一种双向移动发电电路及双向移动发电终端设备的制作方法

1.本发明涉及电子电路技术领域，特别涉及一种双向移动发电电路及双向移动发电终端设备。


背景技术：

2.储能变流器，用于家庭户用储能方面一般也称为储能逆变器，而在大规模的工商业储能领域一般称为pcs(power conversion system)，是连接在储能电池与电网之间，实现电能双向转换的装置。储能变流器既可以把储能电池中的直流电逆变为交流电，输送至电网；也可以把电网中交流电整流为直流电，给储能系统充电。
3.而传统带隔离变压器的逆变电源由高频逆变器、整流器、pwm逆变器和输出滤波器组成，需要3级功率变换，存在通态损耗高，且只能单向功率传输等缺点。
4.因而现有技术还有待改进和提高。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的在于提供一种双向移动发电电路及双向移动发电终端设备，旨在解决现有技术中带隔离逆变器的逆变电源，需要多级功率变换，且无法实现双向功率传输，这样就会造成通态损耗高和充发电不方便的问题。
6.为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
7.一种双向移动发电电路，分别与直流源和交流源连接，所述双向移动发电电路包括：斩波整流模块、变压模块、波形变换模块和开关模块；所述变压模块分别与所述斩波整流模块、所述波形变换模块和开关模块连接，所述斩波整流模块还与所述直流源连接，所述开关模块还与所述交流源连接；所述斩波整流模块用于对所述直流源提供的第一电压进行斩波处理，并将经斩波处理后的第一电压传输至所述变压模块；所述变压模块用于将经斩波处理后的第一电压进行变压得到第二电压，并传输所述第二电压至所述波形变换模块；所述波形变换模块用于将所述第二电压进行波形变换，并将经波形变换后的第二电压传输至所述变压模块；所述变压模块还用于将经波形变换后的第二电压变压得到第三电压，并将所述第三电压传输至所述开关模块；所述开关模块用于传输所述第三电压至所述交流源。
8.所述的双向移动发电电路中，还包括：检测模块和主控模块；所述检测模块分别与所述开关模块、所述交流源和所述主控模块连接，所述主控模块还与所述波形变换模块连接；所述检测模块用于在检测所述交流源的相位与所述第三电压的相位不同时，以及在所述交流源发生故障时，生成检测信号至所述主控模块；所述主控模块用于根据所述检测信号生成开关控制信号至所述开关模块，以控制所述开关模块的工作状态，以及用于输出脉宽调制信号至所述波形变换模块，以控制所述波形变换模块的工作状态。
9.所述的双向移动发电电路中，所述主控模块包括：监控单元和控制单元；所述控制单元分别与所述监控单元、所述检测模块和所述波形变换模块连接；所述监控单元用于控
制所述控制单元进行正常工作；所述控制单元用于根据所述检测模块输出的所述检测信号，输出开关控制信号控制所述开关模块的断开和闭合，还用于输出脉宽调制信号至所述波形变换模块。
10.所述的双向移动发电电路中，所述检测模块包括：第一检测单元和第二检测单元；所述第一检测单元的第一输入端和第二输入端均分别与所述开关模块和所述交流源连接，所述第二检测单元的第一输入端和第二输入端均分别与所述开关模块和所述交流源连接；所述第一检测单元用于在检测到所述交流源的相位与所述第三电压的相位不同时，输出第一检测信号至所述主控模块；所述第二检测单元用于在检测所述交流源到发生故障时，输出第二检测信号至所述主控模块。
11.所述的双向移动发电电路中，所述变压模块包括：第一变压单元和第二变压单元；所述第一变压单元分别与所述斩波整流模块和所述波形变换模块连接，所述第二变压单元分别与所述波形变换模块和所述开关模块连接；所述第一变压单元用于对所述经斩波处理后的第一电压进行升压得到所述第二电压，并将所述第二电压传输至所述波形变换模块；所述第二变压单元用于对经波形变换后的第二电压变压进行升压得到所述第三电压，并将所述第三电压传输至所述开关模块。
12.所述的双向移动发电电路中，所述斩波整流模块包括：第一电容、第二电容、第一mos管、第二mos管、第三mos管、第四mos管和驱动芯片引脚；所述第一电容的一端与所述直流源的阳极、所述第二电容的一端、所述第一mos管的漏极和所述第二mos管的漏极连接，所述第一电容的另一端与所述直流源的阴极、所述第二电容的另一端、所述第三mos管的源极和所述第四mos管的源极连接；所述第一mos管的源极分别与所述第三mos管的漏极和所述第一变压单元的第一输入端连接；所述第二mos管的源极分别与所述第四mos管的漏极和所述第一变压单元的第二输入端连接；所述第一mos管的栅极、所述第二mos管的栅极、所述第三mos管的栅极和所述第四mos管的栅极均与所述驱动芯片引脚或所述主控模块连接。
