一种双输入双输出不间断车载综合电源供电系统的制作方法

本实用新型涉及一种双输入双输出不间断车载综合电源供电系统。

背景技术：

传统车载综合电源，一般采用市电和底盘发电机供电模式，且输出为单相交流电或者直流电。同时，当市电和底盘发电机同时出现异常时，为了实现不间断供电，往往将蓄电池接入直流母线，处于热备份状态，随时能接入供电。这种工作模式已不能满足日益发展的负载用电需求，现在许多设备都逐步使用直流供电模式，因此，要求电源模块不仅能输出稳定的交流电，同时还需求稳定的直流电。同时，为了达到不间断供电模式，蓄电池组往往通过DC/DC模块与直流母线形成一个热备份状态，这种接入方式使蓄电池组一直工作，大大降低了蓄电池组的使用寿命及储能容量，同时增加了整体供电系统的功耗，造成能源浪费。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提出一种双输入双输出不间断车载综合电源供电系统，将传统的车载综合电源系统技术改进，变为能接受交直流同时输入，且同时输出交直流电源，同时将传统的不间断UPS热备份状态变为UPS冷备份状态，减少系统器件和能量损耗。达到多电源输出、节能、高效的目的。

本实用新型是这样来实现的，一种双输入双输出不间断车载综合电源供电系统，本供电系统是一种能量转换设备，通过转接市电、底盘发电机和蓄电池的电源，转换成不间断的稳定的24V直流电源和220V单相交流电源；主要包括UPS系统、电源管理系统、配电系统；其特征在于：UPS系统由交流220V市电交流电源、底盘发电机27V直流电源、AC/DC组件模块、充电器、DC/AC组件模块、DC/DC组件模块组成；电源管理系统由保护和逻辑控制单元模块组成；配电系统由漏电保护模块、接地保护装置组成；所述交流220V市电交流电源通过AC/DC组件模块接入直流母线，底盘发电机27V直流电源直接接入直流母线，直流母线分别连接DC/AC组件模块和DC/DC组件模块；DC/AC组件模块连接漏电保护模块、接地保护装置后输出稳定的交流220V供电电源；DC/DC组件模块连接漏电保护模块、接地保护装置后输出稳定的直流24V供电电源；所述充电器分别和交流220V市电交流电源、底盘发电机27V直流电源、储能蓄电池组三者连接；储能蓄电池组通过多个二极管串联接入直流母线；所述保护和逻辑控制单元模块分别连接AC/DC组件模块、DC/AC组件模块、DC/DC组件模块、储能蓄电池组、漏电保护模块、接地保护装置。

本实用新型所述AC/DC组件模块接入直流母线之间设有开关。

本实用新型所述底盘发电机27V直流电源直接接入直流母线之间设有开关。

本实用新型多个二极管串联后并联一个旁路继电器。

本实用新型的电源供电系统能将底盘发电机发出的波动的直流电以及单相交流市电变换为AC220V交流单相输出及24V直流输出；当市电接入时，通过AC/DC组件模块变换，接入直流母线；当底盘发电机输入时，直接接入直流母线。汇集后的直流母线分别通过DC/AC组件模块和DC/DC变换组件模块为稳定的交流220V和直流24V供电电源，并通过对操控面板的控制，最终提供给设备用电。同时，当市电和底盘发电机同时供电异常时，储能蓄电池组通过二极管向母线供电，同时输入检测电路判断输入端异常，二极管旁路继电器动作，储能蓄电池组直接与直流母线间连接，减少损耗，保证正常工作。

本实用新型的有益效果：传统车载综合电源系统是一种成熟的应用技术，但输入和输出源往往形式单一，使用中有诸多限制。同时，为了保障系统不间断供电模式，蓄电池组往往采用热备份状态接入系统，造成蓄电池组寿命短、容量变小等缺点。基于传统车载综合电源基础上，将系统升级改进，通过AC/DC、DC/DC、DC/AC及多组二极管旁路电路等组件进行电力变换，使系统不仅能工作在市电供电模式下，也可以同时工作在底盘发电机供电模式下，当两种输入同时异常时，能立即启动通过多个二极管组及旁路继电器相连接的冷备份状态下的储能蓄电池组。通过DC/DC及DC/AC模块形成稳定的单相交流及直流共2路输出，可以满足供电及供电要求。使系统工作范围广泛，不受野外和市内地点限制。更符合作战要求。

系统将底盘发电机发出的不稳定的直流电以及单相的市电，通过AC/DC、DC/DC、及DC/AC组件变换为稳定的直流电以及单相交流电。同时，当底盘发电机和市电同时异常时，能实时切换到蓄电池组供电模式，实现不间断双输入双输出车载综合电源供电模式。

