一种用于动力UPS串联蓄电池组充放电保护的控制仪制造技术

本发明专利技术公开了一种用于动力UPS串联蓄电池组充放电保护的控制仪，包括电压控制单元、故障检测报警单元以及电压检测报警单元，所述电压控制单元包括稳压二极管ZD1和晶体管放大电路，所述晶体管放大电路为三级晶体管放大电路，包括三极管VT1、VT2、VT3，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6以及电容C1。本发明专利技术实现了动力UPS串联蓄电池组稳压充电和防止单只蓄电池过充电的目的，减小了充电过程对电池的伤害，提高了电池的寿命。

A control instrument for charging and discharging protection of power UPS series battery

\u672c\u53d1\u660e\u516c\u5f00\u4e86\u4e00\u79cd\u7528\u4e8e\u52a8\u529bUPS\u4e32\u8054\u84c4\u7535\u6c60\u7ec4\u5145\u653e\u7535\u4fdd\u62a4\u7684\u63a7\u5236\u4eea\uff0c\u5305\u62ec\u7535\u538b\u63a7\u5236\u5355\u5143\u3001\u6545\u969c\u68c0\u6d4b\u62a5\u8b66\u5355\u5143\u4ee5\u53ca\u7535\u538b\u68c0\u6d4b\u62a5\u8b66\u5355\u5143\uff0c\u6240\u8ff0\u7535\u538b\u63a7\u5236\u5355\u5143\u5305\u62ec\u7a33\u538b\u4e8c\u6781\u7ba1ZD1\u548c\u6676\u4f53\u7ba1\u653e\u5927\u7535\u8def\uff0c\u6240\u8ff0\u6676\u4f53\u7ba1\u653e\u5927\u7535\u8def\u4e3a\u4e09\u7ea7\u6676\u4f53\u7ba1\u653e\u5927\u7535\u8def\uff0c\u5305\u62ec\u4e09\u6781\u7ba1VT1\u3001VT2\u3001VT3\uff0c\u7535\u963bR1\u3001R2\u3001R3\u3001R4\u3001R5\u3001R6\u4ee5\u53ca\u7535\u5bb9C1\u3002 The invention realizes the purpose of stabilizing the charge of the power UPS series battery pack and preventing the single battery from being overcharged, reducing the damage of the charging process to the battery and improving the service life of the battery.

