[发明专利]一种基于半桥结构的充放电电路和方法

说明书

技术领域

本发明涉及到一种充放电电路，尤其涉及到对一种基于半桥结构的对蓄电池进行充放电的电路和方法。

背景技术

如图3所示，传统的基于半桥结构的充放电电路，其结构包括有：AC/DC双向逆变器、母线滤波电解电容、150A/600V的IGBT模块构成的单组充放电电路以及与单组充放电电路相对应的单组PWM触发电路、单个40A的电抗器和单个40A/75mV的分流器。在实际使用过程中，由于采用单组PWM控制，其母线滤波电解电容长时间处于非正常工作状态下，容易造成漏液、电压击穿、电容失效等情况；而且，单组IGBT模块承受着较大的电流冲击，如果电压尖峰吸收电容性能衰减，就会导致IGBT模块工作在极端状态，散热也将随着其散热面的导热脂老化而变得异常困难；众所周知，电抗器必须根据电流规格设计，40安培的电抗器的体积非常庞大，给结构设计造成困扰；此外，用于采样的单个分流器因为其输出纹波电流较大，使得其发热比较严重，从而产生温飘，影响到其采样精度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种可改善IGBT模块、母线滤波电路和电抗器的工作状态的基于半桥结构的充放电电路。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于半桥结构的充放电电路，包括：AC/DC双向逆变器和并联在AC/DC双向逆变器的直流输出端上的母线滤波电路、至少三路相互并联的充放电单元、以及为这至少三路充放电单元提供相位角相互错开的PWM错相驱动电路，每个充放电单元包括有：第一IGBT单元和第二IGBT单元，第一IGBT单元的集电极与所述AC/DC双向逆变器的直流正极相连，第一IGBT单元的发射极与第二IGBT单元的集电极相连、作为该充放电单元的输出端，第二IGBT单元的发射极与AC/DC双向逆变器的直流负极相连、作为该充放电单元的接地端；充放电单元的输出端分别串接有相匹配的电抗器后并接、作为所述充放电单元的输出端，所有的第一IGBT单元和第二IGBT单元的基极与所述PWM错相驱动电路的相应输出端相连。

作为一种优选方案，在所述的一种基于半桥结构的充放电电路中，所述充放电单元的输出端与充放电电路的输出端之间还串接有分流器。

作为一种优选方案，在所述的一种基于半桥结构的充放电电路中，所述的IGBT单元为IGBT模块。

作为一种优选方案，在所述的一种基于半桥结构的充放电电路中，所述的IGBT单元由至少两个IGBT单管并联而成。

作为一种优选方案，在所述的一种基于半桥结构的充放电电路中，所述的母线滤波电路由至少两个容量相同的电解电容并联而成。

本发明还提供一种基于半桥结构的充放电方法，该方法采用了N路充放电电路以PWM错相方式进行循环接力充电或放电，N≥3，其具体步骤为：将每个PWM周期N等分，使得在每个PWM周期的N个1/N周期中，这N路充放电电路对负臷进行充电或放电接力，如此循环往复。

本发明的有益效果是：按照本发明所述的充放电方法设计的基于半桥结构的充放电电路，采用了相位角相互错开的PWM错相驱动电路，使得在工作过程中，不仅降低了对AC/DC双向逆变器的影响和对直流母线上滤波电容的冲击，而且，还大大减小了输出电流的纹波幅度，从而延长了滤波用电解电容的寿命，提高了输出电流的精度，减小了对负载(蓄电池)的性能影响和对设备自身的干扰，在很大程度上增加了设备的稳定性和可靠性。

附图说明

图1为本发明所述的一种充放电电路的原理结构示意图。

图2为本发明所述的另一种充放电电路的原理结构示意图。

图3为背景技术中所述充放电电路的原理结构示意图。

图4为本发明所述充放电电路与传统结构的纹波特性对比图。

图5为IGBT模块与IGBT单管并联组的等效电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图，详细描述本发明所述的一种基于半桥结构的充放电电路和方法的具体实施方案。