直流电源系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种直流电源系统及其控制方法，所述直流电源系统为用户负载供电，包括交流配电单元、整流单元、直流配电单元、锂电池单元和监控单元，在整流单元的输出电压高于锂电池组的电压时，所述整流单元通过所述直流配电单元为所述用户负载供电；在整流单元的输出电压低于锂电池组的电压时，所述锂电池单元通过所述直流配电单元为所述用户负载供电；所述直流配电单元包括充放电回路和备用放电回路，锂电池单元通过所述充放电回路连接所述直流配电单元并由整流单元充电，所述锂电池单元通过所述备用放电回路和所述充放电回路向所述用户负载供电。

【技术实现步骤摘要】
直流电源系统及其控制方法
本专利技术涉及电力电子
，特别涉及一种直流电源系统及其控制方法。
技术介绍
目前通信设备主要采用DC48V、DC240V及DC336V电源系统供电，这些电源系统应用场合非常重要，为确保供电的连续性，这些通信直流电源系统在设计上会采用蓄电池作为备份应急电源。传统的通信直流电源系统中蓄电池一般都采用铅酸电池，图1是现有的带有铅酸电池的直流电源系统示意图，目前通信直流电源系统的供电特点如下：交流电网通过交流配电单元1给整流单元2供电，监控单元4对交流配电单元1进行检测，对整流单元2和直流配电单元3进行监控，整流单元2通过直流配电单元3给用户负载6供电，为预防交流电网突然停电且不中断给用户负载供电，内部为铅酸电池的电池组需要一直连接直流配电单元3上；交流电网正常时整流单元2通过直流配电单元3在给用户负载6供电的同时一直给电池单元充电，充放电识别的电流测量装置31检测充电电流以防过充。锂电池由于具有优异的充放电特性、比能量大、寿命长、环保等优点，正逐步取代传统的铅酸电池应用在通信直流电源系统中，与铅酸电池充电特性的一个关键区别是：充满后需要停止充电。图2是现有的带有锂电池的直流电源系统示意图，如图2所示，在目前配套锂电池的通信直流电源系统中，为确保锂电池组51的充电要求，锂电池单元5都会集成锂电池管理系统52来管理充电，以确保充满后停充。锂电池管理系统52除了监测内部锂电池组51的信息外，还具备充电过流、充满停充等保护。锂电池管理系统52在执行这些保护时，会断开锂电池组51与用户负载6的连接。在通信直流电源系统中，电池“脱离”直流母线，非常危险，一旦交流电网停电，锂电池管理系统52响应不及时就会导致锂电池组51不能及时闭合供电回路，导致供电“零”中断的风险。因此，需要设计一种应用于锂电池组、可同时实现充满电停充和“零”中断放电的直流电源系统及其控制方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种直流电源系统及其控制方法，以解决现有的应用于锂电池组的直流电源系统不能同时实现充满电停充和“零”中断放电的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种直流电源系统，所述直流电源系统为用户负载供电，所述直流电源系统包括交流配电单元、整流单元、直流配电单元、锂电池单元和监控单元，其中：所述交流配电单元连接所述整流单元，所述整流单元连接所述直流配电单元，所述直流配电单元连接所述锂电池单元，所述监控单元监测所述交流配电单元和锂电池单元并监控整流单元和所述直流配电单元；在整流单元的输出电压高于锂电池组的电压时，所述整流单元通过所述直流配电单元为所述用户负载供电；在整流单元的输出电压低于锂电池组的电压时，所述锂电池单元通过所述直流配电单元为所述用户负载供电；所述直流配电单元包括充放电回路、备用放电回路和直流母线负极，其中：所述充放电回路和所述备用放电回路并联，并连接在所述锂电池单元与直流母线负极之间；所述锂电池单元通过所述充放电回路连接所述直流母线负极并由所述整流单元充电，所述锂电池单元通过所述备用放电回路和所述充放电回路向所述用户负载供电。