一种整流系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种整流系统及其控制方法，该系统包括第一整流模块和第二整流模块，当输入交流电源处于正半周期时，控制第一电池组开关部和第二电池组开关部中的开关进行相应的开闭，则输入交流电源的交流电通过第一整流模块对正母线提供电能，同时负母线通过第二整流模块可以对负电池组进行充电；反之，当输入交流电源处于负半周期时，控制第一电池组开关部和第二电池组开关部中的开关进行相应的开闭，交流电通过第二整流模块为负母线提供电能，正母线通过第一整流模块为正电池组进行充电。在充电过程中，采用整流系统自身的功率器件，将充电电路和整流器电路集成在了整流系统中，简化了硬件设计，降低了成本，提高了充电功率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及整流器
，特别是涉及一种整流系统及其控制方法。
技术介绍
近年来，高频UPS(不间断电源)已经大量使用维也纳整流器技术。整流器电路与逆变器连接，将市电的交流电压转换升压成正负母线上的直流电压，母线电压同时给逆变器供电。由于市电为正弦交流电，当市电正常且处于正半周期时，整流器对输入电压进行整流并升压为正母线电压；当市电正常且处于负半周期时，整流器对输入电压进行整流并升压为负母线电压；而当市电电压异常时，断开市电供电电路，改由后备电池放电，为母线供电。但是，维也纳整流器相对于两电平的整流器要多出很多的电路器件，同时，后备电池需要分为正负两组，充电器电路也需要对正负两个充电器进行充电，最常用的充电器拓扑为双BUCK拓扑，采用双BUCK拓扑的充电器需要大量的电路器件，相对单路BUCK充电多出了很多的器件，成本上升，控制也更加复杂，同时，由于成本的问题，充电器件不可能采用很大功率的器件，充电性能便受到了充电器器件的限制。因此，如何降低整流器电路的充电成本，同时提高充电性能，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种整流系统及其控制方法，可以降低整流器电路的充电成本，同时提高充电性能。为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：一种整流系统，包括：第一整流模块和第二整流模块；所述第一整流模块包括第一切换开关部、第一电池组开关部、第一储能电感部、正电池组、第一开关器件部和第一充电开关管部；所述第二整流模块包括第二切换开关部、第二电池组开关部、第二储能电感部、负电池组、第二开关器件部和第二充电开关管部；其中，所述第一切换开关部的输入端和输入交流电源连接，所述第一切换开关部的输出端和第一电池组开关部的第一端以及第一储能电感部的第一端连接，所述第一电池组开关部的第二端与正电池组的正极连接，所述正电池组的负极与直流母线中线端连接，所述第一储能电感部的第二端分别与第一开关器件部的漏极端和第一充电开关管部的源极端连接，所述第一开关器件部的源极端与所述正电池组的负极连接，所述第一充电开关管部的漏极端与正母线的输入端连接；所述第二切换开关部的输入端和所述输入交流电源连接，所述第二切换开关部的输出端和第二电池组开关部的第一端以及第二储能电感部的第一端连接，所述第二电池组开关部的第二端与负电池组的负极连接，所述负电池组的正极与所述直流母线中线端连接，所述第二储能电感部的第二端分别与第二开关器件部的源极端和第二充电开关管部的漏极端连接，所述第二开关器件部的漏极端与所述负电池组的正极连接，所述第二充电开关管部的源极端与负母线的输入端连接；所述正母线上设有正母线电容，所述负母线上设有负母线电容。优选地，所述输入交流电源为单相输入交流电源，所述第一开关器件部、第一充电开关管部、第二开关器件部和第二充电开关管部均包括一个带内置反向二极管的开关管。优选地，所述输入交流电源为三相输入交流电源，所述第一切换开关部包括分别与所述三相输入交流电源的三相输出端对应连接的第一开关、第二开关和第三开关；所述第二切换开关部包括分别与所述三相输入交流电源的三相输出端对应连接的第四开关、第五开关和第六开关；所述第一电池组开关部包括与所述第一切换开关部的三个开关一一对应连接的第七开关、第八开关和第九开关；所述第二电池组开关部包括与所述第二切换开关部的三个开关一一对应连接的第十开关、第十一开关、第十二开关；所述第一储能电感部包括三个与所述第一切换开关部的三个开关一一对应连接的储能电感；所述第二储能电感部包括三个与所述第二切换开关部的三个开关一一对应连接的储能电感；所述第一开关器件部包括三个与所述第一储能电感部的三个储能电感一一对应连接的带内置反向二极管的开关管；所述第二开关器件部包括三个与所述第二储能电感部的三个储能电感一一对应连接的带内置反向二极管的开关管；所述第一充电开关管部包括三个与所述第一储能电感部的三个储能电感一一对应连接的带内置反向二极管的开关管；所述第二充电开关管部包括三个与所述第二储能电感部的三个储能电感一一对应连接的带内置反向二极管的开关管。