可快速启动的储能电源电路及储能电源的制作方法

1.本实用新型涉及电力电子技术领域，具体涉及一种可快速启动的储能电源电路及储能电源。


背景技术：

2.目前，储能电源给用户负荷供电时，工程上常采用旁路模式和逆变模式切换方法，在市电有电的情况下优先用市电给用户负荷供电(即旁路模式)，在市电异常(如掉电)时需要迅速切换到电池给负荷供电(即逆变模式)。为避免在切换时出现负荷供电间断现象，需要该切换过程的时间越短越好。但是，储能电源采用旁路模式和逆变模式切换方法所需的切换时间较长，容易在切换时出现用户负荷断电现象。


技术实现要素：

3.本实用新型提供了一种可快速启动的储能电源电路及储能电源，旨在解决现有技术中储能电源给用户负荷供电时，采用旁路模式和逆变模式切换方法所需的切换时间较长，容易在切换时出现用户负荷断电现象的问题。
4.第一方面，本实用新型提出了一种可快速启动的储能电源电路，包括：第一继电器、第二继电器、双向dcac变换器、内部电容、双向dcdc变换器、电池包和控制电路；所述第一继电器的一端用于与市电连接，所述第二继电器的一端用于与用户负荷连接，所述第一继电器的另一端和所述第二继电器的另一端均与所述双向dcac变换器连接，所述双向dcac变换器还用于分别与所述市电和所述用户负荷连接；所述双向dcac变换器通过所述内部电容与所述双向dcdc变换器连接，所述电池包与所述双向dcdc变换器连接；所述控制电路分别与所述第一继电器、所述第二继电器、所述双向dcac变换器、所述双向dcdc变换器和所述电池包连接。
5.其中，所述控制电路用于在检测到所述市电正常时，控制所述第一继电器和所述第二继电器闭合，以及控制所述双向dcac变换器和所述双向dcdc变换器进行正向工作，使得所述市电给所述用户负荷供电和给所述电池包充电，并在检测到所述电池包电量充满时，控制所述双向dcdc变换器停止正向工作；所述控制电路还用于在检测到所述市电异常时，控制所述第一继电器断开和所述第二继电器闭合，以及控制所述双向dcdc变换器和所述双向dcac变换器进行反向工作，使得所述电池包给所述用户负荷供电。
6.进一步地，所述控制电路包括电压采样电路、mcu控制芯片和驱动电路；所述电压采样电路的一端通过所述第一继电器与所述双向dcac变换器连接，另一端与所述mcu控制芯片连接；所述电池包与所述mcu控制芯片连接；所述mcu控制芯片通过所述驱动电路分别与所述第一继电器、所述第二继电器、所述双向dcac变换器和所述双向dcdc变换器连接；其中，所述mcu控制芯片基于所述电压采样电路和所述电池包输出的电压信号，通过所述驱动电路对所述第一继电器、所述第二继电器、所述双向dcac变换器和所述双向dcdc变换器进行控制。
7.进一步地，所述驱动电路包括继电器控制电路、dcac驱动电路和dcdc驱动电路；所述继电器控制电路的一端与所述mcu控制芯片连接，且另一端与所述第一继电器和所述第二继电器连接；所述dcac驱动电路的一端与所述mcu控制芯片连接，且另一端与所述双向dcac变换器连接；所述dcdc驱动电路的一端与所述mcu控制芯片连接，且另一端与所述双向dcdc变换器连接。
8.进一步地，所述双向dcac变换器包括第一igbt场效应管、第二igbt场效应管、第三igbt场效应管和第四igbt场效应管；所述第一igbt场效应管的发射极与所述第三igbt场效应管的集电极连接，且所述第一igbt场效应管的发射极分别与所述第一继电器和所述第二继电器连接；所述第二igbt场效应管的发射极与所述第四igbt场效应管的集电极连接，且所述第四igbt场效应管的集电极用于分别与所述市电和所述用户负荷连接；所述第一igbt场效应管的集电极、所述第二igbt场效应管的集电极、所述第三igbt场效应管的发射极和所述第四igbt场效应管的发射极均通过所述内部电容与所述双向dcdc变换器连接；其中，所述mcu控制芯片通过所述dcac驱动电路分别控制所述第一igbt场效应管、所述第二igbt场效应管、所述第三igbt场效应管和所述第四igbt场效应管。
9.进一步地，所述双向dcac变换器还包括第一电感、第一电容和第二电容；所述第一电感的第一端分别与所述第一电容的第一端、所述第一继电器和所述第二继电器连接，所述第一电感的第二端与所述第一igbt场效应管的发射极连接，所述第一电容的第二端与所述第四igbt场效应管的集电极连接，所述第二电容的两端分别与所述第二igbt场效应管的集电极和所述第四igbt场效应管的发射极连接。