可选的，在所述的直流电源系统中，所述备用放电回路包括一单向导电性的半导体器件。可选的，在所述的直流电源系统中，所述单向导电性的半导体器件为二极管，所述二极管的阳极连接所述直流母线负极，所述二极管的阴极连接锂电池单元的负极。可选的，在所述的直流电源系统中，所述锂电池单元包括锂电池组和锂电池管理系统，所述锂电池管理系统对所述锂电池组进行监控。可选的，在所述的直流电源系统中，所述直流配电单元还包括充放电识别的电流测量装置，所述充放电识别的电流测量装置与充放电回路及备用放电回路的并联回路串接在直流母线负极和锂电池单元之间，所述充放电识别的电流测量装置用于监控电流方向和电流幅值。可选的，在所述的直流电源系统中，所述监控单元监测所述锂电池管理系统和所述充放电识别的电流测量装置，所述充电电流幅值超过预设值时，监控单元根据充电电流幅值实时调整所述整流单元的输出，当锂电池组充满电时，监控单元断开充放电回路。可选的，在所述的直流电源系统中，所述充放电回路包括一可遥控开合类开关，所述可遥控开合类开关由所述监控单元控制。本专利技术还提供一种直流电源系统的控制方法，所述直流单元系统的控制方法包括：所述监控单元监测所述交流配电单元和锂电池单元并监控整流单元和直流配电单元；在整流单元的输出电压高于锂电池组的电压时，所述整流单元通过所述直流配电单元为所述用户负载供电，所述锂电池单元需要充电时通过所述充放电回路连接所述整流单元进行充电，在充满电时所述充放电回路与所述整流单元断开；在整流单元的输出电压低于锂电池组的电压时，所述锂电池单元先后通过所述备用放电回路和所述充放电回路对用户负载供电。可选的，在所述的直流电源系统的控制方法中，所述直流电源系统的控制方法还包括：在整流单元的输出电压低于锂电池组的电压时，所述锂电池单元先通过所述备用放电回路对用户负载供电，等待充放电回路闭合后，锂电池单元通过备用放电回路和充放电回路对所述用户负载供电。可选的，在所述的直流电源系统的控制方法中，所述备用放电回路仅在整流单元输出电压低于锂电池单元电压时导通。可选的，在所述的直流电源系统的控制方法中，所述直流电源系统的控制方法还包括：在所述锂电池单元中，锂电池管理系统对所述锂电池组进行监控。可选的，在所述的直流电源系统的控制方法中，所述直流电源系统的控制方法还包括：所述充放电识别的电流测量装置监控电流方向和电流幅值。可选的，在所述的直流电源系统的控制方法中，所述直流电源系统的控制方法还包括：所述监控单元监测所述锂电池管理系统和所述充放电识别的电流测量装置，所述充电电流幅值超过预设值时，监控单元并根据充电电流幅值实时调整所述整流单元的输出，当锂电池组充满电时，监控单元断开充放电回路。可选的，在所述的直流电源系统的控制方法中，所述直流电源系统的控制方法还包括：当监控单元监测到锂电池组充满电时，监控单元断开可遥控开合类开关。在本专利技术提供的直流电源系统及其控制方法中，通过同时设置备用放电回路和充放电回路，所述锂电池单元需要充电时通过所述充放电回路连接所述整流单元进行充电，在充满电时通过断开充放电回路与所述整流单元断开；所述锂电池单元也可以通过备用放电回路向用户负载供电，实现了在整流单元的输出电压低于锂电池组的电压时，所述锂电池单元先通过所述备用放电回路对所述用户负载供电，后续再通过充放电回路一并向用户负载供电，解决了目前通信行业中带有锂电池组的直流电源系统不能同时实现充满电停充和“零”中断的问题，为通信行业中锂电池替换铅酸电池得到广泛应用提供可靠保证。进一步的，备用放电回路通过一单向导电性的半导体器件，实现了一旦交流电网停电及整流单元的输出电压低于锂电池组的电压，备用放电回路能“零中断”立即接通用户负载。