蓄电池充放电装置制造方法及图纸

一种蓄电池充放电装置，包括蓄电池充放电组件和全数字控制器，其特征在于：蓄电池充放电组件由交流－直流电压型ＰＷＭ可控整流部分、直流环节滤波部分和直流－直流双向斩波部分级联后组成；交流－直流电压型ＰＷＭ可控整流部分由交流进线电感和全控整流桥串联组成，其中交流进线电感由变压器输出漏感和交流电感串联而成，全控整流桥的桥臂由功率开关器件串联而成；直流环节滤波部分为直流电容和高频吸收电容并联而成；直流－直流双向斩波部分由功率开关器件和直流输出电感串联而成。它具有充电时网侧功率因数接近为１、输入电流谐波含量低、输出电压范围宽、输出电流精度高等优点，同时实现了掉电时安全停机。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种蓄电池充放电装置，属于电力电子设备领域。
技术介绍
蓄电池作为一种性能可靠的化学电源，在电力系统、交通运输、便携式电子产品等 工业领域得到了广泛应用。尤其在国防、电信及金融等部门，蓄电池作为系统的后备电 源，是这些系统中的关键部件之一。随着经济的发展，近几年蓄电池的使用量逐年增加， 这对蓄电池生产厂的产能提出了更高要求。蓄电池的充放电装置是其生产、测试的关键 设备，其功能主要是将供电的工频交流电压转换为可调的直流电压，并在控制下完成蓄 电池的充放电。蓄电池厂一般会配备几百台到上千台充放电装置完成相应工序。目前， 已有的蓄电池充放电装置，按照功能模式可分为两类 一类是由同一组电路实现充电和 放电，另一类是由不同电路分别实现充电和放电，前者采用的技术为晶闸管相控整流， 后者一般采用直流斩波的原理。已有的晶闸管相控整流装置由晶闸管整流桥构成，通过改变晶闸管的导通角来调节 输出直流电压。这种方法技术成熟、控制简单，但其缺点是输入功率因数很低，网侧谐 波大，对电网的影响大，因此一般还须另外配备体积庞大的功率因数补偿装置。已有的直流斩波装置一般由二极管整流桥加直流斩波单元组成，整流后交流电压变 成固定的直流电压，然后由直流斩波单元来调节输出直流电压给蓄电池充电，蓄电池放 电时通过另外的放电电阻来完成。这种方法在输入功率因数指标方面要优于晶闸管相控 整流形式，控制简单、且不存在放电时电网突然跌落引起的逆变失败的问题，但放电时 需要体积较大的放电电阻，没有充分利用能量。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种蓄电池充放电装置，它不仅在充电时功率因数高，而且在放电时能量几乎全部回馈。为解决上述技术问题，本专利技术的一种蓄电池充放电装置，包括蓄电池充放电组件和全数字控制器，其中蓄电池充放电组件由交流-直流电压型PWM可控整流部分、直流 环节滤波部分和直流-直流双向斩波部分组成；交流-直流电压型PWM可控整流部分由 交流进线电感和全控整流桥串联组成，其中交流进线电感由变压器输出漏感和交流电感 串联而成，全控整流桥的桥臂由功率开关器件串联而成；直流环节滤波部分为直流电容 和高频吸收电容并联而成；直流-直流双向斩波部分由功率开关器件和直流输出电感串 联而成。具有附加技术特征的进一步技术方案是所述的蓄电池充放电装置，其交流-直流电压型PWM可控整流部分由三相交流进 线电感和三相全控整流桥串联组成，三相全控整流桥由功率开关及其相应的反并联二极 管组成。所述的蓄电池充放电装置，其交流-直流电压型PWM可控整流部分由单相交流进 线电感和单相全控整流桥组成，单相全控整流桥由功率开关及其相应的反并联二极管组 成。所述的蓄电池充放电装置，其直流-直流双向斩波部分由单组功率开关器件及其相 应的反向二极管和直流输出电感串联而成。所述的蓄电池充放电装置，其直流-直流双向斩波部分由两组并联的功率开关器件 及其相应的反向二极管和两组并联的直流输出电感串联而成。所述的蓄电池充放电装置，其全数字控制器包括电压电流检测环节、数字信号微 处理器、脉宽调制信号的驱动和保护电路及人机接口和通信单元。所述的蓄电池充放电装置，其电压电流检测环节，包括交流侧进线电压检测部分、 交流侧电流检测部分、直流环节电压检测部分及输出直流侧电流检测部分四个部分；用 于实现交流进线线电压检测、交流进线电流检测、直流母线电压检测、输出直流电流检 测和输出直流电压检测。所述的蓄电池充放电装置，其数字信号微处理器，包括模拟信号输入接口、脉宽 调制输出口和作为辅助控制的I/O 口。所述的蓄电池充放电装置，其模拟信号输入接口，是用于实现模拟输入为从电压 电流检测环节得到的检测电压、电流信号，经过模拟输入接口电路进行变换，然后输入 到数字信号微处理器的模数转换接口 。