10.进一步地，所述双向dcdc变换器包括第一mos管、第二mos管、第三mos管、第四mos管、第五mos管、第六mos管、第七mos管、第八mos管和变压器；所述第一mos管的漏极和所述第三mos管的漏极连接，所述第一mos管的源极与所述第二mos管的漏极连接，所述第三mos管的源极与所述第四mos管的漏极连接，所述第二mos管的源极和所述第四mos管的源极连接；且所述第一mos管的漏极和所述第二mos管的源极分别与所述第二电容的两端连接，所述第一mos管的源极与所述变压器原边的一端连接，所述第四mos管的漏极与所述变压器原边的另一端连接；所述第五mos管的漏极和所述第七mos管的漏极连接，所述第五mos管的源极与所述第六mos管的漏极连接，所述第七mos管的源极与所述第八mos管的漏极连接，所述第六mos管的源极与所述第八mos管的源极连接；且所述第七mos管的漏极与所述第八mos管的源极均与所述电池包连接，所述第五mos管的源极与所述变压器副边的一端连接，所述第八mos管的漏极与所述变压器副边的另一端连接；其中，所述mcu控制芯片通过所述dcdc驱动电路分别控制所述第一mos管、所述第二mos管、所述第三mos管、所述第四mos管、所述第五mos管、所述第六mos管、所述第七mos管和所述第八mos管。
11.进一步地，所述双向dcdc变换器还包括第二电感、第三电感、第三电容和电解电容；所述第二电感的第一端与所述第一mos管的源极连接，所述第二电感的第二端和所述第三电感的第一端均与所述变压器原边的一端连接；所述第三电感的第二端和所述第三电容的第二端均与所述变压器原边的另一端连接，所述第三电容的第一端与所述第四mos管的漏极连接；所述电解电容的正极与所述第七mos管的漏极连接，所述电解电容的负极与所述第八mos管的源极连接。
12.进一步地，所述双向dcdc变换器还包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第
四二极管、第四电容、第五电容、第六电容和第七电容；所述第一二极管的正极和所述第四电容的第二端均与所述第一mos管的源极连接，所述第一二极管的负极和所述第四电容的第一端均与所述第一mos管的漏极连接；所述第二二极管的正极和所述第五电容的第二端均与所述第二mos管的源极连接，所述第二二极管的负极和所述第五电容的第一端均与所述第二mos管的漏极连接；所述第三二极管的正极和所述第六电容的第二端均与所述第三mos管的源极连接，所述第三二极管的负极和所述第六电容的第一端均与所述第三mos管的漏极连接；所述第四二极管的正极和所述第七电容的第二端均与所述第四mos管的源极连接，所述第四二极管的负极和所述第七电容的第一端均与所述第四mos管的漏极连接。
13.进一步地，所述双向dcdc变换器还包括第五二极管、第六二极管、第七二极管、第八二极管、第八电容、第九电容、第十电容和第十一电容；所述第五二极管的正极和所述第八电容的第二端均与所述第五mos管的源极连接，所述第五二极管的负极和所述第八电容的第一端均与所述第五mos管的漏极连接；所述第六二极管的正极和所述第九电容的第二端均与所述第六mos管的源极连接，所述第六二极管的负极和所述第九电容的第一端均与所述第六mos管的漏极连接；所述第七二极管的正极和所述第十电容的第二端均与所述第七mos管的源极连接，所述第七二极管的负极和所述第十电容的第一端均与所述第七mos管的漏极连接；所述第八二极管的正极和所述第十一电容的第二端均与所述第八mos管的源极连接，所述第八二极管的负极和所述第十一电容的第一端均与所述第八mos管的漏极连接。
14.第二方面，本实用新型还提出了一种可快速启动的储能电源，包括壳体，及设置于所述壳体内的如第一方面所述的可快速启动的储能电源电路。
15.与现有技术相比，本实用新型提供的一种可快速启动的储能电源电路及储能电源，包括第一继电器、第二继电器、双向dcac变换器、内部电容、双向dcdc变换器、电池包和控制电路。其中，控制电路用于在检测到市电正常时，控制第一继电器和第二继电器闭合，及控制双向dcac变换器和双向dcdc变换器进行正向工作，使市电给用户负荷供电和给电池包充电，并在检测到电池包电量充满时，控制双向dcdc变换器停止正向工作；控制电路还用于在检测到市电异常时，控制第一继电器断开和第二继电器闭合，及控制双向dcac变换器和双向dcdc变换器进行反向工作，使电池包给用户负荷供电。本实用新型能够在市电异常时缩短市电供电与储能电源供电的电路切换时间，避免了在切换时出现用户负荷断电现象。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本实用新型实施例提供的可快速启动的储能电源电路的结构示意图；
18.图2为本实用新型实施例提供的双向dcac变换器的主电路拓扑结构图；
19.图3为本实用新型实施例提供的双向dcdc变换器的主电路拓扑结构图。
