一种电池开关电路以及包含该电路的供电管理系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种电池开关电路以及包含该电路的供电管理系统。电池开关电路包括：继电器，继电器的常开开关串接在电池充电和/或放电通路中；分别与继电器的常开开关并联的至少一个MOS管，MOS管的源极和漏极分别与常开开关的两端连接；延时单元以及引入外部控制信号的控制信号输入端子；控制信号输入端子分别与继电器的线圈通电控制端和延时单元的输入端连接，延时单元的输出端与MOS管的栅极连接。该开关电路相较于传统的接触器或断路器，体积小、成本低；通过延时单元使得切断回路时，在继电器动作之前，MOSFET继续导通，等继电器完全断开后，MOS管才断开，能减少继电器断开的应力，消除断开拉弧，避免继电器的触点发热损毁。

A battery switch circuit and a power supply management system including the circuit

【技术实现步骤摘要】
一种电池开关电路以及包含该电路的供电管理系统
本技术涉及电力电子
，特别是涉及一种电池开关电路以及包含该电路的供电管理系统。
技术介绍
在工业系统中，通信设备的供电系统中通常配置有AC/DC转换单元，AC/DC转换单元将市电转换为直流电压后输出给负载和备用电池。市电供电正常的情况下，AC/DC转换单元输出的直流电压给负载供电的同时给电池充电，当市电断电时，通过备用的电池给通信设备供电。电池的容量有限，电池的供电时间有限，若市电长时间停电(即停电时长超过电池备用时长)，电池长时间与负载接通会出现电池过放问题，因此，现有技术中在电池放电过程中电池电压达到预设阈值时需要将电池和负载断开，以防止电池过放电而损坏。业界常用的方法是利用直流接触器断开负载和AC/DC转换单元输出通路的连接，从而断开电池和负载的连接，具体系统结构如图1所示。但该技术方案使用的直流接触器通常尺寸较大、成本较高，使得占用空间大，不利于微型化，也不利于企业低成本运营需求。该技术方案在市电来电后，由于负载与AC/DC转换单元输出通路已断开，AC/DC转换单元输出的电信号首先会对电池充电，并保证电池被充入一定能量后才接入负载，如规定当电池电压靠近浮充电压时才控制直流接触器接入负载，这种工作模式下，当之前市电停电电池放电过多时，市电来电后电池首先进入限流充电阶段，该阶段充电电流小需要较长时间才能进入浮充阶段，即较长时间电池电压才能靠近浮充电压，通信设备等负载需要较长时间才能接入供电，使用不便，用户体验不好。
技术实现思路
本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种电池开关电路以及包含该电路的供电管理系统。为了实现本技术的上述目的，根据本技术的第一个方面，本技术提供了一种电池开关电路，包括：继电器，所述继电器的常开开关串接在电池充电和/或放电通路中；分别与所述继电器的常开开关并联的至少一个MOS管，MOS管的源极和漏极分别与常开开关的两端连接；延时单元以及引入外部控制信号的控制信号输入端子；所述控制信号输入端子分别与继电器的线圈通电控制端和延时单元的输入端连接，延时单元的输出端与MOS管的栅极连接。上述技术方案的有益效果为：该开关电路通过继电器和MOS管组合控制电池充电和/或放电回路的接通或切断，相较于传统的接触器、断路器，该电路结构体积小、成本低；特别地，通过延时单元使得切断回路时，在继电器动作之前，MOSFET继续导通，等继电器完全断开后，MOS管才断开，能减少继电器断开的应力，消除断开拉弧，避免继电器的触点发热损毁。在本技术的一种优选实施方式中，所述MOS管的体二极管导通方向与电池充电通路的电流方向相同。上述技术方案的有益效果为：MOS管的体二极管的导通方向与电池充电电流方向一致，利用二极管的单向导通特性，即使该开关电路继电器和MOS管断开后，体二极管在充电回路中也是导通的，使充电回路不具备断开功能，可以防止开关电路闭合时的拉弧，进一步地保护了继电器的触点。在本技术的一种优选实施方式中，还包括继电器线圈通电电路，所述继电器线圈通电电路包括第三二极管、第一三极管、第十五电阻、第七电容和第十四电阻；所述第十四电阻的第一端与控制信号输入端子连接，第十四电阻的第二端分别与第七电容的第一端、第十五电阻的第一端和第一三极管的基极连接，第七电容的第二端、第十五电阻的第二端和第一三极管的发射极与地连接；第一三极管的集电极分别与第三二极管的阳极和继电器线圈的第一端连接，第三二极管的阴极和继电器线圈的第二端均与第一电源端连接；所述第十四电阻的第一端作为继电器的线圈通电控制端。上述技术方案的有益效果为：公开了继电器线圈的通电回路，第十四电阻的第一端输入高电平时，继电器线圈导通，第十四电阻的第一端输入低电平时，继电器线圈断开不通电，控制原理简单，且通过第三二极管构成线圈的能量泄放回路，提高控制的可靠性。在本技术的一种优选实施方式中，所述延时单元包括第八电阻、与第八电阻串联的钳位电路、隔离电路以及与隔离电路串联的延时电路，所述隔离电路和延时电路构成的串联通路并联于钳位电路两端。上述技术方案的有益效果为：通过隔离电路实现了信号隔离，避免后级电路对继电器线圈电路的影响，提高稳定性，该延时单元通过硬件实现延时功能，相较软件延时具有更好的可靠性。在本技术的一种优选实施方式中，所述钳位电路包括相互并联的第九电阻和第四稳压管，所述隔离电路包括第十电阻和光耦隔离器件，所述延时电路包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、第二稳压二极管、第三三极管、第五电容和第六电容；所述第九电阻的第一端和第四稳压管的阴极均与第八电阻的第一端连接，第八电阻的第二端与第二正电源端连接，第九电阻的第二端和第四稳压管的阳极均与第二负电源端连接；所述第十电阻的第一端与控制信号输入端子连接，第十电阻的第二端与光耦隔离器件的第一端连接，光耦隔离器件的第二端与地连接，光耦隔离器件的第四端分别与第八电阻的第一端连接，光耦隔离器件的第三端分别与第四电阻的第一端和第六电阻的第一端连接；第四电阻的第二端分别与第五电阻的第一端、第五电容的第一端和第二稳压二极管的阴极连接，第二稳压二极管的阳极与第三三极管的基极连接，第三三极管的集电极分别与第六电阻的第二端和第六电容的第一端连接，第六电容的第二端、第三三极管的发射极、第五电容的第二端、第五电阻的第二端均与第二负电源端连接；第六电容的第一端还与MOS管的栅极连接。上述技术方案的有益效果为：公开了延时单元的详细电路结构，该电路结果能够稳定可靠性的实现延时功能。为了实现本技术的上述目的，根据本技术的第二个方面，本技术提供了一种供电管理系统，包括AC/DC转换单元、电池和至少一个负载；AC/DC转换单元的输入端与市电连接，AC/DC转换单元的输出通路为主通路、所述电池的充放电端通过电池支路连接到主通路，所述负载的供电端通过负载支路连接到主通路；在电池支路中设置有本技术所述的电池开关电路，当电池开关电路的继电器和MOS管导通时，电池支路导通，电池的充放电端通过电池支路、主通路和负载支路分别与AC/DC转换单元的输出端和负载供电端接通，当电池开关电路的继电器和MOS管断开时，电池支路断开，电池的充放电端不与AC/DC转换单元的输出端和负载的供电端接通。上述技术方案的有益效果为：除了具备上述电池开关电路的有益效果外，特别地，该供电管理系统在电池的充放电端与AC/DC转换单元的输出端的连接通路中设置开关电路，负载的供电端与AC/DC转换单元的输出端一直接通，当市电停电后再上电时，会优选给负载供电，开关电路闭合后才会给电池充电，这样保证了市电上电时能够及时给负载供电，提高用户体验。在本技术的一种优选实施方式中，还包括在电池支路、主通路和负载支路三者中的全部或部分中还串接有过流保护元件；和/或还包括串接于AC/DC转换单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池开关电路，其特征在于，包括：/n继电器，所述继电器的常开开关串接在电池充电和/或放电通路中；/n分别与所述继电器的常开开关并联的至少一个MOS管，MOS管的源极和漏极分别与常开开关的两端连接；/n延时单元以及引入外部控制信号的控制信号输入端子；/n所述控制信号输入端子分别与继电器的线圈通电控制端和延时单元的输入端连接，延时单元的输出端与MOS管的栅极连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种电池开关电路，其特征在于，包括：
继电器，所述继电器的常开开关串接在电池充电和/或放电通路中；
分别与所述继电器的常开开关并联的至少一个MOS管，MOS管的源极和漏极分别与常开开关的两端连接；
延时单元以及引入外部控制信号的控制信号输入端子；
所述控制信号输入端子分别与继电器的线圈通电控制端和延时单元的输入端连接，延时单元的输出端与MOS管的栅极连接。


