本實(shí)用新型涉及一種雙輸入雙輸出不間斷車載綜合電源供電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)車載綜合電源，一般采用市電和底盤發(fā)電機(jī)供電模式，且輸出為單相交流電或者直流電。同時(shí)，當(dāng)市電和底盤發(fā)電機(jī)同時(shí)出現(xiàn)異常時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)不間斷供電，往往將蓄電池接入直流母線，處于熱備份狀態(tài)，隨時(shí)能接入供電。這種工作模式已不能滿足日益發(fā)展的負(fù)載用電需求，現(xiàn)在許多設(shè)備都逐步使用直流供電模式，因此，要求電源模塊不僅能輸出穩(wěn)定的交流電，同時(shí)還需求穩(wěn)定的直流電。同時(shí)，為了達(dá)到不間斷供電模式，蓄電池組往往通過DC/DC模塊與直流母線形成一個(gè)熱備份狀態(tài)，這種接入方式使蓄電池組一直工作，大大降低了蓄電池組的使用壽命及儲(chǔ)能容量，同時(shí)增加了整體供電系統(tǒng)的功耗，造成能源浪費(fèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提出一種雙輸入雙輸出不間斷車載綜合電源供電系統(tǒng)，將傳統(tǒng)的車載綜合電源系統(tǒng)技術(shù)改進(jìn)，變?yōu)槟芙邮芙恢绷魍瑫r(shí)輸入，且同時(shí)輸出交直流電源，同時(shí)將傳統(tǒng)的不間斷UPS熱備份狀態(tài)變?yōu)閁PS冷備份狀態(tài)，減少系統(tǒng)器件和能量損耗。達(dá)到多電源輸出、節(jié)能、高效的目的。

本實(shí)用新型是這樣來實(shí)現(xiàn)的，一種雙輸入雙輸出不間斷車載綜合電源供電系統(tǒng)，本供電系統(tǒng)是一種能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，通過轉(zhuǎn)接市電、底盤發(fā)電機(jī)和蓄電池的電源，轉(zhuǎn)換成不間斷的穩(wěn)定的24V直流電源和220V單相交流電源；主要包括UPS系統(tǒng)、電源管理系統(tǒng)、配電系統(tǒng)；其特征在于：UPS系統(tǒng)由交流220V市電交流電源、底盤發(fā)電機(jī)27V直流電源、AC/DC組件模塊、充電器、DC/AC組件模塊、DC/DC組件模塊組成；電源管理系統(tǒng)由保護(hù)和邏輯控制單元模塊組成；配電系統(tǒng)由漏電保護(hù)模塊、接地保護(hù)裝置組成；所述交流220V市電交流電源通過AC/DC組件模塊接入直流母線，底盤發(fā)電機(jī)27V直流電源直接接入直流母線，直流母線分別連接DC/AC組件模塊和DC/DC組件模塊；DC/AC組件模塊連接漏電保護(hù)模塊、接地保護(hù)裝置后輸出穩(wěn)定的交流220V供電電源；DC/DC組件模塊連接漏電保護(hù)模塊、接地保護(hù)裝置后輸出穩(wěn)定的直流24V供電電源；所述充電器分別和交流220V市電交流電源、底盤發(fā)電機(jī)27V直流電源、儲(chǔ)能蓄電池組三者連接；儲(chǔ)能蓄電池組通過多個(gè)二極管串聯(lián)接入直流母線；所述保護(hù)和邏輯控制單元模塊分別連接AC/DC組件模塊、DC/AC組件模塊、DC/DC組件模塊、儲(chǔ)能蓄電池組、漏電保護(hù)模塊、接地保護(hù)裝置。

本實(shí)用新型所述AC/DC組件模塊接入直流母線之間設(shè)有開關(guān)。

本實(shí)用新型所述底盤發(fā)電機(jī)27V直流電源直接接入直流母線之間設(shè)有開關(guān)。

本實(shí)用新型多個(gè)二極管串聯(lián)后并聯(lián)一個(gè)旁路繼電器。

本實(shí)用新型的電源供電系統(tǒng)能將底盤發(fā)電機(jī)發(fā)出的波動(dòng)的直流電以及單相交流市電變換為AC220V交流單相輸出及24V直流輸出；當(dāng)市電接入時(shí)，通過AC/DC組件模塊變換，接入直流母線；當(dāng)?shù)妆P發(fā)電機(jī)輸入時(shí)，直接接入直流母線。匯集后的直流母線分別通過DC/AC組件模塊和DC/DC變換組件模塊為穩(wěn)定的交流220V和直流24V供電電源，并通過對(duì)操控面板的控制，最終提供給設(shè)備用電。同時(shí)，當(dāng)市電和底盤發(fā)電機(jī)同時(shí)供電異常時(shí)，儲(chǔ)能蓄電池組通過二極管向母線供電，同時(shí)輸入檢測(cè)電路判斷輸入端異常，二極管旁路繼電器動(dòng)作，儲(chǔ)能蓄電池組直接與直流母線間連接，減少損耗，保證正常工作。

