專利名稱：并聯(lián)蓄電池組充放電保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型主要涉及通信電源、以及對(duì)蓄電池組有并聯(lián)使用需求的技術(shù)領(lǐng)域，尤 其涉及一種并聯(lián)蓄電池組充放電保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
通信電源系統(tǒng)使用蓄電池大致有兩類環(huán)境，第一類是局房和中心機(jī)房，第二類是 基站。蓄電池的作用是在交流電源中斷后臨時(shí)接替電力供應(yīng)，直到備用電源接入或交流電 源恢復(fù)。在現(xiàn)有技術(shù)方案中，一個(gè)通信電源系統(tǒng)一般配置兩組或多組蓄電池組，目的是通過(guò) 備份蓄電池組提高臨時(shí)供電的可靠性。每個(gè)蓄電池組由多個(gè)單體蓄電池串聯(lián)組成，如圖1
所示，蓄電池組1、蓄電池組2.......蓄電池組N之間通過(guò)開(kāi)關(guān)和熔斷器進(jìn)行分組隔離。由
圖1可知，現(xiàn)有技術(shù)方案中，蓄電池組之間的隔離只是機(jī)械隔離，從電氣連接上看，當(dāng)開(kāi)關(guān) 閉合后，蓄電池組之間等于沒(méi)有隔離，而開(kāi)關(guān)閉合是現(xiàn)有通信電源系統(tǒng)中蓄電池組的常態(tài) 連接。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，在通信電源系統(tǒng)中，蓄電池的配置成本與電源設(shè)備的配置成本相 當(dāng)，甚至蓄電池的配置成本更高，但蓄電池的使用壽命卻低于電源設(shè)備，特別是基站使用的 蓄電池，壽命一般只有2-3年，而電源設(shè)備的使用壽命一般都在10年以上。大量研究表明，通信電源系統(tǒng)中蓄電池使用壽命短，主要和環(huán)境因素及充、放電深 度等有關(guān)。此外，蓄電池組并聯(lián)也是一個(gè)重要因素，因?yàn)樾铍姵亟M是由多個(gè)單體蓄電池串聯(lián) 構(gòu)成，由于每個(gè)單體蓄電池的內(nèi)部成分存在細(xì)微差異，導(dǎo)致各組蓄電池的內(nèi)阻存在一定差 異，如果對(duì)蓄電池組并聯(lián)充電(特別是不同品牌的蓄電池單體并聯(lián))，總會(huì)有某一組蓄電池 不能充電到最佳狀態(tài)，長(zhǎng)此以往，一旦某一蓄電池組中有一個(gè)單體蓄電池出現(xiàn)損壞，另一組 蓄電池組就會(huì)反過(guò)來(lái)對(duì)其進(jìn)行不限流充電，大電流容易導(dǎo)致被充電的蓄電池組中未損壞的 單體蓄電池也損壞。因此，如何使不同蓄電池組在并聯(lián)使用時(shí)實(shí)現(xiàn)電氣上的隔離，并提高蓄電池組的 充電質(zhì)量成為現(xiàn)有技術(shù)亟待解決的問(wèn)題之一。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種并聯(lián)蓄電池組充放電保護(hù)裝置，用以實(shí)現(xiàn)不同蓄電池組在并 聯(lián)使用時(shí)電氣上的隔離，并可以提高蓄電池組的充電質(zhì)量。一種并聯(lián)蓄電池組充放電保護(hù)裝置，包括至少一個(gè)并聯(lián)蓄電池組充放電保護(hù)單 元，各并聯(lián)蓄電池組充放電保護(hù)單元之間采用并聯(lián)方式為通信負(fù)荷供電；每一個(gè)并聯(lián)蓄電 池組充放電保護(hù)單元包括并聯(lián)的第一蓄電池組(201)和第二蓄電池組(202)，所述第一蓄電池組(201)和第 二蓄電池組(202)分別由若干單體蓄電池串聯(lián)組成；充電驅(qū)動(dòng)模塊(23)；與第一蓄電池組 (201)相連的第一充電隔離模塊(211)和第一放電隔離模塊(221)；與第二蓄電池組(202) 相連的第二充電隔離模塊(212)和第二放電隔離模塊(222)；其中[0009]所述充電驅(qū)動(dòng)模塊(23)，用于與第一充電隔離模塊(211)和第二充電隔離模塊 (212)相連，接收交流電源提供的交流電壓，并依次提取特定相位差的觸發(fā)脈沖錯(cuò)時(shí)輪流驅(qū) 動(dòng)所述第一充電隔離模塊(211)和第二充電隔離模塊(212)；所述第一充電隔離模塊(211)和第二充電隔離模塊(212)，用于在充電驅(qū)動(dòng)模塊 (23)提取出的特定觸發(fā)脈沖的驅(qū)動(dòng)下，為相連的蓄電池組充電；所述第一放電隔離模塊(221)和第二充電隔離模塊(222)，用于在交流電源中斷 后單向?qū)?