【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及换电柜，特别涉及一种离网式逆变器控制核心模块及具备离网式逆变器的换电柜。
技术介绍
1、现有换电柜，都是单向充电，即用市电对电池充电，然后把电池的电能用于驱动电动自行车行驶，无法实现电池电能的反向利用。如公开号为cn109677288a，专利技术名称为：充换电柜、充换电柜用管理系统及其商业运用方法，公开了一种换电柜，包括柜体，柜体包括柜体主体；柜体主体内设有多个独立的充电仓，充电仓用于放置充电电池；柜体主体内设有电源管理装置和与充电仓一一对应的多个充电装置，充电装置包括设于对应充电仓处的充电接口，电源管理装置用于对充电装置进行管理，充电装置用于通过充电接口实现对充电电池的充电。该专利公开文本中也是单向充电，即换电柜向电池充电，没有反向充电功能，不利于电能的有效利用。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种离网式逆变器控制核心模块及具备离网式逆变器的换电柜，可以解决现有技术中的换电柜只能单向充电，不利于电能有效利用的问题。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
3、第一方面，本专利技术提供一种离网式逆变器控制核心模块，包括推挽升压拓扑电路、spwm输出拓扑电路、spwm芯片控制电路、mcu电路和推挽芯片控制电路；所述推挽升压拓扑电路的输入端输入n路并联的电池直流电压，将电池直流电压升压成高压直流电压输出给spwm输出拓扑电路；所述spwm输出拓扑电路将高压直流电压转换成交流电压；所述推挽芯片控制电路采集推挽升压拓扑电路输出的电压和
4、进一步的，所述推挽升压拓扑电路包括电池电压输入单元、原边控制单元、变压器、副边采样单元和输出整流滤波单元；电池电压输入单元将输入的电池电压滤波后输入变压器原边绕组，经变压器变压后从副边绕组输出至输出整流滤波单元，经输出整流滤波单元整流和滤波后，输出高压直流电压；原边控制单元接收推挽芯片控制电路发送的互补的两个驱动信号,在驱动信号的控制下按照设定的占空比开通或关断；副边采样单元采集输出整流滤波单元输出的电流和电压并发送给推挽芯片控制电路。
5、进一步的，所述副边采样单元包括电流采样电路和电压采样电路；
6、所述电流采样电路包括电流互感器l2、二极管d9、二极管d10、二极管d11、二极管d12、电阻r13；电流互感器l2的一个绕组串联在电感l1和电容c3之间；电流互感器l2另一个绕组的一端连接二极管d9的阳极和二极管d10的阴极，另一端连接二极管d11的阳极和二极管d12的阴极；二极管d10的阳极和二极管d12的阳极接参考地gnd2；二极管d9的阴极和二极管d11的阴极相连并作为电流采样端输出推挽升压拓扑电路的电流采样信号ifb；电阻r13连接在二极管d11的阴极和参考地gnd2之间；
7、所述电压采样电路包括电阻r18、电阻r22、电阻r29、电容c16、电阻r26、电阻r25、稳压器u1、光耦otp1、电阻r23、电阻r28、电容c17、电容c14和电容c15；电阻r18的一端连接输出整流滤波单元输出的高压直流电压，另一端串联电阻r22后连接到稳压器u1的第1引脚；电阻r29和电容c16并联后连接在稳压器u1的第1引脚和第3引脚之间，稳压器u1的第3引脚接参考地gnd2；电阻r26的一端连接稳压器u1的第2引脚，另一端连接光耦otp1的发光二极管的阴极；光耦otp1的发光二极管的阳极连接+5v供电电压；电阻r25连接在光耦otp1的发光二极管的阳极和阴极之间；光耦otp1的发射极作为电压采样端输出推挽升压拓扑电路的电压采样信号vfb；电阻r28和电容c17并联后连接在光耦otp1的发射极和参考地gnd1之间；电阻r23的一端连接光耦otp1的集电极，另一端输入供电电压vcc_12v；电容c14和电容c15并联后连接在供电电压vcc_12v和参考地gnd1之间。
8、进一步的，所述推挽芯片控制电路包括控制芯片u3、电阻r77、可调电阻radj2、电阻r44、电阻r42、电阻r43和电容c52；所述推挽升压拓扑电路的电流采样信号ifb经过电阻r77后输入到控制芯片u3的电流采样引脚；推挽升压拓扑电路的电压采样信号vfb经过电阻r44后输入到控制芯片u3的电压采样引脚；控制芯片u3的电压采样引脚还串联一电容c52后接参考地gnd1；可调电阻radj2的一端连接+5v电压，另一端接参考地gnd1，可调端连接控制芯片u3的pwm频率调整引脚；控制芯片u3的驱动器1门极驱动输出引脚和驱动器2门极驱动输出引脚分别输出互补的两个驱动信号。
9、进一步的，所述spwm芯片控制电路包括控制芯片u2、电阻r38、电容c45、电容c46、电阻r76和电阻r78；控制芯片u2的高压驱动器1高端门极驱动输出引脚输出控制信号1ho,高压驱动器1低端门极驱动输出引脚输出控制信号1lo，高压驱动器1高端悬浮端输出引脚输出控制信号vs1，高压驱动器2高端门极驱动输出引脚输出控制信号2ho,高压驱动器2低端门极驱动输出引脚输出控制信号2lo，高压驱动器2高端悬浮端输出引脚输出控制信号vs2；
10、spwm输出拓扑电路的电流采样信号ifb2经电阻r38后输入到控制芯片u2的负载电流反馈输入引脚，spwm输出拓扑电路的电压采样信号vfb2经电阻r39后输入到控制芯片u2的正弦波输出电压反馈输入引脚；电容c45连接在控制芯片u2的负载电流反馈输入引脚和参考地gnd2之间；电容c46连接在控制芯片u2的正弦波输出电压反馈输入引脚和参考地gnd2之间；控制芯片u2的uart串口通讯数据发送引脚串联电阻r76后连接mcu电路；控制芯片u2的uart串口通讯数据接收引脚串联电阻r78后连接mcu电路。