13.所述的双向移动发电电路中，所述波形变换模块包括：第五mos管、第六mos管、第七mos管和第八mos管；所述第五mos管的漏极与所述第六mos管的漏极均与所述第一变压单元的第一输出端连接，所述第五mos管的栅极与所述第六mos管的栅极均与所述主控模块连接，所述第五mos管的源极与所述第七mos管的漏极均与所述第二变压单元的第一输入端连接；所述第六mos管的源极和所述第八mos管的漏极均与所述第二变压单元的第二输入端连接；所述第七mos管的栅极和所述第八mos管的栅极均与所述主控模块连接；所述第七mos管的源极和所述第八mos管的源极均与所述第一变压单元的第二输出端连接。
14.所述的双向移动发电电路中，所述开关模块包括：第一开关和第二开关；所述第一开关的一端与所述第二变压单元的第一输出端连接；所述第一开关的另一端与所述检测模块和所述交流源连接；所述第二开关的一端与所述第二变压单元的第二输出端连接；所述第二输出端的另一端与所述检测模块和所述交流源连接。
15.所述的双向移动发电电路中，所述控制单元包括：dsp处理器；所述dsp处理器分别与所述监控单元、所述波形变换模块和所述检测模块连接。
16.一种双向移动发电终端设备，包括pcb板，所述pcb板上设置有如上所述的双向移动发电电路。
17.相较于现有技术，本发明提供的一种双向移动发电电路及双向移动发电终端设
备，所述向移动发电电路包括：斩波整流模块、变压模块、波形变换模块和开关模块；所述变压模块分别与所述斩波整流模块、所述波形变换模块和开关模块连接，所述斩波整流模块还与所述直流源连接，所述开关模块还与所述交流源连接；所述斩波整流模块用于对所述直流源提供的第一电压进行斩波处理，并将经斩波处理后的第一电压传输至所述变压模块；所述变压模块用于将经斩波处理后的第一电压进行变压得到第二电压，并传输所述第二电压至所述波形变换模块；所述波形变换模块用于将所述第二电压进行波形变换，并将经波形变换后的第二电压传输至所述变压模块；所述变压模块还用于将经波形变换后的第二电压变压得到第三电压，并将所述第三电压传输至所述开关模块；所述开关模块用于传输所述第三电压至所述交流源。通过将直流源的电压反馈给交流源或将交流源的电压提供给直流源进行充电，从而高效且方便地实现对移动电源的双向发电，且有效地降低了通态损耗。
附图说明
18.图1为本发明提供的双向移动发电电路的结构框图；
19.图2为本发明提供的双向移动发电电路的电路图；
20.图3为本发明提供的双向移动发电电路中被动检测法的对比仿真和试验验证图；
21.图4为本发明提供的双向移动发电电路中被动检测法的对比仿真和试验验证图；
22.图5为本发明提供的双向移动发电电路中的输出波形图；
23.图6为本发明提供的双向移动发电电路中的输出波形图。
24.附图标记：10：直流源；20：交流源；30：双向移动发电电路；100：斩波整流模块；200：变压模块；210：第一变压单元；220：第二变压单元；300：波形变换模块；400：开关模块；500：检测模块；510：第一检测单元；520：第二检测单元；600：主控模块；610：监控单元；620：控制单元；c1：第一电阻；c2：第二电阻；c3：第三电阻；c1：第一电容；c2：第二电容；c3：第三电容；q1：第一mos管；q2：第二mos管；q3：第三mos管；q4：第四mos管；q5：第五mos管；q6：第六mos管；q7：第七mos管；q8：第八mos管；t1：第一变压器；t2：第二变压器；s1：第一开关；s2：第二开关；u1：dsp处理器；vi：驱动芯片引脚。
具体实施方式
25.为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
26.本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
27.本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术
语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
28.本发明提供的一种双向移动发电电路及双向移动发电终端设备，通过将直流源升压逆变到交流源或将交流源降压整流到直流源，从而高效地实现对移动电源的双向发电，方便了对移动电源进行充发电。
29.下面通过具体示例性的实施例对双向移动发电电路设计方案进行描述，需要说明的是，下列实施例只用于对发明的技术方案进行解释说明，并不做具体限定：
30.请参阅图1，本发明提供的一种双向移动发电电路，分别与直流源和交流源连接，所述双向移动发电电路包括：斩波整流模块100、变压模块200、波形变换模块300和开关模块400；所述变压模块200分别与所述斩波整流模块100、所述波形变换模块300和开关模块400连接，所述斩波整流模块100还与所述直流源连接，所述开关模块400还与所述交流源连接；在所述双向移动发电电路处于发电逆变模式时，所述斩波整流模块100用于对所述直流源提供的第一电压进行斩波处理，并将经斩波处理后的第一电压传输至所述变压模块200；所述变压模块200用于将经斩波处理后的第一电压进行变压得到第二电压，并传输所述第二电压至所述波形变换模块300；所述波形变化模块用于将所述第二电压进行波形变换，并将经波形变换后的第二电压传输至所述变压模块200；所述变压模块200用于将经波形变换后的第二电压变压得到第三电压，并将所述第三电压传输至所述开关模块400；所述开关模块400用于传输所述第三电压至所述交流源；在所述双向移动发电电路处于发电整流模式时，所述开关模块400还用于传输所述交流源提供的第四电压至所述变压模块200；所述变压模块200还用于将所述第四电压变压得到第五电压，并将所述第五电压传输至所述波形变换模块300；所述波形变换模块300还用于将所述第五电压进行波形变换，并将经波形变换后的第五电压传输至所述变压模块200；所述变压模块200还用于将经波形变换后的第五电压进行变压得到第六电压，并将所述第六电压传输至所述斩波整流模块100；所述斩波整流模块100还用于将所述第六电压进行降压处理，并将经降压后的第六电压传输至所述直流源。
