CN202586364U

CN202586364U - 能量双向流动的eps***

Info

Publication number: CN202586364U
Application number: CN 201220167992
Authority: CN
Inventors: 李国洪; 马祥洲; 郭皓
Original assignee: TIANJIN EASY-CONTROL TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: TIANJIN EASY-CONTROL TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date: 2012-04-19
Filing date: 2012-04-19
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2022-04-19

Abstract

本实用新型涉及一种能量双向流动的EPS***。包括功率主电路和控制电路。功率主电路包括功率全桥电路、直流侧电压电流检测电路、交流测电压电流检测电路、电网参量检测电路、工频变压器；所述控制电路是由DSP处理器为核心组成的数字控制***，主要包括电压、电流信号采样电路、驱动电路、人机接口电路、通信电路等组成。该***采用复用的功率全桥电路，硬件结构简单，且实现了能量的双向流动，可通过并网将电能回馈至电网，方便对蓄电池进行维护。

Description

能量双向流动的EPS***

技术领域：

本实用新型涉及一种EPS***，尤其是一种能量双向流动的EPS***。

背景技术：

电力***由于其本身的不确定性，随时具有断电的可能。对于一些特殊的设备（医疗器械、通信设备、应急指示灯）或某些特殊场合（如火车站、广场、大型楼宇等），一旦断电，有可能带来巨大损失或酿成严重事故，EPS作为备用电源，很好的解决了这个问题。

EPS技术是随着电力电子技术和计算机控制***的发展起来的，以蓄电池作为储能设备，电网正常情况下，电网对蓄电池充电或涓补充蓄电池本身漏电，当EPS***检测到电网电压不正常时，切换到EPS逆变供电状态，蓄电池电能经逆变器转换为工频交流电，对负载应急供电。

传统的EPS装置充放电采用充电器和逆变器两个能量转换链路，硬件结构复杂且能量不能双向流动，不具备并网能力。

本文涉及能量可双向流动EPS***采用复用的功率全桥电路，简化了硬件结构，提高了元件的利用率。逆变器可以工作在无源和有源两种状态，实现了能量的双向流动。当电网电压正常时，电网接通过功率全桥整流为电池充电，电网电压不正常时，蓄电池也通过该功率全桥无源逆变为负载供电。该***还可以通过有源逆变，将蓄电池中的电能回馈至电网，可以对电池容量等参量进行检测，方便维护。有源逆变也是光电、风电等新能量发光装置中的主要组成部分，本***为可直接加入风电装置和光电装置，组成混合供电***。

实用新型内容：

本实用新型提供了一种新的EPS***，采用单一的功率复用电路，实现了能量的双向流动，可以通过将蓄电池中的电能回馈到电网检测电池的容量等参量。能量双向流动的特性可以将临时不用的电能回馈到电网，故可加入风机、太阳能电池等新的能量来源，与EPS***组成混合供电***。

本实用新型解决所述问题采用的技术方案是：

一种能量双向流动的EPS***，其特征在于：有功率主电路和控制电路；所述功率主电路由电网连接工频变压器，工频变压器连接功率全桥电路，功率全桥电路连接蓄电池组；蓄电池组连接直流侧电压电流检测电路，交流测连接互感器的电压电流检测电路；所述控制电路是由DSP处理器为核心组成的数字控制***，DSP处理器连接直流侧电压电流检测电路、隔离驱动电路、互感器的电压电流检测电路、通信电路及键盘、显示人机接口电路；所述DSP处理器通过隔离驱动电路与功率全桥电路连接，通过AD采样模块、电压电流检测电路与功率全桥电路连接。

所述DSP处理器芯片采用飞思卡尔公司生产的MC56F8346芯片。

所述驱动电路由集成驱动芯片IR2130及其***电路组成，该芯片是MOSFET专用的集成驱动电路。

所述直流测电压电流采样电路采用简单的大电阻分压、小电流分流的方式，交流测电压电流检测电路、电网参量检测电路采用交流互感器或霍尔元件。

所述的远程通信接口采用CAN和RS485接口实现。

上述技术方案采用复用功率电路的方法是：电网供电正常情况下，控制电路通过SPWM整流，将电网电压转换为拟合蓄电池充电要求的恒流、恒压或涓流直流电，为蓄电池充电。当控制***检测到电网供电不正常时，控制电路控制断路开关，将***切换到蓄电池逆变供电模式，为负载供电。因电池维护需要对电池进行容量、性能等进行检测，可手动或自动调至有源逆变放电模式，将蓄电池存储电能通过逆变器，转换为与电网同频同相等压的交流电回馈至电网，同时，控制电路对电池参量进行采集，以获得电池参数。