，使得第一蓄電池組(201)和第二蓄電池組(202)分別與通信負(fù)荷形成回路，向 通信負(fù)荷放電。本實(shí)用新型通過(guò)在并聯(lián)蓄電池組的充電通路中引入充電隔離模塊，在交流電源 正常供電時(shí)，充電驅(qū)動(dòng)模塊接收交流電源提供的交流電壓，并依次提取特定相位差的兩個(gè) 觸發(fā)脈沖錯(cuò)時(shí)輪流驅(qū)動(dòng)充電隔離模塊，使各組蓄電池組隨同交流電源周波節(jié)律錯(cuò)時(shí)輪流充 電，充電時(shí)脈沖電流幅值為原充電電流的兩倍，從而提高了蓄電池組的充電質(zhì)量。本實(shí)用新型通過(guò)在并聯(lián)蓄電池組的放電通路中引入放電隔離模塊，當(dāng)交流電源中 斷后，由于放電通道單向?qū)?，切斷了每個(gè)單元內(nèi)一組蓄電池組對(duì)另一組蓄電池組充電的 路徑，消除了蓄電池組間相互充電而造成的危害，實(shí)現(xiàn)了不同蓄電池組在并聯(lián)使用時(shí)電氣 上的隔離。本實(shí)用新型的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書(shū)中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書(shū) 中變得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本實(shí)用新型而了解。本實(shí)用新型的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò) 在所寫的說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求書(shū)、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)并聯(lián)蓄電池組連接方式圖；圖2為本實(shí)用新型并聯(lián)蓄電池組充放電保護(hù)裝置電路原理圖；圖3為本實(shí)用新型中充電驅(qū)動(dòng)模塊工作的電路原理圖；圖4為本實(shí)用新型并聯(lián)蓄電池組充電時(shí)的電路原理圖；圖5為本實(shí)用新型并聯(lián)蓄電池組放電時(shí)的電路原理圖；圖6為本實(shí)用新型多個(gè)并聯(lián)蓄電池組充放電保護(hù)單元并聯(lián)時(shí)的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種并聯(lián)蓄電池組充放電保護(hù)裝置，用以在交流電源正常 供電時(shí)，對(duì)各蓄電池組進(jìn)行錯(cuò)時(shí)輪流充電，使得每個(gè)蓄電池組總是處于“一充、一歇”的狀 態(tài)，脈沖電流幅值為原充電電流的兩倍，因此，提高了蓄電池組的充電質(zhì)量；而當(dāng)交流電源 中斷后，由于放電隔離模塊的單向?qū)ㄐ?，因此，每組蓄電池組只能與通信負(fù)荷形成回路， 切斷了一組蓄電池組對(duì)另一組蓄電池組充電的路徑，從而，當(dāng)某組蓄電池組中的某一單體 蓄電池?fù)p壞時(shí)，另一組蓄電池組不會(huì)對(duì)其進(jìn)行不限流充電，實(shí)現(xiàn)了不同蓄電池組之間電氣 上的隔離。下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。如圖2所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的并聯(lián)蓄電池組充放電保護(hù)裝置，包括至少 一個(gè)并聯(lián)蓄電池組充放電保護(hù)單元，各并聯(lián)蓄電池組充放電保護(hù)單元之間采用并聯(lián)方式為通信負(fù)荷供電；每一個(gè)并聯(lián)蓄電池組充放電保護(hù)單元包括第一蓄電池組(201)、第一充電 隔離模塊(211)、第一放電隔離模塊(221)、充電驅(qū)動(dòng)模塊(23)、第二蓄電池組(202)、第二 充電隔離模塊(212)、第二放電隔離模塊(222)。