一种可交直流输入自动切换的直流供电装置的制作方法

本发明涉及供电控制与设备，具体涉及一种应用于冷藏车冷库压缩机上游变频器的可交直流输入自动切换的直流供电装置。

背景技术：

1、冷藏车是一种装配有冷库车厢的厢式货车，广泛应用于冷链物流运输。冷藏车的供电方式通常为：在车辆移动时，采用车载直流电源(电池)供电；车辆停靠时，则使用外接交流电源转直流后再经变频器向冷库压缩机供电。原有车载电源直流输出或外接交流输出转为直流后，交直流切换是通过人工插拔或以直流继电器为核心的控制设备实现的。直流继电器体积大、成本高，电源切换过程中直流继电器处极易打火，且切换产生的电压跳变造成瞬时输出的电流过大，不仅影响车辆安全性，同时大电流会冲击下游变频器及冷库压缩机，可能造成其使用寿命缩短甚至设备损坏。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：提供一种可交直流输入自动切换的直流供电装置，除了降低作为切换设备本身的成本造价外，其还能够单独或同时连接交直流外部供电电源，并实现交直流自动切换；其通过增设预充单元进行缓冲，消除了以直流继电器为核心的控制设备在切换过程中，因电压跳变所导致的设备处打火和输出端的大电流冲击等不安全因素；装置并行向继电器发送交流输入及预充完成信号供变频器在此期间自动停机及再开机，减少了切换时压缩机侧的插拔线操作工作量。

2、本可交直流输入自动切换的直流供电装置包括直流输入单元、交流输入单元、交直流切换单元、预充单元、检测单元、控制单元、供电输出单元、信号输出单元和装置内电源模块，其中，直、交流外部电源对应连接所述直流输入单元、交流输入单元，依次经所述切换单元、预充单元后，通过供电输出单元连接变频器的高压供电端，为变频器高压端供入高压直流电；同时，直、交流外部电源对应连接所述直流输入单元、交流输入单元，依次经所述切换单元、装置内电源模块连接变频器低压供电端，为变频器低压端供入12v直流电；所述检测单元连接在该供电回路上，用于采集供电回路各位置电压信号并发送至所述控制单元输入端；所述控制单元输出端连接切换单元，同时经信号输出单元连接变频器的信号端；所述检测单元包括连接在直流输入单元上、用于采集直流输入单元上输入电压参数的直流输入电压检测模块，连接交流输入单元上、用于采集交流输入单元上输入电压参数的交流输入电压检测模块，连接在预充单元上、分别用于采集位于预充单元上游侧预充完成信号和下游侧的直流输出电压参数的预充完成信号模块和直流输出电压检测模块；所述直流输入电压检测模块、交流输入电压检测模块、直流输出电压检测模块输出端均连接所述控制单元输入端，所述交流输入电压检测模块、预充完成信号模块输出端经信号输出单元连接变频器的信号端。

3、进一步的，所述直流输入单元上设有用于防反充的并联二极管；所述交流输入单元上设有用于交直流转换的整流模块。

4、进一步的，所述切换单元包括设置在直流输入单元、交流输入单元下游端之间、用于切换交直流供电输入的igbt模块、用于驱动igbt模块动作的igbt驱动电路和连接在所述直流输入单元、交流输入单元之间的单向过流二极管，所述控制单元一输出端连接igbt驱动电路信号输入端，igbt驱动电路控制输出端连接igbt模块。

5、进一步的，所述预充单元包括并联的若干储电电容电路和串联在供电主路上的预充电阻。

6、进一步的，所述信号输出单元包括两组光耦隔离电路，所述交流输入电压检测模块、预充完成信号模块输出端分别经两组两组光耦隔离电路连接变频器的信号输入端，并向其发送交流输入端电压信号和预充完成开关量信号。

7、进一步的，所述直流输入电压检测模块、交流输入电压检测模块和直流输出电压检测模块均通过光耦隔离器与控制单元的核心微处理器mcu输入端引脚连接；所述核心微处理器mcu输出端引脚连接一路连接igbt驱动电路，另一路经光耦连接预充完成信号模块。

8、进一步的，所述装置内电源模块连接在直流输入单元下游、并通过切换单元内的单向过流二极管与交流输入单元下游连接，用于将直流供电分别转换为dc5v和dc12v输出；其中，dc5v输出连接控制单元的核心微处理器mcu并为其供电，dc12v输出分别连接变频器低压端、以及igbt驱动电路、预充完成信号模块和光耦隔离电路并为其供电。