31.具体地，当所述直流源连接外部电源时，此时所述双向移动发电电路处于发电逆变模式：首先，由所述直流源提供第一电压(本实施例中为直流电压)至所述斩波整流模块100，所述斩波整流模块100对所述第一电压(本实施例中的第一电压为直流电压)进行斩波处理，得到经斩波处理后的第一电压(本实施例中经斩波处理后的第一电压为高频脉冲方波)，并传输至所述变压模块200；然后，所述变压模块200将经斩波处理后的第一电压进行变压得到所述第二电压，并将所述第二电压传输至所述波形变换模块300；接着，由所述波形变换模块300对所述第二电压进行波形变换得到经波形变换的第二电压，并将经波形变换后的第二电压传输至所述变压模块200，所述变压模块200将所述经波形变换后的第二电压进行变压得到所述第三电压(本实施例中为正弦波信号)，并传输至所述开关模块400；再者，由所述开关模块400将所述第三电压传输至所述交流源(本实施例中所述交流源为电网)。
32.当所述直流源连接负载时，此时所述双向移动发电电路处于发电整流模式：首先，
由所述交流源提供所述第四电压至所述开关模块400，所述开关模块400将所述第四电压传输至所述变压模块200；然后，所述变压模块200将所述第四电压进行变压得到所述第五电压，并将所述第五电压传输至所述波形变换模块300；其次，所述波形变换模块300对所述第五电压进行波形变换得到经波形变换后的第五电压，并将经波形变换后的第五电压传输至所述变压模块200；接着，所述变压模块200再将经波形变换后的第五电压进行降压处理得到第六电压，并将所述第六电压传输至所述斩波整流模块100；所述斩波整流模块100对所述第六电压进行整流处理得到经整流后的第六电压，并将经整流后的第六电压传输至所述直流源。
33.本发明中当所述直流源连接外部电源时，此时是由所述直流源提供电压，并经过升压、波形变换以及斩波等处理，从而将电压反馈给所述交流源，即所述直流源接外部电源时，此时将所述外部电源提供的电能反馈给所述交流源；而当所述直流源连接负载时，此时则是通过由所述交流源提供电压，并经过降压、波形变换以及整流等处理，从而提供电压给所述交流源进行充电，即所述直流源连接负载时，此时交流源提供电能给所述负载。也即本发明中将直流源升压逆变到交流源或将交流源降压整流到直流源，从而高效地实现了双向发电，而使用一个电路就可以实现双向充电，从而方便了使用；且本电路只经过了两次的功率变换，相较于现有技术中的经过至少三次的功率变换，有效地降低了通态损耗。
34.进一步地，所述双向移动发电电路还包括：检测模块500和主控模块600；所述检测模块500分别与所述开关模块400、所述交流源和所述主控模块600连接，所述主控模块600还与所述波形变换模块300连接；所述检测模块500用于在检测所述交流源的相位与所述第三电压的相位不同时，以及在所述交流源发生故障时，例如发生了掉电、过压和过流过频等故障时，生成检测信号至所述主控模块600模块；所述主控模块600用于根据所述检测信号生成开关控制信号至所述开关模块400，以控制所述开关模块400的工作状态，以及用于输出正弦脉宽调制信号至所述波形变换模块300，以控制所述波形变换模块300的工作状态。
35.具体地，当所述检测模块500检测到所述交流源的相位与所述第三电压的相位不同时，会生成所述检测信号至所述主控模块600，然后，所述主控模块600根据所述检测信号生成所述开关控制信号，并经过所述检测模块500传输至所述开关模块400，以控制所述开关模块400的断开；当所述检测模块500检测到所述交流源出现故障时，所述检测模块500也会生成检测信号至所述主控模块600，然后所述主控模块600同样会根据所述检测信号生成所述开关控制信号，并经过所述检测模块500传输至所述开关模块400，以控制所述开关模块400的断开；从而实现了在检测到所述交流源与所述第三电压的相位不同时，以及所述电流源发生故障时，及时控制所述开关电源断开，即将所述双向移动发电电路断开，有效地避免了因相位不同而导致所述双向移动发电电路中电势压差值大、电流值大和转换效率低的问题，以及避免了因所述交流源突发故障而导致孤岛效应(孤岛效应就是指因故障事故或停电维修等原因停止工作时，安装在各个用户端的光伏并网发电系统未能及时检测出停电状态而不能迅速将自身切离电网，而形成的一个由光伏并网发电系统向周围负载供电的一种电力公司无法掌控的自给供电孤岛现象)的发生，最终危及市电修建人员的安全的问题，同时还可以有效地避免电网恢复供电时相位不同步以及防止保护开关误动作。
