一種基于平衡橋臂的雙電源供電系統技術方案

本實用新型專利技術提供一種基于平衡橋臂的雙電源供電系統，包括：用于實現交流供電的交流電源；與交流電源連接的整流模塊，所述整流模塊包括交流整流單元、直流整流單元和第一開關單元；所述交流整流單元和直流整流單元復用整流線路，并通過第一開關單元實現交流整流和直流整流切換；用于實現直流供電的蓄電池，所述蓄電池與整流模塊連接；分別與整流模塊和蓄電池連接的平衡模塊，所述平衡模塊包括平衡單元、充電單元和第二開關單元，所述第二開關單元為雙向切換開關；所述平衡單元和充電單元復用平衡線路，并通過雙向切換開關實現切換和正負母線平衡。本實用新型專利技術平衡線路和充電線路復用，實現了正負母線平衡，體積小，成本低，性能及可靠性高。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種不間斷電源的供電系統，尤其涉及一種基于平衡橋臂的雙電源供電系統。
技術介紹
隨時電氣設備的普及和廣泛應用的推進，不間斷電源的應用也顯得尤為重要，而在雙電源輸入單電池整流系統中，正負母線的平衡問題一直是行業技術人員不得不考慮的問題；現有的大部分相關系統為了節省成本和減小體積，在設計階段就舍棄該項要求，但是如果沒有做正負母線平衡設計對整機的性能及可靠性都會造成了一定影響，降低整體的質量。
技術實現思路
本技術所要解決的技術問題是需要提供一種體積小，正負母線平衡的基于平衡橋臂的雙電源供電系統。對此，本技術提供一種基于平衡橋臂的雙電源供電系統，包括用于實現交流供電的交流電源；與交流電源連接的整流模塊，所述整流模塊包括交流整流單元、直流整流單元和第一開關單元；所述交流整流單元和直流整流單元復用整流線路，并通過第一開關單元實現交流整流和直流整流的切換；用于實現直流供電的蓄電池，所述蓄電池與整流模塊連接；以及，分別與整流模塊和蓄電池連接的平衡模塊，所述平衡模塊包括平衡單元、充電單元和第二開關單元，所述第二開關單元為雙向切換開關；所述平衡單元和充電單元復用平衡線路，并通過雙向切換開關實現切換和正負母線平衡。其中，所述整流線路包括相互串接的晶體管或場效應管，整流線路的中點連接有電感；所述第一開關單元包括與交流電源連接的交流開關和與蓄電池連接的直流開關，所述交流開關和直流開關分別用于控制交流回路和直流回路的通斷；所述交流整流單元的交流輸入和直流整流單元的直流輸入共用整流線路，交流輸入和直流輸入通過第一開關單元實現切換；交流輸入時，蓄電池回路斷開，組成半橋線路實現整流升壓；蓄電池正端通過第一開關接至整流模塊的整流輸入端，蓄電池負端接至負母線，蓄電池輸入時，組成升壓線路，實現對正負母線的升壓整流；由此，構成了交流輸入整流和直流輸入整流電路的復用，即構成了交流整流和直流整流的復用，所述交流輸入整流為交流電源導通時的交流整流通路，所述直流輸入整流為蓄電池導通時的直流整流通路。所述平衡線路包括相互串接的晶體管或場效應管，即所述平衡橋臂為相互串接的晶體管或場效應管，用于實現電橋的橋臂平衡；平衡線路的平衡橋臂中點連接有第二開關單元，所述平衡單元和充電單元復用平衡線路，該平衡線路的復用通過第二開關單元切換，在交流輸入時該線路實現充電功能，在直流輸入時實現正負母線的平衡；所述充電單元的線路中，平衡橋臂中點通過第二開關單元的雙向切換開關和電感連接至蓄電池正端，組成降壓線路對蓄電池充電；所述平衡線路優選為平衡橋臂中，其平衡橋臂中點通過雙向切換開關和電感連接至正負母線中點，本技術通過采樣正負母線電壓和平衡橋臂中點的電流控制平衡橋臂雙向切換開關的上下開關通斷，實現正負母線平衡，達到平衡線路與充電單元的充電線路的復用。 與現有技術相比，本技術平衡模塊中，平衡線路與充電單元的充電線路復用，在不同模式時控制方法和時序不同，所述不同模式為交流輸入模式或直流輸入模式，進而實現正負母線的平衡，蓄電池和交流電源交替保證雙電源供電，在此基礎上，所述交流輸入整流和直流輸入整流的整流線路也復用，進而實現了正負母線平衡的基于平衡橋臂的雙電源供電系統，減小其體積，節省成本，同時還能夠保證雙電源供電系統的性能及可靠性。本技術的進一步改進在于，所述整流線路為橋臂整流，所述第一開關單元通過電感連接至橋臂整流的中點，所述橋臂整流包括串接的晶體管或并聯分立二極管的場效應管，或利用晶體管體內的二極管。優選地，所述橋臂整流的晶體管為絕緣柵雙極型晶體 管，所述絕緣柵雙極型晶體管為IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor),是由BJT (雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場效應管)組成的復合全控型電壓驅動式電力電子器件。