一种双通道交流电源隔离电路及供电系统的制作方法

本发明涉及电力电子，尤其涉及一种双通道交流电源隔离电路及供电系统。

背景技术：

1、近年来新能源汽车越来越受大众喜爱，新能源汽车已经成为人们普遍的交通工具。目前，新能源汽车充电桩为单向充电桩，即只能由电网向新能源汽车电池充电。但是，在实际使用中，有大量的新能源汽车处于闲置状态，其内存储的电量也处于搁置未使用状态。而电网在用电高峰期时的供电压力较大，往往采用花大价钱造储能电站以缓解供电压力，从而造成了资源浪费。

2、伴随着v2g的发展，全高频隔离双向方案作为其核心受到了学术界的关注，现有的全高频隔离双向方案采用2个ac-dc模块，双向供电，通过高频变压器实现输出与输出的电网隔离；拓扑结构包括：2路交流侧滤波电路、2个整流桥、2个高频变压器以及直流侧滤波电路。现有的高频隔离双向方案存在电路复杂、器件多、电磁干扰需额外增加滤波和屏蔽设计等缺陷。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种双通道交流电源隔离电路及供电系统，解决现有的高频隔离双向方案存在电路复杂、器件多、电磁干扰需额外增加滤波和屏蔽设计等缺陷的技术问题。

2、为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

3、第一方面，本发明提供了一种双通道交流电源隔离电路，包括第一通道模块和第二通道模块；所述第一通道模块和所述第二通道模块结构相同，均包括整流桥、光电耦合器以及晶闸管；所述整流桥的正极输出端和负极输出端分别连接所述光电耦合器的阳极和阴极，所述光电耦合器的第二输出端连接所述晶闸管的控制端；

4、其中，所述第一通道模块的整流桥的两个交流输入端分别连接输入端火线li和输入端零线ni；所述第二通道模块的整流桥的两个交流输入端分别连接输出端火线lo和输入端零线no；所述第一通道模块的光电耦合器的第一输出端和晶闸管的输入端均连接输入端火线li，所述第二通道模块的光电耦合器的第一输出端和晶闸管的输入端均连接输出端火线lo，所述第一通道模块和所述第二通道模块的晶闸管的输出端分别连接工频变压器端第一输入火线li_f和第二输入火线lo_f。

5、可选的，所述输入端火线li与其整流桥之间连接有热敏电阻rt1，所述输出端火线lo与其整流桥之间连接有热敏电阻rt2，所述热敏电阻rt1和所述热敏电阻rt2用于抑制浪涌电流。

6、可选的，所述输入端火线li与其整流桥之间连接有第一阻容降压模块，所述输出端火线lo与其整流桥之间连接有第二阻容降压模块，所述第一阻容降压模块和所述第二阻容降压模块用于限流分压；

7、所述第一阻容降压模块包括电阻r1、电阻r2和电容cr1，所述电容r1和所述电容r2串联后与所述电容cr1并联；所述第二阻容降压模块包括电阻r6、电阻r7和电容cr2，所述电容r6和所述电容r7串联后与所述电容cr2并联。

8、可选的，所述输入端火线li和所述输入端零线ni之间连接有双向瞬态抑制二极管d2，所述输出端火线lo和所述输出端零线no之间连接有双向瞬态抑制二极管d4，所述双向瞬态抑制二极管d2和所述双向瞬态抑制二极管d4用于钳位高压尖峰。