36.同时，所述主控模块600会输出正弦脉宽调制信号至所述波形变换模块300，从而控制所述波形变换模块300能够进行正常的波形变换，从而很好地控制了所述波形变换模
块300的工作状态。
37.进一步地，请参阅图2，所述主控模块600包括：监控单元610和控制单元620；所述控制单元620分别与所述监控单元610、所述检测模块500和所述波形变换模块300连接；所述监控单元610用于控制所述控制单元620进行正常工作；所述控制单元620用于根据所述检测模块500输出的所述检测信号，输出开关控制信号控制所述开关模块400的断开和闭合，还用于输出正弦脉宽调制信号至所述波形变换模块300。
38.具体地，在所述监控单元610直接控制所述控制单元620进行正常工作后，若所述检测模块500检测到所述交流源的相位与所述第三电压的相位不同时，所述检测模块500会生成所述检测信号至所述控制单元620，然后，所述控制单元620会根据所述检测信号生成所述开关控制信号，并经过所述检测模块500传输至所述开关模块400，以便最终控制所述开关模块400的断开；那么若所述检测模块500检测到所述交流源的相位与所述第三电压的相位相同时，所述检测模块500会生成所述检测信号至所述控制单元620，然后，所述控制单元620会根据所述检测信号生成所述开关控制信号，并经过所述检测模块500传输至所述开关模块400，以便最终控制所述开关模块400的闭合。
39.在所述监控单元610直接控制所述控制单元620进行正常工作后，若所述检测模块500检测到所述交流源出现故障时，同理，所述检测模块500也会生成所述检测信号至所述控制单元620，然后，所述控制单元620会根据所述检测信号生成所述开关控制信号，并经过所述检测模块500传输至所述开关模块400，以便最终控制所述开关模块400的断开；那么若所述检测模块500检测到所述交流源出现故障时，所述检测模块500也会生成所述检测信号至所述控制单元620，然后，所述控制单元620会根据所述检测信号生成所述开关控制信号，并经过所述检测模块500传输至所述开关模块400，以便最终控制所述开关模块400的闭合。
40.同时，所述控制单元620输出所述正弦脉宽调制信号至所述波形变换模块300，以便所述波形变换模块300根据所述正弦脉宽调制信号控制自身的工作状态。其中，所述监控单元610可以是计算机或者移动终端等设备，所述控制单元620还会将所述双向移动发电电路的工作状态反馈给所述控制单元620，以便在控制单元620的显示屏上显示工作状态，例如：输入电压、输入电流、输出电压、输出电流、告警信号、保护信号、历史告警信号等，从而可以很好的监控所述双向移动发电电路的工作状态。
41.本发明中通过所述监控单元610直接控制所述控制单元620进行正常工作，有效地形成了对所述控制单元620的工作状态的控制，而通过所述控制单元620在所述交流源的相位与所述第三电压的相位不同和在所述交流源发生故障时，最终控制所述开关模块400的断开；在所述交流源的相位与所述第三电压的相位相同和在所述交流源无故障时，控制所述开关模块400的闭合；从而有效地形成了对所述开关模块400的工作状态的控制，进而提高了移动电源的用电安全，同时增加来了市电检修人员的维修安全。
42.更进一步地，所述控制单元620包括：dsp处理器u1；所述dsp处理器u1分别与所述监控单元610、所述波形变换模块300和所述检测模块500连接；所述监控单元610包括：电脑监控后台；所述电脑监控后台通过rs-485协议(rs-485总线标准规定了总线接口的电气特性标准)与所述dsp处理器u1通信连接。其中，所述dsp处理器u1为tms320f28335芯片，tms320f28335型数字信号处理器ti公司的一款tms320c28x系列浮点dsp控制器；与以往的定点dsp相比，该器件具有精度高，成本低，功耗小，性能高，外设集成度高，数据以及程序存
储量大，a/d转换更精确快速等优点。所述dsp处理器u1将经过所述斩波整流模块100进行斩波处理后得到的高频脉冲恢复为正弦脉宽调制波。通过dsp处理器u1采集电网电压值，并基于sogi(广义二阶积分器)的srf-pll(同步旋转轴系-锁相环)达到与电网同相。
43.进一步地，所述检测模块500包括：第一检测单元510和第二检测单元520；所述第一检测单元510的第一输入端和第二输入端均分别与所述开关模块400和所述交流源连接，所述第二检测单元520的第一输入端和第二输入端均分别与所述开关模块400和所述交流源连接；所述第一检测单元510用于在检测到所述交流源的相位与所述第三电压的相位不同时，输出第一检测信号至所述主控模块600；所述第二检测单元520用于在检测所述交流源到发生故障时，输出第二检测信号至所述主控模块600。