具體實(shí)施中，第一蓄電池組(201)和第二 蓄電池組(202)分別由若干個(gè)單體蓄電池串聯(lián)組成，且第一蓄電池組(201)和第二蓄電池 組(202)并聯(lián)，第一充電隔離模塊(211)和第一放電隔離模塊(221)分別與第一蓄電池 組(201)相連，第二充電隔離模塊(212)和第二放電隔離模塊(222)分別與第二蓄電池組 (202)相連，充電驅(qū)動(dòng)模塊(23)與第一充電隔離模塊(211)和第二充電隔離模塊(212)相 連，用于接收交流電源提供的交流電壓，并依次提取特定相位差的兩個(gè)觸發(fā)脈沖錯(cuò)時(shí)輪流 驅(qū)動(dòng)第一充電隔離模塊(211)和第二充電隔離模塊(212)；第一充電隔離模塊(211)和第二充電隔離模塊(212)，用于在充電驅(qū)動(dòng)模塊(23) 提取出的觸發(fā)脈沖的驅(qū)動(dòng)下，為相連的蓄電池組充電；第一放電隔離模塊(221)和第二充電隔離模塊(222)，用于在交流電源中斷后單 向?qū)?，使得第一蓄電池組(201)和第二蓄電池組(202)分別與通信負(fù)荷形成回路，向通信 負(fù)荷放電。較佳的，如圖3所示，充電驅(qū)動(dòng)模塊(23)的一種實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)包括變壓器(231)、第 一二極管(2331)、第二二極管(2332)、第一光耦合器(2321)、第二光耦合器(2322)，具體實(shí) 施中，為了保護(hù)電路中的各電子器件，電路中還可以包括分壓電阻；其中，變壓器(231)分 別與第一二極管(233 1)和第二二極管(2332)相連，第一二極管(2331)與所述第一光耦合 器(2321)相連；第二二級(jí)管(2332)與第二光耦合器(2322)相連；其中變壓器(231)用于將來(lái)自交流電源的交流電壓降低得到得到需要的電壓，并作為 工頻信號(hào)源；第一二極管(2331)和第二二極管(2332)，用于對(duì)工頻信號(hào)源進(jìn)行檢波后按照 特定相位差輪流提取觸發(fā)脈沖，第一二極管(2331)提取出的觸發(fā)脈沖通過(guò)第一光耦合器 (2321)驅(qū)動(dòng)所述第一充電隔離模塊(211)；第二二極管(2332)提取出的觸發(fā)脈沖通過(guò)第二 光耦合器(2322)驅(qū)動(dòng)第二充電隔離模塊(212)。具體實(shí)施中，第一充電隔離模塊(211)可以是第一場(chǎng)效應(yīng)管模塊(311)，第二充電 隔離模塊(212)可以是第二場(chǎng)效應(yīng)管模塊(312)，場(chǎng)效應(yīng)管模塊可以由若干場(chǎng)效應(yīng)管組成。 第一放電隔離模塊(221)可以是第一肖特基模塊(321)，第二放電隔離模塊(222)可以是第 二肖特基模塊(322)，肖特基模塊可以由若干肖特基二極管組成。具體的，假設(shè)第一充電隔離模塊(211)為第一場(chǎng)效應(yīng)管模塊(311)，第二充電隔 離模塊(212)為第二場(chǎng)效應(yīng)管模塊(312)，第一放電隔離模塊(221)為第一肖特基模塊 (321)，第二放電隔離模塊(222)為第二肖特基模塊(322)，則第一場(chǎng)效應(yīng)管模塊(311)，漏極與第一蓄電池組(201)的負(fù)極相連，柵極通過(guò)所述 第一光耦合器(2321)與所述第一二極管(2331)串聯(lián)后與所述變壓器(231) 二次側(cè)相連， 源極與第一肖特基模塊(321)的正極相連，用于在第一二極管(2331)提取出的觸發(fā)脈沖的 驅(qū)動(dòng)下正向?qū)?，為所述第一蓄電池組(201)充電；第二場(chǎng)效應(yīng)管模塊(312)，漏極與所述第二蓄電池組(202)的負(fù)極相連，柵極通過(guò) 所述第二光耦合器(2322)與所述第二二極管(2332)串聯(lián)后與所述變壓器(231) 二次側(cè)相 連，源極與第二肖特基模塊(322)的正極相連，用于在第二二極管(2332)提取出的觸發(fā)脈沖的驅(qū)動(dòng)下正向?qū)ǎ瑸樗龅诙铍姵亟M(202)充電。另外，第一充電隔離模塊(211)和第二充電隔離模塊(212)還可以是三極管模塊， 三極管模塊由若干三極管組成；第一放電隔離模塊(221)和第二放電隔離模塊(222)還可 以是二極管模塊，二極管模塊由若干二極管組成。