[发明专利]双向能量传递电路

说明书

技术领域：

本发明与直流电源的逆变和充电装置有关。 

背景技术：

目前，在绝大多数的应急电源的逆变和充电中，充电和逆变是两个单独的电路，能量是单方向传递的，如图1所示。其中逆变电路的工作过程是：直流电通过前桥变为正负方波，然后通过变压器升压，最后通过后桥的周波变换得到正弦波；充电电路的工作工程是：市电先通过整流桥变为直流，然后通过降压斩波电路变为所需要的直流电。 

发明内容：

本发明的目的是提供一种可以将充电电路和逆变电路合二为一的双向能量传递的电路。 

本发明是这样实现的： 

本发明双向能量传递电路，直流电源与前桥连接，前桥与高频变压器原边连接，前桥由四只晶体管构成，高频变压器的副边与后桥连接，后桥由八只晶体管构成，后桥通过第一、二切换电路与负载连接，负截通过第三切换电路与市电输入端连接，整流桥的输出和输入分别通过第一切换电路与后桥连接，通过第二切换电路与负截连接，控制器分别与切换电路和驱动电路连接，驱动电路的输出分别与前桥和后桥连接，第一、二、三切换电路分别由二只继电器或开关电路构成。 

后桥通过第一切换电路与滤波电路连接，滤波电路通过第二切换电路与负载连接。 

切换电路由第1-6电磁继电器J1-J6构成，第一切换电路的第1、2继电器J1、J2的公共端1与后桥连接，常开触点3通过整流桥与第二切换电路的电磁继电器J3、J4的常开触点连接，第1、2电磁继电器的常闭触点通过滤波电路与第3、4电磁继电器J3、J4的常闭触点连接，第3、4电磁继电器的公共端1与负载和第三切换电路的第5、6电磁继电器J5、J6的公共端连接，第5、6继电器的常开触点2与市电 连接，第1-6电磁继电器的控制端与控制器连接。 

前桥由第1-4绝缘栅双极晶体管VS1-VS4构成，第1、3和第2、4绝缘栅双极晶体管分别串连，两串联电路相并联与直流电源连接，两串联电路的中间抽头与高频变压器连接，第1-4绝缘栅双极晶体管的发射极各与一只二极管的负极连接，二极管的正极与绝缘栅双极晶体管的集电极连接，绝缘栅双极晶体管的控制极分别与第1-4驱动电路的输出连接，第1-4驱动电路的输入分别与控制器连接。 

后桥由第5-12绝缘栅双极晶体管构成，第5-8和第9-12绝缘栅双极晶体管分别串联，两串联电路并联后与高频变压器副边连接，两串联电路的中间抽头与第一切换电路连接，第5-12绝缘栅双极晶体管的发射极各与一只二极管的负极连接，二极管的正极与绝缘栅双极晶体管的集电极连接，第6、8、10、12、绝缘栅双极晶体管的发射极分别与第5、7、9、11绝缘栅双极晶体管的发射极连接，第5-12绝缘栅双极晶体管的控制极分别与第5-12驱动电路的输出连接，第5-12驱动电路的输入分别与控制器连接。 

本发明提供一种双向能量传递的电路，它是由主电路和切换电路组成，其中主电路由前桥、高频变压器和后桥组成。 

本发明提供了一种可以能量双向传递的电路，它是由以下两个回路实现的(如图2所示)： 

逆变回路：直流电依次通过前桥(此时的作用为逆变)、高频变压器、后桥(此时的作用是周波变换)和LC滤波使电压输出为正弦波。此时的切换电路将周波变换的输出和LC滤波连起来，这样输出的正弦波的波形要好的多。 

充电回路：此时的切换电路将后桥和整流桥连起来。市电依次通过整流桥整流、后桥(此时的作用是逆变)、高频变压器、前桥(此时的作用是整流)输出直流电。 

需要说明的是： 

所述前桥和后桥在逆变和充电两个过程中的工作原理和实际参与工作的IGBT(绝缘栅双极晶体管)的数目是不一样的； 

所述的IGBT(绝缘栅双极晶体管)的通断控制是由控制器和相应的驱动电路完成的。 

本发明的工作过程由逆变回路的工作过程和充电回路的工作过程 构成： 

逆变回路的工作过程：直流电通过由四只IGBT(绝缘栅双极晶体管)组成前桥(此时的作用为逆变)变成正负方波，然后通过高频变压器升压，接着通过由八只IGBT(绝缘栅双极晶体管)构成的后桥(此时的作用是周波变换)使电压输出为正弦波，此时的切换电路将周波变换的输出和LC滤波连起来，这样输出的正弦波的波形要好的多。 

充电回路的工作过程：此时的切换电路将后桥和整流桥连起来。市电通过整流桥整流，然后通过后桥(此时的作用是逆变)变为正负方波，然后通过高频变压器降压，接着通过前桥(此时的作用是整流)输出直流电。