新型结构的智能电源论文和设计-董晶晶

全文摘要

新型结构的智能电源，包括储能电池、中央控制器、外接市电端口、低压直流输出\/入端口以及设置在外接市电端口与储能电池之间的整流电路；整流电路是单回路的双向逆变电路，低压直流输出\/入端口并接到双向逆变电路上；在中央控制器控制下双向逆变电路布置为当外接市电端口提供市电工频电能时能向低压直流输出端口提供低压直流电能及向储能电池提供电能充电；当从低压直流输入端口输入电能时能向低压直流输出端口提供低压直流电能、向储能电池提供电能充电和反向向外接市电端口提供市电工频电能；当储能电池提供电能时能向低压直流输出端口提供低压直流电能和反向向外接市电端口提供市电工频电能。由于具有上述优点可用于移动、挂墙式备用电源中。

主设计要求

1.新型结构的智能电源，包括储能电池、整流电路、中央控制器、外接市电端口、低压直流输出端口、低压直流输入端口，所述整流电路设置在所述外接市电端口与所述储能电池之间；其特征在于，所述外接市电端口用于输入和输出市电工频电能，所述低压直流输出端口用于输出低压直流电能，而所述低压直流输入端口用于输入外部提供的低压直流电能；所述整流电路是单回路的双向逆变电路，所述低压直流输出端口、低压直流输入端口分别并接到所述双向逆变电路上；所述双向逆变电路布置为当所述外接市电端口提供市电工频电能时，在所述中央控制器的控制下所述双向逆变电路不仅能够向所述低压直流输出端口提供低压直流电能而且还能向所述储能电池提供电能充电，而当从所述低压直流输入端口输入电能时，在所述中央控制器的控制下所述双向逆变电路不仅能够向所述低压直流输出端口提供低压直流电能、向所述储能电池提供电能充电而且还能反向向所述外接市电端口提供市电工频电能，而当所述储能电池提供电能时，在所述中央控制器的控制下所述双向逆变电路不仅能够向所述低压直流输出端口提供低压直流电能而且还能反向向所述外接市电端口提供市电工频电能。

设计方案

2.根据权利要求1所述的智能电源，其特征在于，所述双向逆变电路包括依次连接的双向整流逆变电路、双向DC-DC隔离高频变压器和双向充放电电路；所述双向整流逆变电路用于市电工频电能与高压直流电能之间的双向传输处理，所述双向DC-DC隔离高频变压器用于高压直流电能与低压直流电能之间的双向传输处理，所述双向充放电电路用于低压直流电能与所述储能电池所需充电电能之间的双向传输处理；所述低压直流输出端口、低压直流输入端口分别并接到所述双向DC-DC隔离高频变压器与所述双向充放电电路之间的公共低压直流母线。

3.根据权利要求2所述的智能电源，其特征在于，所述低压直流输出端口包括至少两个不同电压等级的低压直流输出端口，还包括BUCK降压变换电路，所述BUCK降压变换电路接于所述公共低压直流母线与所述至少两个不同电压等级的低压直流输出端口之间，所述BUCK降压变换电路用于为所述至少两个不同电压等级的低压直流输出端口分配适配电压等级的低压直流电能。

4.根据权利要求2所述的智能电源，其特征在于，还包括BOOST调压变换电路，所述BOOST调压变换电路接于所述公共低压直流母线与所述低压直流输入端口之间，所述BOOST调压变换电路用于将所述低压直流输入端口所提供的低压直流电能转换为与所述公共低压直流母线电压适配的直流电能。

5.根据权利要求1到4任一所述的智能电源，其特征在于，所述外接市电端口包括市电输入端口和市电输出端口，所述市电输入端口、市电输出端口所在支路分别连接市电输入自动控制开关、市电输出自动控制开关后再并联连接到所述双向逆变电路，所述市电输入自动控制开关、市电输出自动控制开关受控于所述中央控制器。

6.根据权利要求5所述的智能电源，其特征在于，在所述市电输入端口与所述市电输入自动控制开关之间、所述市电输出端口与市电输出自动控制开关之间还分别设置有手动开关。

7.根据权利要求5所述的智能电源，其特征在于，在所述市电输入端口、所述市电输出端口分别所在支路上还分别设置有市电传感器，所述市电传感器用于获取所述市电输入支路或所述市电输出支路上的电压信号并传送给所述中央控制器。

