专利名称：一体化能量回馈型恒流充放电电源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是一种电源，具体地说是一种充放电电源背景技术：
传统的二次电池化成设备往往采用开关稳压电源作为低压供电电源，其效率仅为70％，然后由效率极低的线性恒流源对电池进行充电，以至电能的利用效率平均仅能达到30％甚至更低。由于在电池的放电过程中没有采用能量回馈技术，电池的储能均以热量的形式耗散掉。若以电池储能为1WH计算，采用传统设备对电池进行一次充放电所需电能约为3.33WH，由于电池的化成往往是数以万计的同时进行，电力消耗相当惊人。化成设备效率的低下导致大量的电能以热量的形式在消耗在化成车间，若没有大功率的空调和通风设备对车间进行降温，高温下设备将无法正常运行。化成设备效率的低下以及空调设备大量的电力消耗无疑将增加企业的运营成本，从而导致产品成本的提高。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种可以使电池化成设备的用电效率大幅提高的一体化能量回馈型恒流充放电电源。
本实用新型的目的是这样实现的在一次侧，推挽变压器TR一次侧的中间抽头P0端与高压直流母线的正极L+连接，功率场效应管Q3、Q4的漏极分别与推挽变压器TR的P1和P2端连接，功率场效应管Q3、Q4的源极分别与高压直流母线的负极L-连接，二极管D1、D2分别与功率场效应管Q1、Q2反并；在二次侧，电感L的第1脚与电池的正极连接，电感L的第2脚与推挽变压器TR二次测中间抽头S0端连接，电感L的第3脚接二机管D5的阴极，D5的阳极接二次侧公共端，即电池负极。功率场效应管Q3、Q4的漏极分别与推挽变压器TR的S1和S2端连接，功率场效应管Q3、Q4的源极分别与二次侧的公共端连接，二极管D3、D4分别与功率场效应管Q3、Q4反并。
充电时，功率场效应管Q1、Q2二级管D1、D2以及变压器TR构成常规的推挽电路，二极管D3，D4与变压器TR的二次侧构成全波整流电路，电感L作为平波电感。场效应管Q3，Q4与二极管D3，D4一起完成同步整流功能。由于同步整流技术的应用，电路的工作效率可以达到80％。
放电时，电感L与功率场效应管Q3、Q4二级管D3、D4以及变压器TR构成升压电路，此时电感L为升压电感，二极管D5为续流二极管，防止过高的电压把功率管击穿。二极管D1，D2与变压器TR的一次侧构成全波整流电路，把电池释放的电能返回直流母线。
充电时，Q1、Q2交替导通，母线电能被传送到变压器的二次侧，经全波整流并滤波后充入电池。
放电时Q3、Q4交替截止，电感L的储能经变压器TR传送到变压器的一次侧，经二极管D1、D2整流后回馈给高压直流母线。
本实用新型完全采用了开关电源技术，加之同步整流技术的运用，使得电池化成设备的用电效率能够大幅提高。在充电过程中，具有同步整流功能的恒流输出直接对电池进行充电，电能的利用效率可以轻松地达到60％以上。在放电过程中，本设计采用先进的能量回馈技术，电池的储能被释放至直流母线，供其它电池充电使用。由于本设计的放电效率平均可达60％，假设电池储能为1WH，充电时，设备从母线上摄取大约1.67瓦时的电能，而放电时又有约0.6瓦时的电能返回母线，综合起来采用本设计对电池进行一次充放电仅从母线摄取了约1.07瓦时的电能，与前者的3.33WH相比较，可节约电能约67％。
由于以往电池生产企业的化成车间存在巨大的能耗，必须辅以空调及通风设备对车间进行降温，这样不仅需要一笔较大的设备投入开支，而且空调及通风设备的能耗也增加了企业的运行成本。采用本实用新型的技术方案，电池生产企业不仅可以减少空调等设备的投入资金，而且在运行中还可带来可观的电费节约，至于采用本设计增加的一部分设备成本则很快可以地从电费节约中收回。