具体实施方式
20.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.本实用新型所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本实用新型，而非用以限制本实用新型。此外，在附图中，结构相似或相同的结构是以相同标号表示。
22.应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
23.还应当理解，在本实用新型说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本实用新型。如在本实用新型说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
24.还应当进一步理解，在本实用新型说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
25.本实用新型实施例中所提到的任意一电感或电容，电感或者电容如果在电路图中水平设置，则从左至右依次为电感或电容的第一端和电感或电容的第二端；电感或者电容如果在电路图中垂直于水平方向设置，则从上至下依次为电感或电容的第一端和电感或电容的第二端。
26.在本实施例中，参阅图1至图3，图1为本实用新型实施例提供的可快速启动的储能电源电路的结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的双向dcac变换器的主电路拓扑结构图；图3为本实用新型实施例提供的双向dcdc变换器的主电路拓扑结构图。
27.参阅图1，本实用新型提供的一种可快速启动的储能电源电路100，包括：第一继电器s1、第二继电器s2、双向dcac变换器3、内部电容c、双向dcdc变换器4、电池包5和控制电路6；所述第一继电器s1的一端用于与市电vac连接，所述第二继电器s2的一端用于与用户负荷200连接，所述第一继电器s1的另一端和所述第二继电器s2的另一端均与所述双向dcac变换器3连接，所述双向dcac变换器3还用于分别与所述市电vac和所述用户负荷200连接；所述双向dcac变换器3通过所述内部电容c与所述双向dcdc变换器4连接，所述电池包5与所述双向dcdc变换器4连接；所述控制电路6分别与所述第一继电器s1、所述第二继电器s2、所述双向dcac变换器3、所述双向dcdc变换器4和所述电池包5连接。
28.其中，所述控制电路6用于在检测到所述市电vac正常时，控制所述第一继电器s1和所述第二继电器s2闭合，以及控制所述双向dcac变换器3和所述双向dcdc变换器4进行正向工作，使得所述市电vac给所述用户负荷200供电和给所述电池包5充电，并在检测到所述电池包5电量充满时，控制所述双向dcdc变换器4停止正向工作；所述控制电路6还用于在检测到所述市电vac异常时，控制所述第一继电器s1断开和所述第二继电器s2闭合，以及控制
所述双向dcdc变换器4和所述双向dcac变换器3进行反向工作，使得所述电池包5给所述用户负荷200供电。
29.在本实施例中，参阅图1，本实用新型提供的可快速启动的储能电源电路100由第一继电器s1、第二继电器s2、双向dcac变换器3、内部电容c、双向dcdc变换器4、电池包5和控制电路6组成。其中，市电vac电压通过第一继电器s1与所述双向dcac变换器3连接，用户负荷200通过第二继电器s2与所述双向dcac变换器3连接，控制电路6在检测到市电vac电压正常时，则控制第一继电器s1和所述第二继电器s2闭合，从而使得市电vac给用户负荷200供电，并且控制双向dcac变换器3和双向dcdc变换器4进行正向工作，使得市电vac同时给电池包5充电。
30.控制电路6在检测到市电vac电压正常且电池包5电量充满时，控制第一继电器s1和第二继电器s2继续闭合，且控制双向dcdc变换器4停止正向工作，同时保留双向dcac变换器3继续进行正向工作，使得内部电容c的电压能够维持在双向dcac变换器3反向启动的最低启动电压以上。其中，可根据双向dcac变换器3的输出额定电压确定其最低启动电压。若此时控制双向dcdc变换器4和双向dcac变换器3同时停止正向工作，则当需要同时启动双向dcdc变换器4和双向dcac变换器3进行反向工作时，则需双向dcdc变换器4启动时，使得内部电容c的电压建立到双向dcac变换器3反向启动的最低启动电压以上，才可启动双向dcac变换器3进行反向工作，所需启动时间较长，使得切换时间较长，容易造成在切换时出现用户负荷200断电现象。