較佳的，第一二極管(2331)可以是第一發(fā)光二極管(3331)，第二二極管(2332)可 以是第二發(fā)光二極管(3332)，這樣，當(dāng)?shù)谝话l(fā)光二極管(3331)和第二發(fā)光二極管(3332)分 別與第一光耦合器(2321)內(nèi)置的發(fā)光二極管和第二光耦合器(2322)內(nèi)置的發(fā)光二極管串 聯(lián)時(shí)，可以作為工作指示燈，分別用于指示第一充電隔離模塊(211)和第二充電隔離模塊 (212)是否處于正常工作的狀態(tài)，同時(shí)，還可以分別使第一充電隔離模塊(211)和第二充電 隔離模塊(212)逐漸導(dǎo)通，避免瞬間大電流對(duì)第一充電隔離模塊(211)和第二充電隔離模 塊(212)帶來(lái)的危害。較佳的，充電驅(qū)動(dòng)模塊(23)接收交流電源提供的交流電壓，依次提取特定相位 差為180度的觸發(fā)脈沖錯(cuò)時(shí)輪流驅(qū)動(dòng)所述第一充電隔離模塊(211)和第二充電隔離模塊 (212)。具體的，充電驅(qū)動(dòng)模塊(23)將來(lái)自來(lái)自交流電源的交流電壓降壓成所需電壓成為 工頻信號(hào)源，充電驅(qū)動(dòng)模塊(23)檢波后提取相位差為180度的觸發(fā)脈沖，當(dāng)交流電源工作 在正半周時(shí)，假設(shè)第一蓄電池組充電通道導(dǎo)通，該觸發(fā)脈沖通過(guò)充電驅(qū)動(dòng)模塊(23)為第一 充電隔離模塊(211)提供驅(qū)動(dòng)電壓，用于驅(qū)動(dòng)第一充電隔離模塊(211)，這樣，第一蓄電池 組充電通道導(dǎo)通，交流電源向第一蓄電池組(201)充電；當(dāng)交流電源工作在負(fù)半周時(shí)，第一 蓄電池組充電通道阻斷，此時(shí)，第二蓄電池組充電通道導(dǎo)通，交流電源以同樣的原理向第二 蓄電池組(202)充電。這樣，第一蓄電池組(201)和第二蓄電池組(202)錯(cuò)時(shí)輪流充電，每 組蓄電池組總是處于“一充、一歇”的狀態(tài)，而脈沖電流幅值為向兩組蓄電池組同時(shí)充電時(shí) 的兩倍。實(shí)踐證明，脈沖大電流對(duì)延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命是非常有利的，從而，對(duì)并聯(lián)蓄電 池組錯(cuò)時(shí)輪流充電提高了充電的質(zhì)量。較佳的，每一個(gè)并聯(lián)蓄電池組充放電保護(hù)單元還可以包括第一應(yīng)急旁路開(kāi)關(guān) (341)和第二應(yīng)急旁路開(kāi)關(guān)(342)，其中，第一應(yīng)急旁路開(kāi)關(guān)(341)與第一充電隔離模塊 (211)及第一放電隔離模塊(221)并聯(lián)，所述第二應(yīng)急旁路開(kāi)關(guān)(342)與所述第二充電隔離 模塊(212)及第二放電隔離模塊(222)并聯(lián)；其中第一應(yīng)急旁路開(kāi)關(guān)(341)用于在第一充電隔離模塊(211)出現(xiàn)故障時(shí)接通，與交 流電源、第一蓄電池組(201)形成為第一蓄電池組(201)充電的回路；或者，第一應(yīng)急旁路 開(kāi)關(guān)(341)用于在第一放電隔離模塊(221)出現(xiàn)故障時(shí)接通，與通信負(fù)荷、蓄電池組(201) 形成向通信負(fù)荷放電的回路；第二應(yīng)急旁路開(kāi)關(guān)(342)用于在第二充電隔離模塊(212)出現(xiàn)故障時(shí)接通，與交 流電源、第二蓄電池組(202)形成為第二蓄電池組(202)充電的回路；或者，第二應(yīng)急旁路 開(kāi)關(guān)(342)，用于在第二放電隔離模塊(222)出現(xiàn)故障時(shí)接通，與通信負(fù)荷、蓄電池組(202) 形成向通信負(fù)荷放電的回路。本實(shí)用新型提供的并聯(lián)蓄電池組充放電保護(hù)裝置適用于包括多個(gè)充放電保護(hù)單 元的電路，尤其適用于大電流的通信設(shè)備供電系統(tǒng)，本實(shí)用新型涉及的交流電源可以是市 電或者發(fā)電機(jī)提供的交流電源。