一種交直流復用的電路制造技術

本發明專利技術涉及一種單相交直流復用輸出電路，通過控制各開關的閉合與斷開，所述電路等效為單相全橋逆變電路、單路雙向DC?DC電路，分別實現單相交流輸出功能以及單相直流降壓輸出功能。還涉及一種三相交直流復用輸出電路，通過控制各開關的閉合與斷開，所述電路等效為三相橋式逆變電路、雙向DC?DC電路(三路、兩路和單路)，分別實現三相交流輸出和直流降壓輸出的功能。此外，將各輸出端子看做輸入，所述電路可作為兼具有交流輸入功能和直流輸入升壓的電源電路。本發明專利技術將交流、直流兩種供電形式合二為一，減少電源體積和重量接近一半，成本減少接近一半，可實現高性價比的交直流輸出和輸入，對電源輸出和輸入具有很好的兼容性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及電力系統運行與控制
，尤其涉及一種交直流復用的電路。
技術介紹
電力電子技術、信息技術以及變頻技術的應用，使得城市配電網中諸如電動汽車、信息設備、半導體照明系統等的直流負荷日益增多。很多現有用電設備如電腦、電視機以及電子通信設備等本質為直流負荷，需通過配置電源適配器進行交流供電，不僅造成了能量損耗，也增加了設備制造成本。此外，柴油發電機、風力發電機等電能輸出形式為交流，而光伏、燃料發電等分布式電源的電能輸出形式為直流。在傳統交流供配電系統中，對負荷的供電需經過多重轉換，造成了大量轉換損耗，同時也增加了系統結構和控制的復雜性。直流供電由于不存在頻率、相位和無功功率控制等問題，可方便接入直流性質的負荷和分布式電源，與交流供電相比，效率得到了提升。但是，仍需多重AC/DC、DC/AC功率轉換才能實現交流分布式電源的并網和對交流負荷的供電，不僅造成了額外的能量損耗，同時也增加了設備復雜性和制造成本。考慮分布式電源的發電特性和負荷發展，結合交流供電和直流供電各自優點的交直流供電方式開始受到國內外的重視。目前提出的交直流混合供電系統中交、直流母線共存，交、直流分布式電源和負荷分別連接于交、直流母線，系統通過交流母線并網，在對交、直流側分別進行控制時，還需考慮交、直流側之間的功率平衡關系，系統結構和控制復雜。
技術實現思路
鑒于上述的分析，本專利技術旨在提供一種交直流復用的電路，用以解決現有技術中的缺陷。本專利技術的目的主要是通過以下技術方案實現的：一種單相交直流復用輸出電路，包括直流電源E、半導體功率開關S1、半導體功率開關S2、半導體功率開關S3、半導體功率開關S4、續流二極管D1、續流二極管D2、續流二極管D3、續流二極管D4、濾波電感L1、濾波電容C1、濾波電容C2、開關K1、開關K2、開關K3、電流傳感器CT1、電壓傳感器VT1和輸出端子L、N；所述半導體功率開關S1和續流二極管D1之間、半導體功率開關S2和續流二極管D2之間、半導體功率開關S3和續流二極管D3之間、半導體功率開關S4和續流二極管D4之間分別反向并接，組成橋臂1、橋臂2、橋臂3、橋臂4；所述橋臂1和橋臂2相連，與直流電源E并接，所述橋臂3和橋臂4相連，與直流電源E并接；所述橋臂1負端連接有濾波電感L1和電流傳感器CT1至輸出端子L；所述橋臂3負端連接有開關K3至輸出端子N；所述直流電源E負端連接有開關K1至輸出端子N；所述濾波電容C1和電壓傳感器VT1分別并接于輸出端子L和輸出端子N之間；所述開關K2與濾波電容C2相連并接于濾波電容C1兩端。當所述開關K1斷開，開關K3閉合，電路等效為單相全橋逆變電路，實現單相交流輸出功能；當所述開關K1閉合，開關K3斷開，電路等效為單路雙向DC-DC電路，實現單相直流降壓輸出功能。當所述電路等效為單路雙向DC-DC電路時，若輸出濾波電容容量不夠，則閉合所述開關K2，增大輸出電容，起到濾波和穩壓的作用。將所述輸出端子L、輸出端子N看做輸入，所述電路可作為兼具有單相交流輸入功能和直流輸入升壓的電源電路。所述電路通過控制器控制開關K1、開關K2和開關K3的閉合和斷開，并通過控制器采集電流傳感器CT1、電壓傳感器VT1、開關K1、開關K2和開關K3狀態等信號，經過運算處理，向半導體功率開關S1、半導體功率開關S2、半導體功率開關S3和半導體功率開關S4發出驅動信號。