[发明专利]一种电拦鱼变频电源波形控制充电装置及充电方法

权利要求书

1.一种电拦鱼变频电源波形控制充电装置，其特征在于，包括变频电源、整流滤波模块、波形采集模块、开关隔离驱动模块、开关模块、充电保护检测模块、控制器、电感模块、电容储能模块、电压采集模块和电源模块；

所述控制器分别与波形采集模块、开关隔离驱动模块、充电保护检测模块、电压采集模块以及电源模块相连；变频电源接入市电后分别与整流滤波模块和电源模块相连；整流滤波模块分别与开关模块和波形采集模块相连；开关模块分别与充电保护检测模块和开关隔离驱动模块相连；充电保护检测模块与电感模块相连，电感模块与电容储能模块相连。

2.根据权利要求1所述电拦鱼变频电源波形控制充电装置，其特征在于：所述变频电源为交流单相2KW变频电源，电源固定输出频率为1KHz,电压输出固定为300V。

3.根据权利要求1所述电拦鱼变频电源波形控制充电装置，其特征在于：所述开关隔离驱动模块包括驱动电路、光耦隔离电路和栅极驱动器集成电路，控制器引脚送出的开关信号，先经驱动电路连接光耦隔离电路，再经栅极驱动器集成电路放大连接开关模块的栅极，以驱动开关模块的打开或关断。

4.根据权利要求1所述电拦鱼变频电源波形控制充电装置，其特征在于：所述充电保护检测模块包括电流采样取样电路、隔离放大电路和比较放大电路，电流采样取样电路是一个取样电阻，串联在开关模块与电感模块之间，取样电阻两端接到比较放大电路中，比较放大电路采用LM324，LM324是带有差动输入的四运算放大器，LM324的输出引脚接到控制器的中断引脚，当开关充电电路中电流大于设定值时，控制器产生中断，在中断服务程序中关断开关。

5.根据权利要求1所述电拦鱼变频电源波形控制充电装置，其特征在于：所述波形采集模块包括电压取样电路、隔离放大电路、轨到轨放大电路和A/D转换电路，电压取样电路，为两电阻串联，从中间取电压，隔离放大电路采用PC817集成电路，轨到轨放大电路采用AD8601放大器，PC817的输出端接轨到轨放大电路进行放大，PC817集成电路为线性光藕，能完全隔离上下级电路，AD8601放大器为精密CMOS单电源轨到轨输入/输出宽带运算放大器；经AD8601放大器放大的采集电压送到A/D转换电路，A/D转换电路采用控制器内部的A/D转换。

6.根据权利要求1所述电拦鱼变频电源波形控制充电装置，其特征在于：所述开关电路模块采用N沟道场效应管FDL100N50F，母线电压500V，电流100A。

7.根据权利要求1所述电拦鱼变频电源波形控制充电装置，其特征在于：所述电感模块采用自绕大电感，大电感两端并列续流二极管。

8.根据权利要求1所述电拦鱼变频电源波形控制充电装置，其特征在于：所述电容储能模块由多个大容量的电容器并联组成，储存电能。

9.根据权利要求1所述电拦鱼变频电源波形控制充电装置，其特征在于：所述控制器采用单片机微控制器。

10.根据权利要求1所述电拦鱼变频电源波形控制充电装置，其特征在于：该装置的充电方法包括以下步骤：

①220V的市电先输入到变频电源进行频率和电压的变换，再通过整流滤波模块变成全为正的脉动波形，通过波形采集模块，波形采集模块对整流滤波后的的波形进行电压采集，并送到控制器，电压采集模块对电容储能模块进行电压采集，并送入到控制器；

②波形识别，判断出波形第一波底，第二波底，第一波顶，第二波顶，第一上升沿，第二下降沿，第二上升沿，第二下降沿；波形识别方法：当波形电压接近于0时，为第一波底；当达到第一波底，波形电压上升，为第一上升沿；当波形电压接近输出电压的最高值，为第一波顶；当波形电压下降时，为第一下降沿；当波形电压下降到一定值时，为第二波底；当波形电压再次上升时，为第二上升沿；当波形电压接近输出电压的最高值，为第二波顶；当波形电压下降时，为第二下降沿，以后再依次类推；

③在控制器的作用下，通过开关隔离驱动模块，驱动开关模块打开，脉动电流通过电感模块对电容储能模块进行充电，同时充电保护检测模块实时检测充电电流；

控制器在第一下降沿或第二下降沿打开开关模块，打开时充电电路电流为零，打开后波形电压下降，充电电流渐渐变小，直到为零，再关断开关模块，实现开关模块的软关断。