[实用新型]蓄电池充放电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力电子变换技术领域内的一种蓄电池充放电电源，特指一种以不控整流单元与直流-直流斩波-升压双向变换单元相串联的结构，其输出电压及电流采用动态控制、电源与负载具有能量双向流动的蓄电池充放电装置。

背景技术

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。尤其是在国防、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。其中，蓄电池的充放电装置是其生产、测试的关键设备，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，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。目前，已有的蓄电池充放电装置按照功能模式可分为由同一组电路实现充电和放电以及充电、放电由不同电路分别实现两类，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。

公知的晶闸管相控整流装置由晶闸管整流桥构成，如图1所示，为晶闸管相控整流蓄电池充放电装置示意图。其中1为电压匹配变压器，2为三相晶闸管整流桥，3为充电和放电模式切换单元，4为待充电的蓄电池组。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，目前这类技术占市场主流。显然，这一技术路线已经不能满足今后的发展要求。

公知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，如图2所示，为蓄电池斩波充电加电阻放电装置示意图。其中1为二极管整流桥，2为直流斩波单元，3为待充电的蓄电池组，4为放电电阻。其中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，蓄电池放电时能量由电阻消耗，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，且没有充分利用能量。

因此，现有的技术路线已经不能满足发展要求，需要积极寻求新的解决方案。

发明内容

为了克服现有的蓄电池充放电装置在功率因数和能量利用方面的不足，本实用新型的发明目的在于提供一种蓄电池充放电装置，以实现不仅能提高电源侧功率因数，而且能充分利用电网能量的目的。

本实用新型含有蓄电池充放电组件及全数字控制器。

蓄电池充放电组件由不控整流单元、直流环节滤波单元与直流-直流双向斩波单元分级串联组成.交流电压由不控整流单元变换为直流电压，充电时通过斩波电路对蓄电池充电，放电时将蓄电池电能通过升压电路回馈到中间直流电容储存，在下个充电时间段释放给蓄电池.不控整流单元由二极管整流桥组成；

直流环节滤波单元由直流电容和高频吸收电容并联组成；直流-直流双向斩波单元由功率开关器件和直流输出电感串联而组成。

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、。所述电压电流检测环节、由直流环节电压检测部分及输出直流侧电流检测部分组成，直流环节电压检测部分，由电压传感器或电压差分电路输入端并接在直流环节，检测直流电压，输出直流侧电流检测部分，由电流传感器或分流器串接在输出端，检测输出直流电流；所述数字信号微处理器、，其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，数字信号微处理器、包括2路脉宽调制输出口和作为辅助控制的2条I/O口；所述脉宽调制信号的驱动和保护电路(8)，输入为所述脉宽调制输出口的2路脉宽调制脉冲信号及辅助控制的2条I/O，将主回路中的I/O信号，经过输入I/O电路送入数字信号处理器的I/O接口，负责接收设备的故障信号，实现故障保护功能；输出为2路脉宽调制功率驱动信号，控制设备的接触器开关，实现设备的运行、停止控制功能；所述2路脉宽调制功率驱动信号连接到所述蓄电池充放电组件中直流-直流双向斩波部分对应的功率开关器件；所述人机接口和通信单元、，通过CAN通信接口或485通信接口，接收PC机发出的运行、暂停、停止等信号，完成液晶屏的显示及与PC机的通信，实现远程操作、记录和监控功能。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、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；