為了更好的理解本實(shí)用新型，下面通過(guò)具體的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式進(jìn)行描述，本實(shí)用新型實(shí)施例中，第一蓄電池組充電通道與第二蓄電池組充電通道相位差為 180度，所涉及的充電隔離模塊和放電隔離模塊分別采用場(chǎng)效應(yīng)管模塊和肖特基模塊，所涉 及的二極管采用發(fā)光二極管。為了便于描述，本實(shí)用新型實(shí)施例并聯(lián)蓄電池組充放電移相 隔離保護(hù)裝置包括一個(gè)充放電保護(hù)單元。實(shí)施例一如圖3所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的并聯(lián)蓄電池組充放電保護(hù)裝置包括第一 蓄電池組(201)、第一場(chǎng)效應(yīng)管模塊(311)、第一肖特基模塊(321)、第一光耦合器(2321)、 第一發(fā)光二極管(3331)、第一應(yīng)急旁路開(kāi)關(guān)(341)、第二蓄電池組(202)、第二場(chǎng)效應(yīng)管模 塊(312)、第二肖特基模塊(322)、第二光耦合器(2322)、第二發(fā)光二極管(3332)、第二應(yīng)急 旁路開(kāi)關(guān)(342)及變壓器(231)。具體實(shí)施中，并聯(lián)蓄電池組充放電保護(hù)裝置還可以包括 第一應(yīng)急旁路開(kāi)關(guān)(241)和第二應(yīng)急旁路開(kāi)關(guān)(242)。該裝置利用半導(dǎo)體的單向?qū)ㄌ匦?建立各自路由的物理通道。其中，第一場(chǎng)效應(yīng)管模塊(311)的漏極與第一蓄電池組(201) 的負(fù)極相連，第一場(chǎng)效應(yīng)管模塊(311)的柵極通過(guò)第一光耦合器(2321)與第一發(fā)光二極 管(3331)串聯(lián)后，與變壓器(231) 二次側(cè)相連；第二場(chǎng)效應(yīng)管模塊(312)的漏極與第二蓄 電池組(202)的負(fù)極相連，第二場(chǎng)效應(yīng)管模塊(312)的柵極通過(guò)第二光耦合器(2322)與第 二發(fā)光二極管(3332)串聯(lián)后，與變壓器(231) 二次側(cè)相連。當(dāng)市電正常時(shí)，變壓器(231) 將來(lái)自交流電源的交流電壓降壓成工頻信號(hào)源，依次由第一發(fā)光二極管(3331)和第二發(fā) 光二極管(3332)檢波后提取相位差為180度的觸發(fā)脈沖，假設(shè)交流電源工作在正半周時(shí)， 第一場(chǎng)效應(yīng)管管(311)導(dǎo)通，那么，交流電源工作在負(fù)半周時(shí)，第二場(chǎng)效應(yīng)管(312)導(dǎo)通。 當(dāng)交流電源工作在正半周時(shí)，由第一發(fā)光二極管(3331)提取出的觸發(fā)脈沖通過(guò)第一光耦 合器(2321)為第一場(chǎng)效應(yīng)管模塊(311)提供柵極電壓，第一場(chǎng)效應(yīng)管模塊(311)導(dǎo)通，此 時(shí)，交流電源為第一蓄電池組(201)充電；當(dāng)交流電源工作在負(fù)半周時(shí)，由第二發(fā)光二極管 (3332)提取出的觸發(fā)脈沖通過(guò)第二光耦合器(2322)為第二場(chǎng)效應(yīng)管模塊(312)提供柵極 電壓，第二場(chǎng)效應(yīng)管模塊(312)導(dǎo)通，此時(shí)，交流電源為第二蓄電池組(202)充電。第一場(chǎng) 效應(yīng)管模塊(311)的源極與第一肖特基模塊(321)的正極相連，第一肖特基模塊(321)的 負(fù)極與第一蓄電池組(201)的負(fù)極相連，第一肖特基模塊(321)與第一蓄電池組(201)以 及通信負(fù)荷組成第一蓄電池組放電通道；第二場(chǎng)效應(yīng)管模塊(312)的源極與第二肖特基模 塊(322)的正極相連，第二肖特基模塊(322)的負(fù)極與第二蓄電池組(202)的負(fù)極相連，第 二肖特基模塊(322)與第二蓄電池組(202)以及通信負(fù)荷組成第二蓄電池組放電通道。在 具體實(shí)施中，為了保護(hù)電路中的電子器件，還可以包括分壓電阻，當(dāng)交流電源中斷時(shí)，第一 蓄電池組(201)、第一肖特基模塊(321)與通信負(fù)荷一起形成第一蓄電池組放電通道，第二 蓄電池組(202)、第二肖特基模塊(322)與通信負(fù)荷一起形成第二蓄電池組放電通道，第一 蓄電池組(201)和第二蓄電池組(202)同時(shí)向通信負(fù)荷放電。