优选地，还包括：设置在所述三相输入交流电源和第一整流模块以及第二整流模块之间的滤波模块，所述滤波模块包括分别与所述三相输入交流电源的三相输出端一一对应连接的三个滤波电感，各所述滤波电感背离所述三相输入交流电源的一端分别与对应的保险部件连接，各所述保险部件背离对应滤波电感的一端和所述第一切换开关部及所述第二切换开关部的输入端连接，各所述保险部件背离对应滤波电感的一端还分别和对应的滤波电容一一连接，各所述滤波电容背离对应的保险部件的一端和所述输入交流电源的零线连接。优选地，所述输入交流电源为市电电源。一种整流系统控制方法，用于上述的整流系统，所述整流系统中的输入交流电源为单相电，所述方法包括：判断所述输入交流电源的当前输出状态；若判定所述输入交流电源的当前输出状态为处于正半周期，则断开所述第一整流模块中的第一电池组开关部；以及，通过所述第一切换开关部、第一储能电感部、第一开关器件部、第一充电开关管部对输入电压进行整流并升压成正母线电压；若判定所述输入交流电源的当前输出状态为处于负半周期，则断开所述第二整流模块中第二电池组开关部；以及，通过所述第二切换开关部、第二储能电感部、第二开关器件部、第二充电开关管部对输入电压进行整流并升压成负母线电压。优选地，还包括：当判定所述输入交流电源的当前输出状态处于正半周期时，断开所述第一电池组开关部，闭合所述第二电池组开关部，所述输入交流电源输出的电能通过所述第一整流模块这一升压电路对正母线上的正母线电容提供能量，同时负母线上的负母线电容通过所述第二整流模块对负电池组进行充电；当判定所述输入交流电源的当前输出状态处于负半周期时，闭合所述第一电池组开关部，断开所述第二电池组开关部，所述输入交流电源输出的电能通过所述第二整流模块这一升压电路对负母线上的负母线电容提供能量，同时正母线上的正母线电容通过所述第一整流模块对正电池组进行充电。一种整流系统控制方法，用于上述的整流系统，所述整流系统中的输入交流电源为三相电，所述方法包括：判断输入交流电源的三相各自的输出状态；当判定输入交流电源A、B相处于正半周期，C相处于负半周期时，A、B相通过所述第一开关、第四电感、第七开关管内的反向二极管、第一开关管、第二开关、第五电感、第八开关管内的反向二极管以及第二开关管给正母线进行供电；C相通过所述第六开关、第七电感、第十二开关管内的反向二极管、第六开关管对负母线进行供电；当判定输入交流电源A、C相处于正半周期，B相处于负半周期时，A、C相通过所述第一开关、第四电感、第七开关管内的反向二极管、第一开关管、第三开关、第六电感、第九开关管内的反向二极管、第三开关管给正母线进行供电；B相通过第五开关、第八电感、第十一开关管内的反向二极管、第五开关管给负母线供电；当判定输入交流电源B，C相处于正半周期，A相处于负半周期时，B，C相通过第二开关、第五电感、第八开关管内的反向二极管、第二开关管、第三开关、第六电感、第九开关管内的反向二极管、第三开关管给正母线供电；A相通过第四开关、第九电感、第十开关管内的反向二极管、第四开关管给负母线供电；当输入交流电源本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种整流系统，其特征在于，包括：第一整流模块和第二整流模块；所述第一整流模块包括第一切换开关部、第一电池组开关部、第一储能电感部、正电池组、第一开关器件部和第一充电开关管部；所述第二整流模块包括第二切换开关部、第二电池组开关部、第二储能电感部、负电池组、第二开关器件部和第二充电开关管部；其中，所述第一切换开关部的输入端和输入交流电源连接，所述第一切换开关部的输出端和第一电池组开关部的第一端以及第一储能电感部的第一端连接，所述第一电池组开关部的第二端与正电池组的正极连接，所述正电池组的负极与直流母线中线端连接，所述第一储能电感部的第二端分别与第一开关器件部的漏极端和第一充电开关管部的源极端连接，所述第一开关器件部的源极端与所述正电池组的负极连接，所述第一充电开关管部的漏极端与正母线的输入端连接；所述第二切换开关部的输入端和所述输入交流电源连接，所述第二切换开关部的输出端和第二电池组开关部的第一端以及第二储能电感部的第一端连接，所述第二电池组开关部的第二端与负电池组的负极连接，所述负电池组的正极与所述直流母线中线端连接，所述第二储能电感部的第二端分别与第二开关器件部的源极端和第二充电开关管部的漏极端连接，所述第二开关器件部的漏极端与所述负电池组的正极连接，所述第二充电开关管部的源极端与负母线的输入端连接；所述正母线上设有正母线电容，所述负母线上设有负母线电容。...

