[发明专利]一种并联充电模块及其应用的直流屏系统

说明书

本发明公开一种并联充电模块，包括电磁兼容EMC部分、1#AC/DC交直流变换器、2#AC/DC交直流变换器、DC/DC直流变换器以及DSP控制芯片。此并联充电模块可与现有模块及高低压电池组组成双混合型直流屏系统，也可以独立灵活组成多种形式的直流屏。本发明的并联充电模块具有2个AC/DC交流变换器及1个DC/DC直流变换器，在有交流输入的情况下，可以为负载供电，同时为高压电池组及低压电池组充电，在无交流输入的情况下，低压电池组也可以通过DC/DC变换器为高压电池组充电及为负载供电。本发明的并联充电模块采用全数字DSP控制，实现1个芯片同时控制多个变换器。

技术领域

本发明涉及一种并联充电模块，并涉及应用此并联充电模块的直流屏系统。

背景技术

传统直流屏采用集中供电方式，充电模块(本专利中称之为现有模块)可以为一组220V或110V蓄电池组(本专利中称之为高压电池组)充电，同时为负载提供直流电源。如图1所示为例，系统具有并联的2个现有模块10和1个高压电池组6，现有模块10只有1个AC/DC交直流变换器，只能在有交流输入情况下才能为高压电池组6进行充电及负载7供电，而且现有模块10为模拟芯片控制，并非数字化DSP芯片控制。该系统主要存在如下缺陷：系统复杂、体积大、重量重；当无交流输入且某一节电池出现开路故障时，负载将出现供电中断问题，可靠性低；电池组由多个电池串联而成，使得对每个电池做有效性检测时极为不方便，增大了设备维护的工作量。

针对传统直流屏存在的不足，本发明人进行了长期、大量的研究，根据实际情况从不同角度进行开发设计，以求适应用户的不同需求，同时，申请了多项发明专利。

比如，本发明人曾经研发了《分布式直流电源装置》，中国发明专利号02112814.6，此专利技术针对传统直流屏系统复杂、体积大、重量重、可靠性低的缺陷，采用了分散供电代替传统的集中供电，使得装置体积小，不额外占用空间，可靠性高，主要适合对占地要求敏感的客户，适用于小型开关站。

又比如，本发明人还研发了《一种蓄电池并联供电方法》，中国发明专利号200810072483.0，此专利技术针对传统直流屏因无交流输入且某一节电池出现开路故障而出现供电中断问题以及维护的工作量大、用户投资成本大的问题，采用了电池并联代替传统的电池串联，电池组不再是简单的串联供电，而是由二个以上的供电支路并联供电，且每一个供电支路可以独立做在一个板块上，这样，实现了利用低压电池组取代传统的高压电池组，当其中一个供电支路发生故障时，其余供电支路仍然正常供电，而且只要单独拆卸出现故障的板块，进行检测，十分方便，减小设备维护的工作量。把这样的供电方法应用到直流屏上，当失去外部电源时，就可以真正提供更加有效的直流电源，为发电厂和变电站等的开关设备和二次仪表提供更加可靠的电源保障。同时减少蓄电池数量也能实现同样的供电效果，从而大大缩减了成本，为用户缓减投资压力。

上述两项研发设计都是对传统直流屏进行了替换型的改进，但是，在事实上，还存在大量开关站很难进行替换改造，而更多需要增补型的改进。在集中供电的直流屏系统中，涉及到直流馈电，要求提供足够大的短路电流，从而使直流断路器能够跳闸，并且要实现二级或三级以上断路器之间的级差配合，避免单纯采用DC/DC模块在某些情况下无法提供足够大的短路电流，以满足大的直流系统用户的需求。而传统直流屏系统中高压电池组的存在恰恰可以提供足够大的短路电流让负载侧的断路器跳闸，并实现级差配合，不会出现某一回路发生短路故障，而导致其他回路失电的情况。为此，本发明人进一步深入研究，开发设计出新型并联充电模块，可在原有传统直流屏系统的基础上直接增加新模块，以弥补高压电池组供电缺陷和维修缺陷。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种并联充电模块，可应用于与传统直流屏结合，以弥补传统直流屏存在的不足，或可单独使用。

本发明的另一目的在于提供应用此并联充电模块的直流屏系统。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：