44.具体地，由所述第一检测单元510检测所述交流源的相位与所述第三电压的相位是否相同，并在所述交流源的相位与所述第三电压的相位不同时，所述第一检测单元510则会生成所述第一检测信号至所述控制单元620，然后，所述控制单元620根据所述第一检测信号生成第一开关s1控制信号，以便所述控制单元620进行下一步操作；而在所述交流源的相位与所述第三电压的相位相同时，所述第一检测单元510则会生成所述第三检测信号至所述控制单元620，然后，所述控制单元620根据所述第三检测信号生成第三开关控制信号，以便所述控制单元620进行下一步操作。
45.同样地，由所述第二检测单元520检测所述交流源是否发生故障，并在所述交流源发生故障时，所述第二检测单元520则会输出第二检测信号至所述控制单元620，然后，所述控制单元620根据所述第二检测信号生成第二开关s2控制信号，以便所述控制单元620进行下一步操作；而在所述交流源正常时，所述第二检测单元520则会输出第四检测信号至所述控制单元620，然后，所述控制单元620根据所述第四检测信号生成第四开关控制信号，以便所述控制单元620进行下一步操作。
46.本发明中通过所述第一检测单元510检测所述交流源的相位与所述第三电压的相位是否相同以及所述第二检测单元520检测所述交流源是否发生故障，并在相位不同和发生故障时，分别生成所述第一检测信号和所述第二检测信号至所述控制单元620，从而很好地实现了对相位和所述交流源的故障的精准检测，以便所述控制单元620能快速进行下一步的操作。
47.更进一步地，所述第一检测单元510采用的是被动检测法来检测孤岛效应，即通过实时监测公共耦合点pcc处的电压参数是否超过阀值来识别孤岛现象，而无需向电网注入任何扰动信号，因此被动式检测法对供电质量无影响，其中，被动检测法包括对过欠压保护以及过欠频保护、电压相位突变监测、电压谐波监测以及频率变化率监测等。参阅图3和图4，为使用被动检测法时，所述dsp处理器u1的处理过程经matlab对比仿真和试验验证图，所述电网的输入电压经过二阶广义乘法器和pi算法后最终可以计算出所述电网的相位。
48.所述第二检测单元520采用的是主动检测法来检测孤岛效应，通过定时检测输出信号来达到对电网的扰动效果。根据变压器输出电流公式iin＝im*sin(2πf*t+q)可知，通过对幅值im、频率f或初始相位q进行扰动，通过检测两个变压器从而达到监测的目的，其中，主动检测法通过定时每100ms更改一次输出频率来检测，当电网故障时，通过检测到过欠频来关断电路的输出，具体为：当电网正常时，电网的频率是50hz，而所述变压模块200输出的电压会每100ms更改一次输出频率52hz，即所述变压器的输出频率为52hz；在所述电网
正常时，所述电网的正常频率不会因为所述变压模块200的输出频率的改变而改变，即此时输出是正常的电网频率50hz，但是当所述电网出故障时，所述电网的正常频率50hz就会因为所述变压模块200的输出频率52hz的改变而改变，即此时输出的是控制所述变压模块200的输出频率52hz，所以通过检测所述电网的输出频率的大小就可以直接检测到电网是否发生故障，从而有效地形成了对电网故障的检测。
49.本发明中通过将主动检测法和被动检测法结合起来，有效地改善了因被动式检测法存在较大的监测盲区，而无法满足系统监测标准的要求的问题。
50.进一步地，所述变压模块200包括：第一变压单元210和第二变压单元220；所述第一变压单元210分别与所述斩波整流模块100和所述波形变换模块300连接，所述第二变压单元220分别与所述波形变换模块300和所述开关模块400连接；所述第一变压单元210用于对经斩波处理后的第一电压进行升压得到所述第二电压，并将所述第二电压传输至所述波形变换模块300，还用于将经波形变换后的第五电压进行降压的到所述第六电压，并将所述第六电压传输至所述斩波整流模块100；所述第二变压单元220用于对经波形变换后的第二电压变压进行升压得到所述第三电压，并将所述第三电压传输至所述开关模块400，还用于将所述第四电压进行降压得到所述第五电压，并将所述第五电压传输至所述波形变换模块300。
51.具体地，当所述直流源连接外部电源时，即当所述双向移动发电电路处于发电逆变模式时，首先，由所述直流源提供第一电压至所述斩波整流模块100，然后，所述斩波整流模块100将经斩波处理后的第一电压传输至所述第一变压单元210，所述第一变压单元210对经斩波处理后的第一电压进行升压得到所述第二电压，并将所述第二电压传输至所述波形变换模块300；接着，所述波形变换模块300对所述第二电压进行波形变换，并将经波形变换后的第二电压传输至所述第二变压单元220；其次，所述第二变压单元220对经波形变换后的第二电压进行升压得到所述第三电压，并将所述第三电压传输至所述开关模块400；最终，由所述开关模块400将所述第三电压传输至所述交流源。从而实现将所述直流源提供的所述第一电压经过两次升压、斩波和波形变换处理后得到所述第五电压并传输至所述交流源，即将外部电源提供的多余电能经过两次升压后反馈至所述电网，从而实现了正向充电的过程。
