介紹一種雙向充電逆變電路

隨著充電技術的發展，人們希望大型設備的電源系統不僅可以接收外界的電能輸入，也可以對外輸出電能。

然而，目前市場上的可充電或者供電系統通常采用兩套電路實現，充電電路和供電電路是相互獨立的，從而使得充電電路和供電電路占用較大的空間，進而使得電源系統的整體體積較大，成本也較高。

本文介紹一種雙向充電逆變電路、電源裝置以及電動汽車，以解決現有技術中的充電電路和供電電路相互獨立所造成的電源系統整體體積較大以及成本較高的問題。

雙向充電逆變電路，包括：整流濾波模塊，用于將市電轉換成第一直流電壓；直流?直流轉換模塊，與所述整流濾波模塊連接，用于在充電過程中將第一直流電壓轉換成第二直流電壓，以及在供電過程中間第二直流電壓轉換成第一直流電壓；直流?交流逆變模塊，與所述直流?直流轉換模塊連接，用于將所述第一直流電壓轉換成第二交流電壓；以及控制模塊，與所述直流?直流轉換模塊和所述直流?交流逆變模塊連接，用于分別對所述直流?直流轉換模塊和所述直流?直流逆變模塊進行控制。 ?

雙向充電逆變電路還包括：電池系統，與所述直流?直流轉換模塊連接；在充電過程中，第二直流電壓用于為所述電池系統充電；在供電過程中，所述電池系統產生第二直流電壓，并通過所述直流?直流轉換模塊轉換成第一直流電壓。

控制模塊包括：PWM控制器，用于控制所述直流?直流轉換模塊以及所述直流?交流逆變模塊；BMS控制器，用于控制所述電池系統；以及主控制器，與所述PWM控制器和所述BMS控制器連接，用于分別對所述PWM控制器和所述BMS控制器進行控制。

雙向充電逆變電路還包括檢測模塊，所述檢測模塊用于檢測以下一種或者多種信息：充電電流檢測、充電輸出功率檢測、電池電壓檢測、逆變電壓檢測、逆變過流檢測、逆變功率檢測、市電檢測、直流高壓檢測。

直流?交流逆變模塊包括：第一全橋式逆變電路；第一控制芯片；以及第二控制芯片；第一全橋式逆變電路包括第一場效應管、第二場效應管、第三場效應管以及第四場效應管，所述第一場效應管和所述第二場效應管的源極共同連接至第一直流電壓；第二場效應管和所述第四場效應管的漏極共同接地；所述第一場效應管的漏極與所述第二場效應管的源極共同連接至第二交流電壓的其中一輸出端；所述第三場效應管的漏極與所述第四場效應管的源極共同連接至第二交流電壓的另一輸出端；通過設置直流?直流轉換模塊，可以實現直流?直流轉換模塊在充電過程和供電過程中的重復利用。

在充電過程中，所述直流?直流轉換模塊將第一直流電壓轉換成第二直流電壓，從而為電池系統充電。

在供電過程中，所述直流?直流轉換模塊將電池系統產生的第二直流電壓轉換成第一直流電壓，然后通過直流?交流逆變模塊將第一直流電壓轉換成第二交流電壓，從而實現了外界設備供電的功能。

在以上雙向充電逆變電路中，所述直流?直流轉換模塊可以在充電過程和供電過程中重復利用，從而可以減少雙向充電逆變電路所使用的元器件，進而降低了雙向充電逆變電路的整體體積和成本。 ?

