一种大功率充电电路和大功率充电器的制作方法

1.本实用新型涉及充电电路技术领域，尤其涉及一种大功率充电电路和大功率充电器。


背景技术：

2.在储能冲击电源的充电过程中，随着充电时间的延续，储能电容器上的电压逐渐升高，导致充电电流逐渐减小，达到储能电容器的预期电压的时间较长，而且充电功率较小。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供了一种大功率充电电路和大功率充电器。
4.本实用新型的一种大功率充电电路的技术方案如下：
5.包括电抗器、第一二极管、绝缘栅双极型晶体管和充电电路本体；
6.所述绝缘栅双极型晶体管连接在所述充电电路本体的第一母线与第二母线之间，且所述绝缘栅双极型晶体管与所述充电电路本体的储能电容器并联；
7.所述电抗器和所述第一二极管均连接在所述充电电路本体的第一母线上，且所述电抗器连接所述第一二极管的正极，所述充电电路本体的储能电容器连接所述第一二极管的负极；
8.所述绝缘栅双极型晶体管与所述第一母线的接线端位于所述电抗器和所述第一二极管之间。
9.本实用新型的一种大功率充电电路的技术效果如下：
10.在充电电路本体增加由电抗器、第一二极管、绝缘栅双极型晶体管组成的恒流控制电路，当储能电容器的充电电流小于设定值时，通过增大绝缘栅双极型晶体管的占空比提高绝缘栅双极型晶体管的输出电压，进而提高储能电容器充电电流，实现快速充电，降低充电所耗费的时间，充电功率大。
11.在上述方案的基础上，本实用新型的一种大功率充电电路还可以做如下改进。
12.进一步，所述充电电路本体包括第一三级晶闸管、第二三级晶闸管、第三三级晶闸管和第四三级晶闸管；
13.所述第一三级晶闸管与所述第二三级晶闸管串联连接在所述第一母线与所述第二母线之间，形成第一串联电路；
14.所述第三三级晶闸管和所述第四三级晶闸管串联连接在所述第一母线与所述第二母线之间，形成第二串联电路；
15.所述第一串联电路、所述第二串联电路与所述充电电路本体互相并联；
16.所述第一三级晶闸管与所述第二三级晶闸管之间连接第一输出接口，所述第三三级晶闸管与所述第四三级晶闸管之间连接第二输出接口；
17.所述第一二极管与所述储能电容器的接线端、所述第一串联电路与所述第一母线的接线端、所述第二串联电路与所述第一母线的接线端在所述第一母线上依次排布设置。
18.进一步，所述第一三级晶闸管、所述第二三级晶闸管、所述第三三级晶闸管和所述第四三级晶闸管分别并联一个二极管。
19.进一步，所述充电电路本体还包括三相变压器、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管和第七二极管；
20.所述第二二极管和所述第三二极管串联在所述第一母线与所述第二母线之间，形成第三串联电路；
21.所述第四二极管和所述第五二极管串联在所述第一母线与所述第二母线之间，形成第四串联电路；
22.所述第六二极管和所述第七二极管串联在所述第一母线与所述第二母线之间，形成第五串联电路；
23.所述第一串联电路、所述第二串联电路、所述第三串联电路、所述第四串联电路、所述第五串联电路与所述充电电路本体互相并联；
24.所述三相变压器的三个输出端分别连接在所述第二二极管和所述第三二极管之间、所述第四二极管和所述第五二极管之间、所述第六二极管和所述第七二极管之间；
25.所述第三串联电路与所述第一母线的接线端、所述第四串联电路与所述第一母线的接线端、所述第五串联电路与所述第一母线的接线端以及所述电抗器在所述第一母线上依次排布设置。
26.本实用新型的一种大功率充电器，包括上述任一项所述的一种大功率充电电路。
附图说明
27.图1为本实用新型实施例的一种大功率充电电路的结构示意图；
28.图2为充电电路本体的结构示意图；
具体实施方式
29.为清楚说明本实用新型中的方案，下面给出优选的实施例并结合附图详细说明。
