一种三相整流的双电源供电系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种三相整流的双电源供电系统，包括：三相交流电源；交流整流模块，所述交流整流模块通过开关SW1连接至三相交流电源，所述交流整流模块通过双向整流线路实现交流输入的整流和升压；用于实现电池的升压和充电的直流整流模块，所述直流整流模块与交流整流模块连接；用于实现逆变输出的逆变模块，所述逆变电路与直流整流模块连接；以及，用于在直流供电时实现母线平衡的平衡模块，所述平衡模块通过开关SW2接地，所述平衡模块与交流整流模块实现线路复用。本实用新型专利技术的交流整流模块和平衡模块复用平衡桥臂，只需增加一个切换开关便可实现线路的复用和正负母线的平衡，体积小，成本低，可靠性高。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种双电源供电系统，尤其涉及一种三相整流的双电源供电系统。
技术介绍
在现有的双电源供电系统中，尤其是双电源输入的单电池整流系统中，正负母线的平衡问题一直是行业技术人员不得不考虑的问题；大部分相关系统为了控制成本和减小体积，在设计阶段就舍弃该项要求，即不做母线平衡的考虑，但是这样的话，对整机的性能及可靠性都会造成了一定影响，降低了其质量和稳定性。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是需要提供一种成本低、体积小的双电源供电系统，并实现母线的平衡。对此，本技术提供一种三相整流的双电源供电系统，包括用于实现交流供电的三相交流电源；交流整流模块，所述交流整流模块通过开关SWl连接至三相交流电源，所述交流整流模块通过交流/直流的双向整流线路实现交流输入的整流和升压；直流整流模块，所述直流整流模块与交流整流模块连接，所述直流整流模块通过双向的升压/降压线路实现电池的升压和充电；用于实现直流/交流逆变输出的逆变模块，所述逆变电路与直流整流模块连接；以及，用于在直流供电时实现母线平衡的平衡模块，所述平衡模块通过开关SW2接地，所述平衡模块与交流整流模块实现线路复用。其中，所述平衡模块与交流整流模块实现线路复用，所述线路复用即为平衡桥臂的复用，所述平衡桥臂通过相互串接的晶体管或场效应管，用于实现电桥的桥臂平衡，所述场效应管并联有分立二极管，所述分立二极管为分立功率器件，包括了半导体二极管；所述三相交流电源用于实现三相交流电的供给，三相交流电源包括三个频率相同、电势振幅相等、相位差互差120°角的交流电源回路；所述交流整流模块是一个交流/直流的双向整流线路，即通过平衡桥臂实现双向的交流变直流的整流线路，也称为双向的AV/DC整流线路；所述直流整流模块也称电池整流电路，通过电池实现直流供电，是一个双向的直流/直流线路，也称为双向的DC/DC线路，所述直流整流模块通过双向的升压/降压线路以实现电池的升压和充电；所述逆变模块用于实现直流/交流的逆变输出，并与直流整流模块连接；所述平衡模块通过与交流整流模块复用平衡桥臂，即平衡模块与交流整流模块实现线路复用，所述平衡模块通过开关SW2接地，也就是说，所述平衡模块与交流整流模块的线路复用只增加一个切换开关便实现了直流供电模式下的正负母线的平衡。 本技术的交流输入为三相交流电，所述交流整流模块、直流整流模块、逆变模块以及平衡模块分别与每一个相位的交流输入相对应，实现了三相整流的双电源供电系统，本技术通过线路复用，即平衡桥臂的复用进而实现双电源供电系统的正负母线平衡，使得成本非常低，体积小，非常适用于中大功率、高可靠性的双电源供电系统。本技术的工作模式包括交流供电模式和直流供电模式，在交流供电模式下，交流整流模块为可双向流动的半桥线路，交流输入通过开关SW1、电感LI、晶体管/场效应管Ql以及晶体管/场效应管Q2实现交流的整流和升压，交流整流模块可双向流动保证了平衡电路实现的简便性，只需要增加一个开关SW2即可实现正负母线的平衡；所述直流整流模块为双向可流动的直流/直流线路，也为电池充电电路，通过母线给电池充电，交流输入时母线通过晶体管/场效应管Q3、晶体管/场效应管Q5、晶体管/场效应管Q6、电感L2、电感L3、开关SW3和开关SW5组成buck线路，即降压线路给电池充电；逆变电路为半桥逆变线路。