本實(shí)用新型的有益效果：傳統(tǒng)車載綜合電源系統(tǒng)是一種成熟的應(yīng)用技術(shù)，但輸入和輸出源往往形式單一，使用中有諸多限制。同時(shí)，為了保障系統(tǒng)不間斷供電模式，蓄電池組往往采用熱備份狀態(tài)接入系統(tǒng)，造成蓄電池組壽命短、容量變小等缺點(diǎn)?；趥鹘y(tǒng)車載綜合電源基礎(chǔ)上，將系統(tǒng)升級(jí)改進(jìn)，通過AC/DC、DC/DC、DC/AC及多組二極管旁路電路等組件進(jìn)行電力變換，使系統(tǒng)不僅能工作在市電供電模式下，也可以同時(shí)工作在底盤發(fā)電機(jī)供電模式下，當(dāng)兩種輸入同時(shí)異常時(shí)，能立即啟動(dòng)通過多個(gè)二極管組及旁路繼電器相連接的冷備份狀態(tài)下的儲(chǔ)能蓄電池組。通過DC/DC及DC/AC模塊形成穩(wěn)定的單相交流及直流共2路輸出，可以滿足供電及供電要求。使系統(tǒng)工作范圍廣泛，不受野外和市內(nèi)地點(diǎn)限制。更符合作戰(zhàn)要求。

系統(tǒng)將底盤發(fā)電機(jī)發(fā)出的不穩(wěn)定的直流電以及單相的市電，通過AC/DC、DC/DC、及DC/AC組件變換為穩(wěn)定的直流電以及單相交流電。同時(shí)，當(dāng)?shù)妆P發(fā)電機(jī)和市電同時(shí)異常時(shí)，能實(shí)時(shí)切換到蓄電池組供電模式，實(shí)現(xiàn)不間斷雙輸入雙輸出車載綜合電源供電模式。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的雙輸入雙輸出不間斷車載綜合電源供電系統(tǒng)工作原理框圖。

圖2為本實(shí)用新型的市電供電模式示意圖。

圖3為本實(shí)用新型的底盤發(fā)電機(jī)供電模式示意圖。

圖4為本實(shí)用新型的儲(chǔ)能蓄電池組供電模式示意圖。

圖5為本實(shí)用新型的AC/DC組件的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖。

在圖中，1、UPS系統(tǒng)，2、電源管理系統(tǒng)，3、配電系統(tǒng)，4、交流220V市電交流電源，5、底盤發(fā)電機(jī)27V直流電源，6、AC/DC組件模塊,7、充電器,8、DC/AC組件模塊,9、DC/DC組件模塊，10、保護(hù)和邏輯控制單元模塊，11、漏電保護(hù)模塊，12、接地保護(hù)裝置,13、儲(chǔ)能蓄電池組，14、旁路繼電器。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)用新型這樣來工作和實(shí)施的，一種雙輸入雙輸出不間斷車載綜合電源供電系統(tǒng)，本供電系統(tǒng)是一種能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，通過轉(zhuǎn)接市電、底盤發(fā)電機(jī)和蓄電池的電源，轉(zhuǎn)換成不間斷的穩(wěn)定的24V直流電源和220V單相交流電源；主要包括UPS系統(tǒng)1、電源管理系統(tǒng)2、配電系統(tǒng)3；其特征在于：UPS系統(tǒng)1由交流220V市電交流電源4、底盤發(fā)電機(jī)27V直流電源5、AC/DC組件模塊6、充電器7、DC/AC組件模塊8、DC/DC組件模塊9組成；電源管理系統(tǒng)由保護(hù)和邏輯控制單元模塊10組成；配電系統(tǒng)由漏電保護(hù)模塊11、接地保護(hù)裝置12組成；所述交流220V市電交流電源4通過AC/DC組件模塊6接入直流母線，底盤發(fā)電機(jī)27V直流電源5直接接入直流母線，直流母線分別連接DC/AC組件模塊8和DC/DC組件模塊9；DC/AC組件模塊8連接漏電保護(hù)模塊11、接地保護(hù)裝置12后輸出穩(wěn)定的交流220V供電電源；DC/DC組件模塊9連接漏電保護(hù)模塊11、接地保護(hù)裝置12后輸出穩(wěn)定的直流24V供電電源；所述充電器7分別和交流220V市電交流電源4、底盤發(fā)電機(jī)27V直流電源5、儲(chǔ)能蓄電池組13三者連接；儲(chǔ)能蓄電池組13通過多個(gè)二極管串聯(lián)接入直流母線；所述保護(hù)和邏輯控制單元模塊10分別連接AC/DC組件模塊4、DC/AC組件模塊8、DC/DC組件模塊9、儲(chǔ)能蓄電池組13、漏電保護(hù)模塊11、接地保護(hù)裝置12；所述AC/DC組件模塊接入直流母線之間設(shè)有開關(guān)；所述底盤發(fā)電機(jī)27V直流電源直接接入直流母線之間設(shè)有開關(guān)；多個(gè)二極管串聯(lián)后并聯(lián)一個(gè)旁路繼電器14。

