电流传感器以及第二DC
‑
DC变换器的另一端连接；
[0019]电压传感器，并联在所述功率输出单元以及负载的两端；
[0020]温度传感器；
[0021]信号处理单元，分别与所述电流传感器、电压传感器以及温度传感器连接；
[0022]DSP芯片，分别与所述第一DC
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DC变换器、第二DC
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DC变换器、功率输出单元、信号处理单元以及上位机连接。
[0023]进一步地，所述第一DC
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DC变换器包括一电容Ci1、一电容Co1、一电阻R1、一电阻R2、一电感L1、一MOS管V1以及一MOS管V2；
[0024]所述电容Ci1的正极与AC
‑
DC变换器的正极以及MOS管V1的引脚2连接，负极与AC
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DC变换器的负极、电阻R2、MOS管V2的引脚3、电容Co1的负极以及功率输出单元连接；所述MOS管V1的引脚1与电阻R1以及DSP芯片连接，引脚3与电阻R1、电感L1以及MOS管V2的引脚2连接；所述MOS管V2的引脚1与电阻R2以及DSP芯片连接；所述电感L1与电容Co1的正极以及电流传感器连接。
[0025]进一步地，所述第二DC
‑
DC变换器包括一电容Ci2、一电容Co2、一电阻R3、一电阻R4、一电感L2、一MOS管V3以及一MOS管V4；
[0026]所述电容Ci2的正极与AC
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DC变换器的正极以及MOS管V3的引脚2连接，负极与AC
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DC变换器的负极、电阻R4、MOS管V4的引脚3、电容Co2的负极以及功率输出单元连接；所述MOS管V3的引脚1与电阻R3以及DSP芯片连接，引脚3与电阻R3、电感L2以及MOS管V4的引脚2连接；所述MOS管V4的引脚1与电阻R4以及DSP芯片连接；所述电感L2与电容Co2的正极以及功率输出单元连接。
[0027]进一步地，所述信号处理单元包括一高精度AD芯片U2、一电容C1、一电阻R5、一电阻R6、一电阻R7、一电阻R8以及一运放U3；
[0028]所述高精度AD芯片U2的一端与DSP芯片连接，另一端与电阻R5以及电容C1连接；所述运放U3的引脚2与电阻R7以及电阻R6连接，引脚3与电阻R8连接，引脚6与电阻R5以及电阻R6连接；所述电容C1以及电阻R8均接地；所述电阻R7与电流传感器、电压传感器以及温度传感器连接。
[0029]进一步地，所述功率输出单元包括一电容Co3、一MOS管V5、一MOS管V6、一双刀双掷开关K1以及一双刀双掷开关K3；
[0030]所述电容Co3的正极与电流传感器、电压传感器以及MOS管V5的引脚2连接，负极与双刀双掷开关K3的引脚2、双刀双掷开关K1的引脚2以及电压传感器连接；所述双刀双掷开关K3的引脚1与第一DC
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DC变换器连接，引脚3、4与第二DC
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DC变换器连接；所述MOS管V6的引脚2与MOS管V5的引脚3连接，引脚3与双刀双掷开关K1的引脚1连接；所述双刀双掷开关K1的引脚3、4与电压传感器连接；
[0031]所述MOS管V5的引脚1、MOS管V6的引脚1、双刀双掷开关K1的引脚1以及双刀双掷开关K3的引脚5均与DSP芯片连接。
[0032]进一步地，所述双刀双掷开关K1以及双刀双掷开关K3均为电控开关。
[0033]进一步地，所述电压传感器为四线制电压传感器。
[0034]第二方面，本专利技术提供了一种宽电压范围的双向电源控制方法，包括如下步骤：
[0035]步骤S10、上位机获取用户设定的负载需求的电压Vset并发送给DSP芯片；
[0036]步骤S20、上位机通过DSP芯片先导通双刀双掷开关K1，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽电压范围的双向电源控制系统，其特征在于：包括：交流配电模块；AC
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DC变换器，与所述交流配电模块连接；能量双向变换模块，与所述AC
‑
DC变换器连接；上位机，与所述能量双向变换模块连接；所述能量双向变换模块包括：第一DC
‑
DC变换器，一端与所述AC
‑
DC变换器连接；第二DC
‑
DC变换器，一端与所述AC
‑
DC变换器连接；电流传感器，一端与所述第一DC
‑
DC变换器的另一端连接；功率输出单元，分别与所述电流传感器以及第二DC
‑
DC变换器的另一端连接；电压传感器，并联在所述功率输出单元以及负载的两端；温度传感器；信号处理单元，分别与所述电流传感器、电压传感器以及温度传感器连接；DSP芯片，分别与所述第一DC
‑
DC变换器、第二DC
‑
DC变换器、功率输出单元、信号处理单元以及上位机连接。2.如权利要求1所述的一种宽电压范围的双向电源控制系统，其特征在于：所述第一DC
‑
DC变换器包括一电容Ci1、一电容Co1、一电阻R1、一电阻R2、一电感L1、一MOS管V1以及一MOS管V2；所述电容Ci1的正极与AC
‑
DC变换器的正极以及MOS管V1的引脚2连接，负极与AC
‑
DC变换器的负极、电阻R2、MOS管V2的引脚3、电容Co1的负极以及功率输出单元连接；所述MOS管V1的引脚1与电阻R1以及DSP芯片连接，引脚3与电阻R1、电感L1以及MOS管V2的引脚2连接；所述MOS管V2的引脚1与电阻R2以及DSP芯片连接；所述电感L1与电容Co1的正极以及电流传感器连接。3.如权利要求1所述的一种宽电压范围的双向电源控制系统，其特征在于：所述第二DC
‑
DC变换器包括一电容Ci2、一电容Co2、一电阻R3、一电阻R4、一电感L2、一MOS管V3以及一MOS管V4；所述电容Ci2的正极与AC
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DC变换器的正极以及MOS管V3的引脚2连接，负极与AC
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DC变换器的负极、电阻R4、MOS管V4的引脚3、电容Co2的负极以及功率输出单元连接；所述MOS管V3的引脚1与电阻R3以及DSP芯片连接，引脚3与电阻R3、电感L2以及MOS管V4的引脚2连接；所述MOS管V4的引脚1与电阻R4以及DSP芯片连接；所述电感L2与电容Co2的正极以及功率输出单元连接。4.如权利要求1所述的一种宽电压范围的双向电源控制系统，其特征在于：所述信号处理单元包括一高精度AD芯片U2、一电容C1、一电阻R5、一电阻R6、一电阻R7、一电阻R8以及一运放U3；所述高精度AD芯片U2的一端与DSP芯片连接，另一端与电阻R5以及电容C1连接；所述运放U3的引脚2与电阻R7以及电阻R6连接，引脚3与电阻R8连接，引脚6与电阻R5以及电阻R6连接；所述电容C1以及电阻R8均接地；所述电阻R7与电流传感器、电压传感器以及温度传感器连接。5.如权利要求1所述的一种宽电压范围的双向电源控制系统，其特征在于：所述功率输
出单元包括一电容Co3、一MOS管V5、一MOS管V6、一双刀双掷开关K1以及一双刀双掷开关K3；所述电容Co3的正极与电流传感器、电压传感器以及MOS管V5的引脚2连接，负极与双刀双掷开关K3的引脚2、双刀双掷开关K1的引脚2以及电压传感器连接；所述双刀双掷开关K3的引脚1与第一DC
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DC变换器连接，引脚3、4与第二DC
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【专利技术属性】
技术研发人员：汤慈全，张名，周平强，李东平，
申请(专利权)人：福建星云电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：