31.控制电路6在检测到所述市电vac异常时，例如发生停电时，控制第一继电器s1断开，控制第二继电器s2继续闭合，停止双向dcac变换器3正向工作，若此时双向dcdc变换器4也处于正向工作状态，则同时停止双向dcdc变换器4正向工作，并启动双向dcdc变换器4和双向dcac变换器3进行反向工作，使得切换到电池包5给用户负荷200供电。在整个切换过程中，双向dcac变换器3的启动条件是内部电容c的电压已经建立到其反向启动的最低启动电压以上，否则双向dcac变换器3的输出电压无法达到额定规格电压，导致给负荷供电的电压过低。由于内部电容c的电压在电池包5电量充满后维持在双向dcac变换器3反向启动的最低启动电压以上，使得双向dcdc变换器4启动反向工作时，内部电容c的电压已经满足双向dcac变换器3的启动条件，从而缩短了双向dcdc变换器4启动过程中需使得内部电容达到双向dcac变换器3反向启动的最低启动电压的启动时间，进而缩短了市电供电与储能电源供电的电路切换时间，避免了在切换时出现用户负荷200断电现象。
32.在更具体的实施例中，所述控制电路6包括电压采样电路61、mcu控制芯片62和驱动电路63；所述电压采样电路61的一端通过第一继电器s1与所述双向dcac变换器3连接，另一端与所述mcu控制芯片62连接；所述电池包5与所述mcu控制芯片62连接；所述mcu控制芯片62通过所述驱动电路63分别与所述第一继电器s1、所述第二继电器s2、所述双向dcac变换器3和所述双向dcdc变换器4连接；其中，所述mcu控制芯片62基于所述电压采样电路61和所述电池包5输出的电压信号，通过所述驱动电路63对所述第一继电器s1、所述第二继电器s2、所述双向dcac变换器3和所述双向dcdc变换器4进行控制。
33.在本实施例中，参阅图1，通过电压采样电路61采集市电vac电压，并由mcu控制芯片62根据电压采样电路61输出的市电电压采样信号计算市电vac电压的幅值和频率，当超出正常电压范围时，则判定为市电vac异常，否则为市电vac正常。同时，mcu控制芯片62根据
电池包5输出的电压信号判断电池包5的电量是否充满，进而根据市电vac和电池包5电量处于不同的状态，通过驱动电路63对第一继电器s1、第二继电器s2、双向dcac变换器3和双向dcdc变换器4进行相应的控制，使得储能电源能够在市电vac异常时，快速启动双向dcdc变换器4和双向dcac变换器3进行反向工作，从而快速切换到电池包5给用户负荷200供电。
34.在更具体的实施例中，所述驱动电路63包括继电器控制电路631、dcac驱动电路632和dcdc驱动电路633；所述继电器控制电路631的一端与所述mcu控制芯片62连接，且另一端分别与所述第一继电器s1和所述第二继电器s2连接；所述dcac驱动电路632的一端与所述mcu控制芯片62连接，且另一端与所述双向dcac变换器3连接；所述dcdc驱动电路633的一端与所述mcu控制芯片62连接，且另一端与所述双向dcdc变换器4连接。
35.在本实施例中，参阅图1，继电器控制电路631根据mcu控制芯片62输出的继电器控制信号分别控制第一继电器s1和第二继电器s2通断，优选地，继电器控制电路631包括第一三极管和第二三极管，第一三极管的基极与mcu控制芯片62连接，第一三极管的发射极接地，第一三极管的集电极与第一继电器s1的控制端连接，第二三极管的基极与mcu控制芯片62连接，第二三极管的发射极接地，第二三极管的集电极与第二继电器s2的控制端连接，通过mcu控制芯片62控制第一三极管和第二三极管的通断，进而通过第一三极管和第二三极管的通断来控制第一继电器s1和第二继电器s2的通断。dcac驱动电路632根据mcu控制芯片62输出的dcac驱动信号对双向dcac变换器3的工作方式进行控制，优选的，dcac驱动电路632采用可实现对igbt的最优驱动的igbt驱动芯片，例如m57962驱动模块或者mc33153驱动芯片等。dcdc驱动电路633根据mcu控制芯片62输出的dcdc驱动信号对双向dcdc变换器4的工作方式进行控制，优选的，dcdc驱动电路633采用可实现对mos管的最优驱动的mos管驱动芯片，例如ir2110芯片或者eg2106驱动芯片等。根据市电vac和电池包5电量处于不同的状态，mcu控制芯片62通过继电器控制电路631、dcac驱动电路632和dcdc驱动电路633对第一继电器s1、第二继电器s2、双向dcdc变换器4和dcac驱动电路632进行控制。