30.如图1所示，本实用新型实施例的一种大功率充电电路，包括电抗器l、第一二极管d1、绝缘栅双极型晶体管igbt和充电电路本体，其中，充电电路本体如图2所示。
31.其中，可选用型号为ihw30n160r2的绝缘栅双极型晶体管作为本实用新型中的绝缘栅双极型晶体管igbt，也可根据实际情况选用其它型号的绝缘栅双极型晶体管作为本实用新型中的绝缘栅双极型晶体管igbt。
32.绝缘栅双极型晶体管igbt连接在充电电路本体的第一母线bus1与第二母线bus2之间，且绝缘栅双极型晶体管igbt与充电电路本体的储能电容器 c1并联；
33.电抗器l和第一二极管d1均连接在充电电路本体的第一母线bus1上，且电抗器l连接第一二极管d1的正极，充电电路本体的储能电容器c1连接第一二极管d1的负极；
34.绝缘栅双极型晶体管igbt与第一母线bus1的接线端位于电抗器l和第一二极管d1之间。在充电电路本体增加由电抗器l、第一二极管d1、绝缘栅双极型晶体管igbt组成的恒流控制电路。
35.可以采用常用规格的元件，如ihw30n160r2的igbt，储能电容器c1 的充电电流的工作范围如2a；电抗器l采用3h规格，电容器c1采用1.1
μf
规格。可以实现绝缘栅双极型晶体管igbt占空比提高，流过恒流控制电路中电抗器l两端的电流及电流变化率增加，电抗器l两端电压得到提升，恒流控制电路中电抗器l与储能电容器c1两端的压差增加，恒流控制电路中第一二极管d1至储能电容器c1回路的充电的电流相应提升，实现恒流充电，由此加快充电速度，本领域技术人员可按常规的igbt的控制角，就可以实现快速充电的功能，如igbt允许采用120度的控制角。降低充电所耗费的时间，实现大功率充电，大功率充电一般指：充电功率高于100kva。
36.可选地，在上述技术方案中，充电电路本体的结构，可以采用图2中的常规技术实现，该结构也可以在现有技术中获得。主要包括两部分，图中c1左侧之外的电路是整流电路，右侧包含c1的电路是逆变电路。
37.逆变电路包括：
38.第一三级晶闸管scr1、第二三级晶闸管scr2、第三三级晶闸管scr3 和第四三级晶闸管scr4；
39.第一三级晶闸管scr1与第二三级晶闸管scr2串联连接在第一母线 bus1与第二母线bus2之间，形成第一串联电路；
40.第三三级晶闸管scr3和第四三级晶闸管scr4串联连接在第一母线 bus1与第二母线bus2之间，形成第二串联电路；
41.其中，第一三级晶闸管scr1的控制极a11、第二三级晶闸管scr1的控制极a12、第三三级晶闸管scr1的控制极a13、第四三级晶闸管scr1的控制极a14的控制过程为本领域技术人员悉知，在此不做赘述。
42.第一串联电路、第二串联电路与充电电路本体互相并联；
43.第一三级晶闸管与第二三级晶闸管之间连接第一输出接口out1，第三三级晶闸管与第四三级晶闸管之间连接第二输出接口out2；
44.第一二极管d1与储能电容器c1的接线端、第一串联电路与第一母线 bus1的接线端、第二串联电路与第一母线bus1的接线端在第一母线bus1 上依次排布设置。
45.可选地，在上述技术方案中，第一三级晶闸管scr1、第二三级晶闸管 scr2、第三三级晶闸管scr3和第四三级晶闸管scr4分别并联一个二极管。具体地：
46.在第一三级晶闸管scr1上并联第八二极管d8，在第二三级晶闸管scr2 上并联第九二极管d9，在第三三级晶闸管scr3上并联第十二极管d10，在第四三级晶闸管scr4上并联第十一二极管d11。
47.可选地，在上述技术方案中充电电路本体还包括三相变压器t、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和第七二极管d7；
48.第二二极管d2和第三二极管d3串联在第一母线bus1与第二母线bus2 之间，形成第三串联电路；
49.第四二极管d4和第五二极管d5串联在第一母线bus1与第二母线bus2 之间，形成第四串联电路；