所述的蓄电池充放电装置，其脉宽调制输出口有6 10路，作为辅助控制的1/0 口 有2条，用于实现输出6 10路脉宽调制脉冲信号和作为辅助控制的2路I/O信号所述的蓄电池充放电装置，其脉宽调制信号的驱动和保护电路，它是6 10路脉宽调制功率驱动信号连接到所述蓄电池充放电组件桥臂对应的功率开关器件，用于实现 输入为所述脉宽调制输出口的6 10路脉宽调制脉冲信号，输出为6 10路脉宽调制功率驱动信号及保护信号。所述的蓄电池充放电装置，其人机接口和通信单元，其接口与CAN通信接口或485 通信接口连接，用于完成液晶屏的显示及与PC机的通信，实现远程操作和监控功能。 本专利技术具有的有益效果在于1、 兼有充电及放电的功能。与传统晶闸管相控整流方式相比，省去模式切换单元， 且充电与放电工况可快速切换；2、 充电时网侧功率因数高，可以达到0.99，网侧电流谐波小。而晶闸管相控整流 方式的充放电装置的功率因数多为0.4-0.6之间，因此需要额外的功率因数补偿装置， 本专利技术与之相比可省去外部的功率因数补偿装置；在蓄电池放电时，回馈到交流电源侧 的效率大于95%。3、 由于采用高频斩波的方法，输出电压范围宽，输出电流动态精度高，响应速度快。4、 当蓄电池通过本专利技术装置放电作业时，如果电网突然掉电，可实现安全停机， 避免了晶闸管相控整流装置逆变失败后损坏晶闸管的缺点。5、 对于不同安时数容量的蓄电池组、单相及三相供电电源都通用；输出电流容量 可以实现模块化组合，通用性强。附图说明下面结合附图和具体实施方式进一步说明本专利技术。 图l本专利技术的蓄电池充放电装置图图2电源为三相时本专利技术的交流-直流电压电压型PWM可控整流部分示意图。图3电源为单相时本专利技术的交流-直流电压电压型PWM可控整流部分示意图。图4单组功率开关器件和直流输出电感组成的双向斩波部分示意图。图5两组功率开关器件和两组直流输出电感并联组成的多重双向斩波部分示意图。图6 350V、 30A蓄电池充放电组件的电路原理图。图7 350V、 30A全数字控制器电路逻辑示意图。具体实施例方式如图1所示，为本专利技术的一种蓄电池充放电装置，它有蓄电池充放电组件和全数字6控制器；其蓄电池充放电组件由交流-直流电压型PWM可控整流部分l、直流环节滤波 部分2和直流-直流双向斩波部分3组成；交流-直流电压型PWM可控整流部分1由交 流进线电感和全控整流桥串联组成，其中交流进线电感由变压器输出漏感和交流电感串 联而成，当变压器输出漏感满足系统需求时，以变压器漏感作为交流进线电感；当变压器输出漏感不足以满足系统要求时，在变压器输出端串联适当的交流电感作为交流进线电感；全控整流桥的桥臂由功率开关器件串联而成，全控整流桥，根据交流电网情况可 分为三相可控整流桥和单相可控整流桥；当交流电网为三相电网时包括三相三线和三相 四线，功率开关S1 S6及其相应的反并联二极管构成了三相可控整流桥，如图2所示。 Ual、 UM、 Ucl为三相交流输入，gl g6作为相应功率开关的驱动触发信号，Up、 Un 为直流母线电压输出端子。当交流电网为单相电网时，功率开关S1 S4及其相应的反 并联二极管构成了单相可控整流桥，如图3所示。Ual、 Ubl为单相交流输入，gl g4 作为相应功率开关的驱动触发信号，Up、 Un为直流母线电压输出端子。直流环节滤波 部分2为直流电容和高频吸收电容并联而成；直流-直流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓄电池充放电装置，包括蓄电池充放电组件和全数字控制器，其特征在于：蓄电池充放电组件由交流－直流电压型ＰＷＭ可控整流部分（１）、直流环节滤波部分（２）和直流－直流双向斩波部分（３）组成；交流－直流电压型ＰＷＭ可控整流部分（１）由交流进线电感和全控整流桥串联组成，其中交流进线电感由变压器输出漏感和交流电感串联而成，全控整流桥的桥臂由功率开关器件串联而成；直流环节滤波部分（２）为直流电容和高频吸收电容并联而成；直流－直流双向斩波部分（３）由功率开关器件和直流输出电感串联而成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高跃，李明勇，匡鹏，汪伟，陈嘉福，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一二研究所，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]