8.根据权利要求1到4任一所述的智能电源，其特征在于，还包括有储能显示器，所述储能显示器用于实时显示所述中央控制器所获取的关于所述储能电池的蓄能电压高低。

9.根据权利要求1到4任一所述的智能电源，其特征在于，还包括播放器、与所述播放器连接的声卡插口和播放控制按键，所述声卡插口用于连接移动硬盘，所述播放器用于播放所述移动硬盘所存储的内容。

10.根据权利要求1到4任一所述的智能电源，其特征在于，所述整流电路、中央控制器全部集中在同一电路板上但位于所述电路板的不同功能区，还包括外壳体，所述储能电池与所述电路板分置在所述外壳体内部的两侧，所述储能电池所在区域与所述电路板所在区域之间设置有分隔板，在所述储能电池所在区域的所述外壳体上设置有开口部，所述储能电池能够借助于所述开口部移出或安置到所述外壳体内，所述开口部上设置有能够拆卸的盖板，所述盖板可拆卸地连接在所述外壳体上。

11.根据权利要求10所述的智能电源，其特征在于，所述外壳体上还设置有散热筋。

12.根据权利要求1到4任一所述的智能电源，其特征在于，所述整流电路、中央控制器全部集中在同一电路板上但位于所述电路板的不同功能区，还包括外壳体，所述电路板设置在所述外壳体内，所述储能电池位于所述外壳体的侧边并插接连接所述整流电路。

13.根据权利要求12所述的智能电源，其特征在于，还包括连接架，所述外壳体、所述储能电池与所述连接架之间分别设置有连接器，所述外壳体、所述储能电池通过所述连接器挂接在所述连接架上。

设计说明书

技术领域

本发明涉及一种电源装置，特别涉及一种便于室内、外场合使用的智能电源。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，郊外旅行成为一种非常常见的生活方式。但在这种旅行生活中，为了取得与外部的联系或者提高旅行生活的安全性和便利性等各种因素的需要，旅行生活用电成为旅行者必须解决但又非常难以解决的问题。其次在偏远地区的日常生活、临时用房中的日常生活、各种抢险救灾、野外作业和救助等活动中由于外部供电不稳定时也存在同样的问题。

为此，目前市面上出现了一种以满足这种特殊需求为主要目的各种移动式电源，例如中国专利申请号为201310259462.0，名称为“创新型车载多功能智能后备电源”的发明专利申请，就是一种典型的移动电源产品，其主要披露了恒压恒流单元1接受来自太阳能或交流适配器或汽车蓄电瓶的电源，微处理器11采集恒压恒流单元1的电压信号经延时后输出控制信号给继电器执行单元2，继电器执行单元2动作将输入电量加入到稳压单元8和降压单元7，稳压单元8输出稳定12V直流电压给车充插座；降压单元7输出稳定的5V直流电压给USB插座，恒压恒流单元1的电压信号送入后备蓄电池4对其进行充电；后备蓄电池4的电量通过传感器5输入微处理器11，当微处理器11检测到蓄电池电量下降到设定值时将发出控制信号给执行单元3断开后备蓄电池通路防止蓄电池亏电，同时发出报警声予以提醒；而当有外加太阳能或交流适配器或汽车蓄电瓶的电源时，微处理器11采集恒压恒流单元1的电压信号经延时后输出控制信号给继电器执行单元3接通充电回路对其充电；在需要输出交流电时，通过按键开关发出启动交流输出信号给微处理器11，微处理器11接受到按键信号后输出控制信号给继电器执行单元6将直流电源输入到纯正弦波逆变器9，经过变换后输出220V交流电压；纯正弦波逆变器9的电压、电流及温度信息通过数据总线与微处理器11相连，通过微处理器处理后予以实时显示和报警。