52.当所述直流源连接负载时，即当所述双向移动发电电路处于发电整流模式时，首先，由所述交流源提供所述第四电压至所述开关模块400，所述开关模块400将所述第四电压传输至所述第二变压单元220；然后，所述第二变压单元220将所述第四电压进行降压得到所述第五电压，并将所述第五电压传输至所述波形变换模块300；其次，所述波形变换模块300对所述第五电压进行波形变换得到经波形变换后的第五电压，并将经波形变换后的第五电压传输至所述第一变压单元210；接着，所述第一变压单元210再将经波形变换后的第五电压进行降压的到所述第六电压，并将所述第六电压传输至所述斩波整流模块100；所述斩波整流模块100对所述第六电压进行整流处理得到经整流后的第六电压，并将经整流后的第六电压传输至所述直流源。从而实现将所述交流源提供的所述第四电压经过两次降压、整流和波形变换处理后得到经整流后的第六电压，并传输至所述交流源，即将电网中的电能经过两次降压后提供给负载供电，从而实现反向充电的过程。
53.更进一步地，所述第一变压单元210包括第一变压器t1；所述第二变压单元220包
括第二变压器t2和第三电容c3。其中，所述第一变压器t1为高频交流变压器，所述第二变压器t2为低频交流变压器，且变压器输入电流的计算公式为iin＝im*sin(2πf*t+q)，其中，im、f、t和q分别为输入电流的幅值、频率、周期和初始相位；所述第三电容c3用于将所述正弦脉宽调制波变成光滑的正弦波。本发明中只是经过所述第一变压器t1和所述第二变压器t2这二级功率变换环节，可以有效地减少通态损耗。
54.进一步地，所述斩波整流模块100包括：第一电容c1、第二电容c2、第一mos管q1、第二mos管q2、第三mos管q3、第四mos管q4和驱动芯片引脚vi；所述第一电容c1的一端与所述直流源的阳极、所述第二电容c2的一端、所述第一mos管q1的漏极和所述第二mos管q2的漏极连接，所述第一电容c1的另一端与所述直流源的阴极、所述第二电容c2的另一端、所述第三mos管q3的源极和所述第四mos管q4的源极连接；所述第一mos管q1的源极分别与所述第三mos管q3的漏极和所述第一变压单元210的第一输入端连接；所述第二mos管q2的源极分别与所述第四mos管q4的漏极和所述第一变压单元210的第二输入端连接；所述第一mos管q1的栅极、所述第二mos管q2的栅极、所述第三mos管q3的栅极和所述第四mos管q4的栅极均与所述驱动芯片引脚vi或所述主控模块600连接。其中，所述驱动芯片引脚vi(本实施例中的第一mos管q1的栅极、第二mos管q2的栅极、第三mos管q3的栅极和第四mos管q4的栅极)连接驱动芯片(同样可以输入pwm信号至所述驱动芯片引脚vi)或所述主控模块600。
55.具体地，由所述驱动芯片或者所述控制单元620控制所述第一mos管q1的栅极、所述第二mos管q2的栅极、所述第三mos管q3的栅极和所述第四mos管q4的栅极处电压的高低，具体为：由所述驱动芯片或者所述控制单元620先控制所述第一mos管q1的栅极和所述第四mos管q4的栅极处电压为高，以及所述第二mos管q2的栅极和所述第三mos管q3的栅极处电压为低，从而控制所述第一mos管q1和所述第四mos管q4导通，以及所述第二mos管q2和所述第四mos管q4截止，此时，所述第一变压单元210的输入端电压等于正向的所述直流源提供的第一电压，即u0＝ui；然后，所述驱动芯片或者所述控制单元620再控制所述第一mos管q1的栅极和所述第四mos管q4的栅极处电压为低，以及所述第二mos管q2的栅极和所述第三mos管q3的栅极处电压为高，从而控制所述第一mos管q1和所述第四mos管q4截止，以及所述第二mos管q2和所述第四mos管q4导通，此时，所述第一变压单元210的输入端电压等于反向的所述直流源提供的第一电压，即u0＝-ui。如此循环下去，从而控制所述斩波整流模块100能够正常的工作，将所述第一电压或所述第六电压对应进行斩波或整流处理；并且先控制所述第一mos管q1和所述第四mos管q4导通，以及所述第二mos管q2和所述第四mos管q4截止，再控制所述第一mos管q1和所述第四mos管q4截止，以及所述第二mos管q2和所述第四mos管q4导通之间的频率间隔为100hz，即控制所述斩波整流模块100的工作频率为100hz，而通过改变控制所述斩波整流模块100的工作频率就可以控制经过所述斩波整流模块100的斩波处理后的电压的频率，从而有效地形成了对所述斩波整流模块100的工作状态的控制。其中，控制所述第一mos管q1、所述第二mos管q2、所述第三mos管q3和所述第四mos管q4分别进行导通和截止的方式为软开关zvs方式，可以将直流电压(本实施例中的所述第一电压)斩波成不含低频成分的高频脉冲。
56.进一步地，所述波形变换模块300包括：第五mos管q5、第六mos管q6、第七mos管q7和第八mos管q8；所述第五mos管q5的漏极与所述第六mos管q6的漏极均与所述第一变压单元210的第一输出端连接，所述第五mos管q5的栅极与所述第六mos管q6的栅极均与所述主
