一种双向充放电电路专利检索-三角形连接电气元件和设备专利检索查询-专利查询网

一种双向充放电电路

阅读：750发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种双向充放电电路专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及双向充放电电路，通过设置双向DC/DC单元、直流链路、双向DC/AC单元和开关单元，双向DC/DC单元、直流链路、双向DC/AC单元和开关单元依次连接，双向DC/DC单元用于与外部电池连接，双向DC/AC单元用于通过开关单元与交流电网相连接，双向DC/DC单元还用于当外部电池需要充电时，调整为升压模式以使直流链路电压升压至预设目标电压，双向DC/AC单元还用于当直流链路电压升压至预设目标电压时，调整为整流模式，开关单元用于当双向DC/AC调整为整流模式时闭合，双向DC/DC单元还用于当开关单元闭合后，由升压模式调整为降压模式，使得外部电池的充电电路更为简化。，下面是一种双向充放电电路专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种双向充放电电路，其特征在于，所述双向充放电电路包括：双向DC/DC单元、直流链路、双向DC/AC单元和开关单元，所述双向DC/DC单元、直流链路、双向DC/AC单元和开关单元依次连接；
所述双向DC/DC单元用于与外部电池连接，所述双向DC/AC单元用于通过所述开关单元与交流电网相连接；
所述双向DC/DC单元还用于当所述外部电池需要充电时，调整为升压模式以使直流链路电压升压至预设目标电压，所述预设目标电压大于交流电网电压；
所述双向DC/AC单元还用于当所述直流链路电压升压至预设目标电压时，调整为整流模式；
所述开关单元用于当所述双向DC/AC调整为整流模式时闭合；
所述双向DC/DC单元还用于当所述开关单元闭合后，由所述升压模式调整为降压模式以使所述交流电网能够为所述外部电池充电。
2.根据权利要求1所述的双向充放电电路，其特征在于，所述双向DC/DC单元包括直流侧滤波电容和至少一组双向DC/DC转换器，所述直流侧滤波电容和每组双向DC/DC转换器相连接。
3.根据权利要求2所述的双向充放电电路，其特征在于，每组双向DC/DC转换器包括一直流电感和两个开关管，所述直流电感的一端与所述直流侧滤波电容相连接，所述开关管还分别与所述直流链路和所述直流电感的另一端相连接。
4.根据权利要求3所述的双向充放电电路，其特征在于，所述开关管采用MOS管或IGBT管。
5.根据权利要求1所述的双向充放电电路，其特征在于，所述双向DC/AC单元包括依次相连的三相全控桥、三相交流电感和交流侧电容。
6.根据权利要求5所述的双向充放电电路，其特征在于，所述交流侧电容采用三角形连接或星形连接。
7.根据权利要求1所述的双向充放电电路，其特征在于，所述预设目标电压至少为所述交流电网电压的1.3倍。
8.根据权利要求1所述的双向充放电电路，其特征在于，所述双向DC/AC单元用于当所述直流链路电压未升压至预设目标电压时处于截止关闭状态。
9.根据权利要求1所述的双向充放电电路，其特征在于，所述开关单元采用交流接触器。
10.根据权利要求1所述的双向充放电电路，其特征在于，所述直流链路设置有母线电容。

说明书全文

一种双向充放电电路

技术领域

[0001] 本实用新型涉及电路控制领域，尤其涉及一种双向充放电电路。

背景技术

[0002] 随着动力电池的逐渐普及，与之配套的电池双向充放电设备的需求也日益增大。其中，双向充放电设备直流侧接电池，交流测接交流电网，当电池需要充电而接入交流电时，双向充放电设备需设置一个交流双向充放电电路以防止接入瞬间电流冲击损坏直流链路。

[0003] 传统采用的交流双向充放电电路往往采用三相预充电电阻电路或者整流桥双向充放电电路，其中，三相预充电电阻电路由于交流滤波电容的存在，导致充电时无法将直流链路充至预设的目标电压，在双向充放电中无法应用；整流桥双向充放电电路中由于采用了整流桥连接至直流链路，虽然解决了上述无法将直流链路充至预设的目标电压的问题，但是电路器件较多，整体过于复杂。实用新型内容