发明内容

利用上述专利发明方案所生产的移动电源，不仅体积大而不便于携带而且每千瓦蓄能的单位造价成本高。仔细分析该专利技术内容及其附图所展示的实施方案，发现其电路结构中的恒压恒流电路本身需要解决三路不同性质的供电电源（市电、车电和太阳能）输入后的整流、调压问题，而且当需要利用储能电池的电能提供工频电能时，还需通过其另外设置的正弦波逆变器及相关的滤波电路等，为此该专利技术所设计的双回路电路不仅复杂，需要的器件也比较多而且成本高，自身能耗也非常大，需要占用的空间也大。

本发明针对上述现有技术的不足，旨在提供一种线路结构相对简单从而不仅相对地占用空间小、成本低的智能电源，包括储能电池、整流电路、中央控制器、外接市电端口、低压直流输出端口、低压直流输入端口，所述整流电路设置在所述外接市电端口与所述储能电池之间；其特征在于，所述外接市电端口用于输入和输出市电工频电能，所述低压直流输出端口用于输出低压直流电能，而所述低压直流输入端口用于输入外部提供的低压直流电能；所述整流电路是单回路的双向逆变电路，所述低压直流输出端口、低压直流输入端口分别并接到所述双向逆变电路上；所述双向逆变电路布置为当所述外接市电端口提供市电工频电能时，在所述中央控制器的控制下所述双向逆变电路不仅能够向所述低压直流输出端口提供低压直流电能而且还能向所述储能电池提供电能充电，而当从所述低压直流输入端口输入电能时，在所述中央控制器的控制下所述双向逆变电路不仅能够向所述低压直流输出端口提供低压直流电能、向所述储能电池提供电能充电而且还能反向向所述外接市电端口提供市电工频电能，而当所述储能电池提供电能时，在所述中央控制器的控制下所述双向逆变电路不仅能够向所述低压直流输出端口提供低压直流电能而且还能反向向所述外接市电端口提供市电工频电能。

其中，所述低压直流输入端口可以用于连接外部车载电池等类似电源，而且也可以用于连接外部太阳能板的供电插头。由于太阳能板的供电电压等级比较多，为此最好是在所述低压直流输入端口处再设置一个可以适配于各种特定电压等级的外接直流电源的处理器例如本发明后面将要提及的BOOST调压变换电路。

其中，所述低压直流输出端口，可以配备为普通的插口，也可以配备为USB接口等。其次所述低压直流输出端口的输出电压和电流，也可以灵活配置例如配置DC5V接口用于给手机或电脑充电，DC12V或24V接口用于向各种低压电器设备例如台灯、音响等供电。

根据上述技术方案，当在室内有市电网络供电时，如果此时所述储能电池缺电，可以直接利用所述外接市电端口充电并直接利用市电向所述低压直流输出端口等提供电能，此时还可以利用所述移动电源上的各种直流或交流接口取电；当在野外时就可以反过来利用储能电池、与所述低压直流输入端口连接的太阳能板等电源通过所述双向逆变电路不仅可以提供低压直流电能便于手机电脑充电、开启播放器播放音乐、开启低压照明灯等，而且还可以提供工频电能从而便于使用工频电能的电器设备例如烧水器、照明灯等用电。

由于本发明的所述双向逆变电路采用单回路设计，能够利用所述双向逆变电路将市电与储能电池之间的电能予以直接的双向转换，也能利用该电路直接将外接的其它直流电能转换为工频电能反向供给市电端口，与现有的移动电源相比不仅线路结构相对简单而且所述中央控制器的控制结构和管理也相对简单，从而大大降低了制造成本而且占用空间小，在相同体积空间中能够设置体积更大的储能电池进而提高设备的供电能力。

进一步的技术方案还可以是，所述双向逆变电路包括依次连接的双向整流逆变电路、双向DC-DC隔离高频变压器和双向充放电电路；所述双向整流逆变电路用于市电工频电能与高压直流电能之间的双向传输处理，所述双向DC-DC隔离高频变压器用于高压直流电能与低压直流电能之间的双向传输处理，所述双向充放电电路用于低压直流电能与所述储能电池所需充电电能之间的双向传输处理；所述低压直流输出端口、低压直流输入端口分别并接到所述双向DC-DC隔离高频变压器与所述双向充放电电路之间的公共低压直流母线。

