一種DSP控制的可調(diào)式大功率分布式直流電源制造技術(shù)

一種DSP控制的可調(diào)式大功率分布式直流電源，包括正常供電電路、后備供電電路和DSP控制單元，所述正常供電電路包括整流模塊和降壓模塊，整流模塊將交流電壓變換成直流高壓，并輸送到降壓模塊的輸入端，降壓模塊的輸出端連接負(fù)載；所述后備供電電路包括依次串接的充電電路、電池組、升壓模塊，充電電路的輸入端連接所述降壓模塊的輸出端，升壓模塊的輸出端連接負(fù)載；所述DSP控制單元分別控制充電電路、降壓模塊和升壓模塊工作。所述直流電源電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)良、生產(chǎn)成本低，其功率在100W～1500W范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，市場應(yīng)用范圍更廣。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

—種DSP控制的可調(diào)式大功率分布式直流電源
本技術(shù)涉及一種直流電源，尤其涉及一種DSP控制的可調(diào)式大功率分布式直流電源。
技術(shù)介紹
在發(fā)電站、變電站等場所內(nèi)，往往布置有開關(guān)柜、配電柜、繼電保護(hù)柜、自動(dòng)化控制柜等各種電氣功能柜，這些電氣功能柜都需要直流電源為其供電。現(xiàn)有的應(yīng)用于上述電力場所的分布式直流電源，由于占用空間小、重量輕、成本低的優(yōu)點(diǎn)，而具有一定的市場范圍。中國專利技術(shù)專利授權(quán)公告號(hào)為“CN1278468C”的專利文件中公開了一種分布式直流電源裝置，如圖I所示，由AC/DC變換單元、DC/DC變換單元和CPU單片機(jī)管理單元組成。正常供電時(shí)，AC/DC變換單元將220V交流電轉(zhuǎn)換成12V直流電，并輸送到DC/DC變換單元輸入端，經(jīng)DC/DC變換單元變換成220V直流電供系統(tǒng)的經(jīng)常性負(fù)載使用；外部斷電時(shí)，蓄電池提供12V直流電并輸送到DC/DC變換單元輸入端，經(jīng)DC/DC變換單元變換成220V直流電供系統(tǒng)的經(jīng)常性負(fù)載使用；而系統(tǒng)的沖擊性負(fù)載始終由蓄電池提供能量。該專利文件中的分布式直流電源裝置采用12V直流電壓作為中間電壓，即AC/DC 變換單元的輸出電壓、DC/DC變換單元輸入電壓、蓄電池的放電電壓均為12V直流電壓。由于該中間電壓為一低電壓等級，相應(yīng)的，流過元件的電流較大，造成元件發(fā)熱量大，從而使電源功率受到限制。這種經(jīng)過兩次較大梯度的電壓等級的變換，其功率損耗大并導(dǎo)致電源效率低。根據(jù)上述分布式直流電源裝置的電路結(jié)構(gòu)，為提升電源功率，在中間電壓提升有限的限制下，唯有通過提升元件對大電流的承受能力和散熱能力，即對整個(gè)電路元件進(jìn)行調(diào)整，勢必加大變換單元及電源體積，且成本大幅增加，無法適應(yīng)市場需求。此外，上述分布式直流電源裝置還存在如下缺陷(I)即使在外部交流電正常時(shí)，蓄電池仍需為系統(tǒng)的沖擊性負(fù)載供電，降低了蓄電池的使用壽命。(2)無論采用外部交流電供電還是蓄電池供電，都必須經(jīng)過DC/DC變換單元實(shí)現(xiàn)為負(fù)載供電，一旦DC/DC變換單元出現(xiàn)損壞，將導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)中斷，無法為負(fù)載供電，可靠性大大降低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種大功率分布式直流電源， 同時(shí)維持生產(chǎn)成本不大幅提高且電源可靠性增強(qiáng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)采用以下技術(shù)方案一種DSP控制的可調(diào)式大功率分布式直流電源，包括正常供電電路、后備供電電路和DSP控制單元。所述正常供電電路包括整流模塊和降壓模塊，其中，整流模塊將交流電壓變換成3直流高壓，并輸送到降壓模塊的輸入端，降壓模塊的輸出端連接負(fù)載；所述后備供電電路包括依次串接的充電電路、電池組和升壓模塊，其中，充電電路的輸入端連接所述降壓模塊的輸出端，升壓模塊的輸出端連接負(fù)載；所述DSP控制單元分別控制降壓模塊、充電電路和升壓模塊工作。進(jìn)一步的，所述整流模塊和所述降壓模塊之間還串接一PFC電路，所述DSP控制單元控制所述PFC電路工作。進(jìn)一步的，所述升壓模塊和負(fù)載之間還串接一零切換電路，所述DSP控制單元控制所述零切換電路工作。與現(xiàn)有分布式直流電源相比，本技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)(I)電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)良，在生產(chǎn)不同功率需求的產(chǎn)品時(shí)，不用改變電源電路主板， 只需對降壓模塊和升壓模塊內(nèi)的變壓器繞組稍加更改，并變換電池組的蓄電池?cái)?shù)量，即可實(shí)現(xiàn)不同輸出功率的調(diào)整，大大降低了生產(chǎn)成本。