36.在更具体的实施例中，所述双向dcac变换器3包括第一igbt场效应管vt1、第二igbt场效应管vt2、第三igbt场效应管vt3和第四igbt场效应管vt4；所述第一igbt场效应管vt1的发射极与所述第三igbt场效应管vt3的集电极连接，且所述第一igbt场效应管vt1的发射极分别与所述第一继电器s1和所述第二继电器s2连接；所述第二igbt场效应管vt2的发射极与所述第四igbt场效应管vt4的集电极连接，且所述第四igbt场效应管vt4的集电极用于分别与所述市电vac和所述用户负荷200连接；所述第一igbt场效应管vt1的集电极、所述第二igbt场效应管vt2的集电极、所述第三igbt场效应管vt3的发射极和所述第四igbt场效应管vt4的发射极均通过所述内部电容c与所述双向dcdc变换器4连接；其中，所述mcu控制芯片62通过所述dcac驱动电路632分别控制所述第一igbt场效应管vt1、所述第二igbt场效应管vt2、所述第三igbt场效应管vt3和所述第四igbt场效应管vt4。具体的，所述双向dcac变换器3还包括第一电感l1、第一电容c1和第二电容c2；所述第一电感l1的第一端分别与所述第一电容c1的第一端、所述第一继电器s1和所述第二继电器s2连接，所述第一电感l1的第二端与所述第一igbt场效应管vt1的发射极连接，所述第一电容c1的第二端与所述第四igbt场效应管vt4的集电极连接，所述第二电容c2的两端分别与所述第二igbt场效应管vt2的集电极和所述第四igbt场效应管vt4的发射极连接。
37.在本实施例中，参阅图2，由四个igbt场效应管组成单相全桥电路，mcu控制芯片62
通过dcac驱动电路632控制两对桥臂第一igbt场效应管vt1、第四igbt场效应管vt4和第二igbt场效应管vt2、第三igbt场效应管vt3的交替导通，从而将直流电转换为交流电，或者将交流电转换为直流电。其中，通过第一电感l1和第一电容c1组成滤波电路，滤除谐波成分以获取需要的交流电，且双向dcac变换器3通过第二电容c2滤波后与内部电容c和双向dcdc变换器4连接。
38.在更具体的实施例中，所述双向dcdc变换器4包括第一mos管q1、第二mos管q2、第三mos管q3、第四mos管q4、第五mos管q5、第六mos管q6、第七mos管q7、第八mos管q8和变压器t1；所述第一mos管q1的漏极和所述第三mos管q3的漏极连接，所述第一mos管q1的源极与所述第二mos管q2的漏极连接，所述第三mos管q3的源极与所述第四mos管q4的漏极连接，所述第二mos管q2的源极和所述第四mos管q4的源极连接；且所述第一mos管q1的漏极和所述第二mos管q2的源极分别与所述第二电容c2的两端连接，所述第一mos管q1的源极与所述变压器t1原边的一端连接，所述第四mos管q4的漏极与所述变压器t1原边的另一端连接；所述第五mos管q5的漏极和所述第七mos管q7的漏极连接，所述第五mos管q5的源极与所述第六mos管q6的漏极连接，所述第七mos管q7的源极与所述第八mos管q8的漏极连接，所述第六mos管q6的源极与所述第八mos管q8的源极连接；且所述第七mos管q7的漏极与所述第八mos管q8的源极均与所述电池包5连接，所述第五mos管q5的源极与所述变压器t1副边的一端连接，所述第八mos管q8的漏极与所述变压器t1副边的另一端连接；其中，所述mcu控制芯片62通过所述dcdc驱动电路633分别控制所述第一mos管q1、所述第二mos管q2、所述第三mos管q3、所述第四mos管q4、所述第五mos管q5、所述第六mos管q6、所述第七mos管q7和所述第八mos管q8。
39.具体的，所述双向dcdc变换器4还包括第二电感l2、第三电感l3、第三电容c3和电解电容e1；所述第二电感l2的第一端与所述第一mos管q1的源极连接，所述第二电感l2的第二端和所述第三电感l3的第一端均与所述变压器t1原边的一端连接；所述第三电感l3的第二端和所述第三电容c3的第二端均与所述变压器t1原边的另一端连接，所述第三电容c3的第一端与所述第四mos管q4的漏极连接；所述电解电容e1的正极与所述第七mos管q7的漏极连接，所述电解电容e1的负极与所述第八mos管q8的源极连接。
40.具体的，所述双向dcdc变换器4还包括第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3、第四二极管d4、第四电容c4、第五电容c5、第六电容c6和第七电容c7；所述第一二极管d1的正极和所述第四电容c4的第二端均与所述第一mos管q1的源极连接，所述第一二极管d1的负极和所述第四电容c4的第一端均与所述第一mos管q1的漏极连接；所述第二二极管d2的正极和所述第五电容c5的第二端均与所述第二mos管q2的源极连接，所述第二二极管d2的负极和所述第五电容c5的第一端均与所述第二mos管q2的漏极连接；所述第三二极管d3的正极和所述第六电容c6的第二端均与所述第三mos管q3的源极连接，所述第三二极管d3的负极和所述第六电容c6的第一端均与所述第三mos管q3的漏极连接；所述第四二极管d4的正极和所述第七电容c7的第二端均与所述第四mos管q4的源极连接，所述第四二极管d4的负极和所述第七电容c7的第一端均与所述第四mos管q4的漏极连接。
