一种自转换充电逆变电路及充电方法技术

本发明专利技术提供一种自转换充电逆变电路及利用该逆变电路进行充电的方法，它利用全桥逆变电路实现对蓄电池的充电，具体方法是：通过单片微型计算机控制漏极与蓄电池正极连接的第一功率管和第二功率管处于关闭状态；同时，周期性地控制第三功率管和第四功率管处于导通与关闭状态，从而获得适合为蓄电池充电的电压；并将逆变电路的输出端与市电接通后作为充电的输入端，即可实现对蓄电池的持续充电。本发明专利技术充分利用全桥逆变电路实现对蓄电池的有效充电，它拓展了全桥逆变电路的功能，使其得以最大限度的利用，不仅降低电路成本和提高电路运行可靠性，而且能够自动实现充电与逆变的相互转换，从而确保向负载的持续供电。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种自转换充电逆变电路及利用该逆变电路进行充电的方法，它利用全桥逆变电路实现对蓄电池的充电，具体方法是：通过单片微型计算机控制漏极与蓄电池正极连接的第一功率管和第二功率管处于关闭状态；同时，周期性地控制第三功率管和第四功率管处于导通与关闭状态，从而获得适合为蓄电池充电的电压；并将逆变电路的输出端与市电接通后作为充电的输入端，即可实现对蓄电池的持续充电。本专利技术充分利用全桥逆变电路实现对蓄电池的有效充电，它拓展了全桥逆变电路的功能，使其得以最大限度的利用，不仅降低电路成本和提高电路运行可靠性，而且能够自动实现充电与逆变的相互转换，从而确保向负载的持续供电。【专利说明】
本专利技术涉及一种电器设备，特别涉及一种既能对蓄电池充电又能进行逆变的电路。
技术介绍
请参考图1所示，现有的充电逆变电路一般包括有充电电路和全桥逆变电路两大部分，其中，全桥逆变电路包括有蓄电池BAT、单片微型计算机MCU、变压器Tl和由四个功率管Ql、Q2、Q3、Q4构成的全桥电路。其中，每个功率管分别含有寄生二极管VD1、VD2、VD3、VD4，充电电路的输入端与市电连接，充电电路的输出端与蓄电池BAT的正、负极连接；接触器RELAY的公共触点与负载火线的供电端连接，接触器RELAY的第一常开触点与市电的火线连接，接触器RELAY的第二常开触点与全桥逆变电路的输出端连接。该电路是这样工作的:在市电正常情况下，单片微型计算机MCU向接触器RELAY发出控制信号，使接触器RELAY的公共触点与第一常开触点连通，此时，由市电直接给负载供电，同时，市电通过充电电路把220V电压转换为适合蓄电池BAT充电的直流电压，从而实现对蓄电池BAT的充电。一旦市电因发生故障而处于停电或断电时，单片微型计算机MCU向接触器RELAY发出控制信号，使接触器RELAY的公共触点与第一常开触点断开，让公共触点与第二常开触点连通，单片微型计算机MCU控制四个功率管Q1、Q2、Q3、Q4工作，使蓄电池BAT通过逆变电路把直流电转换成交流电，经变压器Tl升压后为负载供电。本专利技术的专利技术人研究发现，目前尚未有利用逆变电路对蓄电池进行充电的相关技术。由于现有技术的元器件过多，不仅导致电路工作的可靠性较低，而且成本较高，仅以输出电压为220V、IOA电流的充电电路为例，市场价格至少是500元，甚至达到1000元。为了减少元器件，提高电路工作可靠性，降低成本，如果相关技术人员想直接利用全桥电路中四个功率管Ql、Q2、Q3、Q4上的寄生二极管作为全桥整流二极管来使用，经二极管整流后对蓄电池充电，是行不通的。其原因在于:对蓄电池充电，除了需要将交流电变成直流电外，还必须对充电电流和充电电压进行有效的控制，为此必须增加新的控制电路。假定:在采用10只100AH的蓄电池，标称充电电压为小于145V，充电电流小于30A。如果将市电220V直接经四个寄生二极管整流后对该蓄电池组充电，那么充电电压约为290V，则该电压过高，而且充电电流根本无法控制，有时超过30A，甚至远远超过30A，达到成百上千A的电流。充电电压过高和充电电流过大都可以直接导致蓄电池内的化学物质受损坏，致使蓄电池漏电；同时会造成电瓶过热，导致极板变形，从而导致蓄电池损坏，甚至出现爆炸，这些损坏是不可修复的。总之，充电电压过高和充电电流过大会严重影响蓄电池的使用寿命，根本不适用。
技术实现思路
针对前述目前尚未有利用现有逆变电路对蓄电池进行充电的技术问题，本专利技术提供一种新型的自转换充电逆变电路，它利用全桥逆变电路实现充电和逆变的功能，并且能够在市电处于正常通电与故障断电之间，自动实现充电与逆变的相互转换，从而确保向负载的持续供电。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的: 一种自转换充电逆变电路，包括逆变电路、接触器线包和电信号采集变压器；其中，所述逆变电路包括蓄电池、单片微型计算机、公用变压器、第一功率管、第二功率管、第三功率管和第四功率管构成的全桥电路；所述第一功率管含有第一寄生二极管，第二功率管含有第二寄生二极管，第三功率管含有第三寄生二极管，第四功率管含有第四寄生二极管；且所述公用变压器的初级串联有寄生漏感，所述寄生漏感包括公用变压器自身的漏感和人为制造的漏感； 蓄电池负极通过电流取样电阻接地，蓄电池正极均与第一功率管的漏极、第二功率管的漏极连接，第一功率管的源极与第三功率管的漏极连接，第三功率管的源极接地，第二功率管的源极与第四功率管的漏极连接，第四功率管的源极接地； 