一種三相交直流復用輸出電路，包括直流電源E、半導體功率開關S1、半導體功率開關S2、半導體功率開關S3、半導體功率開關S4、半導體功率開關S5、半導體功率開關S6、續流二極管D1、續流二極管D2、續流二極管D3、續流二極管D4、續流二極管D5、續流二極管D6、濾波電感L1、濾波電感L2、濾波電感L3、濾波電容C1、濾波電容C2、濾波電容C3、濾波電容C4、開關K1、開關K2、開關K3、開關K4、電流傳感器CT1、電流傳感器CT2、電流傳感器CT3、電壓傳感器VT1、電壓傳感器VT2、電壓傳感器VT3和輸出端子U、輸出端子V、輸出端子W、輸出端子N。所述半導體功率開關S1和續流二極管D1之間、半導體功率開關S2和續流二極管D2之間、半導體功率開關S3和續流二極管D3之間、半導體功率開關S4和續流二極管D4之間、半導體功率開關S5和續流二極管D5之間、半導體功率開關S6和續流二極管D6之間分別反向并接，組成橋臂1、橋臂2、橋臂3、橋臂4、橋臂5、橋臂6；所述橋臂1和橋臂2相連，與直流電源E并接，所述橋臂3和橋臂4相連，與直流電源E并接，所述橋臂5和橋臂6相連，與直流電源E并接；所述橋臂1負端連接有濾波電感L1和電流傳感器CT1至輸出端子U；所述橋臂3負端連接有濾波電感L2和電流傳感器CT2至輸出端子V；所述橋臂5負端連接有濾波電感L3和電流傳感器CT3至輸出端子W；所述濾波電容C1和電壓傳感器VT1分別并接于輸出端子U和輸出端子N之間；所述濾波電容C2和電壓傳感器VT2分別并接于輸出端子V和輸出端子N之間；所述濾波電容C3和電壓傳感器VT3分別并接于輸出端子W和輸出端子N之間；所述直流電源E負端連接有開關K1至輸出端子N；所述開關K2并接于輸出端子U和輸出端子V兩端；所述開關K3并接于輸出端子V和輸出端子W兩端；所述開關K4并接于輸出端子W和濾波電容C4正端。當開關K1～K4全部斷開時，所述電路等效為三相橋式逆變電路，實現三相交流輸出功能；當所述開關K1閉合，開關K2、開關K3斷開時，所述電路等效為三路雙向DC-DC電路，實現直流降壓輸出功能；當所述開關K1、開關K2閉合，開關K3斷開時，或開關K1、開關K3閉合，開關K2斷開時，所述電路等效為兩路雙向DC-DC電路，實現直流降壓輸出功能；當所述開關K1～K3全部閉合，所述電路等效為單路雙向DC-DC電路，實現直流降壓輸出功能。當所述電路等效為單路雙向DC-DC電路時，若輸出濾波電容容量不夠，則閉合所述開關K4，增大輸出電容，起到濾波和穩壓的作用。將所述輸出端子U、輸出端子V、輸出端子W、輸出端子N看做輸入，所述電路亦可以作為兼具有三相交流輸入功能和三路直流輸入升壓的電源電路。所述電路通過控制器控制開關K1、開關K2、開關K3和開關K4的閉合與斷開，以及通過控制器采集電流傳感器CT1、電流傳感器CT2、電流傳感器CT3、電壓傳感器VT1、電壓傳感器VT2、電壓傳感器VT3、開關K1、開關K2、開關K3和開關K4狀態等信號，經過運算處理，向半導體功率開關S1、半導體功率開關S2、半導體功率開關S3、半導體功率開關S4、半導體功率開關S5和半導體功率開關S6發出驅動信號。本專利技術有益效果如下：本專利技術通過添加輔助電路實現不同功能的電源輸出和輸入，將交流、直流兩種供電形式合二為一，減少電源體積和重量接近一半，成本減少接近一半，可實現高性價比的交直流輸出和輸入，可用于車載多功能電源、多功能調試電源等多種場合，對電源輸出和輸入具有很好的兼容性。本專利技術的其他特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分的從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本專利技術而了解。本專利技術的目的和其他優點可通過在所寫的說明書、權利要求書、以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。