[0004] 鉴于此，本实用新型提供一种双向充放电电路。

[0005] 一种双向充放电电路，包括：双向DC/DC单元、直流链路、双向DC/AC单元和开关单元，双向DC/DC单元、直流链路、双向DC/AC单元和开关单元依次连接；

[0006] 双向DC/DC单元用于与外部电池连接，并通过开关单元与交流电网相连接；

[0007] 双向DC/DC单元用于当外部电池需要充电时，调整为升压模式以使直流链路电压升压至预设目标电压，预设目标电压大于交流电网电压；

[0008] 双向DC/AC单元用于当直流链路电压升压至预设目标电压时，调整为整流模式；

[0009] 开关单元用于当双向DC/AC调整为整流模式时闭合；

[0010] 双向DC/DC单元还用于当开关单元闭合后，由升压模式调整为降压模式以使上述交流电网能够为外部电池充电。

[0011] 在一个实施例中，双向DC/DC单元包括直流侧滤波电容和至少一组双向DC/DC转换器，直流侧滤波电容和每组双向DC/DC转换器相连接。

[0012] 在一个实施例中，每组双向DC/DC转换器包括一直流电感和两个开关管，直流电感的一端与直流侧滤波电容相连接，开关管还分别与直流链路和直流电感的另一端相连接。

[0013] 在一个实施例中，开关管采用MOS管或IGBT管。

[0014] 在一个实施例中，双向DC/AC单元包括依次相连的三相全控桥、三相交流电感和交流侧电容。

[0015] 在一个实施例中，交流侧电容采用三角形连接或星形连接。

[0016] 在一个实施例中，预设目标电压至少为交流电网电压的1.3倍。

[0017] 在一个实施例中，双向DC/AC单元用于当直流链路电压未升压至预设目标电压时处于截止关闭状态。

[0018] 在一个实施例中，开关单元采用交流接触器。

[0019] 在一个实施例中，直流链路设置有母线电容。

[0020] 上述双向充放电电路，通过设置双向DC/DC单元、直流链路、双向DC/AC单元和开关单元，双向DC/DC单元、直流链路、双向DC/AC单元和开关单元依次连接，双向DC/DC单元用于与外部电池连接，双向DC/AC单元用于通过开关单元与交流电网相连接，双向DC/DC单元还用于当外部电池需要充电时，调整为升压模式以使直流链路电压升压至预设目标电压，预设目标电压大于交流电网电压，双向DC/AC单元还用于当直流链路电压升压至预设目标电压时，调整为整流模式，开关单元用于当双向DC/AC调整为整流模式时闭合，双向DC/DC单元还用于当开关单元闭合后，由升压模式调整为降压模式以使交流电网能够为外部电池进行充电，上述双向充放电电路能够在开关单元闭合后直接与外部的交流电网相连接，由于直流电流链路电压已升至预设目标电压，能够避免了传统的冲击电流的影响，省去了传统的预充电电阻，使得外部电池的充电电路更为简化，在保证整个电池充电安全的情况下，同时能降低整个电池的充电成本。附图说明

[0021] 为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对本实用新型保护范围的限定。在各个附图中，类似的构成部分采用类似的编号。

[0022] 图1为一个实施例中提供的一种双向充放电电路的电路结构框图；

[0023] 图2为一个实施例中提供的一种双向充放电电路的电路结构图。

具体实施方式

[0024] 在下文中，可在本实用新型的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

[0025] 在下文中，将更全面地描述本公开的各种实施例。本公开可具有各种实施例，并且可在其中做出调整和改变。然而，应理解：不存在将本公开的各种实施例限于在此公开的特定实施例的意图，而是应将本公开理解为涵盖落入本公开的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。

[0026] 在下文中，可在本公开的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所公开的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本公开的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

[0027] 在本公开的各种实施例中，表述A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A或/和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。

[0028] 在本公开的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本公开的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。

[0029] 应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。

[0030] 在本公开的各种实施例中使用的术语“用户”可指示使用电子装置的人或使用电子装置的装置(例如，人工智能电子装置)。

[0031] 在本公开的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本公开的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本公开的各种实施例中被清楚地限定。

