免维护智能直流屏制造技术

一种免维护的智能直流屏，由二极管整流及ＰＷＭ开关调压充电电路、免维护铅酸蓄电池组，用于直流调压的ＰＷＭ开关调压电路、控制接口及驱动电路和可编程控制器ＰＬＣ几大部分组成，ＰＬＣ对充电及调压电路进行控制，整个直流屏能耗低稳压精度高，响应快，无须人工操作，工作可靠，对电网及相邻设备干扰小。（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种蓄电池直流供电系统—免维护直流屏。直流屏是变电站及发电厂不可缺少的直流供电电流，现有技术中的直流屏由电控柜、普通蓄电池组及电子电路构成，电子电路主要由用于给蓄电池充电的可控硅整流电路及用来给负载提供稳定电压的直流调压电路构成，直流调压的方法是在充电母线与负载母线之间(即蓄电池与负载之间)串接几十只硅二极管，再在每只二极管两端并接若干接触器或开关，通过开关的通与断，控制串接二极管的多少，利用二极管压降调节充电母线与负载母线之间电压差，从而使负载电压稳定，这种方法缺陷很多，大功率硅二极营降压要白白耗费很多电能，这么多的二极管、接触器或开关不但费用高，还需要占用很多电柜空间，而且由于开关及接触器呆滞，因而稳压的精度及动态响应速度也不理想，另外，用于给蓄电池组充电的可控硅整流电路也有缺点，主要是可控硅在调压，调流过程中，常因可控硅开通角不能保持一致，而使变压器次边产生直流分量。降低变压器的效率，产生干扰。特别值得一提的是，因蓄电池是一种反电势负载，它使可控硅的导通电流波形比其它类型负载更狭，所以干扰更大，效率更低。本技术的目的是要提供一种节能，可靠，稳压精度高，响应快，对电网及相邻设备干扰小的免维护智能直流屏。本技术提出的技术方案，是这样实现的一种免维护的智能直流屏，由电控柜、装在电控柜内的电子电路及蓄电池组几部分构成，电子电路的构成是这样的，变压器1的初级接交流电源，次级接到2极管整流及PWM开关调压电路2的输入端，电路2的输出端接到蓄电池组3、蓄电池组3又接到用于直流调压的PWM开关调压电路4的输入端，控制接口及驱动电路5与电路2，电路4以及可编程序控制器(PLC)6连接。用于直流调压的PWM开关调压电路4由功率开关管Q2、二极管D8、电感L2及电容C2构成，Q2的集电极与蓄电池组3及电路2中的电感L1连接，控制极与控制接口及驱动电路5连接，发射极与二极管D8的阴极及电感L2连接；二极管整流及PWM开关调压电路2由功率开关管Q1，用于整流的6只2极管(单相用4只)D1-D6，电感L0、L1电容C1及二极管D7构成，Q1的发射极经L1连接到蓄电池组及电路4，集电极经L0与整流二极管连接，控制极与控制接口及驱动电路5连接。控制接口及驱动电路5由功率开关驱动电路U1及U3、PWM控制芯片U2及U4、用于取出充、放电流的分流器FL1及FL2、用于过流保护的可控硅SCR1、SCR2以及若干电阻、电容、二极管构成，U2及U4的脉冲信号输出端分别接到U1及U3的输入端，U1及U3的输出端分别接到Q1及Q2的控制极，U2的误差放大器的负端接到可编程序控制器(PLC)6的开关量输出点Q3-Q8端子上，分流器FL1及FL2的输出端分别经运算放大器连接到PLC的A/D转换端CH1、CH2上及可控硅SCR1、SCR2的触发极上；可编控制器PLC6的A/D转换端CH3及CH4分别接到PWM开关调压电路4的输出端及蓄电池组上。蓄电池是免维护铅酸蓄电池。免维护智能直流屏是用PWM脉冲调制式开关调压来实现直流调压，Q2调压后，经D8、L2、C2滤波成为平滑直流提供负载；整流充电部份不使用可控硅，而是由6只二极管(单相用4只)进行二极管整流，L0、L1滤波后，由开关管Q1作脉冲调制式PWM开关调压(调开与断的占空比)，再经D7，L1滤波对蓄电池充电，由于是二极管整流，不存在可控硅的开通角干扰及直流分量问题，可编程序控制器PLC根据电池当前容量、所用电池最佳充电曲线，充电母线及负载母线当前电压等参数控制Q1及Q2，使蓄电池得到最佳充放电控制，延长蓄电池寿命，随时向负载提供稳定的直流电流，蓄电池选用的是当今国际上UPS类产品流行使用的免维护铅酸蓄电池，这种蓄电池容量大，寿命长、可靠性高，无需电液补充等维护工作，不污染环境。