在实际的设计中，所述双向整流逆变电路主要包含有整流和逆变功能，它可以通过所述双向整流逆变电路将220V的市电工频（交流50赫兹）电能转换为380VDC的高压直流电能并输出信号给所述双向DC-DC隔离高频变压器，反之也能将所述双向DC-DC隔离高频变压器所输出的380V的高压直流电能转换为220V的市电工频（50赫兹）电能；其次，所述双向DC-DC隔离高频变压器是一种高频的隔离变压器，高频控制信号可以来源于所述中央控制器，不仅可以将高压部分与低压部分机械隔离从而避免高低压信号窜通进而损害低压部分的电子元器件和用电设备的问题，通过所述双向DC-DC隔离高频变压器将所述双向整流逆变电路所输出的380VDC的高压直流电能转换为48VDC到65VDC之间低压的直流电能，也能将所述低压的直流电能转换为380VDC的高压直流电能。

其中，所述双向DC-DC隔离高频变压器用于高压直流电能与低压直流电能之间的双向传输处理，该特征所表述的“高压直流电能”与“低压直流电能”是一个相对电压高低的定义，其首先表述的是所述双向DC-DC隔离高频变压器的前端电压高于后端电压，其次根据相关电工安全规范划分所述双向DC-DC隔离高频变压器后端（即设计的所述公共低压直流母线）的直流电压等级低于110V，一般在48V～65V之间属于低电压的范畴。

另外，所述公共低压直流母线主要用于分配低压电能接口，它不仅可以连接所述双向充放电电路，还可以连接所述低压直流输出端口、低压直流输入端口。在此必须说明的是，如果所述公共低压直流母线的电压设计值（例如48VDC或65VDC）与所述低压直流输出端口的设计输出电压不匹配、或者与所述低压直流输入端口的设计输入电压不匹配，可以在所述低压直流输出端口与所述公共低压直流母线之间，或所述低压直流输入端口与所述公共低压直流母线之间分别设置辅助的调整电路。为此，进一步的技术方案还可以是，所述低压直流输出端口包括至少两个不同电压等级的低压直流输出端口，还包括BUCK降压变换电路，所述BUCK降压变换电路接于所述公共低压直流母线与所述至少两个不同电压等级的低压直流输出端口之间，所述BUCK降压变换电路用于为所述至少两个不同电压等级的低压直流输出端口分配适配电压等级的低压直流电能。进一步的技术方案还可以是，还包括BOOST调压变换电路，所述BOOST调压变换电路接于所述公共低压直流母线与所述低压直流输入端口之间，所述BOOST调压变换电路用于将所述低压直流输入端口所提供的低压直流电能转换为与所述公共低压直流母线电压适配的直流电能。

进一步的技术方案还可以是，所述外接市电端口包括市电输入端口和市电输出端口，所述市电输入端口、市电输出端口分别连接市电输入自动控制开关、市电输出自动控制开关后再并联连接到所述双向逆变电路，所述市电输入自动控制开关、市电输出自动控制开关受控于所述中央控制器。所述外接市电端口设置包括市电输入端口和市电输出端口，其连接功能可以互换，可以适配于现实生活环境中的插头或插座的互换的问题，并不等于所述市电输入端口只能用于输入市电，或者所述市电输出端口只能用于输出市电，其实在满足插头与插座适配的情况下完全可以互换使用，即所述市电输入端口也可以用于输出所述双向逆变电路所提供的市电信号，所述市电输出端口也可以用于输入外部的市电信号。

进一步的技术方案还可以是，在所述市电输入端口与所述市电输入自动控制开关之间、所述市电输出端口与市电输出自动控制开关之间还分别设置有手动开关；为此通过所述手动开关能够提高设备的安全性，防止误碰触电。为了进一步提高安全性进一步的方案还可以是在所述外接市电端口处设置有漏电保护开关。

进一步的技术方案还可以是，在所述市电输入端口、所述市电输出端口上分别设置有市电传感器，所述市电传感器用于获取所述市电输入端口或所述市电输出端口上的电压信号并传送给所述中央控制器。这样所述中央控制器可以根据取得的电压信号，决定通过哪个供电电源供电，其中当获知所述市电输入端口存在市电输入电源时优先选择通过所述市电输入端口给所述市电输出端口供电。