11、进一步的，所述spwm输出拓扑电路包括电阻r1、电阻r3、电阻r5、二极管d3、mos管q1、电阻r7、电阻r9、电阻r11、二极管d7、mos管q3、电阻r2、电阻r4、电阻r6、二极管d4、mos管q2、电阻r8、电阻r10、电阻r12、二极管d8、mos管q4、电容c5、电容c6、电感l3、电容c7、电阻r24、电阻r21、电阻r27、电阻r31、可调电阻radj1和电容c18；
12、高压直流电压从mos管q1的漏极、mos管q2的漏极输入spwm输出拓扑电路；mos管q1的栅极分别连接电阻r1的一端、电阻r3的一端、电阻r5的一端；电阻r1的另一端输入控制信号2ho；电阻r3的另一端连接二极管d3的阳极，二极管d3的阴极连接电阻r1的另本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种离网式逆变器控制核心模块，其特征在于，包括推挽升压拓扑电路、SPWM输出拓扑电路、SPWM芯片控制电路、MCU电路和推挽芯片控制电路；所述推挽升压拓扑电路的输入端输入N路并联的电池直流电压，将电池直流电压升压成高压直流电压输出给SPWM输出拓扑电路；所述SPWM输出拓扑电路将高压直流电压转换成交流电压；所述推挽芯片控制电路采集推挽升压拓扑电路输出的电压和电流，发送互补的两个驱动信号实时对推挽升压拓扑电路输出的电压和电流值进行调整；所述SPWM芯片控制电路采集SPWM输出拓扑电路输出的电流和电压，实时调整SPWM输出拓扑电路输出的电流和电压在设定值；所述MCU电流通过推挽芯片控制电路获取推挽升压拓扑电路的电压和电流、通过SPWM芯片控制电路获取SPWM输出拓扑电路的电压和电流，当获取的数值超出各自的设定范围时，发送指令关断推挽芯片控制电路输出的驱动信号、关断SPWM芯片控制电路输出的控制信号。
2.根据权利要求1所述的离网式逆变器控制核心模块，其特征在于，所述推挽升压拓扑电路包括电池电压输入单元、原边控制单元、变压器、副边采样单元和输出整流滤波单元；电池电压输入
3.根据权利要求2所述的离网式逆变器控制核心模块，其特征在于，所述副边采样单元包括电流采样电路和电压采样电路；
4.根据权利要求1所述的离网式逆变器控制核心模块，其特征在于，所述推挽芯片控制电路包括控制芯片U3、电阻R77、可调电阻RADJ2、电阻R44、电阻R42、电阻R43和电容C52；所述推挽升压拓扑电路的电流采样信号IFB经过电阻R77后输入到控制芯片U3的电流采样引脚；推挽升压拓扑电路的电压采样信号VFB经过电阻R44后输入到控制芯片U3的电压采样引脚；控制芯片U3的电压采样引脚还串联一电容C52后接参考地GND1；可调电阻RADJ2的一端连接+5V电压，另一端接参考地GND1，可调端连接控制芯片U3的PWM频率调整引脚；控制芯片U3的驱动器1门极驱动输出引脚和驱动器2门极驱动输出引脚分别输出互补的两个驱动信号。
5.根据权利要求1所述的离网式逆变器控制核心模块，其特征在于，所述SPWM芯片控制电路包括控制芯片U2、电阻R38、电容C45、电容C46、电阻R76和电阻R78；控制芯片U2的高压驱动器1高端门极驱动输出引脚输出控制信号1HO,高压驱动器1低端门极驱动输出引脚输出控制信号1LO，高压驱动器1高端悬浮端输出引脚输出控制信号VS1，高压驱动器2高端门极驱动输出引脚输出控制信号2HO,高压驱动器2低端门极驱动输出引脚输出控制信号2LO，高压驱动器2高端悬浮端输出引脚输出控制信号VS2；
6.根据权利要求5所述的离网式逆变器控制核心模块，其特征在于，所述SPWM输出拓扑电路包括电阻R1、电阻R3、电阻R5、二极管D3、MOS管Q1、电阻R7、电阻R9、电阻R11、二极管D7、MOS管Q3、电阻R2、电阻R4、电阻R6、二极管D4、MOS管Q2、电阻R8、电阻R10、电阻R12、二极管D8、MOS管Q4、电容C5、电容C6、电感L3、电容C7、电阻R24、电阻R21、电阻R27、电阻R31、可调电阻RADJ1和电容C18；
7.根据权利要求1所述的离网式逆变器控制核心模块，其特征在于，所述MCU电路包括控制芯片U4、双通道标准数字隔离器U5、双通道标准数字隔离器U6；控制芯片U4至少包括电池参数检测控制引脚PA11/PA12、交流电参数检测控制引脚PA12/PA15；控制芯片U4通过双通道标准数字隔离器U5的引脚VO2读取推挽芯片控制电路采集的推挽升压拓扑电路的采样电流和采样电压，当数据异常时，通过双通道标准数字隔离器U5的引脚VI1发送指令，关断推挽芯片控制电路输出的互补的两个驱动信号；控制芯片U4通过双通道标准数字隔离器U6的引脚VO2读取SPWM芯片控制电路采集的SPWM输出拓扑电路的采样电流和采样电压，当数据异常时，通过双通道标准数字隔离器U6的引脚VI1发送指令，关断SPWM芯片控制电路输出的控制信号。
8.一种具备离网式逆变器的换电柜，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述的离网式逆变器控制核心模块，还包括电池并联采集装置和停电自动切换供电装置；所述电池并联采集装置有N个输入端，分别连接N个电池；所述电池并联采集装置的输出端连接离网...