在直流供电模式下，即电池供电模式下，直流整流线路通过晶体管/场效应管Q3、晶体管/场效应管Q5、晶体管/场效应管Q6、电感L2、电感L3、开关SW3和开关SW5组成boos线路，即组成升压线路给母线升压；平衡模块通过平衡桥臂与交流输入时的交流整流·线路实现线路复用，即复用电感LI、晶体管/场效应管Ql和晶体管/场效应管Q2，只需要通过开关SWl和开关SW2把输入端切换至中线，通过控制晶体管/场效应管Ql和晶体管/场效应管Q2的通断即可实现母线的平衡；逆变电路为半桥逆变线路。与现有技术相比，本技术交流整流模块和平衡模块复用平衡桥臂，只需要通过增加一个切换开关便可实现线路的复用和正负母线的平衡，在不同模式时其控制方法和时序不同；所述不同模式为交流供电模式或直流供电模式，实现了双电源供电系统的正负母线的平衡，所述电池和三相交流电源交替保证了三相的双电源供电，体积小，成本低，并且能够保证双电源供电系统的性能及可靠性。本技术尤其适合于中大功率和可靠性要求高的双电源供电系统。本技术的进一步改进在于，所述逆变模块通过半桥式逆变线路实现直流/交流的逆变输出。所述逆变模块采用半桥式逆变线路，能够通过半桥式逆变线路实现直流/交流的逆变输出，进一步保证了正负母线的平衡。本技术的进一步改进在于，所述逆变模块为三相逆变输出模块。所述三相逆变输出模块与三相交流电源相对应，包括三个频率相同、电势振幅相等、相位差互差120°角的交流电信号输出。本技术的进一步改进在于，所述交流整流模块的双向整流线路为双向半桥整流线路。所述双向半桥整流线路为半桥式AC/DC双向整流线路，即半桥式交流/直流双向整流线路，能够通过在硬件上只增加一个切换开关，即可实现交流供电模式和直流供电模式的切换，通过修改时序实现直流供电模式下的母线平衡，结构简单，成本低，体积小，与现有技术相比，通过平衡桥臂的线路复用，仅仅只是增加了一个切换开关，便实现了正负母线的平衡，在成本上的增加非常少，效果显著，电路得到了很好的优化和改进。本技术的进一步改进在于，所述双向半桥整流线路包括串接的晶体管或并联有分立二极管的场效应管，所述开关SWl和开关SW2通过电感LI连接至双向半桥整流线路的中点。其中，所述晶体管优选为IGBT，即绝缘栅双极型晶体管；所述场效应管为M0SFET，使用MOSFET时，需并联分立二极管；所述开关SWl和开关SW2通过电感LI连接至双向半桥整流线路的中点，即开关SWl和开关SW2通过电感LI连接至晶体管或场效应管的中点，能够在直流供电时，使得平衡模块的正负母线平衡效果更加显著，同时还能够促进实现交流输入的整流和升压。本技术的进一步改进在于，所述双向半桥整流线路包括串接的晶体管；所述三相交流电源通过开关SWl连接至电感LI，电感LI连接至晶体管Ql和晶体管Q2的中点以实现交流输入的整流。其中，开关SW1、电感LI、晶体管Ql和晶体管Q2组成半桥式的交流整流线路，即双向半桥整流线路，所述双向半桥整流线路对输入的交流进行整流升压；开关SW2、电感LI、晶体管Ql和晶体管Q2组成平衡模块的平衡桥臂线路，在直流供电模式时，即电池供电模式时，通过控制晶体管Ql和晶体管Q2的通断实现母线电压的平衡；开关SW3、开关SW5、电感 L2、电感L3、晶体管Q3、晶体管Q5和晶体管Q6组成boost/buck线路，即升压/降压线路，交流供电模式时组成buck线路(降压线路)对电池充电，直流供电模式(电池输入)时组成boost线路(升压线路)，对母线进行升压；晶体管Q8和晶体管Q9组成半桥逆变线路实现直流/交流逆变。所述开关SWl闭合，开关SW2断开，则处于交流供电模式；所述开关SWl断开，开关SW2闭合，则处于直流供电模式，进一步采用上述技术特征，本技术能够通过切换开关进而快速实现交流输入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三相整流的双电源供电系统，其特征在于，包括：用于实现交流供电的三相交流电源；交流整流模块，所述交流整流模块通过开关SW1连接至三相交流电源，所述交流整流模块通过交流/直流的双向整流线路实现交流输入的整流和升压；直流整流模块，所述直流整流模块与交流整流模块连接，所述直流整流模块通过双向的升压/降压线路实现电池的升压和充电；？用于实现直流/交流逆变输出的逆变模块，所述逆变电路与直流整流模块连接；以及，用于在直流供电时实现母线平衡的平衡模块，所述平衡模块通过开关SW2接地，所述平衡模块与交流整流模块实现线路复用。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何锡生，郝玉龙，陆家珍，
申请(专利权)人：深圳市健网科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：