本实用新型的有益效果是：本***采用充放电复用的功率电路，简单化硬件设备，提高了***的可靠性并减小了设备体积，提高了元件的利用率。该***能量的双向流动，电能的回流可以实现对电池参量的定期检测，方便维护。其有源逆变功能可以使***方便以增加如风电、光电等非稳定性电能来源，组成复合供电***。采用由DSP组成的数字控制***，实现功率全桥的复用，在不增加硬件复杂度的基础上，实现能量的双向流动。

附图说明：

图1是本实用新型的功率主电路结构示意框图。

图2 是本实用新型的***结构框图示意图。

具体实施方式：

以下结合较佳实施例，对本实用新型作进一步说明。

参见图2，一种能量双向流动的EPS***，由功率主电路和控制电路组成。功率主电路如图1所示，包括功率全桥电路、直流侧电压电流检测电路、交流测电压电流检测电路、电网参量检测电路、工频变压器；控制电路是由DSP处理器为核心组成的数字控制***，主要包括电压、电流信号采样电路、驱动电路、人机接口电路、通信电路。

所述DSP处理器芯片采用MC56F8346，是控制电路的核心器件，负责所有信号的采集和运算、控制算法的实现、控制信号的生成以及通信和人机接口的实现。来自电池、功率电路直流侧、功率电路交流侧和电网的各参量信号经过由运算放大器组成的信号调整电路后，与DSP的AD转换模块连接，进行AD采样。DSP输出的PWM信号经过驱动电路与桥臂连接，实现控制功能。

所述驱动电路由集成驱动芯片IR2130及其***电路组成，由两片芯片分别驱动功率全桥的两个桥臂。

所述直流测电压电流采样电路采用简单的大电阻分压、小电流分流的方式，交流测电压电流检测电路及电网参量检测电路采用交流互感器实现。交、直流侧电压电流检测主要是为了对能量双向流动进行控制，电网参量检测在电压电流的基础上，还要检测电网相位和频率（通过DSP计算实现），以实现有源逆变，将电能回馈电网。

所述的通信接口采用CAN和RS485接口实现，负责与上位机进行通信，以通过计算机对***进行控制和调整。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的结构作任何形式上的限制。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型的技术方案范围。

本能量双向流动的EPS***，包括功率主电路和控制电路。功率主电路主要由功率全桥电路、直流侧电压电流检测电路、交流测电压电流检测电路、电网参量检测电路、工频变压器等组成，所述控制电路是由DSP处理器为核心组成的数字控制***，主要由电压、电流信号采样电路、隔离驱动电路、远程通信电路及键盘、显示等人机接口电路组成。所述DSP处理器经驱动和隔离电路与功率全桥电路连接，经AD采样模块、电压电流检测电路与功率全桥电路连接。

更进一步，所述DSP处理器芯片采用飞思卡尔公司生产的MC56F8346芯片，该芯片片上外设丰富，具有内置AD转换模块和PWM输出模块，该芯片尤其适用于复杂工作环境下的电力电子设备的控制；所述驱动电路由集成驱动芯片IR2130及其***电路组成，两片芯片分别驱动功率全桥的两个桥臂；所述直流测电压电流采样电路采用简单的大电阻分压、小电流分流的方式，交流测电压电流检测电路采用交流互感器；所述的通信接口采用CAN和RS485接口实现。

Claims

1.一种能量双向流动的EPS***，其特征在于：有功率主电路和控制电路；所述功率主电路由电网连接工频变压器，工频变压器连接功率全桥电路，功率全桥电路连接蓄电池组；蓄电池组连接直流侧电压电流检测电路，交流侧连接互感器的电压电流检测电路；所述控制电路是由DSP处理器为核心组成的数字控制***，DSP处理器连接直流侧电压电流检测电路、隔离驱动电路、互感器的电压电流检测电路、通信电路及键盘、显示人机接口电路；所述DSP处理器通过隔离驱动电路与功率全桥电路连接，通过AD采样模块、电压电流检测电路与功率全桥电路连接。

2.根据权利要求1 所述的能量双向流动的EPS***，其特征在于：所述DSP处理器芯片采用飞思卡尔公司生产的MC56F8346芯片。

3.根据权利要求1所述的能量双向流动的EPS***，其特征在于，所述驱动电路由集成驱动芯片IR2130及其***电路组成，该芯片是MOSFET专用的集成驱动电路。

4.根据权利要求1所述的能量双向流动的EPS***，其特征在于：所述直流测电压电流采样电路采用简单的大电阻分压、小电流分流的方式，交流测电压电流检测电路、电网参量检测电路采用交流互感器或霍尔元件。

5.根据权利要求1所述的能量双向流动的EPS***，其特征在于：所述的远程通信接口采用CAN和RS485接口实现。