自转换充电逆变二合一电路制造技术

一种自转换充电逆变二合一电路，包括有逆变电路、电信号采集变压器和接触器，逆变电路包括有蓄电池、单片微型计算机、公用变压器和由四个功率管，其中，每个功率管分别含有寄生二极管，其特征在于：单片微型计算机的一个控制信号输出脚通过接触器接地，接触器的公共触点与市电的火线连接，接触器的常开触点作为负载火线的供电端，公用变压器次级的两端分别与市电的零线和负载火线的供电端连接。本实用新型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。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种具有充电、逆变的电器设备，特别是一种既能对蓄电池充电又能进行逆变的电路。
技术介绍
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Q1、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，如图1所示，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的正、负极连接，接触器的公共触点与负载火线的供电端连接，接触器的第一常开触点与市电的火线连接，接触器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向接触器发出控制信号，使接触器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充电的直流电压，从而实现对蓄电池的充电。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向接触器发出控制信号，使接触器的公共触点与第一常开触点断开，并与第二常开触点连通，单片微型计算机MCU控制四个功率管工作，使蓄电池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。就目前而言，利用逆变电路在对蓄电池充电方面的技术尚未见相关报道。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 220VU0A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，如果有关技术人员试图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^OV,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。如果通过变压器降压后，交流电降至60V，再经过全桥电路中四个功率管Q1、Q2、Q3、Q4上的寄生二极管进行全桥整流，那么电压约为84V，该电压过低无法对蓄电池组进行充电。
技术实现思路
本技术的目的就是提供一种结构简单、成本低廉和运行可靠的自转换充电逆变电路，它仅利用全桥逆变电路就可以实现充电、逆变的两个功能，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。本技术的目的是通过这样的技术方案实现的，它包括有逆变电路、电信号采集变压器和接触器，所述的逆变电路包括有蓄电池、单片微型计算机、公用变压器和由四个功率管构成的全桥电路，其中，每个功率管分别含有寄生二极管；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、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，第四功率管接地，单片微型计算机的接地脚接地，单片微型计算机的电池电压取样脚与蓄电池的正极连接，单片微型计算机(MCU)的四个控制信号输出脚分别与四个功率管的栅极连接，电信号采集变压器初级的两端分别与市电的火线、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，公用变压器初级的两端分别与第一功率管和第二功率管的源极连接，公用变压器次级的两端并接有电容，单片微型计算机的一个控制信号输出脚通过接触器线包接地，接触器的公共触点与市电的火线连接，接触器的常开触点作为负载火线的供电端，公用变压器次级的两端分别与市电的零线和负载火线的供电端连接。本技术就是利用该逆变电路实现对蓄电池的充电，利用计算机程序通过单片微型计算机对四个功率管作如下控制向漏极与蓄电池正极连接的第一功率管、第二功率管发出关闭控制信号，使第一功率管和第二功率管处于关闭状态；同时，向其余的两个功率管发出相同的脉宽调制信号，周期性地控制第三功率管和第四功率管导通与关闭；将逆变电路的输出端作为充电的输入端，与市电接通，即可实现对蓄电池的持续充电。本技术实现对蓄电池进行充电的工作原理是假定以市电为220V、蓄电池为 120V、公用变压器初级与次级的匝数比为60 :220为例，市电220V经公用变压器降压后变成 60V交流电，当该60V交流电为正半周时，即第二功率管的源极的电位高于第一功率管的源极的电位，如果单片微型计算机控制第三、四功率管的脉宽调制信号是高电位，那么，第三、 四功率管处于导通状态，由于交流电60V的最大值低于蓄电池电压120V，因此，第一、二功率管中寄生二极管处于截止状态，电流只能依次经第四功率管、第三功率管的寄生二极管、 公用变压器的初级线圈形成回路，此时，公用变压器的初级线圈处于储能状态；当单片微型计算机控制第三、四功率管的脉宽调制信号从高电位变成低电位时，第三、四功率管立即由导通状态变成关闭状态，在这个突变过程中，公用变压器的初级线圈也随之产生感生电动势，该感生电动势与公用变压器本身的60V交流电进行叠加，从而提高第二功率管的源极的电位，该电位的高低与公用变压器初级线圈的电感量相关，在设计时，可以刻意调整好公用变压器初级线圈的电感量，使此时的第二功率管的源极的电位高于蓄电池的电压120V， 从而处使第二、三功率管的寄生二极管导通，而第一、四功率管的寄生二极管只能处于截止状态，此时，电流只能经第二功率管的寄生二极管流向蓄电池的正极，再由负极通过第三功率管的寄生二极管流回公用变压器的初级线圈，进而形成回路，从而实现对蓄电池进行有效地充电。同理，当60V交流电为负半周时，即第二功率管的源极的电位低于第一功率管的源极的电位，如果单片微型计算机控制第三、四功率管的脉宽调制信号是高电位，那么，第三、四功率管处于导通状态，由于交流电60V的最大值低于蓄电池电压120V，因此，第一、二功率管中寄生二极管处于截止状态，电流只能依次经第三功率管、第四功率管的寄生二极管、公用变压器的初级线圈形成回路，此时，公用变压器的初级线圈处于储能状态；当单片微型计算机控制第三、四功率管的脉宽调制信号从高电位变成低电位时，第三、四功率管立即由导通状态变成关闭状态，在这个突变过程中，公用变压器的初级线圈也随之产生感生电动势，该感生电动势与公用变压器本身的60V交流电进行叠加，从而提高第一功率管的源极的电位，该电位高于蓄电池的电压120V，从而处使第一、四功率管的寄生二极管导通， 而第二、三功率管的寄生二极管只能处于截止状态，此时，电流只能经第一功率管的寄生二极管流向蓄电池的正极，再由负极通过第四功率管的寄生二极管流回公用变压器的初级线圈，进本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种自转换充电逆变二合一电路，包括有逆变电路、电信号采集变压器（Ｔ２）和接触器（ＲＥＬＡＹ），所述的逆变电路包括有蓄电池（ＢＡＴ）、单片微型计算机（ＭＣＵ）、公用变压器（Ｔ１）和由四个功率管（Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４）构成的全桥电路，其中，每个功率管（Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４）分别含有寄生二极管（ＶＤ１、ＶＤ２、ＶＤ３、ＶＤ４）；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）、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）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）接地，单片微型计算机（ＭＣＵ）的接地脚（２７）接地，单片微型计算机（ＭＣＵ）的电池电压取样脚（５）与蓄电池（ＢＡＴ）的正极连接，单片微型计算机（ＭＣＵ）的四个控制信号输出脚（４、６、８、１０）分别与四个功率管（Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４）的栅极连接，电信号采集变压器（Ｔ２）初级的两端分别与市电的火线（Ｌ）、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，公用变压器（Ｔ１）初级的两端分别与第一功率管（Ｑ１）和第二功率管（Ｑ２）的源极连接，公用变压器（Ｔ１）次级的两端并接有电容（Ｃ），其特征在于：单片微型计算机（ＭＣＵ）的一个控制信号输出脚（２）通过接触器（ＲＥＬＡＹ）线包接地，接触器（ＲＥＬＡＹ）的公共触点与市电的火线连接，接触器（ＲＥＬＡＹ）的常开触点作为负载火线的供电端（ＬＲ），公用变压器（Ｔ１）次级的两端分别与市电的零线（Ｎ）和负载火线的供电端（ＬＲ）连接。...

【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：实用新型
国别省市：85