41.具体的，所述双向dcdc变换器4还包括第五二极管d5、第六二极管d6、第七二极管d7、第八二极管d8、第八电容c8、第九电容c9、第十电容c10和第十一电容c11；所述第五二极管d5的正极和所述第八电容c8的第二端均与所述第五mos管q5的源极连接，所述第五二极
管d5的负极和所述第八电容c8的第一端均与所述第五mos管q5的漏极连接；所述第六二极管d6的正极和所述第九电容c9的第二端均与所述第六mos管q6的源极连接，所述第六二极管d6的负极和所述第九电容c9的第一端均与所述第六mos管q6的漏极连接；所述第七二极管d7的正极和所述第十电容c10的第二端均与所述第七mos管q7的源极连接，所述第七二极管d7的负极和所述第十电容c10的第一端均与所述第七mos管q7的漏极连接；所述第八二极管d8的正极和所述第十一电容c11的第二端均与所述第八mos管q8的源极连接，所述第八二极管d8的负极和所述第十一电容c11的第一端均与所述第八mos管q8的漏极连接。
42.在本实施例中，参阅图3，变压器t1原边的4个mos管(即第一mos管q1、第二mos管q2、第三mos管q3和第四mos管q4)构成输入侧全桥，副边的4个mos管(即第五mos管q5、第六mos管q6、第七mos管q7和第八mos管q8)构成输出侧全桥，mcu控制芯片62通过dcdc驱动电路633控制这8个mos管的通断，从而实现直流电的升压或降压，实现对双向dcdc变换器4的控制。其中，第四电容c4～第十一电容c11分别为第一mos管q1～第八mos管q8的寄生电容，第一二极管d1～第八二极管d8分别为第一mos管q1～第八mos管q8的体二极管，第二电感l2、第三电感l3和第三电容c3组成谐振电路，通过谐振能够实现mos管的软开，减少开关损耗。
43.本实用新型还提供了一种可快速启动的储能电源，包括壳体，及设置于所述壳体内的如上述实施例所述的可快速启动的储能电源电路100。
44.在本实施例中，将可快速启动的储能电源电路100设置于壳体中，以保护电路，方便使用。本实施例提供的可快速启动的储能电源电路100中的双向dcac变换器3通过第一继电器s1连接市电vac，并通过第二继电器s2连接用户负荷200，控制电路6在检测到市电vac电压正常时，则控制第一继电器s1和所述第二继电器s2闭合，从而使得市电vac给用户负荷200供电，并且控制双向dcac变换器3和双向dcdc变换器4进行正向工作，使得市电vac同时给电池包5充电。控制电路6在检测到市电vac电压正常且电池包5电量充满时，控制第一继电器s1和第二继电器s2继续闭合，且控制双向dcdc变换器4停止正向工作，同时保留双向dcac变换器3继续进行正向工作，使得内部电容c的电压能够维持在双向dcac变换器3反向启动的最低启动电压以上。控制电路6在检测到所述市电vac异常时，控制第一继电器s1断开，控制第二继电器s2继续闭合，停止双向dcac变换器3和双向dcdc变换器4进行正向工作，并启动双向dcdc变换器4和双向dcac变换器3进行反向工作，使得切换到电池包5给用户负荷200供电。本实施例提供的可快速启动的储能电源能够缩短双向dcdc变换器4启动过程中需使得内部电容达到双向dcac变换器3反向启动的最低启动电压的启动时间，从而缩短了市电供电与储能电源供电的电路切换时间，避免了在切换时出现用户负荷200断电现象。
45.在另一实施例中，本实用新型提供的可快速启动的储能电源还包括第一接口1和第二接口2，所述第一接口1和所述第二接口2均设置于所述壳体上，所述第一接口1通过所述第一继电器s1与所述双向dcac变换器3连接，且所述第一接口1通过所述第一继电器s1和所述第二继电器s2与所述第二接口2连接，所述第二接口2通过所述第二继电器s2与所述双向dcac变换器3连接；所述第一接口1用于与所述市电vac连接，所述第二接口2用于与所述用户负荷200连接。在本实施例中，通过设置第一接口1和第二接口2以便于分别将市电vac和用户负荷200接入到本实用新型提供的可快速启动的储能电源上，且结构简单，便于用户操作使用。
46.本实用新型公开了一种可快速启动的储能电源电路及储能电源，包括第一接口、