【技术实现步骤摘要】
一种用于动力UPS串联蓄电池组充放电保护的控制仪
本专利技术涉及串联蓄电池组充放电保护领域，具体涉及一种用于动力UPS串联蓄电池组充放电保护的控制仪。
技术介绍
蓄电池组被广泛的应用于电动汽车、电气、通讯及自动化等领域需要存储电能的供电设备，可起到移动式或固定安装式供电的作用。当蓄电池组存储的电能释放完后，就需要对其进行充电，以便再次使用。蓄电池组一般是2-40只或96只单只蓄电池串联或并联使用（充电或放电）。即便是同种规格的蓄电池串联充电，各个蓄电池的电性能（容量、内阻、工作电压等）也会各有差异，且随着充、放电次数和使用时间的增加，这种差异会越来越大。这时如果对蓄电池组进行充电，就会出现有的蓄电池还远没有充满电，而有的蓄电池已经发生过充电现象，蓄电池过充电对蓄电池的危害非常大，甚至会引起蓄电池的燃烧或爆炸，所以防止蓄电池过充电非常必要。动力UPS串联蓄电池组长期处于浮充状态和瞬间大电流放电工作状态（3-5倍的电流倍率），是一种新的应用技术，这一系统蓄电池组的工作要求也与其他的应用很不相同。目前还没有用于动力UPS等负载特性的串联蓄电池组充放电全过程均压充电和防止单只蓄电池过充电的技术和设备，而动力UPS蓄电池正越来越多的应用于各类生产装置，用来解决抗电网闪络。
技术实现思路
为了克服现有技术不足，本专利技术提供一种用于动力UPS串联蓄电池组充放电保护的控制仪，目的是防止UPS串联蓄电池组在充放电全过程中任意一节蓄电池过充电，并使得串联蓄电池组内的每节蓄电池在充电结束时充电电压基本一致。本专利技术的技术解决方案：一种用于动力UPS串联蓄电池组充放电保护的控制仪，其特征在于：包括与串联的蓄电池数量相同的电压控制单元，所述电压控制单元包括稳压二极管ZD1和晶体管放大电路，所述晶体管放大电路为三级晶体管放大电路，包括三极管VT1、VT2、VT3，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6以及电容C1，稳压二极管ZD1一端与蓄电池的正极连接，另一端与电阻R1连接，电阻R2一端与电阻R1连接，另一端与三极管VT1的基极连接，电阻R3一端与三极管VT1的基极连接，另一端与蓄电池的正极连接，电阻R4一端与三极管VT1的发射极连接，另一端与三极管VT2的基极连接，电阻R5一端与三极管VT2的发射极连接，另一端与三极管VT3的基极连接，电阻R6一端与三极管VT3的集电极、蓄电池的正极连接，另一端与电容C1连接。优选的所述稳压二极管ZD1的型号为1N5348B，三极管VT1、VT2和VT3的型号分别为2SC3953、2SC3182N、2SC3213。优选的所述电压控制单元还包括止逆二极管VD1，止逆二极管VD1一端与稳压二极管ZD1连接，另一端与电阻R1连接。优选的所述一种用于动力UPS串联蓄电池组充放电保护的控制仪还包括与串联的蓄电池数量相同的故障检测报警单元，所述故障检测报警单元包括熔断器FU1、电阻R7、电阻R8、绿色发光二极管LED1和红色发光二极管LED2，电阻R7与绿色发光二极管LED1串联，电阻R8与红色发光二极管LED2串联，熔断器FU1并联在电阻R8、红色发光二极管LED2两端。优选的所述故障检测报警单元还包括止逆二极管VD2和止逆二极管VD3，止逆二极管VD2与电阻R7、绿色发光二极管LED1串联，止逆二极管VD3与电阻R8、红色发光二极管LED2串联，熔断器FU1并联在电阻R8、红色发光二极管LED2、止逆二极管VD3组成的线路的两端。优选的所述熔断器FU1的熔断电流为30A，所述绿色发光二极管LED1和红色发光二极管LED2的型号均为TZ-5R4VC。优选的所述止逆二极管VD1、VD2和VD3的型号均为1N4002。优选的所述一种用于动力UPS串联蓄电池组充放电保护的控制仪还包括电压检测报警单元，电压检测报警单元包括蓄电池电压检测仪、PLC控制器、触摸屏和报警装置，蓄电池电压检测仪、触摸屏和报警装置通过导线与PLC控制器连接，蓄电池电压检测仪通过直接插拔端头与每个故障检测报警单元连接。优选的所述报警装置为闪光报警器。本专利技术的有益效果：本专利技术可以对动力UPS串联蓄电池组内的每一节电池在充放电全过程进行防止过充电保护，并使得串联蓄电池组内的每节蓄电池在充电结束时电压基本一致；本专利技术公开的技术方案在充电时电压控制单元是作为旁路来控制与之并联的蓄电池的电压，而不是通过消耗电能实现均压控制及防止单节蓄电池过充电，即充电过程中不会对已充满电的蓄电池充电，只会继续对未充满电的蓄电池进行充电，从而减小了对蓄电池的伤害；所述故障检测报警单元和电压检测报警单元可以在电路出现故障时及时给出报警信息。附图说明图1是本专利技术的电路原理框图。图2是任意一个电压控制单元和故障检测报警单元电路原理图。其中：1蓄电池2充电机3PLC控制器4电压控制单元5故障检测报警单元6蓄电池电压检测仪7触摸屏8报警装置。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步说明：本实施例中所述的蓄电池为标称12V蓄电池1，一般要求标称12V蓄电池1充满电时的电压为13.6V。串联的蓄电池1的节数为40节，即图2中的n=1、2、3………、40，充电机2的充电电流为10A，工作过程中串联的蓄电池1通过导线与充电机2连接，充电机2通过导线与PLC控制器3连接，充电机2的数量为m台。一种用于动力UPS串联蓄电池组充放电保护的控制仪，包括电压控制单元4、故障检测报警单元5以及电压检测报警单元。所述电压控制单元4的数量与串联的蓄电池1数量相同，电压控制单元4包括稳压二极管ZD1、晶体管放大电路和止逆二极管VD1。稳压二极管ZD1用于控制基准电压，其型号为1N5348B，稳定电压为11V。所述晶体管放大电路为三级晶体管放大电路，包括三极管VT1、VT2、VT3，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6以及电容C1。如图2所示，稳压二极管ZD1一端与蓄电池的正极连接，另一端与止逆二极管VD1连接，电阻R2一端与R1连接，另一端与三极管VT1的基极连接，电阻R3一端与三极管VT1的基极连接，另一端与蓄电池的正极连接，电阻R4一端与三极管VT1的发射极连接，另一端与三极管VT2的基极连接，电阻R5一端与三极管VT2的发射极连接，另一端与三极管VT3的基极连接，电阻R6一端与三极管VT3的集电极、蓄电池的正极连接，另一端与电容C1连接。所述三极管VT1、VT2和VT3的型号分别为2SC3953、2SC3182N、2SC3213。电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6的阻值分别为400Ω、10Ω、5KΩ、1Ω、0.05Ω、100Ω，电容C1为0.47uf。三级晶体管放大电路可以进行三级电流放大，以满足蓄电池1最大充电电流的要求。所述止逆二极管VD1用于防止蓄电池1放电时电流从bn到an经电压控制单元4流过时击穿稳压二极管ZD1。所述故障检测报警单元5的数量与串联的蓄电池1的数量相同，故障检测报警单元5包括熔断器FU1、电阻R7、电阻R8、止逆二极管VD2、止逆二极管VD3、绿色发光二极管LED1和红色发光二极管LED2，止逆二极管VD2、电阻R7、绿色发光二极管LED1串联，止逆二极管VD3、电阻R8、红色发光二极管LED2串联，熔断器FU1并联在电阻R8、红色发光二极管LED2、止本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于动力UPS串联蓄电池组充放电保护的控制仪，其特征在于：包括与串联的蓄电池数量相同的电压控制单元，所述电压控制单元包括稳压二极管ZD1和晶体管放大电路，所述晶体管放大电路为三级晶体管放大电路，包括三极管VT1、VT2、VT3，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6以及电容C1，稳压二极管ZD1一端与蓄电池的正极连接，另一端与电阻R1连接，电阻R2一端与电阻R1连接，另一端与三极管VT1的基极连接，电阻R3一端与三极管VT1的基极连接，另一端与蓄电池的正极连接，电阻R4一端与三极管VT1的发射极连接，另一端与三极管VT2的基极连接，电阻R5一端与三极管VT2的发射极连接，另一端与三极管VT3的基极连接，电阻R6一端与三极管VT3的集电极、蓄电池的正极连接，另一端与电容C1连接。