单片微型计算机的第一控制信号输出脚通过接触器线包接地，接触器线包的公共触点与市电的火线连接，接触器线包的常开触点作为负载火线的供电端； 单片微型计算机的第二控制信号输出脚与第一功率管的栅极连接，第三控制信号输出脚与第二功率管的栅极连接，第四控制信号输出脚与第三功率管的栅极连接，第五控制信号输出脚与第四功率管的栅极连接；单片微型计算机的接地脚接地，电池电压取样脚与蓄电池的正极连接； 公用变压器初级的一端与第一功率管的源极连接，另一端通过寄生漏感与第二功率管的源极连接；公用变压器次级的两端并接有滤波电容，且次级的一端与市电的零线连接，另一端与市电的负载火线的供电端连接； 电信号采集变压器初级的一端与市电的火线连接，另一端与零线连接，电信号采集变压器次级的一端与单片微型计算机的信号采集输入脚连接，电信号采集变压器次级的另一端接地。本专利技术提供的自转换充电逆变电路是这样工作的:当单片微型计算机通过电信号采集变压器检测有市电时，单片微型计算机向接触器线包发出控制信号，使接触器线包的公共触点与常开触点连通，此时，市电直接为负载供电；同时，市电通过公用变压器的次级输入到逆变电路中，对蓄电池进行有效地持续充电，其工作原理将在后续的充电方法中详细描述。一旦市电因线路故障或其它原因而断电时，单片微型计算机向接触器线包发出控制信号，使接触器线包的公共触点与常开触点断开，然后必须延迟一个时间段，以便在该时间段内让全桥逆变电路中的电能得以完全释放掉，避免在逆变工作状态时烧坏四个功率管，实现保护功率管的目的，这个延迟的时间段是极短的；之后，单片微型计算机向四个功率管发出逆变工作状态的控制信号，使蓄电池的直流电经全桥逆变电路、公用变压器转换成负载所需要的交流电，再为负载供电，由于全桥逆变电路属于现有的成熟技术，其工作原理就不再描述了。当市电由断电状态又变成有电状态时，单片微型计算机又向接触器线包发出控制信号，使接触器线包的公共触点与常开触点又连通，此时，市电又不仅直接对负载供电，而且逆变电路的工作状态又变成了市电对蓄电池的充电状态。如此往复循环，自动地使逆变电路在充电与逆变之间相互转换，实现了为负载持续供电的目的。本专利技术提供的自转换充电逆变电路中，省去了原有的充电电路，仅使用了全桥逆变电路，因而不仅降低了电路的制造成本，而且还因大量元器件的减少而显著地减少了电路故障的发生率，进一步提闻了电路运行的可罪性。本专利技术由于采用了前述的自转换充电逆变电路，因而可充分利用全桥逆变电路实现对蓄电池的有效充电，它拓展了全桥逆变电路的功能，使其得以最大限度的利用，不仅降低电路成本和提高电路运行可靠性，而且能够自动实现充电与逆变的相互转换，从而确保向负载的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自转换充电逆变电路，其特征在于，包括逆变电路、接触器线包（RELAY）和电信号采集变压器（T2）；其中，所述逆变电路包括蓄电池（BAT）、单片微型计算机（MCU）、公用变压器（T1）、第一功率管（Q1）、第二功率管（Q2）、第三功率管（Q3）和第四功率管（Q4）构成的全桥电路；所述第一功率管（Q1）含有第一寄生二极管（VD1），第二功率管（Q2）含有第二寄生二极管（VD2），第三功率管（Q3）含有第三寄生二极管（VD3），第四功率管（Q4）含有第四寄生二极管（VD4）；且所述公用变压器（T1）的初级含有寄生漏感（L1），所述寄生漏感（L1）包括公用变压器（T1）自身的漏感和人为制造的漏感；蓄电池（BAT）负极通过电流取样电阻（R）接地，蓄电池（BAT）正极均与第一功率管（Q1）的漏极、第二功率管（Q2）的漏极连接，第一功率管（Q1）的源极与第三功率管（Q3）的漏极连接，第三功率管（Q3）的源极接地，第二功率管（Q2）的源极与第四功率管（Q4）的漏极连接，第四功率管（Q4）的源极接地；单片微型计算机（MCU）的第一控制信号输出脚（2）通过接触器线包（RELAY）接地，接触器线包（RELAY）的公共触点与市电的火线连接，接触器线包（RELAY）的常开触点作为负载火线的供电端（LR）；单片微型计算机（MCU）的第二控制信号输出脚（4）与第一功率管（Q1）的栅极连接，第三控制信号输出脚（6）与第二功率管（Q2）的栅极连接，第四控制信号输出脚（8）与第三功率管（Q3）的栅极连接，第五控制信号输出脚（10）与第四功率管（Q4）的栅极连接；单片微型计算机（MCU）的接地脚（27）接地，电池电压取样脚（5）与蓄电池（BAT）的正极连接；公用变压器（T1）初级的一端与第一功率管（Q1）的源极连接，另一端通过寄生漏感（L1）与第二功率管（Q2）的源极连接；公用变压器（T1）次级的两端并接有滤波电容（C），且次级的一端与市电的零线（N）连接，另一端与市电的负载火线的供电端（LR）连接；电信号采集变压器（T2）初级的一端与市电的火线（L）连接，另一端与零线（N）连接，电信号采集变压器（T2）次级的一端与单片微型计算机（MCU）的信号采集输入脚（1）连接，电信号采集变压器（T2）次级的另一端接地。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冯波，陈佑明，
申请(专利权)人：重庆汇韬电气有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;85