申请/专利权人：刘博

申请日：2017-03-24

公开（公告）日：2024-04-23

公开（公告）号：CN106655418B

主分类号：H02J7/00

分类号：H02J7/00;H02J7/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.23#授权;2017.06.06#实质审查的生效;2017.05.10#公开

摘要：本发明涉及一种直流双向充电模块，该电模块包括第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管、第四绝缘栅双极型晶体管、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、直流负荷、第一电感线圈和第一电阻，第一绝缘栅双极型晶体管的集电极分别与第二二极管的输出端、第三绝缘栅双极型晶体管的集电极以及第四二极管的输出端连接，第一绝缘栅双极型晶体管的发射极分别与第二绝缘栅双极型晶体管的集电极、第二二极管的输入端、第一二极管的输出端以及第一电感线圈的第一端连接，第一电感线圈的第二端与第一电阻的第一端连接。本发明的直流双向充电模块具有可双向控制、运行功率大、可靠性高和线路简单的优点。

主权项：1.一种直流双向充电模块，所述直流双向充电模块包括第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管、第四绝缘栅双极型晶体管、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、直流负荷、第一电感线圈和第一电阻，其特征在于，所述第一绝缘栅双极型晶体管的集电极分别与第二二极管的输出端、第三绝缘栅双极型晶体管的集电极以及第四二极管的输出端连接，所述第一绝缘栅双极型晶体管的发射极分别与第二绝缘栅双极型晶体管的集电极、第二二极管的输入端、第一二极管的输出端以及第一电感线圈的第一端连接，所述第一电感线圈的第二端与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与直流电机的第一端连接，所述直流电机的第二端分别与所述第三绝缘栅双极型晶体管的发射极、第四绝缘栅双极型晶体管的集电极、第四二极管的输入端以及第三二极管的输出端连接，所述第三二极管的输入端分别与第二绝缘栅双极型晶体管的发射极、第一二极管的输入端以及第四绝缘栅双极型晶体管的发射极连接；所述第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管和第四绝缘栅双极型晶体管的型号相同；所述第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管的型号相同。