【技术特征摘要】
1.一种用于动力UPS串联蓄电池组充放电保护的控制仪，其特征在于：包括与串联的蓄电池数量相同的电压控制单元，所述电压控制单元包括稳压二极管ZD1和晶体管放大电路，所述晶体管放大电路为三级晶体管放大电路，包括三极管VT1、VT2、VT3，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6以及电容C1，稳压二极管ZD1一端与蓄电池的正极连接，另一端与电阻R1连接，电阻R2一端与电阻R1连接，另一端与三极管VT1的基极连接，电阻R3一端与三极管VT1的基极连接，另一端与蓄电池的正极连接，电阻R4一端与三极管VT1的发射极连接，另一端与三极管VT2的基极连接，电阻R5一端与三极管VT2的发射极连接，另一端与三极管VT3的基极连接，电阻R6一端与三极管VT3的集电极、蓄电池的正极连接，另一端与电容C1连接。2.如权利要求1所述的一种用于动力UPS串联蓄电池组充放电保护的控制仪，其特征在于：所述稳压二极管ZD1的型号为1N5348B，三极管VT1、VT2和VT3的型号分别为2SC3953、2SC3182N、2SC3213。3.如权利要求1所述的一种用于动力UPS串联蓄电池组充放电保护的控制仪，其特征在于：所述电压控制单元还包括止逆二极管VD1，止逆二极管VD1一端与稳压二极管ZD1连接，另一端与电阻R1连接。4.如权利要求1所述的一种用于动力UPS串联蓄电池组充放电保护的控制仪，其特征在于：还包括与串联的蓄电池数量相同的故障检测报警单元，所述故障检测报警单元包括熔断器FU1、电阻R7、电...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵金广，宋江颂，张金龙，朱聃聃，宋占伟，张孟，
申请(专利权)人：江苏德力化纤有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32