[0032] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。

[0033] 图1为一个实施例中一种双向充放电电路100的电路结构框图，该双向充放电电路100包括：双向DC/DC单元110、直流链路120、双向DC/AC单元130和开关单元140，双向DC/DC单元110、直流链路120、双向DC/AC单元130和开关单元140依次连接。

[0034] 其中，双向DC/DC单元110用于与外部电池连接，双向DC/DC单元110用于通过开关单元140与交流电网相连接。

[0035] 其中，双向DC/DC单元110用于当外部电池需要充电时，调整为升压模式以使直流链路120的电压升压至预设目标电压，预设目标电压大于交流电网电压。

[0036] 当外部电池与双向DC/DC单元110连接，且双向DC/DC单元110调整为升压模式时，外部电池先进行放电，将上述直流链路120的电压进行升压以达到预设目标电压值。

[0037] 其中，双向DC/DC单元110通过接收外部的控制脉冲以调整为升压模式。

[0038] 其中，预设目标电压值通常大于外部电网的电网电压值。

[0039] 进一步地，双向DC/AC单元130用于当直流链路120的电压升压至预设目标电压时，调整为整流模式。

[0040] 其中，当上述直流链路120的电压升压至预设目标电压时，此时双向DC/AC单元130接收外部的控制脉冲以调整为整流模式。

[0041] 进一步地，开关单元140用于当双向DC/AC调整为整流模式时闭合。

[0042] 进一步地，双向DC/DC单元110还用于当开关单元140闭合后，由升压模式调整为降压模式以使上述交流电网能够为外部电池充电。

[0043] 其中，由于直流链路120的电压已经达到预设目标电压值，而预设目标电压值大于外接的电网电压值，因而当上述开关单元140闭合且双向DC/DC单元110调整为降压模式之后并无冲击电流的产生，避免了传统的冲击电流的影响。

[0044] 上述双向充放电电路100能够在开关单元140闭合后直接与外部的交流电网相连接，由于直流电流链路120的电压已升至预设目标电压，避免了传统的冲击电流的影响，省去了传统的预充电电阻，使得外部电池的充电电路更为简化，在保证整个电池充电安全的情况下，同时降低了整个电池的充电成本。

[0045] 在一个实施例中，参照图2，双向DC/DC单元110包括直流侧滤波电容C1和至少一组双向DC/DC转换器112，直流侧滤波电容C1和每组双向DC/DC转换器112相连接。

[0046] 在一个实施例中，参照图2，每组双向DC/DC转换器112包括一直流电感L1和两个开关管，直流电感L1的一端与直流侧滤波电容C1相连接，开关管还分别与直流链路120和直流电感L1的另一端相连接。

[0047] 在一个实施例中，参照图2，直流链路120设置有母线电容C2。

[0048] 在一个实施例中，参照图2，双向DC/AC单元130包括依次相连的三相全控桥132、三相交流电感(L2a、L2b和L2c)和交流侧电容C3。

[0049] 在一个实施例中，开关管采用MOS管或IGBT管。

[0050] 在一个实施例中，参照图2，交流侧电容C3采用三角形连接。

[0051] 在一个实施例中，预设目标电压至少为交流电网电压的1.3倍。

[0052] 通常地，将预设目标电压设置为交流电网电压的1.3倍以上，能够有效的消除开关单元140闭合时带来的电流冲击效应。

[0053] 在一个实施例中，双向DC/AC单元130用于当直流链路120的电压未升压至预设目标电压时处于截止关闭状态。

[0054] 在一个实施例中，开关单元140采用交流接触器。

[0055] 图2为一个实施例提供的双向充放电电路100的电路结构图，其中，双向DC/DC单元110包括直流侧滤波电容C1和两组双向DC/DC转换器112a和112b，直流链路120设置设置有母线电容C2，双向DC/AC单元130包括依次相连的三相全控桥132、三相交流电感L2和交流侧电容C3，交流侧电容C3采用三角形连接，开关管采用全碳化硅MOS管。

