[发明专利]一种双向隔离充放电控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及电池充放电技术领域，具体涉及的是一种双向隔离充放电控制系统。

背景技术

目前新能源属于朝阳产业，很多国内外厂家致力于新能源充电设备研发，尤其是充电机、交直流充电桩、车载充电器的开发，对于大功率的充电机一般采用多个单一的充电模块并联、内部增加均流控制电路的模式实现，而小功率的充电器采用单个充电模块。新能源光伏充电系统或DCDC变换电池充放电系统，主要分为软开关实现、通过硬件电路实现或隔离与非隔离之分，目前上述系统电路拓扑主要为如下：

1、PFC功率因数校正电路加非隔离的降压电路，此种电路拓扑优点：功率因数、效率高；缺点：由于未作隔离处理，安全可靠性不高；驱动电路一般采用模拟电源芯片驱动功率管，电压、电流调节通过硬件反馈电路实现，系统动态响应性能差，输出精确度不高，DCDC变换电路输入输出斩波相差幅度不大，大约为1—2倍左右。

2、PFC功率因数校正电路加隔离的移相全桥充电电路，然后再整流滤波输出。隔离通过高频变压器实现，此种电路拓扑优点：功率因数、安全可靠性高；缺点：由于系统通过多级电路转换损耗能量、高频隔离变压器也会损耗能量，因此系统效率不高；驱动电路一般采用模拟电源芯片驱动功率管，电压、电流调节通过硬件反馈电路实现，系统动态性能差，输出精确度不高，DCDC变换电路输入输出相差幅度不大，大约为1—2倍左右。

3、双向非隔离的PWM整流充放电系统，整流和逆变的主变换电路都通过软件控制实现，可以自动或手动控制进行充电或放电状态，此种电路拓扑优点：功率因数、系统效率高；缺点：由于未作隔离处理，安全可靠性不高，输入输出相差幅度不大，大约为1—2倍左右。

发明内容

为了克服现有技术中的缺陷，本发明采用双向DCDC隔离充放电技术采用软开关技术，所有变换电路的开关管都由软件通过逆变或整流都是通过软件控制开关管进行一个周期中的半波变换，能量损耗很小，系统效率高，由于在变换电路中采用高频隔离变压器进行升降压和电气隔离，因此系统安全可靠性更高，由于电压、电流反馈都是通过软件实时调节占空比，系统动态性能好，输出精确度高，DCDC变换电路输入输出相差幅度大，能达到6—7倍左右。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种双向隔离充放电控制系统，包括:主处理器控制模块,所述主处理器控制模块与电池模块、升/降压控制模块和升/降压驱动模块串联连接形成双向回路，所述升/降压控制模块上设有直流电输入/输出模块，所述系统还包括在升/降压控制模块和电池模块之间双向串联连接的第二全桥DC/AC模块、高频隔离控制模块和第一全桥DC/AC模块，所述主处理器控制模块按照预先设定程序分别与电池模块、第二全桥DC/AC模块、高频隔离控制模块、第一全桥DC/AC模块、升/降压控制模块和升/降压驱动模块构成控制与反馈信号连接。

进一步地，所述升/降压控制模块为双向升/降压控制模块。

进一步地，所述双向升/降压控制模块包括两个交错设置且并联连接的升/降压电路，在充电状态下，所述系统在降压电路模式下工作，采用两个交错的降压电路并联，以降低输出端电流纹波；在放电状态下，所述系统在升压电路模式下工作，采用两个交错的升压电路并联以降低输出端电流纹波。

进一步地，所述主处理器控制模块为DSP处理器或ARM处理器。

进一步地，所述主处理器控制模块为单片机。

进一步地，所述单片机芯片的供电电源为隔离电源模块。

进一步地，当在充电状态下，所述第一全桥DC/AC模块为DC转AC逆变、所述第二个全桥DC/AC模块为AC转DC整流为电池包充电；当在放电状态下，所述第二全桥DC/AC模块为DC转AC逆变，所述第一全桥DC/AC模块为AC转DC整流为电池包放电。

进一步地，所述系统还包括电压采样模块，所述电压采样模块包括隔离电耦和差分放大电路。

进一步地，所述系统还包括散热模块，所述散热模块为散热片。

进一步地，所述直流电输入/输出模块包括直流电输出端子口和直流电输入端口。

与现有技术相比，优越效果在于：本发明采用双向DCDC隔离充放电技术采用软开关技术，所有变换电路的开关管都由软件通过逆变或整流都是通过软件控制开关管进行一个周期中的半波变换，能量损耗很小，系统效率高，由于在变换电路中采用高频隔离变压器进行升降压和电气隔离，因此系统安全可靠性更高，由于电压、电流反馈都是通过软件实时调节占空比，系统动态性能好，输出精确度高，DCDC变换电路输入输出相差幅度大，大约为6—7倍左右。

附图说明