控模块600连接，所述第五mos管q5的源极与所述第七mos管q7的漏极均与所述第二变压单元220的第一输入端连接；所述第六mos管q6的源极和所述第八mos管q8的漏极均与所述第二变压单元220的第二输入端连接；所述第七mos管q7的栅极和所述第八mos管q8的栅极均与所述主控模块600连接；所述第七mos管q7的源极和所述第八mos管q8的源极均与所述第一变压单元210的第二输出端连接。
57.具体地，由所述dsp处理器u1通过软件编程的方式控制所述第五mos管q5或所述第六mos管q6输出正弦脉宽调制信号(spwm)，具体为：所述dsp处理器u1先控制所述第五mos管q5输出正弦脉宽调制信号，所述第八mos管q8导通，所述第七mos管q7输出与所述第五mos管q5互补的信号，所述第六mos管q6截止，此时，所述第一变压单元210的输入端电压等于正向的所述直流源提供的第一电压，即u0＝ui；然后，所述dsp处理器u1再控制所述第六mos管q6输出正弦脉宽调制信号，所述第七mos管q7导通，所述第八mos管q8输出与所述第七mos管q7互补的信号，所述第五mos管q5截止，此时，所述第一变压单元210的输入端电压等于反向的所述直流源提供的第一电压，即u0＝-ui。其中，在一个周期频率(50hz)内，所述第五mos管q5、所述第六mos管q6、所述第七mos管q7和所述第八mos管q8的输出波形请参阅图5和图6；在本发明中可以做到两级的软开关控制，且每一级的开关频率高(100khz)，所以电路中传输电能的效率高。
58.进一步地，所述开关模块400包括：第一开关s1和第二开关s2；所述第一开关s1的一端与所述第二变压单元220的第一输出端连接；所述第一开关s1的另一端与所述检测模块500和所述交流源连接；所述第二开关s2的一端与所述第二变压单元220的第二输出端连接；所述第二输出端的另一端与所述检测模块500和所述交流源连接。
59.具体地，当所述第一检测单元510或所述第二检测单元520分别对应输出所述第一检测信号或所述第二检测信号至所述控制单元620使，所述控制单元620输出所述开关控制信号，并经过所述第一控制单元620或所述第二控制单元620反馈给所述第一开关s1和所述第二开关s2，以便控制所述第一开关s1和所述第二开关s2同时断开，从而实现了在所述交流源的相位与所述第三电压的相位不同和所述交流源发生故障时，有效地将所述双向移动发电电路切断，从而保护了电路安全和市电修建人员的安全。
60.为了更好的理解本发明，以下结合图2-5。对本发明的双向移动发电电路的工作原理进行详细的说明：
61.当所述直流源连接外部电源时，即当所述双向移动发电电路处于发电逆变模式时，首先，由所述直流源提供第一电压至所述第一mos管q1、所述第二mos管q2、所述第三mos管q3和所述第四mos管q4，与此同时，所述驱动芯片或者所述控制单元620通过输出高低电平至所述第一mos管q1、所述第二mos管q2、所述第三mos管q3和所述第四mos管q4的栅极，以便分别控制所述第一mos管q1、所述第二mos管q2、所述第三mos管q3和所述第四mos管q4的开合，具体为，首先控制所述第一mos管q1的栅极和所述第四mos管q4的栅极处电压为高，以及所述第二mos管q2的栅极和所述第三mos管q3的栅极处电压为低，从而控制所述第一mos管q1和所述第四mos管q4导通，以及所述第二mos管q2和所述第四mos管q4截止，此时，所述第一变压单元210的输入端电压等于正向的所述直流源提供的第一电压，即u0＝ui；然后，再控制所述第一mos管q1的栅极和所述第四mos管q4的栅极处电压为低，以及所述第二mos管q2的栅极和所述第三mos管q3的栅极处电压为高，从而控制所述第一mos管q1和所述第四
mos管q4截止，以及所述第二mos管q2和所述第四mos管q4导通，此时，所述第一变压单元210的输入端电压等于反向的所述直流源提供的第一电压，即u0＝-ui，如此循环控制下去，从而将所述第一电压进行波形变换后，得到经波形变换后的第一电压。
62.接着，所述第一变压器t1将经波形变换后的第一电压进行升压得到所述第二电压，并将所述第二电压传输至所述第五mos管q5、所述第六mos管q6、所述第七mos管q7和所述第八mos管q8，与此同时，所述dsp处理器u1通过软件编程的方式输出所述正弦脉宽调制信号至所述第五mos管q5、所述第六mos管q6、所述第七mos管q7和所述第八mos管q8的栅极，以便分别控制所述第五mos管q5、所述第六mos管q6、所述第七mos管q7和所述第八mos管q8的开合，具体为：先控制所述第五mos管q5输出正弦脉宽调制信号，所述第八mos管q8导通，所述第七mos管q7输出与所述第五mos管q5互补的信号，所述第六mos管q6截止，此时，所述第一变压单元210的输入端电压等于正向的所述直流源提供的第一电压，即u0＝ui；然后，再控制所述第六mos管q6输出正弦脉宽调制信号，所述第七mos管q7导通，所述第八mos管q8输出与所述第七mos管q7互补的信号，所述第五mos管q5截止，此时，所述第一变压单元210的输入端电压等于反向的所述直流源提供的第一电压，即u0＝-ui，同样的如此循环控制下去，从而将所述第二电压进行波形变换得到经波形变换的第二电压，并传输至所述第二变压单元220，所述第二变压单元220在对经波形变换的第二电压进行升压得到所述第三电压，并将所述第三电压经过所述第一开关s1和所述第二开关s2将所述第三电压传输至所述交流源(本实施例中所述交流源为电网)，从而实现了将所述直流源提供的电压正向传输至所述交流源，即实现了将所述外部电源中的多余能量正向反馈给所述电网。