进一步的技术方案还可以是，还包括有储能显示器，所述储能显示器用于实时显示所述中央控制器所获取的关于所述储能电池的蓄能电压高低。

进一步的技术方案还可以是，还包括播放器、与所述播放器连接的声卡插口和播放控制按键，所述声卡插口用于连接移动硬盘，所述播放器用于播放所述移动硬盘所存储的内容。

进一步的技术方案还可以是，所述整流电路、中央控制器全部集中在同一电路板上但位于所述电路板的不同功能区，还包括外壳体，所述储能电池与所述电路板分置在所述外壳体内部的两侧，所述储能电池所在区域与所述电路板所在区域之间设置有分隔板，在所述储能电池所在区域的所述外壳体上设置有开口部，所述储能电池能够借助于所述开口部移出或安置到所述外壳体内，所述开口部上设置有能够拆卸的盖板，所述盖板可拆卸地连接在所述外壳体上。

进一步的技术方案还可以是，所述外壳体上还设置有散热筋，用于散热和提高结构抗冲击强度。

进一步的技术方案还可以是，所述整流电路、中央控制器全部集中在同一电路板上但位于所述电路板的不同功能区，还包括外壳体，所述电路板设置在所述外壳体内，所述储能电池位于所述外壳体的侧边并插接连接所述整流电路，这样可以插接结构方便地更换备用电池。

进一步的技术方案还可以是，还包括连接架，所述外壳体、所述储能电池与所述连接架之间分别设置有连接器，所述外壳体、所述储能电池通过所述连接器挂接在所述连接架上。其中所述连接架可以用于钉装于墙体的外立面上，也可以通过支脚可移动地立于地面上。

由于本发明具有上述特点和优点，为此可以应用于包括智能移动电源设备、挂墙式的备用电源等设备中。

附图说明

图1 是应用本发明技术方案的智能电源的主视方向的外观结构示意图；

图2 是图1中A-A方向的剖视结构示意图，图中所述盖板13移离所述外壳体1；

图3是图1所示的智能电源的左视方向的外观结构示意图；

图4是图1所示的智能电源的右视视方向的外观结构示意图；

图5 是应用本发明技术方案的智能电源的电路结构示意图；

图6 是应用本发明技术方案的智能电源的另一种安装结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对应用本发明技术方案的新型结构的智能移动电源的结构做具体的示例性说明。

如图所示，新型结构的智能电源，包括储能电池2、整流电路3、中央控制器、外接市电端口（41、42）、低压直流输出端口（51、52）、低压直流输入端口6，所述整流电路3设置在所述外接市电端口（41、42）与所述储能电池2之间；其特征在于，所述外接市电端口（41、42）用于输入和输出市电工频电能，所述低压直流输出端口（51、52）用于输出低压直流电能，而所述低压直流输入端口6用于输入外部提供的低压直流电能；所述整流电路3是双向逆变电路，所述低压直流输出端口（51、52）、低压直流输入端口6分别并接到所述双向逆变电路上；所述双向逆变电路布置为当所述外接市电端口（41、42）提供市电工频电能时，在所述中央控制器的控制下所述双向逆变电路不仅能够向所述低压直流输出端口（51、52）提供低压直流电能而且还能向所述储能电池2提供电能充电，而当从所述低压直流输入端口6输入电能时，在所述中央控制器的控制下所述双向逆变电路不仅能够向所述低压直流输出端口（51、52）提供低压直流电能、向所述储能电池2提供电能充电而且还能反向向所述外接市电端口（41、42）提供市电工频电能，而当所述储能电池2提供电能时，在所述中央控制器的控制下所述双向逆变电路不仅能够向所述低压直流输出端口（51、52）提供低压直流电能而且还能反向向所述外接市电端口（41、42）提供市电工频电能。

