一种双向限流转压电路的制作方法

1.本实用新型涉及动力、储能电池管理系统技术领域，具体为一种双向限流转压电路。


背景技术：

2.锂电池自由模组技术为支撑的电池自由串联技术，自由模组内部为通过电芯先并后串的有限当量结构，内部设有自动保护和自动均衡功能。可以在正常充电的情况下对串联电池的一致性进行自动修复。成倍提高系统寿命，发挥电芯的完整循环寿命。在实际应用中，自由模组可以进行高压串联，在组合系统的过程中通过串联好的模组通道和同类通道进行并联以提升电池的电量，由此构成独特的矩阵式电池系统。小并小串通过自由模组自身解决，而系统大串大并就需要“智能并储管理组件”来解决二次保护和防反并联均衡。但是现有的智能并储管理组件中的限压电路不能够根据电压差自动控制放电和充电，智能化程度不高，充电和放电需要人工控制。
3.因此，研发一种双向限流转压电路，用于解决上述至少一种技术问题成为一种必需。


技术实现要素：

4.本实用新型提供了如下技术方案：
5.一种双向限流转压电路，其包括：
6.第一电源，所述第一电源的正极一端连接有第一绝缘栅双极型晶体管的集电极，所述第一电源的负极一端连接有第一二极管的阳极；
7.第一绝缘栅双极型晶体管，所述第一绝缘栅双极型晶体管的发射极连接有扼流电感的原边一端和第一二极管的阴极；
8.第二电源，所述第二电源的正极一端连接有第二绝缘栅双极型晶体管的集电极，所述第二电源的负极一端连接有第二二极管的阳极；
9.第二绝缘栅双极型晶体管，所述第二绝缘栅双极型晶体管的发射极连接有扼流电感的原边另一端和第二二极管的阴极；
10.主继电器，所述主继电器的两端分别连接有第一电源的正极和第二电源的正极。
11.作为本实用新型所述的双向限流转压电路的一种优选方案，其中：所述双向限流转压电路和控制主开关组成并储通道管理器，所述双向限流转压电路并联有控制主开关。
12.作为本实用新型所述的双向限流转压电路的一种优选方案，其中：所述双向转压限流电路和控制主开关均串行连接有通信控制电路，所述通信控制电路用于提供通信功能。
13.作为本实用新型所述的双向限流转压电路的一种优选方案，其中：所述第一电源、第一绝缘栅双极型晶体管和第一二极管组成母线侧组件。
14.作为本实用新型所述的双向限流转压电路的一种优选方案，其中：所述第二电源、
第二绝缘栅双极型晶体管和第二二极管组成电池侧组件。
15.作为本实用新型所述的双向限流转压电路的一种优选方案，其中：所述母线侧组件电压高于电池侧组件电压时，所述第一绝缘栅双极型晶体管连通，所述第一绝缘栅双极型晶体管和第一二极管续流，所述第二绝缘栅双极型晶体管闭合，所述母线侧组件给电池侧组件限制性充电。
16.作为本实用新型所述的双向限流转压电路的一种优选方案，其中：所述电池侧组件电压高于母线侧组件电压时，所述第二绝缘栅双极型晶体管连通，所述第二绝缘栅双极型晶体管和第二二极管续流，所述第一绝缘栅双极型晶体管闭合，所述电池侧组件给母线侧组件限制性放电。
17.作为本实用新型所述的双向限流转压电路的一种优选方案，其中：所述母线侧组件连接有外界充换电设备，所述电池侧组件连接有外界电池设备。
18.作为本实用新型所述的双向限流转压电路的一种优选方案，其中：所述第一绝缘栅双极型晶体管和第二绝缘栅双极型晶体管上均设置有续流二极管，所述续流二极管用于保护绝缘栅双极型晶体管脆弱的反向耐压。
19.作为本实用新型所述的双向限流转压电路的一种优选方案，其中：所述第一绝缘栅双极型晶体管和第二绝缘栅双极型晶体管的典型电压/电流曲线，曲线可以用门限电压加电阻电压叠加的方法来进行线性化，即
[0020][0021]
式中，icn和vcen为额定电流下的额定电压；
[0022]
所述第一二极管和第二二极管的正向导通电压满足指数规律,但在工作范围内，也可以近似为一线性方程：
[0023][0024]
式中，vfn为额定电流下的二极管电压降；为vfo为门槛电压,典型值为 0.7v。
[0025]
与现有技术相比：
[0026]
当电池侧电压低于母线侧电压，第一绝缘栅双极型晶体管打开，第二绝缘栅双极型晶体管闭合，从而使得第一绝缘栅双极型晶体管和第一二极管续流，从而使母线侧给电池限制性充电，当母线侧电压低于电池侧电压时，第二绝缘栅双极型晶体管打开，第一绝缘栅双极型晶体管闭合，从而使得第二绝缘栅双极型晶体管和第二二极管续流，从而使电池侧给母线侧限制性放电，从而通过限流电路完成对充放电的控制，该双向限流转压电路，能够通过两侧电压的强度差，当母线侧电压较高时，对电池侧进行充电，当电池侧电压较高时，对母线侧进行放电，从而自动控制电池侧和母线侧的充放电。