【技术特征摘要】
1.一种离网式逆变器控制核心模块，其特征在于，包括推挽升压拓扑电路、spwm输出拓扑电路、spwm芯片控制电路、mcu电路和推挽芯片控制电路；所述推挽升压拓扑电路的输入端输入n路并联的电池直流电压，将电池直流电压升压成高压直流电压输出给spwm输出拓扑电路；所述spwm输出拓扑电路将高压直流电压转换成交流电压；所述推挽芯片控制电路采集推挽升压拓扑电路输出的电压和电流，发送互补的两个驱动信号实时对推挽升压拓扑电路输出的电压和电流值进行调整；所述spwm芯片控制电路采集spwm输出拓扑电路输出的电流和电压，实时调整spwm输出拓扑电路输出的电流和电压在设定值；所述mcu电流通过推挽芯片控制电路获取推挽升压拓扑电路的电压和电流、通过spwm芯片控制电路获取spwm输出拓扑电路的电压和电流，当获取的数值超出各自的设定范围时，发送指令关断推挽芯片控制电路输出的驱动信号、关断spwm芯片控制电路输出的控制信号。
2.根据权利要求1所述的离网式逆变器控制核心模块，其特征在于，所述推挽升压拓扑电路包括电池电压输入单元、原边控制单元、变压器、副边采样单元和输出整流滤波单元；电池电压输入单元将输入的电池电压滤波后输入变压器原边绕组，经变压器变压后从副边绕组输出至输出整流滤波单元，经输出整流滤波单元整流和滤波后，输出高压直流电压；原边控制单元接收推挽芯片控制电路发送的互补的两个驱动信号,在驱动信号的控制下按照设定的占空比开通或关断；副边采样单元采集输出整流滤波单元输出的电流和电压并发送给推挽芯片控制电路。
3.根据权利要求2所述的离网式逆变器控制核心模块，其特征在于，所述副边采样单元包括电流采样电路和电压采样电路；
4.根据权利要求1所述的离网式逆变器控制核心模块，其特征在于，所述推挽芯片控制电路包括控制芯片u3、电阻r77、可调电阻radj2、电阻r44、电阻r42、电阻r43和电容c52；所述推挽升压拓扑电路的电流采样信号ifb经过电阻r77后输入到控制芯片u3的电流采样引脚；推挽升压拓扑电路的电压采样信号vfb经过电阻r44后输入到控制芯片u3的电压采样引脚；控制芯片u3的电压采样引脚还串联一电容c52后接参考地gnd1；可调电阻radj2的一端连接+5v电压，另一端接参考地gnd1，可调端连接控制芯片u3的pwm频率调整引脚；控制芯片u3的驱动器1门极驱动输出引脚和驱动器2门极驱动输出引脚分别输出互补的两个驱动信号。
5.根据权利要求1所述的离网式逆变器控制核心模块，其特征在于，所述spwm芯片控制电路包括控制芯片u2、电阻r38、电容c45、电容c46、电阻r76和电阻r78；控制芯片u2的高压驱动器1高端门极驱动输出引脚输出控制信号1ho,高压驱动器1低端门极驱动输出引脚输出控制信号1lo，高压驱动器1高端悬浮端输出引脚输出控制信号vs1，高压驱动器2高端门极驱动输出引脚输出控制信号2ho,高压驱动器2低端门极驱动输出引脚输出控制信号2lo，高压驱动器2高端悬浮端输出引脚输出控制信号vs2；
【专利技术属性】
技术研发人员：王岩，张东华，李昌达，何继兆，林永振，
申请(专利权)人：国电投全来电绿能充锋科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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