一种辅助供电系统及储能变流器的制作方法

1.本发明属于电源领域，具体涉及一种辅助供电系统及储能变流器。


背景技术：

2.储能变流器(pcs)可控制蓄电池的充电和放电过程，进行交直流的变换，在无电网情况下可以直接为交流负荷供电。pcs由dc/ac双向变流器、控制单元等构成。pcs控制器通过通讯接收后台控制指令，根据功率指令的符号及大小控制变流器对电池进行充电或放电，实现对电网有功功率及无功功率的调节。pcs控制器通过can接口与bms通讯，获取电池组状态信息，可实现对电池的保护性充放电，确保电池运行安全。
3.目前市场上各类储能变流器都具有自身辅助供电系统，用于给主控单元、驱动单元、通讯单元供电。现有技术中以上供电系统多采用分布式架构，需要配置多个控制芯片、外围电路以及保护电路等，造成了供电系统成本高、效率低的问题。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种辅助供电系统，所述辅助供电系统解决了供电系统的多器件增加的不可靠性，且效率低，成本高的问题。
5.本发明还提出一种储能变流器。
6.根据本发明第一方面实施例的辅助供电系统，包括：
7.开关电源；
8.第一整流单元，其输入端与所述开关电源连接；
9.第一降压变压器，其原边与所述第一整流单元的输出端连接；
10.pwm控制单元；
11.开关单元，与所述pwm控制单元连接，所述开关单元与所述pwm控制单元共同用于调整所述第一降压变压器和所述第一整流单元之间的通断；
12.多个第二降压变压器，多个所述第二降压变压器的原边皆与所述第一降压变压器的副边连接；
13.多个第二整流单元，多个所述第二整流单元的输入端与多个所述第二降压变压器的副边一一对应连接，多个所述第二整流单元的输出端用于连接储能变流器。
14.根据本发明实施例第一方面的辅助供电系统，至少具有如下技术效果：采用pwm控制单元控制开关单元的导通和关断使主电路输出电压稳定，实现了电源系统的小型化、高频化，另将第一降压变压器与多个第二降压变压器直接相连，省去了第一降压变压器副边输出端需配置的功能电路以及多个第二降压变压器原边输入端需配置的控制单元等其他外围电路，有效简化供电系统的器件配置，提升传输效率，实现了降本增效，同时由于需配置的器件减少，提高了供电系统的可靠性。
15.根据本发明的一些实施例，至少一个所述第二降压变压器的副边具有多个抽头
和/或多套绕组，多个所述抽头和/或多套所述绕组皆用于连接所述储能变流器。
16.根据本发明的一些实施例，上述辅助供电系统还包括连接在所述第一降压变压器的副边与每个所述第二降压变压器的原边之间的二极管。
17.根据本发明的一些实施例，上述辅助供电系统还还包括连接在所述开关电源与所述第一整流单元之间的第一emc保护电路。
18.根据本发明的一些实施例，上述辅助供电系统还包括与多个所述第二整流单元一一对应连接的多个第二emc保护电路。
19.根据本发明的一些实施例，上述辅助供电系统还包括与所述pwm控制单元连接的电压反馈电路，所述电压反馈电路用于采集所述第一降压变压器副边的输出电压。
20.根据本发明的一些实施例，所述电压反馈电路连接在所述第一降压变压器副边与所述pwm控制单元之间；所述辅助供电系统还包括与所述电压反馈电路串联的隔离电路。
21.根据本发明第二方面实施例的储能变流器，包括储能变流器本体以及与所述储能变流器本体连接的如第一方面所述的辅助供电系统。
22.根据本发明实施例第二方面的储能变流器，至少具有如下技术效果：应用第一方面的辅助供电系统，采用pwm控制单元控制开关单元的导通和关断使主电路输出电压稳定，实现了电源系统的小型化、高频化，另将第一降压变压器与多个第二降压变压器直接相连，省去了第一降压变压器副边输出端需配置的功能电路以及多个第二降压变压器原边输入端需配置的控制单元等其他外围电路，有效简化供电系统的器件配置，提升传输效率，实现了降本增效，同时由于需配置的器件减少，提高了供电系统的可靠性。
23.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
24.本发明的上述或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
25.图1是本发明实施例的辅助供电系统的原理简图；
26.图2是本发明实施例的辅助供电系统的结构框图。
27.附图标记：
28.开关电源100、
29.pwm控制单元200、
30.开关单元300、
31.第一降压变压器400、
32.第二降压变压器500、
33.第一emc保护电路600、
34.第二emc保护电路700、
35.电压反馈电路800、
36.隔离电路900。
具体实施方式
37.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
38.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
39.在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
40.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
41.下面参考图1、图2描述根据本发明实施例的辅助供电系统。
42.根据本发明实施例第一方面提出的辅助供电系统，包括：开关电源100、第一整流单元、pwm控制单元200、开关单元300、第一降压变压器400、多个第二降压变压器500、多个第二整流单元。
43.开关电源100；
44.第一整流单元，其输入端与开关电源100连接；
45.第一降压变压器400，其原边与第一整流单元的输出端连接；
46.pwm控制单元200；
47.开关单元300，与pwm控制单元200连接，开关单元300与pwm控制单元200共同用于调整第一降压变压器400和第一整流单元之间的通断；
48.多个第二降压变压器500，多个第二降压变压器500的原边皆与第一降压变压器400的副边连接；
49.多个第二整流单元，多个第二整流单元的输入端与多个第二降压变压器500的副边一一对应连接，多个第二整流单元的输出端用于连接储能变流器。
