[发明专利]一种相控充电控制装置、动态电压恢复器及其控制方法

说明书

本发明公开一种相控充电控制装置、动态电压恢复器及其控制方法，涉及供电电路装置技术领域，包括：主控单元、切换开关单元和逆变器；主控单元连接切换开关单元和逆变器，设定充电需求电流和充电截止电压，并以此发送驱动指令至切换开关单元；切换开关单元包括三相可控硅组，根据驱动指令调节三相可控硅组的导通角，以将交流电源的输出电压转换为可控交流电压，再经逆变器反向并联续流二极管的被动整流，将可控交流电压转换为可控直流电压，从而调节充电电流，实现对储能单元的恒流充电，不需要增加充电单元等硬件装置，实时控制且安全高效，实现对动态电压恢复器超级电容的充电实时管理。

技术领域

本发明涉及供电电路装置技术领域，特别是涉及一种相控充电控制装置、动态电压恢复器及其控制方法。

背景技术

电压暂降已经成为目前影响供电品质的主要原因，动态电压恢复器（DynamicVoltage Regulator）是解决电压暂降的常用选择。动态电压恢复器主要由储能单元、逆变器、充电单元、切换开关、旁路开关组成。动态电压恢复器以超级电容作为储能单元，超级电容快速大功率放电特性给需要保护的装置提供快速可靠的保护，所以超级电容的充放电管理尤为重要。超级电容初始电压为零，则超级电容相当于短路状态，需要恒流充电或者限流的方式。

常见充电方式都是采用外置的充电单元给超级电容充电，无论采用开关电源技术的充电器进行恒流充电、还是采用整流方式的限流充电，都需要单独的充电回路进行充电，无论从可靠性、智能化都不能满足使用要求，同时需要增加装置的成本。

采用逆变器反向并联续流二极管的被动整流方式，需要靠限流电阻进行限流充电，串联在系统中增加系统的损耗，充电电流受限流电阻的限制不能自动或者受控调节。

综上所述，已有的充电方式不能满足动态电压恢复器对超级电容快速且可控的充电管理需求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种相控充电控制装置、动态电压恢复器及其控制方法，通过控制切换开关单元中可控硅的导通角，将交流电源的输出电压转换为可控交流电压，再经过逆变器的被动整流，将可控交流电压转换为可控直流电压，实现对储能单元的恒流充电，不需要增加充电单元等硬件装置，实时控制且安全高效，实现对动态电压恢复器超级电容的充电实时管理。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种相控充电控制装置，包括：主控单元、切换开关单元和逆变器；

所述主控单元连接切换开关单元和逆变器，用于根据储能单元的充电需求设定充电需求电流和充电截止电压，并以此发送驱动指令至切换开关单元；

所述切换开关单元包括三相可控硅组，三相可控硅组的输入侧与交流电源连接，输出侧与逆变器的输入侧连接，逆变器的输出侧与储能单元连接；

所述切换开关单元用于根据驱动指令调节三相可控硅组的导通角，以将交流电源的输出电压转换为可控交流电压，再经逆变器反向并联续流二极管的被动整流，将可控交流电压转换为可控直流电压，从而调节充电电流，完成对储能单元的恒流充电。

作为可选择的实施方式，对三相可控硅组在0～360°内调节导通角，每相可控硅组包括两只反向并联的单向可控硅，每只单向可控硅均独立控制。

作为可选择的实施方式，所述逆变器包括三组并联的绝缘栅双极型晶体管组，每组绝缘栅双极型晶体管组包括两只串联的绝缘栅双极型晶体管，一相可控硅组连接一组绝缘栅双极型晶体管组。

作为可选择的实施方式，所述充电需求包括储能单元的容量和充电时间。

作为可选择的实施方式，所述主控单元获取储能单元的实时充电电流和实时充电电压，根据实时充电电流与充电需求电流的比较结果，发送反馈指令至切换开关单元，以实时调节三相可控硅组的导通角，构成闭环反馈调节，实现恒流充电，直至实时充电电压达到充电截止电压。