9、本发明一种可交直流输入自动切换的直流供电装置，除了降低作为切换设备本身的成本造价外，其还能够单独或同时连接交直流外部供电电源，并实现交直流自动切换；其通过增设预充单元进行缓冲，消除了以直流继电器为核心的控制设备在切换过程中，因电压跳变所导致的设备处打火和输出端的大电流冲击等不安全因素；装置并行向继电器发送交流输入及预充完成信号供变频器在此期间自动停机及再开机，减少了切换时压缩机侧的插拔线操作工作量。

技术特征：

1.一种可交直流输入自动切换的直流供电装置，其特征是：包括直流输入单元(1)、交流输入单元(2)、交直流切换单元(3)、预充单元(4)、检测单元(5)、控制单元(6)、供电输出单元(7)、信号输出单元(8)和装置内电源模块(9)，其中，

2.根据权利要求1所述的可交直流输入自动切换的直流供电装置，其特征是：所述直流输入单元(1)上设有用于防反充的并联二极管(11)；所述交流输入单元(2)上设有用于交直流转换的整流模块(21)。

3.根据权利要求3所述的可交直流输入自动切换的直流供电装置，其特征是：所述切换单元(3)包括设置在直流输入单元(1)、交流输入单元(2)下游端之间、用于切换交直流供电输入的igbt模块(31)、用于驱动igbt模块(31)动作的igbt驱动电路(32)和连接在所述直流输入单元(1)、交流输入单元(2)之间的单向过流二极管(33)，所述控制单元(6)一输出端连接igbt驱动电路(32)信号输入端，igbt驱动电路(32)控制输出端连接igbt模块(31)。

4.根据权利要求3所述的可交直流输入自动切换的直流供电装置，其特征是：所述预充单元(4)包括并联的若干储电电容(41)电路和串联在供电主路上的预充电阻(42)。

5.根据权利要求4所述的可交直流输入自动切换的直流供电装置，其特征是：所述信号输出单元(8)包括两组光耦隔离电路(81)，所述交流输入电压检测模块(52)、预充完成信号模块(53)输出端分别经两组两组光耦隔离电路(81)连接变频器的信号输入端，并向其发送交流输入端电压信号和预充完成开关量信号。

6.根据权利要求5所述的可交直流输入自动切换的直流供电装置，其特征是：所述直流输入电压检测模块(51)、交流输入电压检测模块(52)和直流输出电压检测模块(54)均通过光耦隔离器与控制单元(6)的核心微处理器mcu输入端引脚连接；所述核心微处理器mcu输出端引脚连接一路连接igbt驱动电路(32)，另一路经光耦连接预充完成信号模块(53)。

7.根据权利要求6所述的可交直流输入自动切换的直流供电装置，其特征是：还包括装置内电源模块(9)，所述装置内电源模块(9)连接在直流输入单元(1)下游，用于将直流供电分别转换为dc5v和dc12v输出，其中dc5v输出连接控制单元(6)的核心微处理器mcu并为其供电，dc12v输出连接igbt驱动电路(32)、预充完成信号模块(53)和光耦隔离电路(81)并为其供电。

8.根据权利要求7所述的可交直流输入自动切换的直流供电装置，其特征是：所述装置内电源模块(9)连接在直流输入单元(1)下游、并通过切换单元(3)内的单向过流二极管(33)与交流输入单元(1)下游连接，用于将直流供电分别转换为dc5v和dc12v输出；其中，dc5v输出连接控制单元(6)的核心微处理器mcu并为其供电，dc12v输出分别连接变频器低压端、以及igbt驱动电路(32)、预充完成信号模块(53)和光耦隔离电路(81)并为其供电。

技术总结
本发明涉及一种可交直流输入自动切换的直流供电装置，其包括直流输入单元、交流输入单元、交直流切换单元、预充单元、检测单元、控制单元、供电输出单元、信号输出单元和装置内电源模块；直流输入单元、交流输入单元依次经切换单元、预充单元后，通过供电输出单元连接变频器的高压供电端；同时直流输入单元、交流输入单元依次经所述切换单元、装置内电源模块连接变频器的低压供电端；检测单元连接在该供电回路上并连接控制单元输入端；控制单元输出端连接切换单元，同时经信号输出单元连接变频器的信号端。本装置实现了交直流自动切换；通过增设预充单元进行缓冲，消除了打火和大电流冲击等不安全因素，并减少了切换时压缩机侧的插拔线操作。

技术研发人员：王毅,王军
受保护的技术使用者：青岛帝瑞斯驱动科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10