50.参考图1和图2，开关电源100输出220v交流电压至第一整流单元，220v交流电压通过第一整流单元进行整流滤波后，转换成直流电压，pwm控制单元200通过控制开关单元300周期性的通断，通过改变每个周期的脉冲宽度，进而将直流电压转变为一定频率的交流方波电压输出，经第一降压变压器400进行电磁转换降压至
±
65v输出，
±
65v电压直接通过第一降压变压器400的副边分别输出至多个第二降压变压器500的原边，进行再次降压，降压至多个数值不同的交流电压输出，本实施例的多个第二降压变压器500输出的交流电压输出值主要体现有包括
±
15v、 24v、 5v等，多个数值不同的交流电压一一对应的流经多个第二整流单元，最终将交流电压转换为数值相对应的直流电压输出至储能变流器的主控单元、驱动单元、通讯及干接点单元等各功能单元为其提供工作电压。需要说明的是，本实施例对第二降压变压器500输出的电压值不做限定，根据具体功能单元所需的工作电压调整即可；还需要说明的是，本实施例对第二降压变压器500的数量也不做限定，根据具体功能
单元的数量调整即可。
51.根据本发明实施例的辅助供电系统，采用了pwm控制单元200控制开关单元300的导通和关断使主电路输出电压稳定，实现了电源系统的小型化、高频化，另将第一降压变压器400与多个第二降压变压器500直接相连，省去了第一降压变压器400副边输出端需配置的功能电路以及多个第二降压变压器500原边输入端需配置的控制单元等其他外围电路，有效简化供电系统的器件配置，提升传输效率，实现了降本增效，同时由于需配置的器件减少，提高了供电系统的可靠性。
52.在本发明的一些实施例中，pwm控制单元200芯片采用的型号是uc3843，开关单元300可以采用igbt晶体管或场效应管，具体可根据实际需求进行调整，本实施例对此不做限定。
53.在本发明的一些实施例中，至少一个第二降压变压器500的副边具有多个抽头和/或多套绕组，多个抽头和/或多套绕组皆用于连接储能变流器。参考图1，其中多个第二降压变压器500将电压降压至
±
15v来为后续功能单元提供工作电压；最下方的第二降压变压器500通过设置多套绕组来使得输出电压降压至 24v以及 5v等不同电压输出值，本实施例对调整电压输出值的具体实施方式不做限定，根据实际情况合理配置即可。
54.在本发明的一些实施例中，上述辅助供电系统还包括连接在第一降压变压器400的副边与每个第二降压变压器500的原边之间的二极管。多个第二降压变压器500的原边皆与第一降压变压器400的副边连接，连接线路中间均设置有二极管，二极管具有单向导通的特性，可以起到保护电路的作用。
55.在本发明的一些实施例中，上述辅助供电系统还包括连接在开关电源100与第一整流单元之间的第一emc保护电路600。emc是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。因此，emc包括两个方面的要求：一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值；另一方面是指器具对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度，即电磁敏感性。第一emc保护电路600接在开关电源100与第一整流单元之间，起到消除电磁干扰的作用。
56.在本发明的一些实施例中，上述辅助供电系统还包括与多个第二整流单元一一对应连接的多个第二emc保护电路700。emc包括emi(电磁干扰)及ems(电磁耐受性)两部分，所谓emi电磁干扰，乃为机器本身在执行应有功能的过程中所产生不利于其它系统的电磁噪声；而ems乃指机器在执行应有功能的过程中不受周围电磁环境影响的能力。多个第二emc保护电路700与多个第二整流单元一一对应连接，皆起到消除电磁干扰的作用。
57.在本发明的一些实施例中，上述辅助供电系统还包括与pwm控制单元200连接的电压反馈电路800，电压反馈电路800用于采集第一降压变压器400副边的输出电压。电压反馈电路800直接与第一降压变压器400的副边连接，采集第一降压变压器400副边输出的第二输出电压
±
65v的数据输入至pwm控制单元200。在本发明的一些实施例中，电压反馈电路800可以采用分压电阻进行适当的降压。
58.在本发明的一些实施例中，电压反馈电路800连接在第一降压变压器400副边与pwm控制单元200之间；辅助供电系统还包括与电压反馈电路800串联的隔离电路900。隔离电路900与电压反馈电路800串联，本实施例的隔离电路900采用的是光耦隔离器，光耦是光电耦合器的简称，它是以光为媒介来传输电信号的器件，由发光器件、光敏器件组成。当输
入端加上电信号使发光器件发光时，光敏器件感光而产生光电流，从而实现了“电-光-电”之间的转换。由于光耦是单向传输的，所以可以实现信号的单向传输，使输入端与输出端完全实现了电气隔离，输出信号对输入端无影响，抗干扰能力强，工作稳定；由于光耦是光电式的所以使用寿命长，摆脱了机械式触点有吸合次数的缺陷。光耦隔离器还可以实现电平的转换作用，通过隔离电路900对第二输出电压
±
65v进行降压处理，使其降到合适的电压值再流经电压反馈电路800反馈输入至pwm控制单元200，使得不会因为反馈电压值过大而对pwm控制单元200造成影响。
59.根据本发明实施例第二方面提出的储能变流器，包括储能变流器本体以及与储能变流器本体连接的如第一方面所述的辅助供电系统。
60.根据本发明实施例的储能变流器，应用了第一方面所述的辅助供电系统，采用了pwm控制单元200控制开关单元300的导通和关断使主电路输出电压稳定，实现了电源系统的小型化、高频化，另将第一降压变压器400与多个第二降压变压器500直接相连，省去了第一降压变压器400副边输出端需配置的功能电路以及多个第二降压变压器500原边输入端需配置的控制单元等其他外围电路，有效简化供电系统的器件配置，提升传输效率，实现了降本增效，同时由于需配置的器件减少，提高了供电系统的可靠性。
61.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
62.尽管上述结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。