下面进一步详细地对实施发明技术方案的智能电源具体电路结构和安装结构作进一步的说明。

所述智能电源的第一种机械连接结构包括外壳体1，所述外壳体1上设置有用于提携的提手11；所述外壳体1中设置有所述储能电池2、整流电路3、中央控制器；其中所述整流电路3、中央控制器等控制电路全部集中在同一电路板上但位于电路板的不同功能区，所述储能电池2与所述电路板分置在所述外壳体1内部的两侧，所述储能电池2所在区域与所述整流电路3、中央控制器所在区域之间设置有分隔板12，在所述储能电池2所在区域的所述外壳体1上设置有开口部，所述储能电池2能够借助于所述开口部移出或安置到所述外壳体1内，所述开口部上设置有能够拆卸的盖板13，所述盖板13可拆卸地连接在所述外壳体1上。所述分隔板12可拆卸地连接在所述外壳体1上不仅能够起到机械隔离作用而且还能隔热、隔水等隔离作用和散热作用。为了加强自然的散热作用及提高所述外壳体1的抗冲击强度，在所述外壳体1上还可以设置散热筋（图中未画出），特别是在对应于所述储能电池2的所述盖板13上和对应于所述电路板的外侧壁体上，该结构可以实现移动式的电源装置。

进一步的所述智能电源的第二种机械连接结构还可以是，如图6所示，所述整流电路3、中央控制器全部集中在同一电路板上但位于所述电路板的不同功能区，还包括外壳体1，所述电路板设置在所述外壳体1内，包含有包封外壳的所述储能电池2位于所述外壳体1的侧边并插接连接所述整流电路3。这样可以插接结构方便地更换备用电池。所述储能电池2与所述整流电路3之间既可以采用固定于所述外壳体1上插头插座类型的电连接装置，也可以采用游离于所述外壳体之外的活接插头插座连接。进一步的技术方案还可以是，还包括连接架8，所述外壳体1、所述储能电池2与所述连接架8之间分别设置有连接器（81、82），所述外壳体1、所述储能电池2通过所述连接器（81、82）挂接在所述连接架8上。其中所述连接架8可以用于钉装于墙体的外立面上，也可以通过支脚83可移动地立于地面上，该结构可以实现落地式或挂墙式的电源装置。

就电路结构部分，描述如下：

所述智能电源还包括有市电输入端口41、市电输出端口42、第一手动开关411、第二手动开关421，DC12V4A的低压直流输出端口51、DC 5V4A的低压直流输出端口52、太阳能板低压直流输入端口6并将它们全部安装在所述外壳体1的一个侧端部壁体上。其中所述端口既可以是能够受电的插座或插头，也可以是连接线或接线端子。

为了能够提高设备的安全性，防止误碰触电，进一步的方案还可以是在所述市电输入端口41、市电输出端口42的并联端设置有漏电保护开关（图中未画出），并联端连接到所述有漏电保护开关上后再连接到所述整流电路3，所述漏电保护开关安装在所述电路板上。

所述低压直流输入端口6还可以用于连接外部车载电池等类似电源。

所述智能电源还包括有受控于所述中央控制器的市电输入自动控制开关412、市电输出自动控制开关422，所述市电输入自动控制开关412、市电输出自动控制开关422安装在所述电路板上。

所述智能电源还包括有储能显示器7，所述储能显示器7用于实时显示所述中央控制器所获取的关于所述储能电池2的蓄能电压高低。所述储能显示器7安装在所述外壳体1的另一个侧端部壁体上。

所述智能电源还包括有播放器（图中未画出）、与所述播放器连接的声卡插口71和播放控制按键72，所述声卡插口71用于连接移动硬盘，所述播放器用于播放所述移动硬盘所存储的内容。所述声卡插口71和播放控制按键72分别安装在所述外壳体1的所述另一个侧端部壁体上。

所述整流电路3是双向逆变电路，所述双向逆变电路包括依次连接的双向整流逆变电路31、双向DC-DC隔离高频变压器32和双向充放电电路33，它们组成一个能够双向传输电能的单回路电路。其中：

所述双向整流逆变电路31用于市电工频电能与高压直流电能之间的双向传输处理，所述市电输入端口41、所述第一手动开关411、所述市电输入自动控制开关412所组成的支路回路与所述市电输出端口42、所述第二手动开关421、所述市电输出自动控制开关422所组成的支路回路并联连接到所述双向整流逆变电路31的前端，其中所述市电输入自动控制开关412、所述市电输出自动控制开关422分别受所述中央控制器的控制而动作。例如在所述市电输入自动控制开关412、所述市电输出自动控制开关422所在支路上分别设置有能够感应插接插头输电电压信号的市电传感器（图中未画出），所述中央控制器接收到所述市电传感器的感应信号后向所述市电输入自动控制开关412、所述市电输出自动控制开关422发出闭合和断开的控制指令。