第二接口、第一继电器、第二继电器、双向dcac变换器、内部电容、双向dcdc变换器、电池包和控制电路；其中，控制电路用于在检测到市电正常时，控制第一继电器和第二继电器闭合，及控制双向dcac变换器和双向dcdc变换器进行正向工作，使市电给用户负荷供电和给电池包充电，并在检测到电池包电量充满时，控制双向dcdc变换器停止正向工作；控制电路还用于在检测到市电异常时，控制第一继电器断开和第二继电器闭合，及控制双向dcac变换器和双向dcdc变换器进行反向工作，使电池包给用户负荷供电。能够在市电异常时缩短市电供电与储能电源供电的电路切换时间，避免了在切换时出现用户负荷断电现象。
47.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种可快速启动的储能电源电路，其特征在于，包括：第一继电器、第二继电器、双向dcac变换器、内部电容、双向dcdc变换器、电池包和控制电路；所述第一继电器的一端用于与市电连接，所述第二继电器的一端用于与用户负荷连接，所述第一继电器的另一端和所述第二继电器的另一端均与所述双向dcac变换器连接，所述双向dcac变换器还用于分别与所述市电和所述用户负荷连接；所述双向dcac变换器通过所述内部电容与所述双向dcdc变换器连接，所述电池包与所述双向dcdc变换器连接；所述控制电路分别与所述第一继电器、所述第二继电器、所述双向dcac变换器、所述双向dcdc变换器和所述电池包连接；所述控制电路包括电压采样电路、mcu控制芯片和驱动电路；所述电压采样电路的一端通过所述第一继电器与所述双向dcac变换器连接，另一端与所述mcu控制芯片连接；所述电池包与所述mcu控制芯片连接；所述mcu控制芯片通过所述驱动电路分别与所述第一继电器、所述第二继电器、所述双向dcac变换器和所述双向dcdc变换器连接；所述驱动电路包括继电器控制电路、dcac驱动电路和dcdc驱动电路；所述继电器控制电路的一端与所述mcu控制芯片连接，且另一端分别与所述第一继电器和所述第二继电器连接；所述dcac驱动电路的一端与所述mcu控制芯片连接，且另一端与所述双向dcac变换器连接；所述dcdc驱动电路的一端与所述mcu控制芯片连接，且另一端与所述双向dcdc变换器连接；其中，所述电压采样电路用于采集市电电压，所述mcu控制芯片基于所述电压采样电路采集到的市电电压确定所述市电正常时，通过所述继电器控制电路控制所述第一继电器和所述第二继电器闭合，以及通过所述dcac驱动电路和所述dcdc驱动电路分别控制所述双向dcac变换器和所述双向dcdc变换器进行正向工作，使得所述市电给所述用户负荷供电和给所述电池包充电，并基于所述电池包输出的电压信号确定所述电池包电量充满时，通过所述dcdc驱动电路控制所述双向dcdc变换器停止正向工作；所述mcu控制芯片基于所述电压采样电路采集到的市电电压确定所述市电异常时，通过所述继电器控制电路控制所述第一继电器断开和所述第二继电器闭合，以及通过所述dcac驱动电路和所述dcdc驱动电路分别控制所述双向dcac变换器和所述双向dcdc变换器进行反向工作，使得所述电池包给所述用户负荷供电。2.根据权利要求1所述的可快速启动的储能电源电路，其特征在于，所述双向dcac变换器包括第一igbt场效应管、第二igbt场效应管、第三igbt场效应管和第四igbt场效应管；所述第一igbt场效应管的发射极与所述第三igbt场效应管的集电极连接，且所述第一igbt场效应管的发射极分别与所述第一继电器和所述第二继电器连接；所述第二igbt场效应管的发射极与所述第四igbt场效应管的集电极连接，且所述第四igbt场效应管的集电极用于分别与所述市电和所述用户负荷连接；所述第一igbt场效应管的集电极、所述第二igbt场效应管的集电极、所述第三igbt场效应管的发射极和所述第四igbt场效应管的发射极均通过所述内部电容与所述双向dcdc变换器连接；其中，所述mcu控制芯片通过所述dcac驱动电路分别控制所述第一igbt场效应管、所述第二igbt场效应管、所述第三igbt场效应管和所述第四igbt场效应管。3.根据权利要求2所述的可快速启动的储能电源电路，其特征在于，所述双向dcac变换