附圖說明附圖僅用于示出具體實施例的目的，而并不認為是本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種單相交直流復用輸出電路，其特征在于，包括直流電源E、半導體功率開關S1、半導體功率開關S2、半導體功率開關S3、半導體功率開關S4、續流二極管D1、續流二極管D2、續流二極管D3、續流二極管D4、濾波電感L1、濾波電容C1、濾波電容C2、開關K1、開關K2、開關K3、電流傳感器CT1、電壓傳感器VT1和輸出端子L、N；所述半導體功率開關S1和續流二極管D1之間、半導體功率開關S2和續流二極管D2之間、半導體功率開關S3和續流二極管D3之間、半導體功率開關S4和續流二極管D4之間分別反向并接，組成橋臂1、橋臂2、橋臂3、橋臂4；所述橋臂1和橋臂2相連，與直流電源E并接，所述橋臂3和橋臂4相連，與直流電源E并接；所述橋臂1負端連接有濾波電感L1和電流傳感器CT1至輸出端子L；所述橋臂3負端連接有開關K3至輸出端子N；所述直流電源E負端連接有開關K1至輸出端子N；所述濾波電容C1和電壓傳感器VT1分別并接于輸出端子L和輸出端子N之間；所述開關K2與濾波電容C2相連并接于濾波電容C1兩端。

【技術特征摘要】
1.一種單相交直流復用輸出電路，其特征在于，包括直流電源E、半導體功率開關S1、半導體功率開關S2、半導體功率開關S3、半導體功率開關S4、續流二極管D1、續流二極管D2、續流二極管D3、續流二極管D4、濾波電感L1、濾波電容C1、濾波電容C2、開關K1、開關K2、開關K3、電流傳感器CT1、電壓傳感器VT1和輸出端子L、N；所述半導體功率開關S1和續流二極管D1之間、半導體功率開關S2和續流二極管D2之間、半導體功率開關S3和續流二極管D3之間、半導體功率開關S4和續流二極管D4之間分別反向并接，組成橋臂1、橋臂2、橋臂3、橋臂4；所述橋臂1和橋臂2相連，與直流電源E并接，所述橋臂3和橋臂4相連，與直流電源E并接；所述橋臂1負端連接有濾波電感L1和電流傳感器CT1至輸出端子L；所述橋臂3負端連接有開關K3至輸出端子N；所述直流電源E負端連接有開關K1至輸出端子N；所述濾波電容C1和電壓傳感器VT1分別并接于輸出端子L和輸出端子N之間；所述開關K2與濾波電容C2相連并接于濾波電容C1兩端。2.根據權利要求1所述的單相交直流復用輸出電路，其特征在于，當所述開關K1斷開，開關K3閉合，電路等效為單相全橋逆變電路，實現單相交流輸出功能；當所述開關K1閉合，開關K3斷開，電路等效為單路雙向DC-DC電路，實現單相直流降壓輸出功能。3.根據權利要求2所述的單相交直流復用輸出電路，其特征在于，當所述電路等效為單路雙向DC-DC電路時，若輸出濾波電容容量不夠，則閉合所述開關K2，增大輸出電容，起到濾波和穩壓的作用。4.根據權利要求1所述的單相交直流復用輸出電路，其特征在于，將所述輸出端子L、輸出端子N看做輸入，所述電路可作為兼具有單相交流輸入功能和直流輸入升壓的電源電路。5.根據權利要求1所述的單相交直流復用輸出電路，其特征在于，所述電路通過控制器控制開關K1、開關K2和開關K3的閉合和斷開，并通過控制器采集電流傳感器CT1、電壓傳感器VT1、開關K1、開關K2和開關K3狀態等信號，經過運算處理，向半導體功率開關S1、半導體功率開關S2、半導體功率開關S3和半導體功率開關S4發出驅動信號。6.一種三相交直流復用輸出電路，其特征在于，包括直流電源E、半導體功率開關S1、半導體功率開關S2、半導體功率開關S3、半導體功率開關S4、半導體功率開關S5、半導體功率開關S6、續流二極管D1、續流二極管D2、續流二極管D3、續流二極管D4、續流二極管D5、續流二極管D6、濾波電感L1、濾波電感L2、濾波電感L3、濾波電容C1、濾波電容C2、濾波電容C3、濾波電容C4、開關K1、開關K2、開關K3、開關K4、電流傳感器CT1、電流傳感器CT2、電流傳感器CT3、電壓傳感器VT1、電壓傳感器VT2、電壓傳感器VT3和輸出端子U、輸出端子V、輸出端子W、輸出端子N；所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：蔡華，季金虎，趙坤，胡永峰，
申請(專利權)人：北京機械設備研究所，
類型：發明
國別省市：北京;11