多端供电电路的制作方法

本发明涉及电力电网技术领域，具体涉及一种多端供电电路。

背景技术：

户用储能系统中涉及到电池、光伏、市电三端口源的输入输出，但在实际使用过程中存在缺少其中一个或者两个源的情况，此时要求储能系统能够正常工作，这就需要系统的控制部分具有稳定的源来进行供电，而系统最少会有电池、光伏、市电其中一个源接入进来，因此需要持续稳定的电源对储能系统进行供电。

技术实现要素：

本发明提出一种多端供电电路，旨在解决多端电路供电不稳定的问题。

本发明提出一种多端供电电路，包括多端电源、总线和辅源；总线包括正极连接端和负极连接端，多端电源均与总线的正极连接端连接；总线的正极连接端与辅源正极连接，总线的负极连接端与辅源负极连接；多端电源包括第一电源、第二电源和第三电源；第一电源、第二电源和第三电源分别与总线的正极连接端之间均连接一个控制器，控制器用于控制第一电源、第二电源和第三电源电流的流通方向；辅源的输入电压是第一电源、第二电源和第三电源中的最大值电压，多端电源中输入最大值电压的电源通过控制器导通。

进一步地，第一电源与辅源正极连接的电路为第一电路，第一电路上设有第一控制器，第一控制器为第一二极管；第一电源与总线的正极连接端连接的电路为第二电路，第二电路上设有第二控制器，第二控制器为第一功率转换器；第一功率转换器的输入端与第一电源正极端和负极端连接，第一功率转换器的输出端与总线的正极连接端和负极连接端连接；第一功率转换器用于将第一电源的电压进行升压。

进一步地，第二电源与总线的正极连接端连接的电路为第三电路，第三电路上设有第三控制器，第三控制器为第二二极管。

进一步地，第三电路上还设有升压器，升压器内设有boost升压电路；升压器的输入端与第二电源连接，升压器的输出端与总线的正极连接端连接；升压器内设有第二二极管。

进一步地，第二二极管为续流二极管。

进一步地，第三电源分别与总线的正极连接端和负极连接端连接的电路包括第四电路和第五电路；第四电路与第五电路均分别为第三电源正极端与总线的正极连接端连接，第三电源负极端与总线的负极连接端连接所构成的回路；总线的正极连接端和负极连接端之间连接有电容；第四电路用于限流且导通电容，第五电路用于将第三电源的交流电变为直流电；当电容导通时，并且需打开第五电路时，断开第四电路，且打开第五电路。

进一步地，第四电路设有整流桥，第三电源正极端和负极端与整流桥的输入端连接，整流桥的输出端分别与总线的正极连接端和负极连接端连接。

进一步地，第四电路还设有电阻，电阻连接在整流桥的输出端和总线的正极连接端之间；电阻用于限流。

进一步地，第五电路上设有第四控制器，第四控制器为第二功率转换器，第二功率转换器的输入端与第三电源正极端和负极端连接，第二功率转换器的输出端与总线的正极连接端和负极连接端连接；第二功率转换器用于将第三电源的电流由交流转换为直流。

进一步地，总线的正极连接端与辅源正极之间连接有第三二极管。

本发明有益效果：本申请在多个源同时输入时，相互之间不会发生电流倒灌而损坏设备；并且低成本，可以各个电源输入的电压自动切换；具有高可靠性。

附图说明

图1本发明多端供电电路一实施例的电路图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

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。

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。

参照图1，提出本发明多端供电电路一实施例，包括多端电源1、总线2和辅源3；总线2包括正极连接端bus+和负极连接端bus-，多端电源1均与总线2的正极连接端bus+连接；总线2的正极连接端bus+与辅源3正极spsin+连接，总线2的负极连接端bus-与辅源3负极spsin-连接；多端电源1包括第一电源v1、第二电源v2和第三电源v3；第一电源v1、第二电源v2和第三电源v3分别与总线2的正极连接端bus+之间均连接一个控制器，控制器用于控制第一电源v1、第二电源v2和第三电源v3电流的流通方向；辅源3的输入电压是第一电源v1、第二电源v2和第三电源v3中的最大值电压，多端电源1中输入最大值电压的电源通过控制器导通，其他电源通过控制器关断该电源的电流。在本实施例中，多端电源1均与总线2的正极连接端bus+连接，多端电源1可将电流均流入总线2，总线2的正极连接端bus+与辅源3正极spsin+连接，辅源3可直接从总线2上取电，当有多端电源1只有其中一个电源有电时，总线2上就有电流流过，进而辅源3就可直接从总线2上取电，而现有的多端供电技术，是从各个端电源取电，但当选取的电源没有电时，那么辅源3上就没有电源输入，因此无法正常工作；相比于现有的多端供电技术，本实施例多端供电电路可以保证稳定的电源供电，使得辅源3的储能系统能够正常工作，从而为储能系统的控制、采样驱动等供电。第一电源v1、第二电源v2和第三电源v3分别与总线2的正极连接端bus+之间均连接一个控制器，控制器用于控制第一电源v1、第二电源v2和第三电源v3电流的流通方向，当有多个电源同时输入时，相互之间不会发生电流倒灌的现象，进而可以防止损坏设备。