本实用新型是一种一体化的带能量回馈功能的可实现对电池进行恒流充电、恒流放电的双向直流-直流变换器，一方面它可以应用于二次电池化成设备和超级电容器老化及筛选测试设备，另一方面也可以与巡检系统一起构成动力电池(或超级电容器)的能量均衡管理系统，实现对电池组或超级电容器组的能量均衡管理。在电动汽车备受关注的今天，本实用新型无疑具有它潜在的应用价值。
图1是本实用新型的电路结构示意图；图2是本实用新型的电路结构处于充电状态时的结构示意图；图3是本实用新型的电路结构处于放电状态时的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图举例对本实用新型做更详细地描述结合图1，在一次侧，推挽变压器TR一次侧的中间抽头P0端与高压直流母线的正极L+连接，功率场效应管Q3、Q4的漏极分别与推挽变压器TR的P1和P2端连接，功率场效应管Q3、Q4的源极分别与高压直流母线的负极L-连接，二极管D1、D2分别与功率场效应管Q1、Q2反并。
在二次侧，电感L的第1脚与电池的正极连接，电感L的第2脚与推挽变压器TR二次测中间抽头S0端连接，电感L的第3脚接二机管D5的阴极，D5的阳极接二次侧公共端，即电池负极。功率场效应管Q3、Q4的漏极分别与推挽变压器TR的S1和S2端连接，功率场效应管Q3、Q4的源极分别与二次侧的公共端连接，二极管D3、D4分别与功率场效应管Q3、Q4反并。
结合图2，充电时，功率场效应管Q1、Q2二级管D1、D2以及变压器TR构成常规的推挽电路，二极管D3，D4与变压器TR的二次侧构成全波整流电路，电感L作为平波电感。场效应管Q3，Q4与二极管D3，D4一起完成同步整流功能。由于同步整流技术的应用，电路的工作效率可以达到80％。
结合图3，放电时，电感L与功率场效应管Q3、Q4二级管D3、D4以及变压器TR构成升压电路，此时电感L为升压电感，二极管D5为续流二极管，防止过高的电压把功率管击穿。二极管D1，D2与变压器TR的一次侧构成全波整流电路，把电池释放的电能返回直流母线。
充电时，Q1、Q2交替导通，母线电能被传送到变压器的二次侧，经全波整流并滤波后充入电池。
放电时Q3、Q4交替截止，电感L的储能经变压器TR传送到变压器的一次侧，经二极管D1、D2整流后回馈给高压直流母线。
权利要求1.一种一体化能量回馈型恒流充放电电源，其特征是在一次侧，推挽变压器TR一次侧的中间抽头P0端与高压直流母线的正极L+连接，功率场效应管Q3、Q4的漏极分别与推挽变压器TR的P1和P2端连接，功率场效应管Q3、Q4的源极分别与高压直流母线的负极L-连接，二极管D1、D2分别与功率场效应管Q1、Q2反并；在二次侧，电感L的第1脚与电池的正极连接，电感L的第2脚与推挽变压器TR二次测中间抽头S0端连接，电感L的第3脚接二机管D5的阴极，D5的阳极接二次侧公共端，功率场效应管Q3、Q4的漏极分别与推挽变压器TR的S1和S2端连接，功率场效应管Q3、Q4的源极分别与二次侧的公共端连接，二极管D3、D4分别与功率场效应管Q3、Q4反并。
专利摘要本实用新型是一种一体化能量回馈型恒流充放电电源。在一次侧，推挽变压器TR一次侧的中间抽头P0端与高压直流母线的正极L+连接，功率场效应管Q3、Q4的漏极分别与推挽变压器TR的P1和P2端连接，功率场效应管Q3、Q4的源极分别与高压直流母线的负极L－连接，二极管D1、D2分别与功率场效应管Q1、Q2反并；在二次侧，电感L的第1脚与电池的正极连接，电感L的第2脚与推挽变压器TR二次测中间抽头S0端连接，电感L的第3脚接二机管D5的阴极，D5的阳极接二次侧公共端。功率场效应管Q3、Q4的漏极分别与推挽变压器TR的S1和S2端连接，功率场效应管Q3、Q4的源极分别与二次侧的公共端连接，二极管D3、D4分别与功率场效应管Q3、Q4反并。本实用新型可以使电池化成设备的用电效率大幅提高。
文档编号H02J7/00GK2927449SQ200620020998
公开日2007年7月25日 申请日期2006年6月9日 优先权日2006年6月9日
发明者叶晓朋 申请人:叶晓朋