[发明专利]一种带平衡桥臂的双电源供电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种双电源供电系统，尤其涉及一种带平衡桥臂的双电源供电系统。

背景技术

在现有的双电源供电系统中，尤其是双电源输入的单电池整流系统中，正负母线的平衡问题一直是行业技术人员不得不考虑的问题；大部分相关系统为了控制成本和减小体积，在设计阶段就舍弃该项要求，即不做母线平衡的考虑，但是这样的话，对整机的性能及可靠性都会造成了一定影响，降低了其质量和稳定性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是需要提供一种成本低、体积小的双电源供电系统，并实现母线的平衡。

对此，本发明提供一种带平衡桥臂的双电源供电系统，包括：

用于实现交流供电的交流电源；

交流整流模块，所述交流整流模块通过开关SW1连接至交流电源，所述交流整流模块通过交流/直流的双向整流线路实现交流输入的整流和升压；

直流整流模块，所述直流整流模块与交流整流模块连接，所述直流整流模块通过双向的升压/降压线路实现电池的升压和充电； 

用于实现直流/交流逆变输出的逆变模块，所述逆变电路与直流整流模块连接；以及，

用于在直流供电时实现母线平衡的平衡模块，所述平衡模块通过开关SW2接地，所述平衡模块与交流整流模块实现线路复用。

其中，所述平衡模块与交流整流模块实现线路复用，所述线路复用即为平衡桥臂的复用，所述平衡桥臂通过相互串接的晶体管或场效应管，用于实现电桥的桥臂平衡，所述场效应管并联有分立二极管，所述分立二极管为分立功率器件，包括了半导体二极管；所述交流整流模块是一个交流/直流的双向整流线路，即通过平衡桥臂实现双向的交流变直流的整流线路，也称为双向的AC/DC整流线路；所述直流整流模块也称电池整流电路，通过电池实现直流供电，是一个双向的直流/直流线路，也称为双向的DC/DC线路，所述直流整流模块通过双向的升压/降压线路以实现电池的升压和充电；所述逆变模块用于实现直流/交流的逆变输出，并与直流整流模块连接，所述逆变模块可以采用直流/交流的半桥线路，即DC/AC的半桥式线路，能够通过半桥式逆变线路实现直流/交流的逆变输出；所述平衡模块通过与交流整流模块复用平衡桥臂，即平衡模块与交流整流模块实现线路复用，所述平衡模块通过开关SW2接地，也就是说，所述平衡模块与交流整流模块的线路复用只增加一个切换开关便实现了直流供电模式下的正负母线的平衡。

本发明通过线路复用，即平衡桥臂的复用进而实现双电源供电系统的正负母线平衡，使得成本非常低，体积小，非常适用于中大功率、高可靠性的双电源供电系统。

本发明的工作模式包括交流供电模式和直流供电模式，在交流供电模式下，交流整流模块为可双向流动的半桥线路，交流输入通过开关SW1、电感L1、晶体管/场效应管Q1以及晶体管/场效应管Q2实现交流的整流和升压，交流整流模块可双向流动保证了平衡电路实现的简便性，只需要增加一个开关SW2即可实现正负母线的平衡；所述直流整流模块为双向可流动的直流/直流线路，也为电池充电电路，通过母线给电池充电，交流输入时母线通过晶体管/场效应管Q3、晶体管/场效应管Q5、晶体管/场效应管Q6、电感L2、电感L3、开关SW3和开关SW5组成buck线路给电池充电，即降压线路给电池充电；逆变电路可以为半桥逆变线路。

在直流供电模式下，即电池供电模式下，直流整流线路通过晶体管/场效应管Q3、晶体管/场效应管Q5、晶体管/场效应管Q6、电感L2、电感L3、开关SW3和开关SW5组成boos线路给母线升压，即组成升压线路给母线升压；平衡模块通过平衡桥臂与交流输入时的交流整流线路实现线路复用，即复用电感L1、晶体管/场效应管Q1和晶体管/场效应管Q2，只需要通过开关SW1和开关SW2把输入端切换至中线，通过控制晶体管/场效应管Q1和晶体管/场效应管Q2的通断即可实现母线的平衡；逆变电路为半桥逆变线路。

与现有技术相比，本发明交流整流模块和平衡模块复用平衡桥臂，只需要通过增加一个切换开关便可实现线路的复用和正负母线的平衡，在不同模式时其控制方法和时序不同；所述不同模式为交流供电模式或直流供电模式，实现了双电源供电系统的正负母线的平衡，所述电池和交流电源交替保证双电源供电，体积小，成本低，并且能够保证双电源供电系统的性能及可靠性。本发明尤其适合于中大功率和可靠性要求高的双电源供电系统。