一種智能分布式配網(wǎng)直流電源的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電源領域，特別是涉及一種用于配網(wǎng)工程的智能分布式配網(wǎng)直流電源。
【背景技術】
[0002]隨著城市配電網(wǎng)的發(fā)展，以1kV環(huán)網(wǎng)柜、1KV開閉所為基礎的配電網(wǎng)，在城市配網(wǎng)中發(fā)揮著越來越大的作用，配電網(wǎng)的可靠性直接影響著城市建設的發(fā)展。對供電可靠性的要求越高，配置直流操作電源的要求也越高。
[0003]然而，開閉所、環(huán)網(wǎng)柜等大多處于戶外或偏遠的地方，甚至是地下室，其工作環(huán)境惡劣，聯(lián)網(wǎng)困難，加大了維護難度。開閉所、環(huán)網(wǎng)柜等場合的直流操作電源的供電方式主要有后備蓄電池供電和PT供電或交流市電供電。后備蓄電池作為交流失電后，直流操作電源不間斷供電的保障，其可靠性極其重要。
[0004]現(xiàn)有的直流操作電源大多數(shù)為直流屏，由于直流屏是集中式供電方式，因此其體積大，配備的電池數(shù)量多，成本高，給安裝調試及維護造成極大地不便。同時，電源系統(tǒng)失效就會造成大范圍的故障發(fā)生，以至于電源系統(tǒng)的可靠性得不到保障，安全性不高。
[0005]隨著城鄉(xiāng)智能電網(wǎng)的發(fā)展，逐漸出現(xiàn)各種分布式直流操作電源應用在配電網(wǎng)終端設備的直流供電場合。隨著智能分布式配網(wǎng)直流電源的小型化，需進一步提高電源工作頻率以減小變壓器等無源器件的體積和重量。但在提高頻率時，一些分布參數(shù)，如變壓器的漏感、分布電容等在開關管工作時會形成很大的電壓、電流尖峰。相對于由變壓器漏感或回路雜散電感引起的開關管關斷時的電壓尖峰，開關管開通時存在電流尖峰的原因相對復雜，容易被忽視。實際上，開通時的電流尖峰，不僅產(chǎn)生電磁干擾，增加開關管的電流應力，影響效率，而且當用峰值電流控制方式時，可能導致開關管誤動作。因此，亟需對現(xiàn)有分布式直流操作電源進行改進。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型所要解決的技術問題是:提供一種智能分布式配網(wǎng)直流電源，用于提高智能分布式配網(wǎng)直流電源運行的功率、效率及穩(wěn)定性，縮小成品體積。
[0007]為了解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為:
[0008]一種智能分布式配網(wǎng)直流電源，包括蓄電池、電源變換模塊和MCU嵌入式控制器，所述MCU嵌入式控制器分別與電源變換模塊和蓄電池連接，蓄電池還與電源變換模塊連接；
[0009]所述電源變換模塊包括主輸出電路和輔輸出電路，用于將交流市電轉變成兩路直流電，輔輸出電路用于對蓄電池進行充電，主輸出電路用于為負載提供操作電源；
[0010]所述電源變換模塊采用反激變換技術，具體為所述主輸出電路采用PWM反饋控制，輔輸出電路采用磁放大器進行穩(wěn)壓。
[0011]進一步的，所述電源變換模塊包括三繞組變壓器、PWM控制電路和磁放大器；
[0012]變壓器的初級繞組串聯(lián)開關管S，變壓器的第一次級繞組的輸出電路為主輸出電路，第一次級繞組串聯(lián)第一二極管的正極，第一二極管的負極連接所述PWM控制電路的信號輸入端，PWM控制電路的輸出端連接所述開關管S ；
[0013]第二次級繞組的輸出電路為輔輸出電路，所述第二次級繞組依次串聯(lián)磁放大器和第二二極管，第二次級繞組的輸出電路的正極輸出端反饋連接于磁放大器與第二二極管的公共端。
[0014]進一步的，所述MCU嵌入式控制器包括高速嵌入式單片機和高分辨率IXD顯示器。
[0015]進一步的，所述電源變換模塊還包括蓄電池充電控制電路，蓄電池充電控制電路用于對蓄電池的充電或放電控制。