【技术特征摘要】
1.一种整流系统，其特征在于，包括：第一整流模块和第二整流模块；所述第一整流模块包括第一切换开关部、第一电池组开关部、第一储能电感部、正电池组、第一开关器件部和第一充电开关管部；所述第二整流模块包括第二切换开关部、第二电池组开关部、第二储能电感部、负电池组、第二开关器件部和第二充电开关管部；其中，所述第一切换开关部的输入端和输入交流电源连接，所述第一切换开关部的输出端和第一电池组开关部的第一端以及第一储能电感部的第一端连接，所述第一电池组开关部的第二端与正电池组的正极连接，所述正电池组的负极与直流母线中线端连接，所述第一储能电感部的第二端分别与第一开关器件部的漏极端和第一充电开关管部的源极端连接，所述第一开关器件部的源极端与所述正电池组的负极连接，所述第一充电开关管部的漏极端与正母线的输入端连接；所述第二切换开关部的输入端和所述输入交流电源连接，所述第二切换开关部的输出端和第二电池组开关部的第一端以及第二储能电感部的第一端连接，所述第二电池组开关部的第二端与负电池组的负极连接，所述负电池组的正极与所述直流母线中线端连接，所述第二储能电感部的第二端分别与第二开关器件部的源极端和第二充电开关管部的漏极端连接，所述第二开关器件部的漏极端与所述负电池组的正极连接，所述第二充电开关管部的源极端与负母线的输入端连接；所述正母线上设有正母线电容，所述负母线上设有负母线电容。2.根据权利要求1所述的整流系统，其特征在于，所述输入交流电源为单相输入交流电源，所述第一开关器件部、第一充电开关管部、第二开关器件部和第二充电开关管部均包括一个带内置反向二极管的开关管。3.根据权利要求1所述的整流系统，其特征在于，所述输入交流电源为三相输入交流电源，所述第一切换开关部包括分别与所述三相输入交流电源的三相输出端对应连接的第一开关、第二开关和第三开关；所述第二切换开关部包括分别与所述三相输入交流电源的三相输出端对应连接的第四开关、第五开关和第六开关；所述第一电池组开关部包括与所述第一切换开关部的三个开关一一对应连接的第七开关、第八开关和第九开关；所述第二电池组开关部包括与所述第二切换开关部的三个开关一一对应连接的第十开关、第十一开关、第十二开关；所述第一储能电感部包括三个与所述第一切换开关部的三个开关一一对应连接的储能电感；所述第二储能电感部包括三个与所述第二切换开关部的三个开关一一对应连接的储能电感；所述第一开关器件部包括三个与所述第一储能电感部的三个储能电感一一对应连接的带内置反向二极管的开关管；所述第二开关器件部包括三个与所述第二储能电感部的三个储能电感一一对应连接的带内置反向二极管的开关管；所述第一充电开关管部包括三个与所述第一储能电感部的三个储能电感一一对应连接的带内置反向二极管的开关管；所述第二充电开关管部包括三个与所述第二储能电感部的三个储能电感一一对应连接的带内置反向二极管的开关管。4.根据权利要求3所述的整流系统，其特征在于，还包括：设置在所述三相输入交流电源和第一整流模块以及第二整流模块之间的滤波模块，所述滤波模块包括分别与所述三相输入交流电源的三相输出端一一对应连接的三个滤波电感，各所述滤波电感背离所述三相输入交流电源的一端分别与对应的保险部件连接，各所述保险部件背离对应滤波电感的一端和所述第一切换开关部及所述第二切换开关部的输入端连接，各所述保险部件背离对应滤波电感的一端还分别和对应的滤波电容一一连接，各所述滤波电容背离对应的保险部件的一端和所述输入交流电源的零线连接。5.根据权利要求1至4任一项所述的整流系统，其特征在于，所述输入交流电源为市电电源。6.一种整流系统控制方法，用于如权利要求1所述的整流系统，所述整流系统中的输入交流电源为单相电，其特征在于，所述方法包括：判断所述输入交流电源的当前输出状态；若判定所述输入交流电源的当前输出状态为处于正半周期，则断开所述第一整流模块中的第一电池组开关部；以及，通过所述第一切换开关部、第一储能电感部、第一开关器件部、第一充电开关管部对输入电压进行整流并升压成正母线电压；若判定所述输入交流电源的当前输出状态为处于负半周期，则断开所述第二整流模块中第二电池组开关部；以及，通过所述第二切换开关部、第二储能电感部、第二开关器件部、第二充电开关管部对...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏小荣，尤勇，
申请(专利权)人：深圳市英威腾电源有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44