附图说明

图1为本实用新型的双输入双输出不间断车载综合电源供电系统工作原理框图。

图2为本实用新型的市电供电模式示意图。

图3为本实用新型的底盘发电机供电模式示意图。

图4为本实用新型的储能蓄电池组供电模式示意图。

图5为本实用新型的AC/DC组件的拓扑结构示意图。

在图中，1、UPS系统，2、电源管理系统，3、配电系统，4、交流220V市电交流电源，5、底盘发电机27V直流电源，6、AC/DC组件模块,7、充电器,8、DC/AC组件模块,9、DC/DC组件模块，10、保护和逻辑控制单元模块，11、漏电保护模块，12、接地保护装置,13、储能蓄电池组，14、旁路继电器。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型这样来工作和实施的，一种双输入双输出不间断车载综合电源供电系统，本供电系统是一种能量转换设备，通过转接市电、底盘发电机和蓄电池的电源，转换成不间断的稳定的24V直流电源和220V单相交流电源；主要包括UPS系统1、电源管理系统2、配电系统3；其特征在于：UPS系统1由交流220V市电交流电源4、底盘发电机27V直流电源5、AC/DC组件模块6、充电器7、DC/AC组件模块8、DC/DC组件模块9组成；电源管理系统由保护和逻辑控制单元模块10组成；配电系统由漏电保护模块11、接地保护装置12组成；所述交流220V市电交流电源4通过AC/DC组件模块6接入直流母线，底盘发电机27V直流电源5直接接入直流母线，直流母线分别连接DC/AC组件模块8和DC/DC组件模块9；DC/AC组件模块8连接漏电保护模块11、接地保护装置12后输出稳定的交流220V供电电源；DC/DC组件模块9连接漏电保护模块11、接地保护装置12后输出稳定的直流24V供电电源；所述充电器7分别和交流220V市电交流电源4、底盘发电机27V直流电源5、储能蓄电池组13三者连接；储能蓄电池组13通过多个二极管串联接入直流母线；所述保护和逻辑控制单元模块10分别连接AC/DC组件模块4、DC/AC组件模块8、DC/DC组件模块9、储能蓄电池组13、漏电保护模块11、接地保护装置12；所述AC/DC组件模块接入直流母线之间设有开关；所述底盘发电机27V直流电源直接接入直流母线之间设有开关；多个二极管串联后并联一个旁路继电器14。

本实用新型的工作模式为：如图2所示，市电输入模式示意图，在市电正常时，自动选择市电输入模式。如图3所示，底盘发电机输入模式示意图，当市电异常时，由底盘发电机输入。如图4所示，储能蓄电池组输入模式示意图，当市电以及底盘发电机同时异常时，立即启动蓄电池组工作。

车载综合电源的输入来自交流220V市电或底盘发电机27V直流电以及蓄电池组，通过自动逻辑控制选择其中的一种作为输入源。当市电接入时，通过AC/DC组件变换，接入直流母线；当底盘发电机输入时，直接接入直流母线。汇集后的直流母线分别通过DC/AC和DC/DC变换为稳定的交流220V和直流24V供电电源，并通过对操控面板的控制，最终提供给设备用电。

系统的直流母线上同时挂有储能蓄电池组，当输入端正常时，直流母线电压为27V~32V，蓄电池组电压为24V~28.6V，蓄电池组通过多个二极管串联接入母线并进行隔离，蓄电池组不向外输出。当输入端异常时，蓄电池组通过二极管向母线供电，同时输入检测电路判断输入端异常，二极管旁路继电器动作，蓄电池组直接与直流母线间连接，减少损耗，保证正常工作。车载电源管理系统通过对系统中各支路的电压、电流、频率（交流）等进行实时检测，确定车载综合电源系统的输入输出的工作和保护模式。同时通过读取储能电池的BMS，获取电池的充放电、电量等信息，进行充放电逻辑管理和状态保护。

一种双输入双输出不间断车载综合电源供电系统，首先，市电通过AC/DC组件输出直流，形成直流母线，即输入的市电通过整流桥与PFC电路变换为约400V的高压脉动直流，再通过100kHz的频率对MOSFET进行高频斩波，通过隔离变压器的传递，在次级形成低压脉动直流，再通过LC滤波电路，变换为符合输出要求的高精度32V直流电源，AC/DC组件的拓扑结构示意图如图5所示。

底盘发电机发出的直流电直接接入直流母线，与市电输出的直流母线做并联，同时储能蓄电池组通过多个二极管串联接入直流母线，用二极管将蓄电池组和直流母线进行隔离，使蓄电池组工作在一个冷备份情况下，同时将一个旁路继电器与多个二极管串联。当市电和底盘发电机正常工作时，蓄电池组的电压为24V~28.6V，直流母线电压为27V~32V，因此蓄电池组电压通过二极管串联模块后低于直流母线电压，存在4V压降，使蓄电池组工作在一个冷备份情况下，当市电和底盘发电机两路输入同时异常时，蓄电池组可以通过二极管串联模块立即输出直流母线电压，供给后级电路。同时，旁路继电器工作，闭合旁路开关，此时电流从旁路流入直流母线，减少蓄电池组工作损耗。直流母线电压再通过DC/DC组件和DC/AC组件同时输出一向稳定的单相交流输出和一向稳定的直流输出。再通过配电系统，供给负载工作电源。系统整体供电输入输出源切换由电源管理系统的控制板进行逻辑控制，工作模式如图1~4所示。

本实用新型所述供电系统由UPS系统、电源管理系统、配电系统三大部分组成。其中UPS系统包括AC/DC组件、DC/DC组件、DC/AC组件、蓄电池组动态接入组件；电源管理系统包括控制板；配电系统包括配电组件、各类保护及控制操作面板。