當(dāng)?shù)谝粓?chǎng)效應(yīng)管模塊(311)出現(xiàn)故障時(shí)，可以通過(guò)接通第一應(yīng)急旁路開(kāi)關(guān)(341) 為第一蓄電池組(201)充電；當(dāng)?shù)谝恍ぬ鼗K(321)出現(xiàn)故障時(shí)，可以通過(guò)接通第一應(yīng)急 旁路開(kāi)關(guān)(341)為通信負(fù)荷放電；當(dāng)?shù)诙?chǎng)效應(yīng)管模塊(312)出現(xiàn)故障時(shí)，可以通過(guò)接通第 二應(yīng)急旁路開(kāi)關(guān)(342)為第二蓄電池組(202)充電；當(dāng)?shù)诙ぬ鼗K(322)出現(xiàn)故障時(shí)， 可以通過(guò)接通第二應(yīng)急旁路開(kāi)關(guān)(342)為通信負(fù)荷放電。具體實(shí)施中，第一蓄電池組(201)和第二蓄電池組(202)可以根據(jù)導(dǎo)通的順序進(jìn)
8行區(qū)分，交流電源工作在正半周時(shí)為第一蓄電池組充電，而交流電源工作在負(fù)半周時(shí)為第 二蓄電池組充電。下面分別通過(guò)并聯(lián)蓄電池組工作在充電狀態(tài)時(shí)的裝置和蓄電池組工作在放電狀 態(tài)時(shí)的裝置來(lái)對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例進(jìn)行描述。實(shí)施例二并聯(lián)蓄電池組工作在充電狀態(tài)時(shí)的保護(hù)裝置的電路原理圖如圖4所示。市電正常 時(shí)，變壓器(231)將來(lái)自交流電源的交流電壓降成所需電壓成為工頻信號(hào)源，工頻信號(hào)源 由第一發(fā)光二極管(3331)檢波后提取相位差為180度的觸發(fā)脈沖，當(dāng)交流電源工作在正半 周時(shí)，假設(shè)第一蓄電池組充電通道導(dǎo)通，該觸發(fā)脈沖通過(guò)第一光電耦合器(2321)為第一場(chǎng) 效應(yīng)管模塊(311)提供柵極電壓，驅(qū)動(dòng)第一場(chǎng)效應(yīng)管模塊(311)，這樣交流電源只向第一蓄 電池組(201)充電；當(dāng)交流電源工作在負(fù)半周時(shí)，第一蓄電池組充電通道阻斷，此時(shí)，第二 蓄電池組充電通道導(dǎo)通，交流電源以同樣的原理向第二蓄電池組(202)充電。這樣，第一蓄 電池組(201)和第二蓄電池(202)組錯(cuò)時(shí)輪流充電，每組蓄電池組總是處于“一充、一歇”的 狀態(tài)，而脈沖電流幅值為向兩組蓄電池組同時(shí)充電時(shí)的兩倍。具體實(shí)施中，可以通過(guò)觀察第一發(fā)光二極管(3331)和第二發(fā)光二極管(3332)，確 定第一場(chǎng)效應(yīng)管模塊(311)和第二場(chǎng)效應(yīng)管模塊(312)是否處于正常工作狀態(tài)。同時(shí)，第 一發(fā)光二極管(3331)和和第二發(fā)光二極管(3332)分別與第一光耦合器(2321)和第二光 耦合器(2322)內(nèi)置的發(fā)光二極管串聯(lián)，可以使觸發(fā)脈沖上升沿變得陡峭，使第一場(chǎng)效應(yīng)管 模塊(311)和第二場(chǎng)效應(yīng)管模塊(312)逐漸導(dǎo)通，避免瞬間大電流對(duì)其帶來(lái)的危害。具體實(shí)施中，當(dāng)?shù)谝粓?chǎng)效應(yīng)管模塊(311)出現(xiàn)故障時(shí)，可以通過(guò)接通第一應(yīng)急旁 路開(kāi)關(guān)(341)為第一蓄電池組(201)充電；當(dāng)?shù)诙?chǎng)效應(yīng)管模塊(312)出現(xiàn)故障時(shí)，可以通 過(guò)接通第二應(yīng)急旁路開(kāi)關(guān)(342)為第二蓄電池組(202)充電。另外，第一光耦合器(2321)和第二光耦合器(2322)可以用變壓器代替，實(shí)際應(yīng)用 中，光耦合器相對(duì)于變壓器來(lái)說(shuō)設(shè)置要容易一些。而且，具體實(shí)施中，可以根據(jù)實(shí)際的需要， 在電路中增加相應(yīng)的保護(hù)裝置。