[实用新型]一种抗冲击性电流调节器以及蓄电池电源

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种清洁能源供电系统，具体涉及一种抗冲击性电流调节器以及蓄电池电源。

背景技术

当前偏远山区或牧区的无电户使用控制逆变一体机发电来满足用电需要，如风力控制逆变一体机或光伏控制逆变一体机等。将控制逆变一体机发出的电能储存在蓄电池中，蓄电池输出的直流电经过逆变器转换成交流电后，向电器供电。当电器中冰箱和空调的压缩机、微波炉的电机等负载启动的一瞬间，由于电机定子和转子之间相对运动的速度几乎为0，即没有切割磁场的运动，就不会在电路中产生反电动势；当蓄电池的输出电压不变时，忽略线圈自感的作用，几乎所有的输出电压都加在了电路的电阻上，因此瞬间的冲击电流很大。

如图1所示，若蓄电池仍按照稳态电压1和稳态频率2输出，电路中的负载电流3将会形成达到额定负载电流的7～8倍的冲击电流，电路中的控制逆变一体机、蓄电池等功率元件都将受到影响，严重时会导致控制逆变一体机启动过流保护；蓄电池因冲击电流过大，影响电池电压低于额定值而导致控制逆变一体机启动低压保护。频繁启动的过流保护和低压保护最终导致整个供电系统的可用性降低。

现有技术中对冲击电流的限制方法主要包括：1、热敏电阻法，如发明专利申请-瞬态电流缓冲抑制器（公开号：CN101335451）就是通过在电路中串联热敏电阻，在负载开机瞬间如果有较大的冲击电流产生，热敏电阻能将冲击电流限制在额定范围之内；但是热敏电阻法的缺点在于，启动时热敏电阻需要一定时间才能到达工作状态电阻值，关闭时热敏电阻还需要一定冷却时间将阻值升高到常温态以备下一次启动，这样如果电机关闭后马上开启，热敏电阻还没有变冷这对冲击电流就失去了限制作用。

2、工频变压器法，在控制逆变一体机与用电器之间串联一个工频电压器，当电路中的压缩机、电机启动产生冲击电流时，工频变压器使输出电压下降，但输出频率保持不变。虽然相对于稳态电压的情况下的冲击电流有所减小，但是并未改变电机性负载的速度，因而冲击电流仍然比较大。

发明内容

本实用新型针对现有技术的不足，提出了一种能有效抑制因为负载启动和断电产生的冲击电流，保护电源以及功率器件的抗冲击性电流调节器，以及使用该抗冲击性电流调节器的蓄电池电源。

本实用新型的技术方案如下：

一种抗冲击性电流调节器，其特征在于：它包括信号处理器、信号采集模块和驱动电路，其中所述信号采集模块的输入端连接输出电路的输出端，所述信号采集模块的输出端连接所述信号处理器；所述信号处理器的信号输出端连接所述驱动电路；所述驱动电路的驱动信号输出端连接所述输出电路中的功率器件。

所述信号处理器为数字信号处理器或专用集成电路。

一种使用上述抗冲击性电流调节器的蓄电池电源，其特征在于：它还包括串联的蓄电池、升压逆变电路，所述升压逆变电路包括依次连接的升压全桥、高频变压桥、整流桥、逆变桥；所述抗冲击性电流调节器的驱动电路的驱动信号输出端连接所述升压全桥和逆变桥中的功率器件，所述抗冲击性电流调节器的信号采集模块的输入端连接所述升压逆变电路输入端和输出端。

所述功率器件包括CMOS管和/或IGBT管。

本实用新型的技术效果如下：

本实用新型的抗冲击性电流调节方法在负载启动产生冲击电流时，通过降低升压逆变电路的输出电压和输出频率的方式，来限制冲击电流，使之不会超过安全范围以保护电路中的功率器件。由于输出频率降低，负载中的电机运动速度也降低，负载输出功率下降，进而拉低了负载的冲击电流。由于对输出电压和输出频率的调整是通过具有数字处理功能的信号处理器通过调整用于驱动功率器件的占空比来是实现的，因而具有响应迅速、限制效果好、保护功率器件的特点。

本实用新型的抗冲击性电流调节器由于采用上述方法设置，相比于现有的热敏电阻法，具有可对启动时间间隔短、反复启动的负载产生的冲击电流进行有效限制的优点。相比于现有的工频变压器法，由于缺省了体积巨大的变压器设备，使整个调节器的体积明显压缩，且响应速度更加迅速。

附图说明

图1是产生冲击性电流时的输出电压、输出频率和负载电流的状态示意图

图2是本实用新型的系统结构示意图

图3是经过本实用新型的装置调整后的产生冲击性电流时的输出电压、输出频率和负载电流的状态示意图

图4是冰箱正常工作时的输出电压和负载电流波形

图5是冰箱启动时不改变给定电压U_ref和给定频率f_ref，输出电压和负载电流波形