专利名称：直流多电源转换装置的制作方法
技术领域：
直流多电源转换装置
技术领域：
本实用新型涉及电信号的处理设备，具体涉及一种直流多电源转换装置。背景技术：
为了防止分散控制系统(DCS)失灵，热工保护拒动造成的事故，《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》12. 1. 3条系统电源应设计有可靠的后备手段，备用电源的切换时间应小于5ms (应保证控制器不能初始化)。现有的直流双电源是将两路直流电源直接并联，容易形成蓄电池环流；或，如图1 所示，直流电源一和直流电源二经二极管并联，正常工作时，开关Kl和开关K2是闭合，表面上是把两路环流问题解决了，但没有真正电气隔离。国家电网公司在原《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》的基础上，于 2005年发布了《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》5. 2. 2条直流母线应采用分段运行方式，每段母线分别由独立的蓄电池组供电，并在两段直流母线之间设置联络开关，正常运行时该开关处于断开位置。直接并联方式的双电源缺陷是致命的，经二极管并联有以下问题①查找直流接地困难，②违反电网公司反措要求，③容易造成供电设备的过电压烧毁。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种直流多电源转换装置，能实现多路直流电源的电的隔离，安全可靠，且零切换时间。上述目的通过以下技术方案实现一种直流多电源转换装置，其特征在于，包括至少两路并联在同一工作设备并分别与相应的直流电源连接的调整电路，每路调整电路包括依次串接的DC/AC逆变可调电路、高频隔离变压器、AC/DC整流电路。进一步方案是，所述DC/AC逆变可调电路采用由四个开关管构成的全桥逆变电路。所述开关管为IGBT模块。每个所述IGBT模块的集电极与发射极之间串接一快恢复二极管，所述IGBT模块的集电极与所述快恢复二极管的正极连接。另进一步方案是，所述AC/DC整流电路采用由四个整流二极管构成的全波桥式整流电路。每个所述整流二极管的两端并联一 RC吸收电路。另进一步方案是，所述调整电路还包括一设置在所述DC/AC逆变可调电路的输入端的输入滤波电路及一设在所述AC/DC整流电路的输出端的输处滤波电路。所述输出滤波电路包括一串接在所述AC/DC整流电路的输出端的滤波电感和一并接在所述AC/DC整流电路的输出端的滤波电容。[0016]另进一步方案是，每路所述调整电路的输出端串接有一二极管。再进一步方案是，还包括一控制模块，所述控制模块通过电流传感器连接所述调整电路的输出端，所述控制模块连接所述DC/AC逆变可调电路。本实用新型使用高频隔离变压器实现多路直流电源的电的隔离，任何一路的输入和输出均无电气联系，安全可靠，输出实现并联同时输出，共同给工作设备供电，可以实现零切换时间，防止工作设备掉电。本实用新型通过设置控制模块和电流传感器，可以灵活及时地控制直流电源经调整后的输出电压，保证工作设备的稳定工作，并可以实现多路直流电源经调整后的均流输出。
图1为现有的直流双电源的结构示意图；图2为直流电源、本实用新型与工作设备的连接示意图；图3为直流电源、本实用新型的调整电路与工作设备的连接示意图。
具体实施方式如图2和图3所示，本实用新型包括两路分别连接在直流电源100与工作设备105 之间、直流电源100’与工作设备105之间的调整电路和一控制模块，每路调整电路包括依次串接的输入滤波电路101、DC/AC逆变可调电路102、高频隔离变压器T1、AC/DC整流电路 103和输出滤波电路104，控制模块通过两电流传感器分别连接两路调整电路的输出端，控制模块连接DC/AC逆变可调电路。其中，输入滤波电路101包括三个并连接在直流电源100(100’ )两端的电容Cl、 C2、C3 οDC/AC逆变可调电路102采用由四个开关管Si、S2、S3、S4构成的全桥逆变电路， 四个开关管Si、S2、S3、S4均为I GBT模块，每个IGBT模块(Si、S2、S3、S4)的集电极与发射极之间串接一快恢复二极管(D1、D2、D3、D4)，IGBT模块的集电极与快恢复二极管的正极连接。高频隔离变压器Tl为升压型变压器。铁基纳米晶(超微晶)材料具有优良的综合磁性能，集硅钢、坡莫合金、铁氧体的优点于一身，即高磁感、高导磁率、低损耗、及优异的温度稳定性，迅速成为逆变电源变压器铁芯的最佳选择。铁基纳米晶合金的饱和磁感是铁氧体的3倍，同样体积的铁芯要比铁氧体输出功率大2倍，同时有更大的抗过载能力，其铁芯损耗在20KHz 50KHz的频率范围是铁氧体损耗的1/2 1/5，导磁率是铁氧体的10倍以上，因此激磁功率小，因而也减少了铜损。铁基纳米晶合金的居里温度是570°C，是铁氧体的3倍。在本实施例中，高频隔离变压器Tl的铁芯采用铁基纳米晶材料，当然，也可以采用其他纳米晶(超微晶)材料。