从上面的叙述可以看出，免维护智能直流屏确实能耗小，可靠性高、稳压精度高、动态响应速度大，对电网极相邻设备干扰小，无须操作人员操作，蓄电池也不用维护。以下结合附图及实施例对本技术作进一步的说明附图说明图1电子电路及蓄电池组的原理框图；图2电路原理图；图3包括PLC和控制接口及驱动电路的完整的可实施电路图；图1及图2中，1是变压器，2是二极管整流及PWM开关调压充电电路、3是蓄电池组、4是用于直流调压的PWM开关调压电路、5是控制接口及驱动电路、6是可编程序控制器PLC。作为本技术的一个具体实施例Q1及Q2可选择GTR、GTO、MOSFET、IGBT等功率开关管，这里Q1及Q2选用的是IGBT；U1及U3是IGBT驱动电路，可选富土的EXB840、EXB850及三菱的M57962等。U2、U4是PWM控制芯片，这里选用的是SG3525。稍作改动，即可选用SG3524、SG3526、TL494、MC34060等。PLC的A/D转换端CH1、CH2检测分流器FL1及FL2上取出并经放大的充、放电电流，CH3、CH4检测充电母线(蓄电池)及负载母线电压。U2内误差放大器正端接SG3525内部输出基准电压，负端通过PLC开关量输出点O6、O7、O8的通断控制恒流充电电流的大小，通过O3、O4、O5控制浮充电期间稳压电压值的大小。U2输出的脉冲控制信号送到驱动电路U1，经U1内部光电隔离后接收，并整形、放大后驱动Q1。U4、U3对Q2的控制与U2、U1对Q1的控制相似。只不过U4、U3是控制Q2输出一个固定不变的稳压电压值(如220V，110V或48V)。在充电或负载回路发生过流时，不但驱动电路U1或U3可检测到过流信号，分流器FL1或FL2也可以检测到过流信号。过流信号触发可控硅SCR1或SCR2切断脉冲电源，关断Q1或Q2并将过流信号输入PLC。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种免维护的智能直流屏，由电控柜、装在电控柜内的电子电路及蓄电池组几部分构成，其特征在于：电子电路的构成是这样的，变压器１的初级接交流电源，次级接到２极管整流及ＰＷＭ开关调压电路２的输入端，电路２的输出端接到蓄电池组３、蓄电池组３又接到用于直流调压的ＰＷＭ开关调压电路４的输入端，控制接口及驱动电路５与电路２，电路４以及可编程序控制器（ＰＬＣ）６连接。２、根据权利要求１所述的直流屏，其特征在于：用于直流调压的ＰＷＭ开关调压电路４由功率开关管Ｑ２、二极管Ｄ８、电感Ｌ２及电容Ｃ２构成，Ｑ２的集电极与蓄电池组３及电路２中的电感Ｌ１连接，控制极与控制接口及驱动电路５连接，发射极与二极管Ｄ８的阴极及电感Ｌ２连接。

【技术特征摘要】
1.一种免维护的智能直流屏，由电控柜、装在电控柜内的电子电路及蓄电池组几部分构成，其特征在于电子电路的构成是这样的，变压器1的初级接交流电源，次级接到2极管整流及PWM开关调压电路2的输入端，电路2的输出端接到蓄电池组3、蓄电池组3又接到用于直流调压的PWM开关调压电路4的输入端，控制接口及驱动电路5与电路2，电路4以及可编程序控制器(PLC)6连接。2.根据权利要求1所述的直流屏，其特征在于用于直流调压的PWM开关调压电路4由功率开关管Q2、二极管D8、电感L2及电容C2构成，Q2的集电极与蓄电池组3及电路2中的电感L1连接，控制极与控制接口及驱动电路5连接，发射极与二极管D8的阴极及电感L2连接。3.根据权利要求1所述的直流屏，其特征在于二极管整流及PWM开关调压电路2由功率开关管Q1，用于整流的6只2极管(单相用4只)D1-D6，电感L0、L1电容C1及二极管D7构成，Q1的发射极经L1连接到蓄电池组...

【专利技术属性】
技术研发人员：高世信，
申请(专利权)人：高世信，
类型：实用新型
国别省市：53[中国|云南]