50.第六二极管d6和第七二极管d7串联在第一母线bus1与第二母线bus2 之间，形成第五串联电路；
51.第一串联电路、第二串联电路、第三串联电路、第四串联电路、第五串联电路与充电电路本体互相并联；
52.整流电路包括：三相变压器t的三个输出端分别连接在第二二极管d2和第三二极管d3之间、第四二极管d4和第五二极管d5之间、第六二极管d6 和第七二极管d7之间；具体地：
53.三相变压器t的三个输出端分别为a相输出端、b相输出端和c向输出端，三相变压器t的a相输出端连接在第二二极管d2和第三二极管d3之间，三相变压器t的b相输出端连接在第四二极管d4和第五二极管d5之间，三相变压器t的c相输出端连接在第六二极管d6和第七二极管d7之间。
54.三相变压器t连接交流供电电源，将交流供电电源的三相交流电转为直流电，通过三相变压器t的a相输出端施加在第二二极管d2和第三二极管d3 之间，通过三相变压器t的b相输出端施加在第四二极管d4和第五二极管 d5之间，通过三相变压器t的c相输出端施加在第六二极管d6和第七二极管d7之间。
55.第三串联电路与第一母线bus1的接线端、第四串联电路与第一母线 bus1的接线端、第五串联电路与第一母线bus1的接线端以及电抗器l在第一母线bus1上依次排布设置。
56.如图2所示，充电电路本体的充放电原理如下：
57.在逆变电路部分，可以采用现有技术实现控制功能。如：关断第一三级晶闸管scr1、第二三级晶闸管scr2、第三三级晶闸管scr3和第四三级晶闸管scr4，三相交流电通过三相变压器t的整流电路变为直流电压，开始给储能电容器c1充电，充电完成后，导通第一三级晶闸管scr1、第四三级晶闸管scr4，导通第二三级晶闸管scr2、第三三级晶闸管scr3，储能电容器 c1通过第一输出接口out1和第二输出接口out2为电器充电，通过调整各电器元件的并接数量和规格参数，还可发出10kv脉冲高压等。
58.如图1所示，本实用新型的一种大功率充电电路的充放电原理如下：采用图2所示的充电电路本体，以及图1中的恒流控制电路，实现大功率的充电控制。
59.关断第一三级晶闸管scr1、第二三级晶闸管scr2、第三三级晶闸管scr3 和第四三级晶闸管scr4，三相交流电通过三相变压器t的整流电路变为直流电压，通过恒流控制电路开始给储能电容器c1充电，在向储能电容器c1充电的过程中，当储能电容器c1的充电电流在正常范围内，如2a；电抗器l 采用3h规格，电容器c1采用1.1
μf
规格。可以实现绝缘栅双极型晶体管igbt 占空比提高，流过恒流控制电路中电抗器l两端的电流及电流变化率增加，电抗器l两端电压得到提升，恒流控制电路中电抗器l与储能电容器c1两端的压差增加，恒流控制电路中第一二极管d1至储能电容器c1回路的充电的电流相应提升，实现恒流充电，由此加快充电速度。在此过程中，本领域技术人员可按常规的igbt的控制角，就可以实现快速充电的功能，如igbt允许采用120度的控制角。充电完成后，导通第一三级晶闸管scr1、第四三级晶闸管scr4，导通第二三级晶闸管scr2、第三三级晶闸管scr3，储能电容器 c1通过第一输出接口out1和第二输出接口out2为电器充电。
60.优选的，实施例，还可以进一步调整，通过选择合适的各电器元件的并接数量和规格参数，发出10kv脉冲高压等，因此，本实用新型的一种充电电路可认为是一个冲击电源。
61.其中，优选的，实施例中，还可以进一步调整，由于电抗器l两端的电压和流过电抗器l两端的电流变化率有关，储能电容器c1与第一二极管d1之间还可设置一个电流互感器，
以实时检测储能电容器c1两端的电流变化。
62.本实用新型的一种大功率充电器，包括上述任一项的一种大功率充电电路。
63.以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。