CN102593895A - 可在两种模式下工作的蓄电池放电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可在两种模式下工作的蓄电池放电装置，包括依次相连的蓄电池、直流断路器、直流侧电感、直流侧电容、由绝缘栅双极型晶体管(IGBT)组成的逆变桥、逆变桥侧电感、电网侧电感、交流侧电容、电容投切开关一和电容投切开关二、电网或负载，以及用于控制的电压电流检测环节、数字信号处理单元、驱动与保护电路。本发明可在两种模式下工作的蓄电池放电装置能在两种模式：电压源模式和电流源模式下工作，并且都表现出优异的性能。
Description
所属技术领域
本发明属于电力电子设备领域，涉及一种蓄电池放电装置，具体涉及一种可在两种模式下工作的蓄电池放电装置。
背景技术
蓄电池作为一种可靠的化学能源，被广泛应用在电力***、交通运输以及各种便携式电子产品中。尤其在国防、通信及金融等重要部门，蓄电池作为***的后备电源，是***中的关键部件之一。因此蓄电池的实际容量是否正常非常重要，为此必需定期对蓄电池做充放电保养。
传统的蓄电池放电装置主要有两类，一类为能量消耗型，其中包括直接使用阻性元件作为放电负载或者使用直流-交流电压源型逆变电路将蓄电池中的能量释放给负载；第二类为能量回馈型，使用直流-交流电流源型逆变电路将蓄电池中的能量回馈到电网中。第一类放电方法中：如直接使用阻性元件，这将蓄电池能量完全转化为热量，该方法没有充分利用能量；如果使用直流-交流电压源型逆变电路对蓄电池放电，这能提供良好的交流电源，能带多种负载，可以多种方式使用能量，但是无法将能量回馈至电网。第二类使用直流-交流电流源型逆变电路，在放电时能量几乎全部回馈，但是将其作为直流-交流电压源型逆变电路放电时，由于直流-交流电流源型逆变电路的网侧电感存在电压降落，无法作为性能优异的交流电源。
发明内容
本发明针对上述缺陷，目的在于提供一种使用直流-交流逆变电路的既能作为性能优异电压源型也能作为性能优异电流源型放电，可在上述两种模式下工作的蓄电池放电装置。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是，可在两种模式下工作的蓄电池放电装置，包括依次相连的直流断路器、直流侧电感、直流侧电容、由绝缘栅双极型晶体管(IGBT)组成的逆变桥、逆变桥侧电感、电网侧电感、交流侧电容、电容投切开关一和电容投切开关二，以及用于控制的电压电流检测环节、数字信号处理单元和驱动与保护电路。
数字信号处理单元采用美国德州仪器公司的微处理器以及美国Altera公司的可编程门阵列控制器件。
本发明采用蓄电池与直流侧电感和直流侧电容相连，连接IGBT组成的逆变桥，逆变桥输出连接逆变桥侧电感，逆变桥侧电感直接连接电网侧电感，交流侧电容利用电容投切开关一和电容投切开关二与逆变桥侧电感和电网侧电感相连。电容投切开关一和电容投切开关二有两种组合方式：方式1，电容投切开关一合上并且电容投切开关二断开；方式2，电容投切开关一断开并且电容投切开关二合上。利用电容投切开关这两种组合方式，实现可在两种模式下工作的蓄电池放电装置，即：方式1，性能优异的电流源型放电装置和方式2，性能优异的电压源型放电装置。该可在两种模式下工作的蓄电池放电装置克服了单纯使用直流-交流电压源型放电电路无法将能量回馈至电网，也克服了单纯使用直流-交流电流源型放电电路虽然能作为性能优异的电流源，但是由于网侧电感存在电压降落，而不能作为性能良好的直流-交流电压源型电压源的缺点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明可在两种模式下工作的蓄电池放电装置进一步说明。
图1是本发明可在两种模式下工作的蓄电池放电装置的结构示意图。
图中1.蓄电池，2.直流断路器，3.直流侧电感，4.直流侧电容，5.逆变桥，6.逆变桥侧电感，7.电网侧电感，8.交流侧电容，9.电容投切开关一，10.电容投切开关二，11.三相交流接触器，12.电压电流检测环节，13.数字信号处理单元，14.驱动与保护电路，15.电网或负载。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明可在两种模式下工作的蓄电池放电装置进行详细说明。
本发明可在两种模式下工作的蓄电池放电装置，如图1所示，包括依次相连的直流侧电感3、直流侧电容4、逆变桥5、逆变桥侧电感6、电网侧电感7、交流侧电容8、电容投切开关一9、电容投切开关二10，以及用于控制的电压电流检测环节12、数字信号处理单元13、驱动与保护电路14。
数字信号处理单元采用美国德州仪器公司的微处理器和美国Altera公司的可编程门阵列控制器件。
在图1中如果电容投切开关一9闭合并且电容投切开关二10断开，逆变侧电感6、电网侧电感7和交流侧电容8组成一个LCL(电感-电容-电感)滤波器。逆变器输出端接上该LCL滤波器，LCL滤波器的输出接入电网，这构成一个直流-交流电流源型放电电路，组合用以控制的电压电流检测环节12、数字处理单元13、驱动保护电路14，即可构成一个性能优异的电流源型放电装置。
在图1中如果电容投切开关一9断开并且电容投切开关二10闭合，逆变侧电感6、电网侧电感7和交流侧电容8组成一个LC(电感-电容)滤波器。逆变器输出端接上该LC滤波器，LC滤波器的输出接上负载，这构成一个直流-交流电压源型放电电路，组合用以控制的电压电流检测环节12、数字处理单元13、驱动保护电路14，即可构成一个性能优异的电压源型放电装置。
本发明可在两种模式下工作的蓄电池放电装置通过对电容投切开关一9和电容投切开关二10的控制，可得到两种电路拓扑，分别对应两种放电电路。通过这两种放电电路，该可在两种模式下工作的蓄电池放电装置克服了能量消耗型放电装置无法将蓄电池存储的能量回馈至电网的缺点，同时克服了能量回馈型蓄电池放电装置作为电压源型放电电源时由于电网侧电感存在的电压降落而无法作为性能优异的电压源的缺点。
Claims (3)
1.可在两种模式下工作的蓄电池放电装置，其特征在于，包括依次相连的蓄电池、直流断路器、直流侧电感、直流侧电容、由绝缘栅双极型晶体管(IGBT)组成的逆变桥、逆变桥侧电感、电网侧电感、交流侧电容、电容投切开关一、电容投切开关二、交流接触器，电压电流检测环节分别与直流侧电感、直流侧电容、电网侧电感、交流侧电容相连，由绝缘栅双极型晶体管(IGBT)组成的逆变桥和驱动与保护电路相连，电压电流检测环节和驱动与保护电路分别与数字信号处理单元相连。逆变桥可为三相逆变桥或单相逆变桥。
2.根据权利要求1所述的可在两种模式下工作的蓄电池放电装置，其特征是：由绝缘栅双极型晶体管(IGBT)组成的逆变桥的输出端有逆变桥侧电感、电网侧电感、交流侧电容、电容投切开关一、电容投切开关二，通过控制电容投切开关一闭合和电容投切开关二断开，或者电容投切开关一断开和电容投切开关二闭合，将逆变桥侧电感、电网侧电感、交流侧电容组合为LCL滤波器或LC滤波器。
3.根据权利要求1或2所述的可在两种模式下工作的蓄电池放电装置，其特征是所述的数字处理单元采用美国德州仪器公司的微处理器和美国Altera公司的可编程门阵列控制器件。
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|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2012
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