本技術(shù)的輸出功率在100W 1500W 范圍內(nèi)方便可調(diào)，市場應(yīng)用范圍更廣。(2)在電力變換過程中，只經(jīng)過一次電壓等級相差不大的變換，減少了元件自身的功耗，同時(shí)通過PFC電路進(jìn)行功率因數(shù)調(diào)整，電源效率較高，可提升至95%以上。(3)外部交流電源正常時(shí)，無需啟用后備供電電路為沖擊性負(fù)載或其他較大功率需求供電，有效避免了電池組的頻繁使用，延長了電池的使用壽命。(4)正常供電電路的輸出和后備供電電路的輸出為并聯(lián)方式，后備供電電路可獨(dú)立為負(fù)載供電，在降壓模塊損壞時(shí)，仍可向負(fù)載供電，提高了系統(tǒng)的可靠性。附圖說明圖I為現(xiàn)有分布式直流電源工作原理圖；圖2為本技術(shù)工作原理圖；圖3為本技術(shù)整流模塊的電路圖；圖4為本技術(shù)PFC電路的電路圖；圖5為本技術(shù)降壓模塊的電路圖；圖6為本技術(shù)升壓模塊的電路圖；圖7為本技術(shù)充電電路的電路圖；圖8為本技術(shù)DSP控制單元的接口分布電路圖。具體實(shí)施方式為了使本技術(shù)的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本技術(shù)，并不用于限定本技術(shù)。參見圖2，本技術(shù)的一種DSP控制的可調(diào)式大功率分布式直流電源主要包括正常供電電路、后備供電電路和DSP控制單元。其中，正常供電電路包括整流模塊21和降壓模塊23，整流模塊21的輸入端連接外部交流電源，其輸出端連接降壓模塊23的輸入端；后備供電電路包括依次串接的充電電路24、電池組25、升壓模塊26，其中，升壓模4塊26輸出端連接負(fù)載；降壓模塊23設(shè)有兩個(gè)輸出端口，分別連接負(fù)載和充電電路24輸入端，并相應(yīng)輸出直流電壓VS和VC。DSP控制單元28分別控制充電電路24、降壓模塊23和升壓模塊26工作。作為較佳實(shí)施例整流模塊21和降壓模塊23之間還可以串接一 PFC電路22，通過功率因數(shù)調(diào)整以提高電源效率，并采用DSP控制單元28控制其工作。升壓模塊26和負(fù)載之間還可以串接一零切換電路27，并采用DSP控制單元28控制其工作。在正常供電的情況下，整流模塊21將外部交流電(85 380VAC)轉(zhuǎn)換成直流電 (310VDC),該直流電通過PFC模塊22進(jìn)行功率因數(shù)調(diào)整后輸送到降壓模塊23的輸入端，降壓模塊23輸出兩路直流電壓，一路輸出VS (220VDC)為負(fù)載供電，另一路輸出VC (12 96V)為電池組25充電。由于降壓模塊23將3IOV直流高壓變換成220V直流電壓，其相應(yīng)的輸入電流較小，元件發(fā)熱量小，使得本技術(shù)所涉及的DSP控制的可調(diào)式大功率分布式直流電源可以在較大功率下工作。而在整個(gè)電力變換過程中，只經(jīng)過一次電壓等級相差不大的變換，減少了元件自身的功耗，同時(shí)采用了 PFC電路22進(jìn)行功率因數(shù)調(diào)整，可以將電源效率提升到 95%以上。當(dāng)外部交流電斷電時(shí)，由于降壓模塊23輸出端設(shè)有儲(chǔ)能電容，降壓模塊23的輸出電壓VS呈緩慢下降趨勢，當(dāng)DSP控制單元28檢測到VS低于180V時(shí)，立即啟動(dòng)內(nèi)置于升壓模塊26內(nèi)的電子開關(guān)，使電池組25輸出直流電經(jīng)升壓模塊26將電壓升高至220V，為負(fù)載供電。參見圖3，本技術(shù)整流模塊的電路圖，其電路包括由電容C3、C5、變壓器LF1、 LF2構(gòu)成的濾波電路和整流橋堆BDl兩部分。其中，濾波電路用以抑制來自外部交流電源的噪聲；整流橋堆BDl由4只整流硅芯片構(gòu)成，用以將交流電轉(zhuǎn)換成直流電，它的輸出端V+ 輸出310V直流電壓。參見圖4，本技術(shù)PFC電路的電路圖，其電路主要包括儲(chǔ)能電感LI、開關(guān)管Ql、 續(xù)流二極管D3、集成塊U26和電容C5、C6。其中，儲(chǔ)能電感LI 一端連接上述整流模塊輸出端 V+，另一端與續(xù)流二極管D3的陰極、開關(guān)管Ql的漏極連接；開關(guān)管Ql的柵極連接U26的第 6、7腳，源極接地；濾波電容C5、C6并聯(lián)于續(xù)流二極管D3的陽極和開關(guān)管Ql的源極之間。 本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種DSP控制的可調(diào)式大功率分布式直流電源，其特征在于：包括正常供電電路、后備供電電路和DSP控制單元，所述正常供電電路包括整流模塊和降壓模塊，其中，整流模塊將交流電壓變換成直流高壓，并輸送到降壓模塊的輸入端，降壓模塊的輸出端連接負(fù)載；所述后備供電電路包括依次串接的充電電路、電池組、升壓模塊，其中，充電電路的輸入端連接所述降壓模塊的輸出端，升壓模塊的輸出端連接負(fù)載；所述DSP控制單元分別控制降壓模塊、充電電路和升壓模塊工作。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：盧咸進(jìn)，黃文坤，
申請(專利權(quán))人：盧咸進(jìn)，黃文坤，
類型：實(shí)用新型
國別省市：