[0056] 以第一组双向DC/DC转换器112a为例，该双向DC/DC转换器112a包括一直流电感L1a和两个开关管(Q11a和Q12a)，直流电感L1a的一端与直流侧滤波电容C1相连接，开关管(Q11a和Q12a)还分别与直流链路120和直流电感L1a的另一端相连接。

[0057] 其中，上述开关管采用MOS管，Q11a的漏极与直流链路120相连接，Q11a的源极与直流电感L1的一端相连接，Q12a的源极与直流链路120相连接，Q12a的漏极与直流电感L1的一端相连接。

[0058] 另一组双向DC/DC转换器112b的连接设置同上述第一组双向DC/DC转换器112a相同，其中，为了保持上述电路结构的平衡，上述两组双向DC/DC转换器参数通常设置相同。

[0059] 其中，上述双向DC/AC单元130包括依次相连的三相全控桥132、三相交流电感L2(L2a、L2b和L2c)和交流侧电容C3，交流侧电容C3采用三角形连接。

[0060] 其中，三相全控桥132在外部控制脉冲的作用下，既可调整为逆变模式，也可调整为整流模式，也可处于截止状态。

[0061] 其中，三相全控桥132的结构如图2所示，每相均设置有对应的开关管，三相全控桥132包括三组开关管Q21a和Q21b，Q31a和Q31b以及Q41a和Q41b，其中，上述每组开关管可采用MOS管，此外还可采用IGBT管。

[0062] 其中，双向DC/DC单元110调整为升压模式时，Q11a和Q12a工作，用于将上述直流链路120的电压进行升压以达到预设目标电压值；双向DC/DC单元110调整为降压模式时，Q11b和Q12b工作，用于降压。

[0063] 进一步地，双向DC/AC单元130用于当直流链路120的电压升压至预设目标电压时，调整为整流模式。

[0064] 其中，双向DC/AC单元130处于整流模式时，Q21b、Q31b和Q41b工作。

[0065] 其中，L2(L2a、L2b和L2c)可采用PFC(Power Factor Correction，功率因素校正)电感，其有两个作用，一个作用功率因素校正，可以提高上述双向DC/AC单元整流时的功率因素，降低对电网的污染，第二个作用为升压，配合开关管Q21b、Q31b和Q41b可以使整流桥由不可控整流变为可控的升压整流。

[0066] 进一步地，开关单元140用于当双向DC/AC调整为整流模式时闭合。

[0067] 进一步地，当开关单元140闭合后，Q11b和Q12b工作，双向DC/DC单元由升压模式调整为降压模式，以使上述交流电网能够为外部电池充电。

[0068] 其中，以一组实际电路参数为例，动力电池电压为460V，容量124kW·h，电容C1为450uF，L1a和L1b大小均为60uH，电容C2为1800uF，L2a、L2b和L2c各自大小均为75uH，将预设目标电压值设置为外部电网电压的1.4倍，则上述直流链路120充电所需能量为相对于动力电池能量124kW·h＝4.464×108J而言，可以忽略不计，因此，
动力电池使用过程中电量不会完全放空，因而使得外部电池的充电电路更为简化，在保证整个电池充电安全的情况下，同时降低了整个电池的充电成本。

[0069] 本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

[0070] 上述本实用新型序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施场景，但是，本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。

[0071] 另外，在本实用新型各个实施例中的各功能模块或单元可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或更多个模块集成形成一个独立的部分。

[0072] 以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

标题	发布/更新时间	阅读量
一种公路桥梁工程的变坡盖梁端模的支撑方法及装置	2020-05-08	884
一种三相有源配电网的全纯嵌入潮流方法及装置	2020-05-11	559
一种双频大功率过模波导弯头	2020-05-12	202
一种微电网系统及控制方法	2020-05-11	595
一种抗核爆防护屏蔽门	2020-05-12	393
变速箱控制器的电机控制电路及其优化方法	2020-05-13	851
水下机器人的机械臂式布放回收系统及其布放回收方法	2020-05-13	24
适用于大功率场合三相双向AC/DC变换器及控制方法	2020-05-08	17
工业护栏框架	2020-05-11	38
一种制作简单的包装盒	2020-05-12	952

一种双向充放电电路

一种双向充放电电路

技术领域

背景技术

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：