第一电源v1与辅源3正极spsin+连接的电路为第一电路101，第一电路101上设有第一控制器，第一控制器为第一二极管d1；第一电源v1与总线2的正极连接端bus+连接的电路为第二电路102，第二电路102上设有第二控制器，第二控制器为第一功率转换器m1；第一功率转换器m1的输入端与第一电源v1正极端和负极端连接，且第一电源的负极端与总线的负极连接端bus-为同一端口，第一功率转换器m1的输出端与总线2的正极连接端bus+和负极连接端bus-连接；第一功率转换器m1用于将第一电源v1的电压进行升压。在本实施例中，第一电源v1为电池，第一二极管d1为贴片二极管，在只有电池供电的情况下，当第二电路102未开启时，电池的电源通过第一电路101直接对辅源3进行供电，电池的电流流经第一二极管d1的阳极，然后从第一二极管d1的阴极流出，直接流入辅源3，直接对辅源3进行供电；当第二电路102开启时，电池的电流流入第一功率转换器m1的输入端，然后从第一功率转换器m1的输出端流出，最后流到总线2，辅源3可直接通过总线2取电，在本实施例中，第一功率转换器m1为dc-dc功率转换器，其中dc-dc功率转换器为转变输入电压后有效输出固定电压的电压转换器，例如当电池的电压为200v，而辅源3需要的电压为400v时，电池的电压经过dc-dc功率转换器就可将200v的电压升压到400v，进而满足第一电源v1、第二电源v2以及第三电源v3之间的功率能量相互转换；因此，当第二电路102开启时，辅源3的电压相对升高，相对于电池的电势，辅源3为高电势，而电池为低电势，根据电流的流向特性，电流由高电势流向低电势，因此第一电路101的电流由于其上设有的第一二极管d1，电流无法从辅源3倒灌回电池，有效的防止电流倒灌，并且防止电池的损坏。

第二电源v2与总线2的正极连接端bus+连接的电路为第三电路103，第三电路103上设有第三控制器，第三控制器为第二二极管d2。第三电路103上还设有升压器h，升压器h内设有boost升压电路；升压器h的输入端与第二电源v2连接，升压器h的输出端与第二二极管d2的输入端连接，第二二极管d2的输入端即为第二二极管d2的阳极；第二二极管d2的输出端与总线2的正极连接端bus+连接，第二二极管d2的输出端即为第二二极管d2的阴极。其中，boost升压电路(boostconverterorstep-upconverter)是一种常见的开关直流升压电路，它通过开关管导通和关断来控制内部的电感储存和释放能量，从而使输出电压比输入电压高。在本实施例中，第二电源v2为光伏，在只有光伏供电的情况下，由于光伏的电压无法满足辅源3的电压需求，因此将光伏的电压首先通过boost升压电路，从而使得光伏的输出电压升高，然后光伏的电流流入第二二极管d2的阳极，再通过第二二极管d2的阴极流出，最终流入总线2，辅源3可直接通过总线2取电，因此，当第三电路103开启时，辅源3的电压相对升高，相对于光伏的电势，辅源3为高电势，而光伏为低电势，根据电流的流向特性，电流由高电势流向低电势，因此第三电路103的电流由于其上设有的第二二极管d2，电流无法从辅源3倒灌回光伏，有效的防止电流倒灌，并且防止光伏的损坏。

第二二极管d2为续流二极管。续流二极管有时也称为飞轮二极管或是snubber二极管，是一种配合电感性负载使用的二极管，由于上述boost升压电路内包括电感，所以当电感性负载的电流有突然的变化或减少时，电感两端会产生突变电压，可能会破坏其他元件，配合续流二极管时，其电流可以较平缓的变化，避免突变电压的发生。