本實(shí)用新型的工作模式為：如圖2所示，市電輸入模式示意圖，在市電正常時(shí)，自動(dòng)選擇市電輸入模式。如圖3所示，底盤發(fā)電機(jī)輸入模式示意圖，當(dāng)市電異常時(shí)，由底盤發(fā)電機(jī)輸入。如圖4所示，儲(chǔ)能蓄電池組輸入模式示意圖，當(dāng)市電以及底盤發(fā)電機(jī)同時(shí)異常時(shí)，立即啟動(dòng)蓄電池組工作。

車載綜合電源的輸入來自交流220V市電或底盤發(fā)電機(jī)27V直流電以及蓄電池組，通過自動(dòng)邏輯控制選擇其中的一種作為輸入源。當(dāng)市電接入時(shí)，通過AC/DC組件變換，接入直流母線；當(dāng)?shù)妆P發(fā)電機(jī)輸入時(shí)，直接接入直流母線。匯集后的直流母線分別通過DC/AC和DC/DC變換為穩(wěn)定的交流220V和直流24V供電電源，并通過對(duì)操控面板的控制，最終提供給設(shè)備用電。

系統(tǒng)的直流母線上同時(shí)掛有儲(chǔ)能蓄電池組，當(dāng)輸入端正常時(shí)，直流母線電壓為27V~32V，蓄電池組電壓為24V~28.6V，蓄電池組通過多個(gè)二極管串聯(lián)接入母線并進(jìn)行隔離，蓄電池組不向外輸出。當(dāng)輸入端異常時(shí)，蓄電池組通過二極管向母線供電，同時(shí)輸入檢測(cè)電路判斷輸入端異常，二極管旁路繼電器動(dòng)作，蓄電池組直接與直流母線間連接，減少損耗，保證正常工作。車載電源管理系統(tǒng)通過對(duì)系統(tǒng)中各支路的電壓、電流、頻率（交流）等進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，確定車載綜合電源系統(tǒng)的輸入輸出的工作和保護(hù)模式。同時(shí)通過讀取儲(chǔ)能電池的BMS，獲取電池的充放電、電量等信息，進(jìn)行充放電邏輯管理和狀態(tài)保護(hù)。

一種雙輸入雙輸出不間斷車載綜合電源供電系統(tǒng)，首先，市電通過AC/DC組件輸出直流，形成直流母線，即輸入的市電通過整流橋與PFC電路變換為約400V的高壓脈動(dòng)直流，再通過100kHz的頻率對(duì)MOSFET進(jìn)行高頻斬波，通過隔離變壓器的傳遞，在次級(jí)形成低壓脈動(dòng)直流，再通過LC濾波電路，變換為符合輸出要求的高精度32V直流電源，AC/DC組件的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示。

底盤發(fā)電機(jī)發(fā)出的直流電直接接入直流母線，與市電輸出的直流母線做并聯(lián)，同時(shí)儲(chǔ)能蓄電池組通過多個(gè)二極管串聯(lián)接入直流母線，用二極管將蓄電池組和直流母線進(jìn)行隔離，使蓄電池組工作在一個(gè)冷備份情況下，同時(shí)將一個(gè)旁路繼電器與多個(gè)二極管串聯(lián)。當(dāng)市電和底盤發(fā)電機(jī)正常工作時(shí)，蓄電池組的電壓為24V~28.6V，直流母線電壓為27V~32V，因此蓄電池組電壓通過二極管串聯(lián)模塊后低于直流母線電壓，存在4V壓降，使蓄電池組工作在一個(gè)冷備份情況下，當(dāng)市電和底盤發(fā)電機(jī)兩路輸入同時(shí)異常時(shí)，蓄電池組可以通過二極管串聯(lián)模塊立即輸出直流母線電壓，供給后級(jí)電路。同時(shí)，旁路繼電器工作，閉合旁路開關(guān)，此時(shí)電流從旁路流入直流母線，減少蓄電池組工作損耗。直流母線電壓再通過DC/DC組件和DC/AC組件同時(shí)輸出一向穩(wěn)定的單相交流輸出和一向穩(wěn)定的直流輸出。再通過配電系統(tǒng)，供給負(fù)載工作電源。系統(tǒng)整體供電輸入輸出源切換由電源管理系統(tǒng)的控制板進(jìn)行邏輯控制，工作模式如圖1~4所示。

本實(shí)用新型所述供電系統(tǒng)由UPS系統(tǒng)、電源管理系統(tǒng)、配電系統(tǒng)三大部分組成。其中UPS系統(tǒng)包括AC/DC組件、DC/DC組件、DC/AC組件、蓄電池組動(dòng)態(tài)接入組件；電源管理系統(tǒng)包括控制板；配電系統(tǒng)包括配電組件、各類保護(hù)及控制操作面板。