[发明专利]蓄电池充放电装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种蓄电池充放电装置，属于蓄电池技术领域。

背景技术

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或者PWM可控整流，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；已有的PWM可控整流装置由PWM可控整流桥和直流-直流双向斩波构成，通过PWM整流控制实现网侧高功率因数和低谐波电流，通过双向斩波控制实现蓄电池的恒压、恒流、脉冲等各种充放电功能。这种充放电装置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。但是由于电气隔离，必须在网侧安装工频变压器，而工频变压器价格贵、体积大、笨重、音频噪声大、发热及损耗严重。另外，由于装置的功率型号不同，不仅工频变压器型号不同，而且交流侧断路器和滤波器、PWM整流全控器件和支撑电容等器件的型号不同，增加了采购成本和结构设计复杂性。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的由于电气隔离，必须在网侧安装工频变压器，而工频变压器价格贵、体积大、笨重、音频噪声大、发热及损耗严重等的技术问题；提供一种降低了设备成本、音频噪声、和发热，减小体积和重量的一种蓄电池充放电装置。

本发明还有一目的是解决现有技术所存在的由于装置的功率型号不同，不仅工频变压器型号不同，而且交流侧断路器和滤波器、PWM整流全控器件和支撑电容等器件的型号不同，增加了采购成本和结构设计复杂性等的技术问题；提供一种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，通用性强的一种蓄电池充放电装置。

本发明的上述技术问题是通过下述技术方案得以解决的：

一种蓄电池充放电装置，包括依次连接的交流-直流电压型PWM可控整流单元、第一直流环节滤波单元、第二直流环节滤波单元、直流-直流双向斩波单元、与交流-直流电压型PWM可控整流单元和第一直流环节滤波单元相连的第一全数字控制器以及与直流-直流双向斩波单元和第二直流环节滤波单元相连的第二全数字控制器，其特征在于：该蓄电池充放电装置还包括一个设置在第一直流环节滤波单元和第二直流环节滤波单元之间并分别与第一直流环节滤波单元和第二直流环节滤波单元相连接的双向电压型高频链单元，所述的双向电压型高频链单元还与所述的第二全数字控制器相连接。

上述的蓄电池充放电装置，所述双向电压型高频链单元包括依次串联的高频逆变单元、高频变压器以及高频整流单元，其中：高频逆变单元包括功率开关器件及其相应的反向二极管组成的逆变H桥；高频变压器的原边接高频逆变H桥的输出，副边接高频整流H桥的输入；高频整流单元包括功率开关器件及其相应的反向二极管组成的整流H桥。

上述的蓄电池充放电装置，所述的交流-直流电压型PWM可控整流单元包括依次串联的三相交流滤波器和三相全控整流桥，所述的三相全控整流桥包括功率开关及与该功率开关相对应的反并联二极管。

上述的蓄电池充放电装置，所述的交流-直流电压型PWM可控整流单元包括依次串联的单相交流滤波器和单相全控整流桥，所述的单相全控整流桥包括功率开关及与该功率开关相对应的反并联二极管。

作为另一种方案，上述的蓄电池充放电装置，所述的直流环节滤波单元包括相互并联的直流电容和高频吸收电容；所述的直流-直流双向斩波单元由两个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。

上述的蓄电池充放电装置，所述的第一全数字控制器包括分别与交流-直流电压型PWM可控整流单元以及第一直流环节滤波单元相连的第一电压电流检测环节、与交流-直流电压型PWM可控整流单元相连的第一驱动和保护电路、分别与第一电压电流检测环节以及功率开关器件的脉宽调制信号的第一驱动和保护电路相连的第一数字信号微处理器以及第一人机接口和通信单元。