[0016]本實用新型的有益效果在于:本實用新型智能分布式配網(wǎng)直流電源的電源變換模塊采用的反激變換技術可以有效縮短最小勵磁時間，改善輔輸出在主輸出極端負載工況時的電壓穩(wěn)定性，擴大主輸出負載的輕載范圍。有效縮小智能分布式配網(wǎng)直流電源體積，提高直流電源功率和效率，使電源能在較高的環(huán)境溫度下可靠運行。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型智能分布式配網(wǎng)直流電源的組成框圖；
[0018]圖2為本實用新型智能分布式配網(wǎng)直流電源的電源變換模塊的電路圖。
[0019]標號說明:
[0020]1、蓄電池；2、電源變換模塊；3、MCU嵌入式控制器。
【具體實施方式】
[0021]為詳細說明本實用新型的技術內容、所實現(xiàn)目的及效果，以下結合實施方式并配合附圖予以說明。
[0022]本實用新型最關鍵的構思在于:配網(wǎng)直流電源的電源變換模塊采用的反激變換技術，主輸出采用PWM反饋控制，輔輸出采用磁放大器后級穩(wěn)壓，從而有效縮短最小勵磁時間，改善輔輸出在主輸出極端負載工況時的電壓穩(wěn)定性。
[0023]請參照圖1，一種智能分布式配網(wǎng)直流電源，包括蓄電池1、電源變換模塊2和MCU嵌入式控制器3，所述MCU嵌入式控制器3分別與電源變換模塊2和蓄電池連接，蓄電池I還與電源變換模塊2連接；
[0024]所述電源變換模塊2包括主輸出電路和輔輸出電路，用于將交流市電轉變成兩路直流電，輔輸出電路用于對蓄電池進行充電，主輸出電路用于為負載提供操作電源；
[0025]所述電源變換模塊2采用反激變換技術，具體為所述主輸出電路采用PWM反饋控制，輔輸出電路采用磁放大器進行穩(wěn)壓。
[0026]從上述描述可知，本實用新型的有益效果在于:本實用新型智能分布式配網(wǎng)直流電源的電源變換模塊采用的反激變換技術可以有效縮短最小勵磁時間，改善輔輸出在主輸出極端負載工況時的電壓穩(wěn)定性，擴大主輸出負載的輕載范圍。有效縮小智能分布式配網(wǎng)直流電源體積，提高直流電源功率和效率，使電源能在較高的環(huán)境溫度下可靠運行。
[0027]請參閱圖2，其中，所述電源變換模塊包括三繞組變壓器、PWM控制電路和磁放大器；
[0028]變壓器的初級繞組串聯(lián)開關管S，變壓器的第一次級繞組Nsl的輸出電路為主輸出電路，第一次級繞組Nsl串聯(lián)第一二極管VD ^勺正極，第一二極管VD ^勺負極連接所述PWM控制電路的信號輸入端，PWM控制電路的輸出端連接所述開關管S ；
[0029]第二次級繞組Ns2的輸出電路為輔輸出電路，所述第二次級繞組N s2依次串聯(lián)磁放大器SR和第二二極管VD2，第二次級繞組的輸出電路的正及輸出端反饋連接于磁放大器與第二二極管VD2的公共端。
[0030]PWM控制電路和磁放大器電路隸屬反激變換技術的，起到調節(jié)輸出電壓、功率的作用。
[0031 ] 電源變換模塊2采用的反激變換技術如圖2 (兩路輸出中，主輸出電路Utll采用PWM反饋控制，輔輸出電路Utl2采用磁放大器后級穩(wěn)壓)。開關管S在驅動電壓(高電平)作用下導通，輸入電源Ui向變壓器勵磁電感Lp充電(圖中的變壓器不僅是個變壓器，同時也是個向負載側提供能量的電感)，第一二極管VD1和第二二極管VD 2反偏截止，磁放大器SR的復位電壓Usk= U S2-Um(輔輸出二次線圈的電壓Us2= UiNS2/Np，其中Np、Nsl和Ns2分別為變壓器初級繞組、第一次級繞組一和第二次級繞組的匝數(shù)，Um為磁放大器控制電路的復位電壓)。在磁放大器勵磁期間，開關管S截止，第一二極管VD1E偏導通，勵磁電感Lp經(jīng)變壓器只向主輸出Utll放電，磁放大器SR的勵磁電壓Usk= Us2-Um (Us2= U Q1NS2/Nsl)，SR處于阻擋截止狀態(tài)。一旦磁放大器SR被勵磁到飽和，第二二極管VD2將導通，這之后，Us2被鉗位等于U %，此時由于主輸出電路的第一次繞組的電壓Usi= U 02Ns1/NS2< U 01 (U02/NS2< U Q1/Nsl可通過設計得到滿足。如不滿足，則無法實現(xiàn)SR對后級穩(wěn)壓)，VD1被反偏截止，Lp就只向輔輸出放電。采用SR后級穩(wěn)壓的反激變換器是在不同時段分別給多路輸出供電的，即采用分時控制。