實(shí)施例三并聯(lián)蓄電池組工作在放電狀態(tài)時(shí)的裝置的電路原理圖如圖5所示。當(dāng)交流電源中 斷后，第一蓄電池組充電通道和第二蓄電池組充電通道由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為截止，此時(shí)，第一蓄電池 組放電通道和第二蓄電池組放電通道由反向截止轉(zhuǎn)為正向?qū)?，第一蓄電池組(201)和第 二蓄電池組(202)同時(shí)通過(guò)放電通道向通信負(fù)荷放電，從而保證了通信負(fù)荷的工作電流連 續(xù)穩(wěn)定。由于第一肖特基模塊(321)和第二肖特基模塊(322)具有低壓降大電流及單向?qū)?通的特性，因此第一蓄電池組放電通道和第二蓄電池組放電通道均為單向?qū)?，這樣，各組 蓄電池組只能與通信負(fù)荷形成回路，當(dāng)某一組中蓄電池組中的單體蓄電池出現(xiàn)損壞時(shí)，端 電壓必然會(huì)下降，此時(shí)，第一肖特基模塊(321)和第二肖特基模塊(322)將會(huì)隔離該組損壞 的蓄電池組，使其不會(huì)對(duì)另外一組蓄電池組進(jìn)行不限流充電，從而切斷了一組蓄電池組對(duì) 另一組蓄電池組充電的路徑，消除了蓄電池組之間相互充電造成的危害。另外，第一肖特基模塊(321)和第二肖特基模塊(322)的隔離功能還可以對(duì)各組 蓄電池組的放電起到均流保護(hù)的作用，使各組蓄電池組達(dá)到平衡放電。具體實(shí)施中，當(dāng)?shù)谝恍ぬ鼗K(321)出現(xiàn)故障時(shí)，可以通過(guò)接通第一應(yīng)急旁路開(kāi)關(guān)(341)為通信負(fù)荷放電；當(dāng)?shù)诙ぬ鼗K(322)出現(xiàn)故障時(shí)，可以通過(guò)接通第二應(yīng)急 旁路開(kāi)關(guān)(342)為通信負(fù)荷放電。如圖6所示，為通信供電系統(tǒng)包括多個(gè)充放電保護(hù)單元時(shí)的電路原理圖，每個(gè)充 放電保護(hù)單元內(nèi)采用的電子器件及連接方式都是相同的，其工作原理也相同，每個(gè)充放電 保護(hù)單元的所有的第一蓄電池組充電通道沒(méi)有相位差，所有的第二蓄電池組充電通道沒(méi)有 相位差，在每個(gè)充放電保護(hù)單元內(nèi)部，第一蓄電池組充電通道和第二蓄電池組充電通道相 位差為180度，當(dāng)市電正常時(shí)，假設(shè)交流電源工作在正半周時(shí)為每個(gè)單元的第一蓄電池組 同時(shí)充電，則交流電源工作在負(fù)半周時(shí)，為每個(gè)充放電保護(hù)單元的第二蓄電池組同時(shí)充電。 在放電時(shí)，每個(gè)充放電保護(hù)單元的所有的蓄電池組同時(shí)向通信負(fù)荷放電。本實(shí)用新型通過(guò)在并聯(lián)蓄電池組的充電通路中引入充電隔離模塊，在交流電源正 常供電時(shí)，充電驅(qū)動(dòng)模塊接收交流電源提供的交流電壓，并依次提取特定相位差的兩個(gè)觸 發(fā)脈沖錯(cuò)時(shí)輪流驅(qū)動(dòng)充電隔離模塊，使各組蓄電池組隨同交流電源周波節(jié)律錯(cuò)時(shí)充電，充 電時(shí)脈沖電流幅值為原充電電流的兩倍，從而提高了蓄電池組的充電質(zhì)量。本實(shí)用新型通過(guò)在并聯(lián)蓄電池組的放電通路中引入放電隔離模塊，當(dāng)交流電源中 斷后，由于放電通道單向?qū)?，切斷了每個(gè)單元內(nèi)一組蓄電池組對(duì)另一組蓄電池組充電的 路徑，消除了蓄電池組間相互充電而造成的危害，實(shí)現(xiàn)了不同蓄電池組在并聯(lián)使用時(shí)電氣 上的隔離。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本實(shí)用 新型的精神和范圍。