[发明专利]一种电流双向低压直流配电系统用主动控制式限流保护器及其工作方法

权利要求书

1.一种电流双向低压直流配电系统用主动控制式限流保护器，其特征在于，包括保护器模块，所述保护器模块包括推挽电路以及设置在推挽电路低压侧的稳压电容C1和设置在推挽电路高压侧的稳压电容C2，以及阴极对接的二极管D1和D3，以及阳极对接的二极管D2和D4，所述稳压电容C1通过电感L分别与开关管Q5和开关管Q6的集电极连接，所述稳压电容C2正极连接至二极管D1阳极，稳压电容C2负极连接至二极管D2的阴极，二极管D1的阴极与二极管D2的阳极连接作为保护器模块的第一连接端子A，二极管D3的阴极与二极管D4的阳极连接作为保护器模块的第二连接端子B。

2.根据权利要求1所述的一种电流双向低压直流配电系统用主动控制式限流保护器，其特征在于，所述开关管Q5发射极连接至变压器低压侧第一抽头正极，开关管Q6的发射极连接至变压器低压侧第二抽头负极；变压器高压侧两端连入由四个开关管组成的主动式整流桥中，整流桥由两个开关管Q1和开关管Q2将发射极与集电极相串联，再与另外的两个相同方法串联的开关管Q3和开关管Q4组成并联形式；其中开关管Q1与开关管Q3的集电极相连，再与高压侧输出电容C2正极连接，开关管Q2和开关管Q4的发射极相连，再与高压侧输出电容C的负极连接。

3.根据权利要求1所述的一种电流双向低压直流配电系统用主动控制式限流保护器，其特征在于，保护器由多个结构相同的保护器支路连接而成，每个保护器支路包括多个串联的保护器模块，所有支路之间串联或者并联。

4.根据权利要求2所述的一种电流双向低压直流配电系统用主动控制式限流保护器，其特征在于，所述开关管为IGBT。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种电流双向低压直流配电系统用主动控制式限流保护器的工作方法，其特征在于，限流器并联在直流输电网极线的换流器两端，稳压电容C1并联有直流电源，包括升压过程，在升压过程中，直流电源为低压侧V1作为输入端，稳压电容C2为高压侧V2作为输出端，升压过程包括以下步骤：

步骤一，开关管Q5和Q6开通，此时高压输出端V2由稳压电容C2供电进而保持电压恒定，开关管Q1、Q2、Q3和Q4断开；

步骤二，开关管Q5开通，开关管Q6断开，此时开关管Q1和Q4开通，开关管Q2和Q3断开，能量经变压器，由低压端流入高压端；

步骤三，开关管Q6开通，Q1、Q2、Q3和Q4断开，此时高压输出端V2由稳压电容C2供电进而保持电压恒定；

步骤四，开关管Q6开通，Q5断开，此时Q2和Q3开通，Q1和Q4断开，能量经变压器，由低压端流入高压端。

6.根据权利要求5所述的工作方法，其特征在于，在升压过程中，即直流电网短路，限流器输出反向电压，低压输入端V1的输入电压与高压输出端V2的输出电压之间的关系为：

其中，n为变压器变比，D为占空比。

7.根据权利要求5所述的工作方法，其特征在于，当直流电源为电池组时，还包括降压为电池组充电过程，此时，低压侧V1作为输出端，高压侧V2作为输入端，开关管Q1、Q4和Q6同时动作，开关管Q2、Q3和Q5同时动作；两组开关管动作互补且对称，设在一个周期中，开关管Q1、Q4和Q6的导通时间与周期的比为占空比为D，则低压输入端V1的输入电压与高压输出端V2的输出电压的关系为：

其中，n为变压器变比，D为占空比。

8.根据权利要求7所述的工作方法，其特征在于，在降压过程中，即直流电网正常工作，限流器对蓄电池充电，输入电压与输出电压之间关系为：

其中，n为变压器变比，D为占空比。