高频隔离变压器Tl的原边的两端口分别串有一变压器漏感Ll和一隔直电容C4， 可以防止因器件特性不对称、开关管触发导通时间不一致等原因造成的变压器直流偏磁饱和现象。AC/DC整流电路103采用由四个整流二极管D5、D6、D7、D8构成的全波桥式整流电路，由于高频隔离变压器Tl的副边为高频交流电压，每个整流二极管须采用快恢复二极管，同时由于高频隔离变压器Tl的副边漏感的影响，为消除每个整流二极管的两端尖峰电压，在每个整流二极管(D5、D6、D7、D8)的两端并联一 RC吸收电路(131、132、133、134)。输出滤波电路105包括一串接在AC/DC整流电路103的输出端的滤波电感L2和一并接在AC/DC整流电路103的输出端的滤波电容C5，减小了 AC/DC整流电路103的输出端的电压的纹波。为了防止双直流电源并联而发生环流现象，输出滤波电路105的输出端串接一二极管D5。如图2所示，本实用新型的工作原理两路直流电源100、100’分别对应地连接到本实用新型的两路调整电路，经调整后共同给工作设备105提供工作电源，共同承担工作设备105的功率，具体是，直流电源的直流信号经过输入滤波电路101的滤波处理，进入DC/AC逆变可调电路102，DC/AC逆变可调电路102的开关管S1、S2、S3、S4在控制模块的控制下以通断方式工作，将直流信号以通断方式变成交流方波信号，交流方波信号经高频隔离变压器Tl的变比升压，变比升压后的交流方波信号经AC/DC整流电路103输出直流信号，经输出滤波电路105的滤波后给工作设备105提供工作电源；因此，本实用新型使用高频隔离变压器Tl实现双路直流电源的电的隔离，任何一路的输入和输出均无电气联系，输出实现并联同时输出，共同给工作设备105 供电，若其中一直流电源出现故障而无法提供电源，则另一直流电源正常独自给工作设备 105供电，工作设备105不会掉电，实现零切换时间。同时，控制模块通过两电流传感器分别监测两路调整电路的输出电流大小，如任一输出电流偏大或偏小，控制模块就控制相应的DC/AC逆变可调电路102来改变交流方波信号的占空比，来改变调整电路的输出电压的大小，进而调整输出电流的大小，具体是当输出电流偏大，即调整电路的输出电压偏高，则降低交流方波信号的占空比；当输出电流偏小，即调整电路的输出电压偏低，则提高交流方波信号的占空比；这样的方案效果是，可以灵活及时地控制两路直流电源经调整后的输出电压，防止由于受干扰、不稳定等原因而造成任一路调整电路的输出电压偏大或偏小，保证工作设备的稳定工作，并可以实现多路直流电源经调整后的均流输出。本实用新型不局限于上述实施例，例如，根据需要可以设置三个或更多的调整电路及相应的电流传感器；基于上述实施例的、未做出创造性劳动的简单替换，应当属于本实用新型揭露的范围。
权利要求1.一种直流多电源转换装置，其特征在于，包括至少两路并联在同一工作设备并分别与相应的直流电源连接的调整电路，每路调整电路包括依次串接的DC/AC逆变可调电路、 高频隔离变压器、AC/DC整流电路。
2.根据权利要求1所述的直流多电源转换装置，其特征在于，所述DC/AC逆变可调电路采用由四个开关管构成的全桥逆变电路。
3 根据权利要求2所述的直流多电源转换装置，其特征在于，所述开关管为IGBT模块。
4.根据权利要求3所述的直流多电源转换装置，其特征在于，每个所述IGBT模块的集电极与发射极之间串接一快恢复二极管，所述IGBT模块的集电极与所述快恢复二极管的正极连接。
5.根据权利要求1所述的直流多电源转换装置，其特征在于，所述AC/DC整流电路采用由四个整流二极管构成的全波桥式整流电路。
6.根据权利要求5所述的直流多电源转换装置，其特征在于，每个所述整流二极管的两端并联一 RC吸收电路。
7.根据权利要求1所述的直流多电源转换装置，其特征在于，所述调整电路还包括一设置在所述DC/AC逆变可调电路的输入端的输入滤波电路及一设在所述AC/DC整流电路的输出端的输处滤波电路。
8.根据权利要求7所述的直流多电源转换装置，其特征在于，所述输出滤波电路包括一串接在所述AC/DC整流电路的输出端的滤波电感和一并接在所述AC/DC整流电路的输出端的滤波电容。
9.根据权利要求1所述的直流多电源转换装置，其特征在于，每路所述调整电路的输出端串接有一二极管。
10.根据权利要求1至9任意一项所述的直流多电源转换装置，其特征在于，还包括一控制模块，所述控制模块通过电流传感器连接所述调整电路的输出端，所述控制模块连接所述DC/AC逆变可调电路。
专利摘要本实用新型涉及一种直流多电源转换装置，其特征在于，包括至少两路并联在同一工作设备并分别与相应的直流电源连接的调整电路，每路调整电路包括依次串接的DC/AC逆变可调电路、高频隔离变压器、AC/DC整流电路。本实用新型使用高频隔离变压器实现多路直流电源的电的隔离，任何一路的输入和输出均无电气联系，安全可靠，输出实现并联同时输出，共同给工作设备供电，可以实现零切换时间。
文档编号H02M3/335GK202135054SQ20112023379
公开日2012年2月1日 申请日期2011年6月30日 优先权日2011年6月30日
发明者曹武中 申请人:珠海中瑞电力科技有限公司