第三电源v3分别与总线2的正极连接端bus+和负极连接端bus-连接的电路包括第四电路104和第五电路105；第四电路104与第五电路105均分别为第三电源v3正极端与总线2的正极连接端bus+连接，第三电源v3负极端与总线2的负极连接端bus-连接所构成的回路；总线2的正极连接端bus+和负极连接端bus-之间连接有电容c；第四电路104用于降流且导通电容c，当电容c导通时，断开第四电路104，同时打开第五电路105。在本实施例中，第三电源v3为市电，且市电包括火线l和零线n，总线2的正极连接端bus+与负极连接端bus-之间连接有电容c，且电容c为电解电容，有极性电解电容器通常在电源电路或中频、低频电路中起电源滤波、退耦、信号耦合及时间常数设定、隔直流等作用。一般不能用于交流电源电路，在直流电源电路中作滤波电容使用时，其阳极(正极)应与电源电压的正极端相连接，阴极(负极)与电源电压的负极端相连接，不能接反，否则会损坏电容器。因此在只有市电供电的情况下，第五电路105处于断开状态，此时只有第四电路104流通电流，第三电源v3的电流需首先降低电流，由于市电的电流较大，突然将电流输入总线2时会造成总线2的电压突变，从而损坏总线2上连接的电容c，所以要先降流，然后降低的电流将电容c导通，从而使得第四电路104形成一个闭合的回路，在电容c导通时，需要打开第五电路105时，此时需要断开第四电路104，并且打开第五电路105，从而使得第五电路105正常工作，由于市电是交流电，而辅源3需要直流电，因此第五电路105的作用为将市电的直流电变为交流电，进而满足辅源3的用电需求。

第四电路104设有整流桥n，第三电源v3正极端和负极端与整流桥n的输入端连接，整流桥n的输出端分别与总线2的正极连接端bus+和负极连接端bus-连接。在本实施例中，整流桥n的作用是将市电的正弦波电流变为馒头波电流，进而满足导通电解电容的条件。

第四电路104还设有电阻r，电阻r连接在整流桥n的输出端和总线2的正极连接端bus+之间；电阻r用于限流。在本实施例中，电阻r为限流电阻，市电流出的电流通过限流电阻可以降低电流，防止市电的突变的大电流输入对辅源3造成损坏。

在本实施例中，电阻r与整流桥n之间还连接有继电器rly，继电器rly是通过后台程序控制，用于在第四电路104导通电容c的同时，及时关闭第四电路104，进一步后台程序同时控制第五电路105导通。

第五电路105上设有第四控制器，第四控制器为第二功率转换器m2，第二功率转换器m2的输入端与第三电源v3正极端和负极端连接，第二功率转换器m2的输出端与总线2的正极连接端bus+和负极连接端bus-连接；第二功率转换器m2用于将第三电源v3的电流由交流转换为直流。在本实施例中，第二功率转换器m2为ac-dc功率转换器，其中，ac-alternatingcurrent是交流的意思，dc-directcurrent是直流的意思，ac/dc变换是将交流变换为直流，ac-dc功率转换器就是将交流电变为直流电的设备，由于辅源3所需的电流为直流，而市电的电流为交流，因此需要将市电的电流输入ac-dc功率转换器，将交流电转变为直流电，然后将直流电输入总线2，进而辅源3从总线2取电。

总线2的正极连接端bus+与辅源3正极spsin+之间连接有第三二极管d3。在本实施例中，第三二极管d3为贴片二极管，由于辅源3是从总线2上取电，因此电流流向是从总线2到辅源3，在总线2的正极连接端bus+与辅源3正极spsin+之间连接第三二极管d3可以防止电流倒灌的情况的产生。

在本实施例中，当光伏，电池，市电均接入时，功率回路开启前，即将dc-dc功率转换器和ac-dc功率转换器开启时的回路，光伏，电池，市电通过二极管或者整流桥整流后的直流电压最高的源为辅源3供电。功率回路开启后，光伏、电池、市电通过各自的功率回路将总线2维持在一个相对较高的电压，光伏能量通过功率回路向总线2提供能量，电池可以通过功率回路向总线2提供能量或者从总线2抽取能量，市电也可以通过功率回路向总线2提供能量或者从bus抽取能量，无论工作在哪种状态，三者的能量除去各自功率回路的损耗外维持在一个平衡稳定的状态，此时，辅源3从总线2取电。由于总线2维持在一个相对稳定的较高的直流电压，高于电池v1的电压，第一二极管d1反向截止，而市电端功率回路开启后继电器rly断开，市电也不会通过软启动电路为总线2提供能量。

本发明的有益效果：本申请在多个源同时输入时，相互之间不会发生电流倒灌而损坏设备；并且低成本，可以各个电源输入的电压自动切换；具有高可靠性。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。