[0032]其中，所述MCU嵌入式控制器包括高速嵌入式單片機和高分辨率IXD顯示器。
[0033]MCU嵌入式控制器3采用高速嵌入式單片機，能在極短的時間內輪循處理分析智能分布式配網(wǎng)直流電源各項參數(shù)指標及性能，判斷出所有故障信息，促使智能分布式配網(wǎng)電源安全高效的運行。
[0034]其中，所述電源變換模塊還包括蓄電池充電控制電路，蓄電池充電控制電路用于對蓄電池的充電或放電控制。
[0035]綜上所述，本實用新型提供的智能分布式配網(wǎng)直流電源相對于現(xiàn)有的配電網(wǎng)操作電源具有以下優(yōu)點:
[0036]1、體積相對較小，功率較大，效率較高，工作環(huán)境溫度較高；
[0037]2、以輪循處理控制直流電源的工作方式，獲取直流電源的信息并進行分析處理，穩(wěn)定性更尚;
[0038]3、有效擴大智能分布式配網(wǎng)直流電源的應用范圍。
[0039]以上所述僅為本實用新型的實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等同變換，或直接或間接運用在相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內。
【主權項】
1.一種智能分布式配網(wǎng)直流電源，包括蓄電池、電源變換模塊和MCU嵌入式控制器，所述MCU嵌入式控制器分別與電源變換模塊和蓄電池連接，蓄電池還與電源變換模塊連接； 所述電源變換模塊包括主輸出電路和輔輸出電路，用于將交流市電轉變成兩路直流電，輔輸出電路用于對蓄電池進行充電，主輸出電路用于為負載提供操作電源； 其特征在于，所述電源變換模塊采用反激變換技術，具體為所述主輸出電路采用PWM反饋控制，輔輸出電路采用磁放大器進行穩(wěn)壓。
2.根據(jù)權利要求1所述的智能分布式配網(wǎng)直流電源，其特征在于，所述電源變換模塊包括三繞組變壓器、PWM控制電路和磁放大器； 變壓器的初級繞組串聯(lián)開關管S，變壓器的第一次級繞組的輸出電路為主輸出電路，第一次級繞組串聯(lián)第一二極管的正極，第一二極管的負極連接所述PWM控制電路的信號輸入端，PWM控制電路的輸出端連接所述開關管S ； 第二次級繞組的輸出電路為輔輸出電路，所述第二次級繞組依次串聯(lián)磁放大器和第二二極管，第二次級繞組的輸出電路的正極輸出端反饋連接于磁放大器與第二二極管的公共端。
3.根據(jù)權利要求1所述的智能分布式配網(wǎng)直流電源，其特征在于，所述MCU嵌入式控制器包括高速嵌入式單片機和高分辨率LCD顯示器。
4.根據(jù)權利要求1所述的智能分布式配網(wǎng)直流電源，其特征在于，所述電源變換模塊還包括蓄電池充電控制電路，蓄電池充電控制電路用于對蓄電池進行充電或放電控制。
【專利摘要】本實用新型公開一種智能分布式配網(wǎng)直流電源，包括蓄電池、電源變換模塊和MCU嵌入式控制器，所述MCU嵌入式控制器分別與電源變換模塊和蓄電池連接，蓄電池還與電源變換模塊連接；所述電源變換模塊包括主輸出電路和輔輸出電路，用于將交流市電轉變成兩路直流電，輔輸出電路用于對蓄電池進行充電，主輸出電路用于為負載提供操作電源；所述電源變換模塊采用反激變換技術，具體為所述主輸出電路采用PWM反饋控制，輔輸出電路采用磁放大器進行穩(wěn)壓。本實用新型智能分布式配網(wǎng)直流電源體積小，功率大，效率高。
【IPC分類】H02J11-00, H02M3-335
【公開號】CN204376529
【申請?zhí)枴緾N201520068598
【發(fā)明人】何用輝, 林豐, 張明
【申請人】何用輝
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年1月30日