一种太阳能应急互补供电系统的制作方法

本发明涉及应急电源电路技术领域，具体是一种太阳能应急互补供电系统。

背景技术

在信息化、现代化的今天，保障一级负荷设备或消防设施的应急用电，时迫切需要解决的问题。多年来一直采用发电机组作为特别重要负荷及消防负荷的应急供电电源由此带来了一系列环保和后期维护不便的问题，从而使采用分散蓄电池式应急灯作为应急照明也存在一些问题，目前，较为经济、理想的解决方案是使用应急电源供电，对于大功率负荷使用三相应急电源供电，可是现有的一些三相应急电源供电电路中的负载电压动态输出稳定性差，负载适应能力要求高，容易对电网产生谐波污染。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种太阳能应急互补供电系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种太阳能应急互补供电系统，包括市电输入、静态开关、负载、输出滤波器、双向pwm变换器、双向dc/dc变换器、蓄电池组、dsp控制器，所述市电输入、静态开关、负载、输出滤波器、双向pwm变换器、双向dc/dc变换器、蓄电池组组成三相应急电源主电路，所述市电输入通过静态开关三相连接负载，所述输出滤波器包括电感lp与电容cp，所述电感lp与电容cp设置有三组，组成低通滤波器，与负载串联连接，三组电感lp分别与三组电容cp并联连接，三组电容cp的另一端接地，输出滤波器连接双向pwm变换器，所述双向pwm变换器包括第一开关管vt1、第二开关管vt2、第三开关管vt3、第四开关管vt4、第五开关管vt5、第六开关管vt6、第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3、第四二极管d4、第五二极管d5、第六二极管d6，所述第一开关管vt1与第一二极管d1反并联，第二开关管vt2与第二二极管d2反并联，剩余开关管与对应二极管以同样方式连接，且两两串联后再并联，并联电路分别与三组电感lp串联，双向pwm变换器与双向dc/dc变换器连接，所述双向dc/dc变换器包括第七开关管vt7、第八开关管vt8、第七二极管d7、第八二极管d8、电感l，所述第七开关管vt7与第七二极管d7反并联，第八开关管vt8与第八二极管d8反并联，然后两个反并联电路串联在一起，电感l一端接入两个反并联电路之间，另一端连接蓄电池组，所述dsp控制器包括dsp控制监测电路、报警及保护电路、显示面板，dsp控制器分别连接双向pwm变换器与双向dc/dc变换器。

作为本发明进一步的方案：所述第一开关管vt1、第二开关管vt2、第三开关管vt3、第四开关管vt4、第五开关管vt5、第六开关管vt6均采用igbt管。

作为本发明进一步的方案：所述三相应急电源主电路设置有电容cd1与电容cd2，所述电容cd1与电容cd2串联，且两者之间接地，并与双向dc/dc变换器并联连接。

作为本发明进一步的方案：所述dsp控制器设置有双环spwm控制电路。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：在该三相应急电源主电路中，双向pwm变换器、双向dc/dc变换器均采用双向拓扑；双向dc/dc变换器电路的升压和降压两种工作状态，在电路中能减少蓄电池串联个数，提高功率密度，降低电源成本，且能保证升压输出；双向pwm变换器工作在逆变器状态时，采用双环spwm控制，使负载电压动态输出稳定性与负载适应能力增强，双向pwm变换器工作在整流状态时，通过提高网侧功率因数，降低了电路对电网的谐波污染。

