专利名称：可逆充电-逆变电源控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种逆变电源装置，特别是涉及一种应急电源装置中可 逆充电一逆变电源控制装置。
背景技术：
图1是降压斩波充电状态电路原理图；图2升压斩波逆变工作状态电路 原理图。在现有的逆变电源装置中，包括两组主电路拓扑结构， 一组为降压 斩波充电电路结构，另一组为升压斩波逆变放电电路结构；如图1所示，降 压斩波器工作原理是交流电通过T1、 T2、 T3、 T4组成的整流桥输出给电容 C回路，通过T7、 T8和电感L组成的降压斩波器主电路给电池充电；图2所 示，升压斩波器工作原理是电池通过T17、 T18和电感L1组成的升压斩波 器主电路放电给输出电容C1回路，通过Tll、 T12、 T13和T14组成的逆变桥 给负载做为供电电源。在交流电网正常时，经过降压斩波电路给电池充电； 当交流电网断电后，经过升压斩波电路给负载做为供电电源。当电网电压恢 复时，应急电源又将恢复为电网供电。应急电源在电网停电时，能在不同场 合为各种用电设备供电。以上电路存在以下缺点在这种系统结构中，整流 桥与逆变桥有相似的结构，却必须分别独立组成两套主电路单元，造成部分 器件的冗余浪费。发明内容本实用新型所要解决的技术问题是，克服已有技术的缺点，提供一种可 将整流降压充电、升压逆变两套电路进行整合的一体化电路拓扑结构。本实用新型所采用的技术方案是 一种可逆充电一逆变电源控制装置，
包括依次相互连接的交流电源、整流逆变桥、输出电容回路、储能器和电池; 在所述储能器与电池之间设有升降压变换器。所述升降压变换器由T27和T28两个绝缘栅双极型管组成，T27的集电 极与所述输出电容回路正极连接，T27发射级与T28的集电极连接，T28的发 射极与输出电容回路负极连接，T27的发射极与所述储能器连接。本实用新型的有益效果是由于本实用新型的拓扑结构在电池充、放电 时电路均处于工作状态，提高了主电路的应用效率，新拓扑结构减少了元器 件，使产品的安装维护更加方便，在减少设备体积的同时，使负载适应性增 强，降低了生产成本，该技术可应用于公共电网应急电源、车载逆变电源、 车载蓄电池充电装置等。
图1是降压斩波充电状态电路原理图； 图2升压斩波逆变工作状态电路原理图； 图3是本实用新型电路方框图；图4是本实用新型优化整合拓扑图。图中1:交流电源 2:整流逆变桥 3:输出电容回路4:升降压变换器5:储能器 6:电池具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细说明如图3和图4所示，本实用新型绝缘栅双极型功率晶体管IGBT是由 BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动 式电力电子器件，结合微计算机控制技术，采用美国TI公司的32位数字信
号处理器(TMS320LF2407PQGA)用软仵程序对T1 T4、 T7、 T8等六个绝缘栅 双极型晶体管的通断控制。如图4所示，T21、 T22、 T23、 T24、 T27、 T28 为IGBT管，可逆充电一逆变电源控制装置，在构成降压斩波器时交流电 源1通过由T21、 T22、 T23和T24四个IGBT管组成的整流逆变桥2输出电 流，此时整流逆变桥2的工作状态为整流桥，经输出电容回路3的电容器C 滤波后，进入由T27、 T28两个IGBT管组成的升降压变换器4，此时升降压 变换器4的工作状态为斩波器，T27的集电极与所述输出电容回路正极连接， T27发射级与T28的集电极连接，T28的发射极与输出电容回路负极连接，T27 的发射极与储能器5连接，由斩波器输出的电流，经过由电感L组成的储能 器5给电池6进行充电，降压斩波器稳态占空比仅和电池6电压与输出电容 回路3的电容器C的电容电压的比有关，与其它参数无关。