[实用新型]大型充放电组合斩波恒压不间断直流电源装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是采用斩波器的大型直流不间断电源装置，还涉及大型UPS中间直流环节的稳压电源装置。

背景技术

发电厂、变电所内必须设置直流不间断电源装置，又称直流屏，还包括大型UPS的中间直流环节的稳压电源装置，在外部供电中断时，依靠蓄电池组放电来维持为直流母线供电。蓄电池充放电部分是直流不间断电源装置中为蓄电池组充放电、为直流母线提供稳定直流供电的核心部分。充放电部分可由多种技术手段实现，采用斩波技术是其中的一种。当遇外部供电系统供电中断时，蓄电池组电压若高于所要求的输出电压值时，可由降压斩波器或降压二极管堆降压，将输出电压值稳定在直流母线所要求的电压值范围，但若蓄电池组电压低于所要求的直流母线电压值时，或随着蓄电池组放电供电时间的延长，蓄电池组为直流母线供电不足的状况加剧时，供电指标越来越差，影响供电的稳定性和工作的可靠性。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种需由备用蓄电池输出供电时能够提供一恒定供电电压值的大型充放电组合斩波恒压不间断直流电源装置。本实用新型提供的大型充放电组合斩波恒压不间断直流电源装置技术方案，其主要技术内容是：一种大型充放电组合斩波恒压不间断直流电源装置，连接供电线路的输入端与直流母线供电连接端之间连接有BUCK降压斩波电路，供电线路的输入端并联有蓄电池充放电调压电路，所述的蓄电池充放电调压电路为BUCK型/BOOST型降压/升压斩波电路，BUCK型/BOOST型降压/升压斩波电路的另一端口连接有蓄电池组。

本实用新型提供的大型充放电组合斩波恒压不间断直流电源装置，在供电线路供是中断时，蓄电池组的输出电压无论是高于或者是低于直流母线所需电压值，都能为直流母线提供一恒定工作供电电压，保证了供电的稳定性和可靠性，提高了供电质量。

附图说明

图1和图2分别为本大型充放电组合斩波恒压不间断直流电源装置的电路原理总图和电路原理框图。

具体实施方式

本大型充放电组合斩波恒压不间断直流电源装置，其连接供电线路的输入端+U与直流母线供电连接端+V1之间连接有BUCK降压斩波电路DC1，该BUCK降压斩波电路是由斩波管VT1、快恢复续流二极管D1、储能电感L1和滤波电容C1连接构成的典型降压斩波电路，连接供电线路的输入端+U并联有蓄电池充放电调压电路，所述的蓄电池充放电调压电路为BUCK/BOOST降压/升压斩波电路DC2，该BUCK/BOOST降压/升压斩波电路DC2的另一端口+V2连接蓄电池组BAT，与供电线路连接的一端既是供电线路电路正向流向蓄电池组的降压斩波电路的输入端，也是供电线路中断后，蓄电池组电流逆向流向直线母线方向的升压斩波电路的输出端。BUCK/BOOST降压/升压斩波电路可以采用如附图结构的电流可逆斩波电路，它由两斩波管VT2、VT3、分别并联于两斩波管的快恢复续流二极管D2、D3以及储能电感L2和滤波电容C2连接构成，其中的斩波管VT2、快恢复续流二极管D3、储能电感L2和滤波电路C2构成BUCK型降压斩波电路，斩波管VT3、快恢复续流二极管D2、储能电感L2和滤波电路C2构成了BOOST升压斩波电路。所述的斩波管或工作于较为典型的PWM状态，或工作于调频调压工作状态。BUCK型降压斩波电路DC1和BUCK/BOOST降压/升压斩波电路DC2本身均为经典的开关电源电路，其元器件的选择、计算均可按照传统方法进行。

本实用新型的工作实现过程是：

外部供电线路正常供电时，供电线路输入电压+U高于直流母线所需电压值，BUCK降压斩波电路DC1的斩波器VT1的斩波控制端的控制电路产生所需的脉宽调制信号，将供电电压降低稳定在直流母线所需电压值，稳定供电工作；若控制电路检测到供电电压+U高于蓄电池组BAT电压时，BUCK/BOOST降压/升压斩波电路DC2则工作于降压模式，斩波管VT2的斩波控制端的控制电路产生所需的肪宽调制信号，同时在斩波管VT3的控制端产生使斩波管VT3截止的关断信号，蓄电池充放电调压电路工作于BUCK降压模式，将供电电压+U降低蓄充蓄电池组。当外部供电中断后，需由蓄电池组BAT作备用电源，为直流母线提供工作电源时，当蓄电池组电压高于或等于直流母线所需电压值与L2、D2、L1、VT1的导通压降和时，斩波管VT2、VT3均被截止，BUCK/BOOST降压/升压斩波电路DC2不工作，蓄电池组电压经储能电感L2、二极管D2，为降压斩波电路DC1提供输入电压，斩波器VT1的斩波控制端的控制电路产生所需的脉宽调制信号，将供电电压降低稳定在直流母线所需电压值，稳定不间断供电工作；当蓄电池组电压低于直流母线所需电压值与储能电感L2、二极管D2、储能电感L1、斩波管VT1的导通压降和时，斩波器VT1的斩波控制端接收控制电路的恒导通信号，BUCK降压斩波电路DC1工作于恒导通状态，此时输出电压+V1与输入端电压+U仅相差VT1饱和导通压降、储能电感L1导通压降，一般仅2～3V，斩波管VT3的控制端的控制电路产生所需的脉宽调制信号，同时在斩波管VT2的控制端产生关断信号禁止斩波管VT2工作，BUCK/BOOST降压/升压斩波电路DC2工作于反向BOOST升压模式，将蓄电池组电压升高，稳压于直流母线所需电压值为直流母线供电。控制电路CTRL作为斩波电路的一部分，不断检测输入端电压+U、直流母线电压+V1和蓄电池组电路+V2，根据各电压值的各种情况按上述工作过程产生符合上述要求的各斩波管所需的脉宽调制信号、关断信号、恒导通信号及各半导体开关元件动作顺序和动作组合的控制逻辑，它由现有电路或CPU芯片等就可以直接组构，所以在此对斩波器控制部分不再赘述。