所述双向整流逆变电路31主要包含有整流和逆变功能，它能够将220V的市电工频（交流50赫兹）电能转换升压为380VDC的高压直流电能并输出信号给所述双向DC-DC隔离高频变压器32，反之也能将所述双向DC-DC隔离高频变压器32所输出的380V的高压直流电能转换为220VAC的市电工频（50赫兹）电能。

所述双向DC-DC隔离高频变压器32是一种高频的隔离变压器，其前端连接在所述双向整流逆变电路31的后端，用于380VDC高压直流电能与65VDC低压直流电能之间的双向传输处理，即，在所述中央控制器的控制下能够将所述双向整流逆变电路31所输出的380VDC的高压直流电能转换为65VDC低压的直流电能，也能将所述65VDC之间低压的直流电能转换为380VDC的高压直流电能，其次还可以将380V的高压部分与65VDC低压部分机械隔离绝缘从而避免高低压信号窜通进而损害低压部分的电子元器件和用电设备的问题。所述双向DC-DC隔离高频变压器32的后端连接所述公共低压直流母线37，并通过所述公共低压直流母线37连接到所述双向充放电电路33。所述公共低压直流母线37的设计电压等级为65VDC。

所述双向充放电电路33用于65VDC低压直流电能与所述储能电池2所需12VDC充电电能之间的双向传输处理；它也包含有能够降压的BUCK电路和能够升压的BOOST电路从而能够将所述公共低压直流母线37上的65VDC低压直流电能转变为充电所需12VDC电压等级的电能，同时又能将电池的12VDC直流电能转换为能够向所述公共低压直流母线37提供的65VDC电压等级的低压直流电能。

所述公共低压直流母线37不仅用于连接所述双向DC-DC隔离高频变压器32与所述双向充放电电路33，而且还用于分配直流电能的接口而分别并接（并联连接）所述12VDC4A的低压直流输出端口51、5VDC4A的低压直流输出端口52、太阳能板低压直流输入端口6。所述公共低压直流母线37可以是一个公共的电接点，也可以是一段导电的电线。在本实施例中所述公共低压直流母线37的电压等级设计值为65V，其实也可以采用48V或其它低电压等级，该电压等级不仅由所述双向DC-DC隔离高频变压器32的后端电压决定，而且也是整体设计时的设计取值。

鉴于所述12V4A的低压直流输出端口51、5V4A的低压直流输出端口52、太阳能板低压直流输入端口6与所述公共低压直流母线37的电压设计值（例如65VDC）的设计电压等级不匹配，在所述12V4A的低压直流输出端口51、5V4A的低压直流输出端口52与所述公共低压直流母线37之间设置辅助的调整电路即BUCK降压变换电路50，在所述低压直流输入端口6与所述公共低压直流母线37之间设置辅助的调整电路即BOOST调压变换电路61。

所述中央控制器包括用于控制高压部分的DSP单元34和用于控制低压部分的ARM单元35，所述DSP单元34与所述ARM单元35之间通过光电通讯从而实现绝缘（机械）隔离。其中所述DSP单元34主要采集所述市电输入端口41、市电输出端口42的电压信号样本、控制所述市电输入自动控制开关412及市电输出自动控制开关422、所述双向整流逆变电路31、双向DC-DC隔离高频变压器32等；所述ARM单元35主要用于取样所述储能电池2的实时电压信号、控制所述双向充放电电路33、所述太阳能板低压直流输入端口6等。所述ARM单元35通过辅助模块36和所述储能显示器7还可以输出所述储能电池2的故障信息（蓄能电压的高低），通过所述辅助模块36和显示屏73还可以显示整个控制系统的各种控制信息、与所述播放器、所述声卡插口71和播放控制按键72交互信息。所述储能显示器7是变色系列的LED指示灯。

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新型结构的智能电源论文和设计

新型结构的智能电源论文和设计-董晶晶

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主设计要求

设计方案

设计说明书

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