63.当所述直流源连接负载时，此时所述双向移动发电电路处于发电整流模式：首先，由所述交流源提供所述第四电压经过所述第一开关s1和所述第二开关s2传输至所述第二变压器t2；然后，所述第二变压器t2对所述第四电压进行降压得到所述第五电压，并传输至所述第五mos管q5、所述第六mos管q6、所述第七mos管q7和所述第八mos管q8，与此同时，所述dsp处理器u1通过软件编程的方式输出所述正弦脉宽调制信号至所述第五mos管q5、所述第六mos管q6、所述第七mos管q7和所述第八mos管q8的开合，从而将所述第五电压波形变换得到经波形变换后的第五电压，并传输至所述第一变压单元210；其次，所述第一变压单元210将经过波形变换后的第五电压降压得到所述第六电压，最终，由所述第一变压单元210将所述第六电压传输至所述直流源，从而实现将所述交流源提供的电压反向传输至所述直流源，即实现了将所述电网中的电能反向提供给所述负载。
64.并且，无论是在正向传输还是反向传输电能时，所述第一检测单元510实时监测着所述双向移动发电电路中所述交流源的相位与所述第三电压的相位是否相同：若不相同时，则由所述第一检测单元510生成所述第一检测信号至所述dsp处理器u1，然后，所述dsp处理器u1根据所述第一检测信号生成所述第一开关s1控制信号经过所述第一检测单元510至所述第一开关s1和所述第二开关s2，以控制所述第一开关s1和所述第二开关s2断开，从而将所述双向移动发电电路从电网中断开；若相同时，则由所述第一检测单元510生成所述第三检测信号至所述dsp处理器u1，然后，所述dsp处理器u1根据所述第三检测信号生成所述第三开关控制信号经过所述第一检测单元510至所述第一开关s1和所述第二开关s2，以控制所述第一开关s1和所述第二开关s2闭合，从而将所述双向移动发电电路接入电网。
65.与此同时，所述第二检测单元520实时监测着所述交流源是否发生故障：若发生故
障时，同理，由所述第二检测单元520生成所述第二检测信号至所述dsp处理器u1，然后，所述dsp处理器u1根据所述第二检测信号生成所述第二开关s2控制信号经过所述第一检测单元510至所述第一开关s1和所述第二开关s2，以控制所述第一开关s1和所述第二开关s2断开，从而将所述双向移动发电电路从电网中断开；若正常时，则由所述第二检测单元520生成所述第四检测信号至所述dsp处理器u1，然后，所述dsp处理器u1根据所述第四检测信号生成所述第四开关控制信号经过所述第一检测单元510至所述第一开关s1和所述第二开关s2，以控制所述第一开关s1和所述第二开关s2闭合，从而将所述双向移动发电电路接入电网。
66.本发明是将传统的pll结构，即鉴相器(pd-phase detector)-环路滤波器(lf-loop filter)-压控振荡器(voc)的结构进行改进，得到新型锁相环结构，再结合所述dsp处理器u1的软件编程，模拟电网信号中存在直流波动的情况，有效提高了锁相环的性能和并网电流的质量；从中可得出如下结论：1、所述新型锁相环结构不仅能有效滤除高次谐波，还能滤除直流分量和低次谐波，具有更好的滤波效果；2、将锁频环进行适当应用，提高了新型结构的频率自适应特性，改变了传统单相锁相环结构；3、新型锁相环的使用，提高了并网电流的质量，有效降低了电流畸变率。其中，鉴相器是通过比较输入信号和压控振荡器的输出信号的相位，输出一定的电压信号；环路滤波器为一个低通滤波器，滤除掉鉴相器输出电压中的高频分量和噪声，只保留低频分量；压控振荡器受环路滤波器输出电压的控制，压控振荡器的振荡频率向输出信号的频率靠拢，直到它们的频率相同。
67.进一步地，本发明还提供一种双向移动发电终端设备，包括pcb板，所述pcb板上设置有如上所述的双向移动发电电路；由于上述对该所述双向移动发电电路进行了详细的描述，在此不再赘述。
68.综上所述，本发明提供的一种双向移动发电电路及双向移动发电终端设备，所述电路包括：斩波整流模块、变压模块、波形变换模块和开关模块；斩波整流模块用于对直流源提供的第一电压进行斩波处理，并将经斩波处理后的第一电压传输至变压模块；变压模块用于将经斩波处理后的第一电压变压得到第二电压，并传输至波形变换模块；波形变换模块用于将第二电压波形变换，并将经波形变换后的第二电压传输至变压模块；变压模块还用于将经波形变换后的第二电压变压得到第三电压，并传输至开关模块；开关模块用于传输第三电压至交流源。通过将直流源升压逆变到交流源或将交流源降压整流到直流源，从而高效地实现对移动电源的双向发电。
69.可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。