所述橋臂整流包括串接的晶體管或場效應管，即串接的IGBT或M0SFET，使用MOSFET時，需并聯分立二極管，所述分立二極管為分立功率器件，包括了半導體二極管；所述第一開關單元通過電感連接至橋臂整流的中點，即交流輸入或直流輸入通過第一開關單元連接至兩個晶體管或場效應管的中點，構成了很好的交流整流和直流整流復用。與現有技術相比，本技術只要通過第一開關的切換進而選擇交流輸入和直流輸入，便能夠通過同一整流線路實現交流輸入整流和直流輸入整流的復用，減小雙電源供電系統的體積。本技術的進一步改進在于，所述平衡線路為平衡橋臂，所述平衡橋臂包括串接的晶體管或并聯分立二極管的場效應管。優選地，所述平衡橋臂的晶體管為絕緣柵雙極型晶體管。本技術的進一步改進在于，所述整流模塊包括3組整流線路，所述整流線路共用蓄電池，并分別連接至對應的交流電源。所述3組整流線路對應設置有3組第一開關單元，并共用蓄電池；所述交流電源分別通過第一開關單元與對應的整流線路連接，形成3路輸入的雙電源供電系統。所述雙電源供電系統能夠根據實際需求進行多路輸入線路的選擇，輸入線路的路數可變，輸出的路數也能夠根據實際需求進行選擇，使用方式靈活可變，連接簡單。本技術的進一步改進在于，還包括用于連接蓄電池和平衡模塊的第三開關單元，所述蓄電池的正端通過第一開關單元連接至整流模塊的整流輸入，所述蓄電池的正端通過第三開關單元和第二開關單元連接至平衡橋臂的中點。更為具體地，所述蓄電池的正端通過電感連接至第三開關單元，第三開關單元和第二開關單元連接，以經過雙向開關切換連接至平衡橋臂的中點，實現蓄電池與平衡模塊的連接，便于在直流輸入和交流輸入切換的模式下，實現整流線路和平衡線路的復用，減少體積，保證雙電源供電系統的性能及可靠性。本技術的進一步改進在于，所述第一開關單元和第三開關單元為繼電器、可控硅和接觸器中任意一種。本技術的進一步改進在于，所述第一開關單元和第三開關單元為單向開關或雙向開關。為保證交流供電和直流供電的正常轉換工作，同時根據功率和轉換時間等不同需求，其中第一開關單元和第三開關單元包括繼電器、可控硅和接觸器中任意一種，并能夠是單向或雙向開關，如單向可控硅；同時為保證直流供電時，需切斷交流輸入，根據功率和切換時間的需求，第一開關單元中的交流開關也可以相應選用不同方案，包括但不限于繼電器、可控硅和接觸器；所述雙向切換開關可選用繼電器、可控硅以及接觸器等雙向切換開關。優選地，所述交流電源正端通過雙向可控硅連接至整流模塊的電感的一端，所述蓄電池正端通過單向可控硅連接至整流模塊的電感的同一端，所述蓄電池負端連接至整流模塊和平衡模塊；所述整流模塊的電感另一端連接至兩個串接的晶體管的中點，所述兩個串接的晶體管與兩個串接的電容相并聯，該兩個串接的電容中點接地；所述兩個串接的電 容中點通過平衡模塊的電感連接至雙向切換開關的一個輸入端，所述蓄電池正端通過平衡模塊的電感和單向可控硅連接至雙向切換開關的另一個輸入端，所述雙向切換開關的輸出端連接至兩個串接的晶體管的中點；所述平衡模塊的兩個串接的晶體管與另外兩個串接的晶體管并聯，這兩個與平衡模塊并聯的晶體管中點通過電感實現逆變輸出。優選地，所述交流電源正端通過雙向可控硅連接至整流模塊的電感的一端，所述蓄電池正端通過單向可控硅連接至整流模塊的電感的同一端，所述蓄電池負端連接至整流模塊和平衡模塊；所述整流本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于平衡橋臂的雙電源供電系統，其特征在于，包括：用于實現交流供電的交流電源；與所述交流電源連接的整流模塊，所述整流模塊包括交流整流單元、直流整流單元和第一開關單元；所述交流整流單元和直流整流單元復用整流線路，并通過第一開關單元實現交流整流和直流整流的切換；用于實現直流供電的蓄電池，所述蓄電池與整流模塊連接；以及，分別與所述整流模塊和蓄電池連接的平衡模塊，所述平衡模塊包括平衡單元、充電單元和第二開關單元，所述第二開關單元為雙向切換開關；所述平衡單元和充電單元復用平衡線路，并通過雙向切換開關實現切換和正負母線平衡。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：何錫生，陸家珍，郝玉龍，
申請(專利權)人：深圳市健網科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：