附图说明

图1为一种太阳能应急互补供电系统原理框图；

图2为一种三相应急电源主电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，一种太阳能应急互补供电系统，包括市电输入1、静态开关2、负载3、输出滤波器4、双向pwm变换器5、双向dc/dc变换器6、蓄电池组7、dsp控制器8，所述市电输入1、静态开关2、负载3、输出滤波器4、双向pwm变换器5、双向dc/dc变换器6、蓄电池组7组成三相应急电源主电路，所述市电输入1通过静态开关2三相连接负载3，所述输出滤波器4包括电感lp与电容cp，所述电感lp与电容cp设置有三组，组成低通滤波器，与负载3串联连接，三组电感lp分别与三组电容cp并联连接，三组电容cp的另一端接地，输出滤波器4连接双向pwm变换器5，所述双向pwm变换器5包括第一开关管vt1、第二开关管vt2、第三开关管vt3、第四开关管vt4、第五开关管vt5、第六开关管vt6、第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3、第四二极管d4、第五二极管d5、第六二极管d6，所述第一开关管vt1与第一二极管d1反并联，第二开关管vt2与第二二极管d2反并联，剩余开关管与对应二极管以同样方式连接，且两两串联后再并联，并联电路分别与三组电感lp串联，双向pwm变换器5与双向dc/dc变换器6连接，所述双向dc/dc变换器6包括第七开关管vt7、第八开关管vt8、第七二极管d7、第八二极管d8、电感l，所述第七开关管vt7与第七二极管d7反并联，第八开关管vt8与第八二极管d8反并联，然后两个反并联电路串联在一起，电感l一端接入两个反并联电路之间，另一端连接蓄电池组7，所述dsp控制器8包括dsp控制监测电路、报警及保护电路、显示面板，dsp控制器8分别连接双向pwm变换器5与双向dc/dc变换器6。

所述第一开关管vt1、第二开关管vt2、第三开关管vt3、第四开关管vt4、第五开关管vt5、第六开关管vt6均采用igbt管。

所述三相应急电源主电路设置有电容cd1与电容cd2，所述电容cd1与电容cd2串联，且两者之间接地，并与双向dc/dc变换器6并联连接。

所述dsp控制器8设置有双环spwm控制电路，用于检测电感电流、电压的瞬时值并将电感电流的瞬时值反馈与瞬时值电压环给出的基准进行比较来完成spwm控制。

在三相应急电源电路中，直流母线电压是一个很重要的数据，从减少电路馈电损耗和分布电感的影响出发，希望在功率器件电压耐量允许的条件下尽可能提高直流母线电压值，即采用高压低电流格局，但从减少电池串联个数，提高功率密度，降低电源成本出发，则希望尽可能地降低直流母线电压值，双向dc/dc变换器6电路能有效解决这一问题，双向dc/dc变换器6电路有升压和降压两种工作状态：

（1）当市电输入1发生故障时，蓄电池组7放电，由电感l、第八开关管vt8、第七二极管d7组成一个升压电路，通过调整第八开关管vt8的占空比，可将较低的蓄电池电压升压到三相逆变器所需要的较高直流母线电压值，这样便可以大大减少蓄电池串联个数，从而降低成本；

（2）当市电输入1恢复正常时，由电感l、第七开关管vt7、第八二极管d8组成一个降压电路，通过调整第七开关管vt7的占空比，对蓄电池组7进行充电。

所述双向pwm变换器5有整流和逆变两种工作状态：

（1）当市电输入1发生故障时，蓄电池组7放电，双向pwm变换器5工作在逆变器状态，将直流电压变换成交流电压，再经过输出滤波器4负载3提供稳定的三相正弦电压，该逆变器电路采用双环spwm控制，将电感电流的瞬时值反馈与瞬时值电压环给出的基准进行比较来完成spwm控制，采用该种控制方式，静态输出电压波形较完美，动态输出稳定性好，负载适应能力强，且能控制开关电流，当出现输出端短路时，也能得到有效的保护，增加了系统的可靠性；

（2）当市电输入1恢复正常时，蓄电池充电，双向pwm变换器5工作在整流状态，将市电整流成直流电压，并通过控制使网侧功率因数提高接近于1，大大降低了对市电输入的谐波污染。

本发明的工作原理：当市电输入1正常时，市电输入1电压一路直接向负载供电，一路经过双向pwm变换器5整流后再由双向dc/dc变换器6降压电路降压，给蓄电池组7充电；当市电输入1出现故障时，静态开关2瞬间关断，切断负载3与市电输入1的连接，蓄电池组7放电，经过双向dc/dc变换器6升压电路升压，由双向pwm变换器5将直流电压逆变转化成交流电压，供给负载3。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。