本专利技术仅在现有的通信电源供电结构基础上增加了二极管和可遥控开合类开关，无需复杂的硬件电路和软件控制，就可以实现锂电池的过流控制及充满停充的控制，且解决了以往锂电池放电时可能发生的“零”中断问题，从而可以替代锂电池管理系统中的过流及停充控制，简化电池管理系统的设计。另外，由于锂电池单元在放电时，二极管在承担整个负载电流，因自身会产生压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流电源系统，所述直流电源系统为用户负载供电，其特征在于，所述直流电源系统包括交流配电单元、整流单元、直流配电单元、锂电池单元和监控单元，其中：所述交流配电单元连接所述整流单元，所述整流单元连接所述直流配电单元，所述直流配电单元连接所述锂电池单元，所述监控单元监测所述交流配电单元和锂电池单元并监控整流单元和所述直流配电单元；在整流单元的输出电压高于锂电池组的电压时，所述整流单元通过所述直流配电单元为所述用户负载供电；在整流单元的输出电压低于锂电池组的电压时，所述锂电池单元通过所述直流配电单元为所述用户负载供电；所述直流配电单元包括充放电回路、备用放电回路和直流母线负极，其中：所述充放电回路和所述备用放电回路并联，并连接在所述锂电池单元与直流母线负极之间；所述锂电池单元通过所述充放电回路连接所述直流母线负极并由所述整流单元充电，所述锂电池单元通过所述备用放电回路和所述充放电回路向所述用户负载供电。

【技术特征摘要】
1.一种直流电源系统，所述直流电源系统为用户负载供电，其特征在于，所述直流电源系统包括交流配电单元、整流单元、直流配电单元、锂电池单元和监控单元，其中：所述交流配电单元连接所述整流单元，所述整流单元连接所述直流配电单元，所述直流配电单元连接所述锂电池单元，所述监控单元监测所述交流配电单元和锂电池单元并监控整流单元和所述直流配电单元；在整流单元的输出电压高于锂电池组的电压时，所述整流单元通过所述直流配电单元为所述用户负载供电；在整流单元的输出电压低于锂电池组的电压时，所述锂电池单元通过所述直流配电单元为所述用户负载供电；所述直流配电单元包括充放电回路、备用放电回路和直流母线负极，其中：所述充放电回路和所述备用放电回路并联，并连接在所述锂电池单元与直流母线负极之间；所述锂电池单元通过所述充放电回路连接所述直流母线负极并由所述整流单元充电，所述锂电池单元通过所述备用放电回路和所述充放电回路向所述用户负载供电。2.如权利要求1所述的直流电源系统，其特征在于，所述备用放电回路包括一单向导电性的半导体器件。3.如权利要求2所述的直流电源系统，其特征在于，所述单向导电性的半导体器件为二极管，所述二极管的阳极连接所述直流母线负极，所述二极管的阴极连接锂电池单元的负极。4.如权利要求3所述的直流电源系统，其特征在于，所述锂电池单元包括锂电池组和锂电池管理系统，所述锂电池管理系统对所述锂电池组进行监控。5.如权利要求4所述的直流电源系统，其特征在于，所述直流配电单元还包括充放电识别的电流测量装置，所述充放电识别的电流测量装置与充放电回路及备用放电回路的并联回路串接在直流母线负极和锂电池单元之间，所述充放电识别的电流测量装置用于监控电流方向和电流幅值。6.如权利要求5所述的直流电源系统，其特征在于，所述监控单元监测所述锂电池管理系统和所述充放电识别的电流测量装置，所述充电电流幅值超过预设值时，监控单元根据充电电流幅值实时调整所述整流单元的输出，当锂电池组充满电时，监控单元断开充放电回路。7.如权利要求6所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：董玉兵，
申请(专利权)人：中达电通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31