附图说明
[0027]
为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将结合附图和详细实施方式对本实用新型进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
[0028]
图1为本实用新型在并储通道管理器中的安装示意图；
[0029]
图2为本实用新型的主电路拓扑结构图；
[0030]
图3为本实用新型限制性充电的拓扑结构图；
[0031]
图4为本实用新型限制性放电的拓扑结构图。
[0032]
附图说明：100第一电源、200第一绝缘栅双极型晶体管、300第一二极管、400第二电源、500第二绝缘栅双极型晶体管、600第二二极管、700扼流电感、800主继电器。
具体实施方式
[0033]
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。
[0034]
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施方式的限制。
[0035]
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式进一步的详细描述。
[0036]
实施例1：
[0037]
参见图1、图2、图3和图4所示，第一电源100的正极一端连接有第一绝缘栅双极型晶体管200的集电极，第一电源100的负极一端连接有第一二极管300的阳极，第一绝缘栅双极型晶体管200的发射极连接有扼流电感700 的原边一端和第一二极管300的阴极，第二电源400的正极一端连接有第二绝缘栅双极型晶体管500的集电极，第二电源400的负极一端连接有第二二极管600的阳极，第二绝缘栅双极型晶体管500的发射极连接有扼流电感700 的原边另一端和第二二极管600的阴极，主继电器800的两端分别连接有第一电源100的正极和第二电源400的正极。
[0038]
实施例2：
[0039]
参见图1至图4所示，本实施例在实施例1的基础上，双向限流转压电路和控制主开关组成并储通道管理器，双向限流转压电路并联有控制主开关，双向转压限流电路和控制主开关均串行连接有通信控制电路，通信控制电路用于提供通信功能。
[0040]
实施例3：
[0041]
参见图1至图4所示，本实施例在实施例1的基础上，第一电源100、第一绝缘栅双极型晶体管200和第一二极管300组成母线侧组件，第二电源400、第二绝缘栅双极型晶体管500和第二二极管600组成电池侧组件，母线侧组件电压高于电池侧组件电压时，第一绝缘栅双极型晶体管200连通，第一绝缘栅双极型晶体管200和第一二极管300续流，第二绝缘栅双极型晶体管500 闭合，母线侧组件给电池侧组件限制性充电，电池侧组件电压高于母线侧组件电压时，第二绝缘栅双极型晶体管500连通，第二绝缘栅双极型晶体管500 和第二二极管600续流，第一绝缘栅双极型晶体管200闭合，电池侧组件给母线侧组件限制性放电，母线侧组件连接有外界充换电设备，电池侧组件连接有外界电池设备。
[0042]
实施例4：
[0043]
参见图1至图4所示，本实施例在实施例1的基础上，第一绝缘栅双极型晶体管200和第二绝缘栅双极型晶体管500上均设置有续流二极管，续流二极管用于保护绝缘栅双极
型晶体管脆弱的反向耐压。
[0044]
工作原理：
[0045]
当电池侧电压低于母线侧电压，第一绝缘栅双极型晶体管200打开，第二绝缘栅双极型晶体管500闭合，从而使得第一绝缘栅双极型晶体管200和第一二极管300续流，从而使母线侧给电池限制性充电，当母线侧电压低于电池侧电压时，第二绝缘栅双极型晶体管500打开，第一绝缘栅双极型晶体管200闭合，从而使得第二绝缘栅双极型晶体管500和第二二极管600续流，从而使电池侧给母线侧限制性放电，从而通过限流电路完成对充放电的控制。
[0046]
虽然在上文中已经参考实施方式对本实用新型进行了描述，然而在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本实用新型所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本实用新型并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。