全文数据：一种直流双向充电模块技术领域[0001] 本发明涉及直流充电技术领域，具体涉及一种直流双向充电模块。背景技术[0002] 直流充电的现有技术是输入的直流电经开关管震荡转换变成高频交流电，再经高频变压器变到需要的直流电，但是这种技术只能是单向控制，而且调整的范围比较窄，同时因为使用高频变压器和场效应管MOST等器件，导致该电源功率较小，直流负荷需要大功率时只能用多个电源并联来实现大功率输出，例如现在使用的750V250A充电粧电源就是用多个小功率模块并联获得，而使用的模块越多，会使线路更加复杂，线路的可靠性降低。发明内容[0003] 本发明的目的在于提供一种直流双向充电模块，用以解决现有直流的充电装置无法实现双向电流控制、运行功率较小、可靠性低和线路复杂的问题。[0004] 为实现上述目的，本发明提供一种直流双向充电模块，所述直流双向充电模块包括第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管、第四绝缘栅双极型晶体管、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、直流电机、第一电感线圈和第一电阻，所述第一绝缘栅双极型晶体管的集电极分别与第二二极管的输出端、第三绝缘栅双极型晶体管的集电极以及第四二极管的输出端连接，所述第一绝缘栅双极型晶体管的发射极分别与第二绝缘栅双极型晶体管的集电极、第二二极管的输入端、第一二极管的输出端以及第一电感线圈的第一端连接，所述第一电感线圈的第二端与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述直流电机的第一端连接，所述直流电机的第二端分别与所述第三绝缘栅双极型晶体管的发射极、第四绝缘栅双极型晶体管的集电极、第四二极管的输入端以及第三二极管的输出端连接，所述第三二极管的输入端分别与第二绝缘栅双极型晶体管的发射极、第一二极管的输入端以及第四绝缘栅双极型晶体管的发射极连接。[0005] 优选的，所述第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管和第四绝缘栅双极型晶体管的型号相同。[0006] 优选的，所述第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管的型号相同。[0007] 优选的，所述直流负荷为直流电机。[0008] 优选的，所述第一电感线圈为固定电感线圈或可变电感线圈。[0009] 本发明具有如下优点:本发明的直流双向充电模块具有可双向控制、运行功率大、可靠性高和线路简单的优点。附图说明[0010]图1为本发明直流双向充电模块的线路图。[0011]图2为本发明直流电机正向电动时电流流向的线路图。[0012]图3为本发明直流电机正向再生制动时电流流向的线路图。[0013]图4为本发明直流电机反向电动时电流流向的线路图。[0014]图5为本发明直流电机反向再生制动时电流流向的线路图。具体实施方式[0015]以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。[0016] 实施例1[0017]如图1所示，该直流双向充电模块包括第一绝缘栅双极型晶体管V1、第二绝缘栅双极型晶体管V2、第三绝缘栅双极型晶体管V3、第四绝缘栅双极型晶体管V4、第一二极管VD1、第二二极管VD2、第三二极管VD3、第四二极管VD4、直流电机M、第一电感线圈L和第一电阻R。第一绝缘栅双极型晶体管V1的集电极分别与第二二极管VD2的输出端、第三绝缘栅双极型晶体管V3的集电极、第四二极管VD4的输出端以及直流电源E的正极连接，第一绝缘栅双极型晶体管V1的发射极分别与第二绝缘栅双极型晶体管¥2的集电极、第二二极管VD2的输入端、第一二极管VDi的输出端以及第一电感线圈L的第一端连接，第一电感线圈L的第二端与第一电阻R的第一端连接，第一电阻R的第二端与直流电机M的第一端连接，第三绝缘栅双极型晶体管V3的发射极分别与第四绝缘栅双极型晶体管V4的集电极、第四二极管VD4的输入端、第三二极管VD3的输出端以及直流电机M的第二端连接，第三二极管VD3的输入端分别与第二绝缘栅双极型晶体管％的发射极、第一二极管输入端、第四绝缘栅双极型晶体管V4的发射极以及直流电源E的负极连接，第一绝缘栅双极型晶体管V1的栅极与控制单元的第一信号输出端连接，第二绝缘栅双极型晶体管V2的栅极与控制单元的第二信号输出端连接，第三绝缘栅双极型晶体管V3的栅极与控制单元的第三信号输出端连接，第四绝缘栅双极型晶体管V4的栅极与控制单元的第四信号输出端连接。在本实施例中，第一绝缘栅双极型晶体管乂工、第二绝缘栅双极型晶体管V2、第三绝缘栅双极型晶体管V3和第四绝缘栅双极型晶体管V4的型号相同，并且第一二极管VD1、第二二极管VD2、第三二极管VD3和第四二极管VD4的型号也相同，直流负荷为直流电机M。第一电感线圈L为固定电感线圈或可变电感线圈。[0018] 工作原理:本发明的直流双向充电模块工作时，主要分为以下四种工作模式。[0019] I如图2所示，当控制单元对第一绝缘栅双极型晶体管V1进行PWM控制，同时第四绝缘栅双极型晶体管V4导通，第二绝缘栅双极型晶体管V2和第三绝缘栅双极型晶体管V3断开，第一绝缘栅双极型晶体管V1和第一二极管VD1构成降压斩波电路，当第一绝缘栅双极型晶体管V1导通时，从直流电源E的正极出来的电流依次通过第一绝缘栅双极型晶体管V1、第一电感线圈L、第一电阻R、直流电机M和第一绝缘栅双极型晶体管V1，最终又回到直流电源E的负极，此时，直流电源E向直流电机M供电，使直流电机M正向电动运行。[0020] 2如图3所示，当控制单元对第二绝缘栅双极型晶体管V2进行PWM控制，同时第三绝缘栅双极型晶体管V3导通，第一绝缘栅双极型晶体管V1和第四绝缘栅双极型晶体管V4断开，第二绝缘栅双极型晶体管V2和第二二极管VD2构成升压斩波电路。当第二绝缘栅双极型晶体管V2断开时，此时，第二二极管VD2、第一电阻R、第一电感线圈L、直流电机M、第二二极管VD2和直流电源E构成一个回路，直流电机M正向再生制动向直流电源E充电。[0021] 3如图4所示，当控制单元对第三绝缘栅双极型晶体管V3进行PWM控制，第二绝缘栅双极型晶体管％导通，第一绝缘栅双极型晶体管V1和第四绝缘栅双极型晶体管V4关闭，V3和VD3构成降压斩波电路，当第三绝缘栅双极型晶体管V3导通时，从直流电源E的正极出来的电流依次通过第三绝缘栅双极型晶体管V3、直流电机M、第一电阻R、第一电感线圈L和第二绝缘栅双极型晶体管V2，最终又回到直流电源E的负极，此时，直流电源E向直流电机M供电，使其反向电动运行。[0022] 4如图5所示，当控制单元对第四绝缘栅双极型晶体管V4进行PWM控制，第一绝缘栅双极型晶体管％导通，第二绝缘栅双极型晶体管V2和第三绝缘栅双极型晶体管V3断开，第四绝缘栅双极型晶体管V4和第四二极管VD4构成升压斩波电路，当第四绝缘栅双极型晶体管V4关断时，直流电源E、第一二极管VD1、第一电感线圈L、第一电阻R、直流电机M和第四二极管VD4构成一个回路，此时，直流电机M反向再生制动向直流电源E充电。[0023] 通过使用大功率的IGBT技术，本发明的直流双向充电模块除了可以实现电流的双向控制，还具有运行功率大、可靠性高和线路简单的优点。[0024] 虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之做一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

权利要求：1.一种直流双向充电模块，所述直流双向充电模块包括第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管、第四绝缘栅双极型晶体管、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、直流负荷、第一电感线圈和第一电阻，其特征在于，所述第一绝缘栅双极型晶体管的集电极分别与第二二极管的输出端、第三绝缘栅双极型晶体管的集电极以及第四二极管的输出端连接，所述第一绝缘栅双极型晶体管的发射极分别与第二绝缘栅双极型晶体管的集电极、第二二极管的输入端、第一二极管的输出端以及第一电感线圈的第一端连接，所述第一电感线圈的第二端与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述直流电机的第一端连接，所述直流电机的第二端分别与所述第三绝缘栅双极型晶体管的发射极、第四绝缘栅双极型晶体管的集电极、第四二极管的输入端以及第三二极管的输出端连接，所述第三二极管的输入端分别与第二绝缘栅双极型晶体管的发射极、第一二极管的输入端以及第四绝缘栅双极型晶体管的发射极连接。2.根据权利要求1所述的直流双向充电模块，其特征在于，所述第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管和第四绝缘栅双极型晶体管的型号相同。3.根据权利要求1所述的直流双向充电模块，其特征在于，所述第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管的型号相同。4.根据权利要求1所述的直流双向充电模块，其特征在于，所述直流负荷为直流电机。5.根据权利要求1所述的直流双向充电模块，其特征在于，所述第一电感线圈为固定电感线圈或可变电感线圈。

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