充电电流纹波在 占空比、载波频率及电池电压确定后仅与直流电感有关，给定适当的纹波电 流即可求得降压斩波器稳态占空比。减小电流纹波系数，可以通过加大电感 量、提高载波频率或减小电容电压与电池电压的压差来实现。本实用新型可逆充电一逆变电源控制装置，在构成升压斩波器时电池 6通过储能器5的储能器件电感L，经T27、 T28两个IGBT管组成的升降压 变换器4，此时升降压变换器4的工作状态为升压斩波器，放电给输出电容 回路3的电容器C，放电电流通过T21、 T22、 T23和T24组成的整流逆变桥2 输出给负载作为供电电源，此时整流逆变桥2的工作状态为逆变桥，升压斩 波器在开关管T28导通时对电感L储能，关断时由于电感L的强迫作用(电 流不能突变)将电感L所储能量的一部分(电感电流连续时不可能将全部能 量转移到负载侧)释放到输出电容回路3上，从而达到提高电容器C上电压的目的。 一般电容器容量根据负载功率而确定，合理的电容参数能够保证输 出电容回路3上电容电压恒定，故系统稳态可认为电容电压为恒定电压源， 稳定输出电容回路3的输出电容电压仅与电池6电压和开关管T28的占空比
有关，而与电感参数无关，电感参数仅影响纹波电流，这一点与降压斩波器 类似。特别地，当占空比为0时，输出电容电压与电池电压相等，而理论上 可实现无限升压系数，但客观上由于考虑电感饱和及主回路开关器件等诸多因素，稳定占空比以不大于70%为最佳。在升压斩波器与降压斩波器共用同 一电感时，电流纹波系数只要按降压斩波器设计即可，升压斩波器纹波系数 一定小于降压斩波系数。由于本实用新型的拓扑结构在电池充、放电时电路均处于工作状态，提 高了主电路的应用效率，新拓扑结构减少了元器件的数量，使产品的安装维 护更加方便，本实用新型与传统技术相比，本实用新型工作在升压斩波器或 降压斩波器时的等效电路与传统电路完全一致，在性能上可以达到完全相同 的效果。由于完全节省了六只功率二极管、 一组滤波电容和一台电抗器等原 材料，在生产成本上可以降低40%左右。由于该拓扑结构在充电、放电时均 处于工作状态，因此主电路的应用效率提高一倍。同时由于减少一套主电路 结构，生产效率也提高了30%左右。在减少设备体积的同时，使负载适应性 增强，降低了生产成本，为企业的集约化生产提供了技术保障。
权利要求1. 一种可逆充电一逆变电源控制装置，包括依次相互连接的交流电源(1)、整流逆变桥(2)、输出电容回路(3)、储能器(5)和电池(6); 其特征在于在所述储能器(5)与电池(6)之间设有升降压变换器(4)。
2. 根据权利要求l所述的可逆充电一逆变电源控制装置，其特征在于 所述升降压变换器(4)由T27和T28两个绝缘栅双极型管组成，T27的集电 极与所述输出电容回路(3)正极连接，T27发射级与T28的集电极连接，T28 的发射极与输出电容回路(3)负极连接，T27的发射极与所述储能器(5) 连接。
专利摘要本实用新型公开了一种可逆充电-逆变电源控制装置，包括依次相互连接的交流电源、整流逆变桥、输出电容回路、储能器和电池；在储能器与电池之间设有升降压变换器。本实用新型的有益效果是由于本实用新型的拓扑结构在电池充、放电时电路均处于工作状态，提高了主电路的应用效率，新拓扑结构减少了元器件，使产品的安装维护更加方便，在减少设备体积的同时，使负载适应性增强，降低了生产成本，该技术可应用于公共电网应急电源、车载逆变电源、车载蓄电池充电装置等。
文档编号H02J7/34GK201038818SQ200720096069
公开日2008年3月19日 申请日期2007年5月23日 优先权日2007年5月23日
发明者孙继先, 张德宽, 徐道恒 申请人:天津同轩变频技术有限公司