?下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹：

圖1 實施例提供的雙向充電逆變電路的模塊示意圖 ? 雙向充電逆變電路應用在電源裝置中，從而使電源裝置既可以作為一臺大功率的充電機使用，也可以作為一臺發電機使用。

雙向充電逆變電路既可以接收市電的輸入以為電池系統充電，也可以通過電池系統為外部設備供電。

其中，市電可以是110V或者220V的交流電壓。

所述電池系統的充電電壓可以是12V、24V、48V、60V、72V或者96V等。

電池系統所對外輸出的交流電壓可以是100V、110V、120V、220V、230V或者240V等。

電池系統所對外輸出的交流電壓頻率可以是50Hz或者60Hz等。

雙向充電逆變電路100包括整流濾波模塊110、直流?直流轉換模塊120、直流?交流逆變模塊130以及控制模塊140。

整流濾波模塊110用于將市電U1轉換成第一直流電壓V1。

在本實施例中，市電可以是110V或者220V的交流電壓。

第一直流電壓V1可以是200V或者是400V。

直流?直流轉換模塊120與所述整流濾波模塊110連接。

所述直流?直流轉換模塊120用于在充電過程中將第一直流電壓V1轉換成第二直流電壓V2，以及在供電過程中間第二直流電壓V2轉換成第一直流電壓V1。

在本實施例中，所述第二直流電壓V2可以是12V、24V、48V、60V、72V或者96V等。

所述第二直流電壓V2可以為電池系統供電。

所述直流?交流逆變模塊130與所述直流?直流轉換模塊120連接。

所述直流?交流逆變模塊130用于將所述第一直流電壓V1轉換成第二交流電壓U2。

在本實施例中，所述第二交流電壓U2可以是100V、110V、120V、220V、230V或者240V等。

所述直流?交流逆變模塊130所輸出的所述第二交流電壓U2用于為外部設備供電。

控制模塊140與所述直流?直流轉換模塊120和所述直流?交流逆變模塊130連接。

所述控制模塊140用于分別對所述直流?直流轉換模塊120和所述直流?直流逆變模塊130進行控制。 ?

圖2 另一實施例提供的雙向充電逆變電路的模塊示意圖； ?

圖3 為圖2中的整流濾波模塊和第一開關電路的電路原理圖； ?

圖4 為圖2中的直流?交流逆變模塊的電路原理圖； ?

圖5 為圖2中的第二開關電路和交流輸出模塊的電路原理圖；

圖6 為圖2中的直流?直流轉換模塊的模塊示意圖；

圖7 為圖6中的直流?交流轉換模塊的電路原理圖；

圖8 為圖6中的變壓器模塊的電路原理圖；

圖9 為圖6中的交流?直流轉換模塊的電路原理圖。

在以上的充電逆變電路中，需要進行相應的電流檢測，檢測的電流根據裝置的功率范圍，會有從10A到1000A不等的測量范圍，那么，如何選擇一款合適的器件來檢測電流就是一個比較關鍵的問題。

我們可以把電流檢測分為幾個范圍。

1，檢測5A到70A的直流或交流電流。

檢測5A到50A的直流或交流電一般選用芯片式的霍爾電流傳感器，比如

CH701電流傳感器IC，是工業、汽車、商業和通信系統中交流或直流電流傳感的經濟而精確的解決方案。

小封裝是空間受限應用的理想選擇，同時由于減少了電路板面積而節省了成本。

典型應用包括電機控制、負載檢測和管理、開關電源和過電流故障保護。?

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CH701可以檢測到50A峰值的電流。

如果需要檢測更大電流，需要更高的隔離電壓，可以選擇更大電流范圍的產品，比如16腳的CH701W系列，電流范圍可以到70A，絕緣耐壓可以到4800Vrms：

2，檢測50A到200A的直流或交流電流。

可以選用直插型的電流傳感器

CH704 是專為大電流檢測應用開發的隔離集成式電流傳感芯片。

CH704 內置 0.1 mΩ 的初級導體電阻，有效降低芯片發熱支持大電流檢測：±50A, ±100A, ±150A, ±200A。

其內部集成獨特的溫度補償電路以實現芯片在 -40 到150度全溫范圍內良好的一致性。

出廠前芯片已做好靈敏度和靜態（零電流）輸出電壓的校準，在全溫度范圍內提供 ±2% 的典型準確性。