[发明专利]一种车载充电与逆变双向变流电源系统

说明书

技术领域

本发明设计逆变电源领域，特别涉及一种车载充电与逆变双向变流电源系统。

背景技术

随着汽车的普及，越来越多家用电器应用在汽车上，这些电器大多采用220V交流电供电，在野外使用这些电器时，需要采用逆变电源将汽车蓄电池12V直流电转换为220V交流电给交流负载供电，逆变电源通常具备3个端口：直流（电池）输入口、交流输入口和交流输出口，对应3个变换单元，分别为：将蓄电池低压直流（DC）电升为母线电容高压的DC/DC升压变换器、将市电交流（AC）转换成母线电容高压并完成输入功率因素校正的AC-DCPFC变换单元、将直流母线电容高压转换成交流输出的DC-AC逆变器。

目前市面上普及的是修正正弦波逆变电源，其电路简单，成本虽然低廉，但是因输出的交流电中有较高的直流成分，不适用于电机类负载；而且汽车长期放置或气温过低导致蓄电池无法启动引擎，这时需要对汽车蓄电池及时充电，用户一般使用独立的充电器，便携式器充电电流一般不超过15A，电池充满需要4~8小时，这样给车主带来诸多不便，且无论蓄电池内电量多少，充电的电流不变，会影响电池的使用寿命；而且，用户需要同时购买了车用逆变电源和配套的充电器，使用不便，且花费不菲，占用了汽车有限的空间。

发明内容

本发明的目的在于，设计一种车载充电与逆变双向变流电源系统，该逆变电源能输出直流噪声很小的正弦波交流电；且集成有蓄电池充电电路，无需购买配套充电器，使用方便，节约成本和体积；且蓄电池的充电电流能调节大小，不易损坏电池，延长电池寿命。为解决现有技术问题而采用的技术方案是：

一种车载充电与逆变双向变流电源系统，其包括依次电连接的蓄电池、DC/DC双向变换单元、储能电容、AC/DC无桥PFC及DC/AC逆变电路、交流负载；

且与交流负载两端并联有市电输入端，且市电输入端与交流负载之间还设有切换装置；

控制电路，控制切换装置的导通和断开，所述切换装置导通时为充电模式，所述切换装置断开时为逆变模式；

所述DC/DC双向变换单元，包括有

变压器、第一组开关管、第二组开关管；

变压器初级绕组两端连接有第一组开关管，变压器次级绕组两端连接有第二组开关管；

所述AC/DC无桥PFC及DC/AC逆变电路，包括有第三组开关管；

逆变模式时，控制电路通过SPWM方式控制第三组开关管的导通和截止，将储能电容两端的高压直流电转换为交流电为交流负载供电；

充电模式时，控制电路通过PWM方式控制第一组开关管和第二组开关管的导通和截止，将储能电容两端的高压直流转换为低压直流电给蓄电池充电，以及调节充电电流大小。

进一步的，所述第一组开关管包括第一开关管、第二开关管；

所述DC/DC双向变换单元还包括有与蓄电池两端并联的第一滤波电容，与变压器初级绕组中心抽头连接的第一电感；

所述第一电感另一端连接蓄电池的正极，且所述第一开关管和第二开关管的源极均连接蓄电池的负极，变压器初级绕组两端分别连接第一开关管的漏极、第二开关管的漏极。

进一步的，所述第二组开关管包括第三开关管、第四开关管、第五开关管和第六开关管，所述第三开关管的源极与第五开关管的漏极连接后的公共端又连接到变压器次级绕组一端，第四开关管的源极与第六开关管的漏极连接后的公共端又连接到变压器次级绕组另一端；

所述第三开关管的漏极和第四开关管的漏极均连接在所述储能电容的一端，所述第五开关管的源极与第六开关管的源极均连接在所述储能电容的另一端。

进一步的，所述AC/DC无桥PFC及DC/AC逆变电路，还包括有第二电感和第二滤波电容；

所述第三组开关管包括第七开关管、第八开关管、第九开关管和第十开关管，所述第七开关管的源极与第九开关管的漏极连接，其公共端又连接到所述第二电感的一端，所述第二电感另一端连接在交流负载的正输入端；

第八开关管的源极与第十开关管的漏极连接，其公共端又连接到所述交流负载的负输入端；所述第七开关管的漏极和第八开关管的漏极均连接在所述储能电容的一端，所述第九开关管的源极与第十开关管的源极均连接在所述储能电容的另一端。

优选但不限于，所述切换装置为继电器。