器还包括第一电感、第一电容和第二电容；所述第一电感的第一端分别与所述第一电容的第一端、所述第一继电器和所述第二继电器连接，所述第一电感的第二端与所述第一igbt场效应管的发射极连接，所述第一电容的第二端与所述第四igbt场效应管的集电极连接，所述第二电容的两端分别与所述第二igbt场效应管的集电极和所述第四igbt场效应管的发射极连接。4.根据权利要求3所述的可快速启动的储能电源电路，其特征在于，所述双向dcdc变换器包括第一mos管、第二mos管、第三mos管、第四mos管、第五mos管、第六mos管、第七mos管、第八mos管和变压器；所述第一mos管的漏极和所述第三mos管的漏极连接，所述第一mos管的源极与所述第二mos管的漏极连接，所述第三mos管的源极与所述第四mos管的漏极连接，所述第二mos管的源极和所述第四mos管的源极连接；且所述第一mos管的漏极和所述第二mos管的源极分别与所述第二电容的两端连接，所述第一mos管的源极与所述变压器原边的一端连接，所述第四mos管的漏极与所述变压器原边的另一端连接；所述第五mos管的漏极和所述第七mos管的漏极连接，所述第五mos管的源极与所述第六mos管的漏极连接，所述第七mos管的源极与所述第八mos管的漏极连接，所述第六mos管的源极与所述第八mos管的源极连接；且所述第七mos管的漏极与所述第八mos管的源极均与所述电池包连接，所述第五mos管的源极与所述变压器副边的一端连接，所述第八mos管的漏极与所述变压器副边的另一端连接；其中，所述mcu控制芯片通过所述dcdc驱动电路分别控制所述第一mos管、所述第二mos管、所述第三mos管、所述第四mos管、所述第五mos管、所述第六mos管、所述第七mos管和所述第八mos管。5.根据权利要求4所述的可快速启动的储能电源电路，其特征在于，所述双向dcdc变换器还包括第二电感、第三电感、第三电容和电解电容；所述第二电感的第一端与所述第一mos管的源极连接，所述第二电感的第二端和所述第三电感的第一端均与所述变压器原边的一端连接；所述第三电感的第二端和所述第三电容的第二端均与所述变压器原边的另一端连接，所述第三电容的第一端与所述第四mos管的漏极连接；所述电解电容的正极与所述第七mos管的漏极连接，所述电解电容的负极与所述第八mos管的源极连接。6.根据权利要求5所述的可快速启动的储能电源电路，其特征在于，所述双向dcdc变换器还包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第四电容、第五电容、第六电容和第七电容；所述第一二极管的正极和所述第四电容的第二端均与所述第一mos管的源极连接，所述第一二极管的负极和所述第四电容的第一端均与所述第一mos管的漏极连接；所述第二二极管的正极和所述第五电容的第二端均与所述第二mos管的源极连接，所述第二二极管的负极和所述第五电容的第一端均与所述第二mos管的漏极连接；所述第三二极管的正极和所述第六电容的第二端均与所述第三mos管的源极连接，所述第三二极管的负极和所述第六电容的第一端均与所述第三mos管的漏极连接；所述第四二极管的正极和所述第七电容的第二端均与所述第四mos管的源极连接，所述第四二极管的负极和所述第七电容的第一端均与所述第四mos管的漏极连接。7.根据权利要求6所述的可快速启动的储能电源电路，其特征在于，所述双向dcdc变换
器还包括第五二极管、第六二极管、第七二极管、第八二极管、第八电容、第九电容、第十电容和第十一电容；所述第五二极管的正极和所述第八电容的第二端均与所述第五mos管的源极连接，所述第五二极管的负极和所述第八电容的第一端均与所述第五mos管的漏极连接；所述第六二极管的正极和所述第九电容的第二端均与所述第六mos管的源极连接，所述第六二极管的负极和所述第九电容的第一端均与所述第六mos管的漏极连接；所述第七二极管的正极和所述第十电容的第二端均与所述第七mos管的源极连接，所述第七二极管的负极和所述第十电容的第一端均与所述第七mos管的漏极连接；所述第八二极管的正极和所述第十一电容的第二端均与所述第八mos管的源极连接，所述第八二极管的负极和所述第十一电容的第一端均与所述第八mos管的漏极连接。8.一种可快速启动的储能电源，其特征在于，包括壳体，及设置于所述壳体内的如权利要求1-7中任一项所述的可快速启动的储能电源电路。

技术总结
本实用新型公开了可快速启动的储能电源电路及储能电源，包括第一继电器、第二继电器、双向DCAC变换器、内部电容、双向DCDC变换器、电池包和控制电路。控制电路用于在检测到市电正常时，控制第一继电器和第二继电器闭合、双向DCAC变换器和双向DCDC变换器进行正向工作，使市电给用户负荷供电和给电池包充电，并在检测到电池包电量充满时，控制双向DCDC变换器停止正向工作；还用于在检测到市电异常时，控制第一继电器断开和第二继电器闭合、双向DCDC变换器和双向DCAC变换器进行反向工作，使电池包给用户负荷供电。本实用新型能在市电异常时缩短市电供电与储能电源供电的电路切换时间，避免切换时出现用户负荷断电现象。切换时出现用户负荷断电现象。切换时出现用户负荷断电现象。


技术研发人员：金紫君 方维 余晗
受保护的技术使用者：广东省工业边缘智能创新中心有限公司
技术研发日：2022.12.08
技术公布日：2023/7/27