9、可选的，所述整流桥的正极输出端和所述光电耦合器的阳极之间连接有分流电阻模块，用于微调流过所述光电耦合器的发光管的电流阈值，从而设定过零检测的灵敏度。

10、可选的，所述第一通道模块的分流电阻模块包括并联的电阻r4和电阻r5；所述第二通道模块的分流电阻模块包括并联的电阻r9和电阻r10。

11、可选的，所述第一通道模块和所述第二通道模块的光电耦合器的第一输出端分别连接有限流电阻r3和限流电阻r8。

12、第二方面，本发明提供了一种供电系统，包括如上述的双通道交流电源隔离电路。

13、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

14、本发明提供的一种双通道交流电源隔离电路及供电系统，采用双路对称的交流电源隔离电路（即第一通道模块和第二通道模块），实现两路交流信号的独立采集、隔离检测与驱动控制，互不干扰。同时，区别于传统的变压器降压采样或电阻直接分压采样，本发明采用整流桥、光电耦合器、晶闸管的组合架构，利用整流桥将交流电转换为脉动直流，使得光电耦合器仅在电压过零点附近截止，从而在输出端产生与交流电严格同步的过零脉冲信号。这种设计不仅实现了高压侧与低压控制侧的完全电气隔离，还有效滤除了电网谐波干扰，提高了过零检测的精度和抗噪能力。

15、信号采集与调理采用阻容降压模块和分流电阻模块，阻容降压模块用于限流分压，用容抗代替电阻来限流，有效避免电阻因功耗加大带来的器件发热问题。分流电阻模块用于微调流过光电耦合器的发光管的电流阈值，从而设定过零检测的灵敏度。

16、多重防护的输入级浪涌抑制采用热敏电阻和双向瞬态抑制二极管，热敏电阻用于抑制浪涌电流，保护整流桥和光电耦合器，双向瞬态抑制二极管用于钳位高压尖峰；二者组合显著提升了电路在恶劣电网环境下的生存能力和长期稳定性。

17、光电耦合器直驱双向可控硅（晶闸管）的紧凑驱动架构，省去了额外的三极管放大级，简化了电路结构，降低了成本。同时，光电耦合器的快速响应特性配合可控硅的大电流处理能力，实现了对交流负载的高效、无触点控制。

1.一种双通道交流电源隔离电路，其特征在于，包括第一通道模块和第二通道模块；所述第一通道模块和所述第二通道模块结构相同，均包括整流桥、光电耦合器以及晶闸管；所述整流桥的正极输出端和负极输出端分别连接所述光电耦合器的阳极和阴极，所述光电耦合器的第二输出端连接所述晶闸管的控制端；

2.根据权利要求1所述的双通道交流电源隔离电路，其特征在于，所述输入端火线li与其整流桥之间连接有热敏电阻rt1，所述输出端火线lo与其整流桥之间连接有热敏电阻rt2，所述热敏电阻rt1和所述热敏电阻rt2用于抑制浪涌电流。

3.根据权利要求1所述的双通道交流电源隔离电路，其特征在于，所述输入端火线li与其整流桥之间连接有第一阻容降压模块，所述输出端火线lo与其整流桥之间连接有第二阻容降压模块，所述第一阻容降压模块和所述第二阻容降压模块用于限流分压；

4.根据权利要求1所述的双通道交流电源隔离电路，其特征在于，所述输入端火线li和所述输入端零线ni之间连接有双向瞬态抑制二极管d2，所述输出端火线lo和所述输出端零线no之间连接有双向瞬态抑制二极管d4，所述双向瞬态抑制二极管d2和所述双向瞬态抑制二极管d4用于钳位高压尖峰。

5.根据权利要求1所述的双通道交流电源隔离电路，其特征在于，所述整流桥的正极输出端和所述光电耦合器的阳极之间连接有分流电阻模块，用于微调流过所述光电耦合器的发光管的电流阈值，从而设定过零检测的灵敏度。

6.根据权利要求5所述的双通道交流电源隔离电路，其特征在于，所述第一通道模块的分流电阻模块包括并联的电阻r4和电阻r5；所述第二通道模块的分流电阻模块包括并联的电阻r9和电阻r10。

7.根据权利要求1所述的双通道交流电源隔离电路，其特征在于，所述第一通道模块和所述第二通道模块的光电耦合器的第一输出端分别连接有限流电阻r3和限流电阻r8。

8.一种供电系统，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的双通道交流电源隔离电路。