2.如权利要求1所述的电池开关电路，其特征在于，所述MOS管的体二极管导通方向与电池充电通路的电流方向相同。


3.如权利要求1所述的电池开关电路，其特征在于，还包括继电器线圈通电电路，所述继电器线圈通电电路包括第三二极管、第一三极管、第十五电阻、第七电容和第十四电阻；
所述第十四电阻的第一端与控制信号输入端子连接，第十四电阻的第二端分别与第七电容的第一端、第十五电阻的第一端和第一三极管的基极连接，第七电容的第二端、第十五电阻的第二端和第一三极管的发射极与地连接；
第一三极管的集电极分别与第三二极管的阳极和继电器线圈的第一端连接，第三二极管的阴极和继电器线圈的第二端均与第一电源端连接；
所述第十四电阻的第一端作为继电器的线圈通电控制端。


4.如权利要求1-3之一所述的电池开关电路，其特征在于，所述延时单元包括第八电阻、与第八电阻串联的钳位电路、隔离电路以及与隔离电路串联的延时电路，所述隔离电路和延时电路构成的串联通路并联于钳位电路两端。


5.如权利要求4所述的电池开关电路，其特征在于，所述钳位电路包括相互并联的第九电阻和第四稳压管，所述隔离电路包括第十电阻和光耦隔离器件，所述延时电路包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、第二稳压二极管、第三三极管、第五电容和第六电容；
所述第九电阻的第一端和第四稳压管的阴极均与第八电阻的第一端连接，第八电阻的第二端与第二正电源端连接，第九电阻的第二端和第四稳压管的阳极均与第二负电源端连接；
所述第十电阻的第一端与控制信号输入端子连接，第十电阻的第二端与光耦隔离器件的第一端连接，光耦隔离器件的第二端与地连接，光耦隔离器件的第四端分别与第八电阻的第一端连接，...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱达，张婷婷，陈世强，刘嵩，乔宇，张建强，邓磊，聂勇，
申请(专利权)人：湖北民族大学，武汉恩逸互联科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42