這樣，倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及 其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求一種并聯(lián)蓄電池組充放電保護(hù)裝置，其特征在于，包括至少一個(gè)并聯(lián)蓄電池組充放電保護(hù)單元，各并聯(lián)蓄電池組充放電保護(hù)單元之間采用并聯(lián)方式為通信負(fù)荷供電；每一個(gè)并聯(lián)蓄電池組充放電保護(hù)單元包括并聯(lián)的第一蓄電池組(201)和第二蓄電池組(202)，所述第一蓄電池組(201)和第二蓄電池組(202)分別由若干單體蓄電池串聯(lián)組成；充電驅(qū)動(dòng)模塊(23)；與第一蓄電池組(201)相連的第一充電隔離模塊(211)和第一放電隔離模塊(221)；與第二蓄電池組(202)相連的第二充電隔離模塊(212)和第二放電隔離模塊(222)；其中所述充電驅(qū)動(dòng)模塊(23)，用于與第一充電隔離模塊(211)和第二充電隔離模塊(212)相連，接收交流電源提供的交流電壓，并依次提取特定相位差的電信號(hào)作為觸發(fā)脈沖錯(cuò)時(shí)輪流驅(qū)動(dòng)所述第一充電隔離模塊(211)和第二充電隔離模塊(212)；所述第一充電隔離模塊(211)和第二充電隔離模塊(212)，用于在充電驅(qū)動(dòng)模塊(23)提取出的特定觸發(fā)脈沖的驅(qū)動(dòng)下，為相連的蓄電池組充電；所述第一放電隔離模塊(221)和第二充電隔離模塊(222)，用于在交流電源中斷后單向?qū)?，使得第一蓄電池組(201)和第二蓄電池組(202)分別與通信負(fù)荷形成回路，向通信負(fù)荷放電。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述充電驅(qū)動(dòng)模塊(23)包括變壓器 (231)、第一二極管(2331)、第二二極管(2332)、第一光耦合器(2321)和第二光耦合器 (2322)；所述變壓器(231)分別與第一二極管(2331)和第二二極管(2332)相連，所述第 一二極管(2331)與所述第一光耦合器(2321)相連，所述第二二級(jí)管(2332)與第二光耦合 器(2322)相連；其中所述變壓器(231)，用于將來(lái)交流電源的交流電壓降低得到需要的電壓，并作為工頻信 號(hào)源；所述第一二極管(2331)和第二二極管(2332)，用于對(duì)工頻信號(hào)源進(jìn)行檢波后按照特 定相位差輪流提取觸發(fā)脈沖，所述第一二極管(2331)提取出的觸發(fā)脈沖通過(guò)第一光耦合 器(2321)驅(qū)動(dòng)所述第一充電隔離模塊(211)；所述第二二極管(2332)提取出的觸發(fā)脈沖 通過(guò)第二光耦合器(2322)驅(qū)動(dòng)第二充電隔離模塊(212)。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述第一充電隔離模塊(211)為第一場(chǎng)效應(yīng) 管模塊(311)，所述第二充電隔離模塊(212)為第二場(chǎng)效應(yīng)管模塊(312)，所述第一場(chǎng)效應(yīng) 管模塊(311)和第二場(chǎng)效應(yīng)管模塊(312)分別由若干場(chǎng)效應(yīng)管組成；所述第一場(chǎng)效應(yīng)管模塊(311)，漏極與所述第一蓄電池組(201)的負(fù)極相連，柵極通過(guò) 所述第一光耦合器(2321)與所述第一二極管(2331)串聯(lián)后與所述變壓器(231) 二次側(cè)相 連，源極與所述第一放電隔離模塊(221)的正極相連，用于在第一二極管(2331)提取出的 觸發(fā)脈沖的驅(qū)動(dòng)下正向?qū)?，為所述第一蓄電池組(201)充電；所述第二場(chǎng)效應(yīng)管模塊(312)，漏極與所述第二蓄電池組(202)的負(fù)極相連，柵極通過(guò) 所述第二光耦合器(2322)與所述第二二極管(2332)串聯(lián)后與所述變壓器(231) 二次側(cè)相 連，源極與所述第二放電隔離模塊(222)的正極相連，用于在第二二極管(2332)提取出的 觸發(fā)脈沖的驅(qū)動(dòng)下正向?qū)?，為所述第二蓄電池組(202)充電。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述特定相位差為180度。
5.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述第一二極管(2331)和第二二極管(2332)均為發(fā)光二極管。
6.如權(quán)利要求1、2或3所述的裝置，其特征在于，所述第一放電隔離模塊(221)為第一 肖特基模塊(321)，所述第二放電隔離模塊(222)為第二肖特基模塊(322)，所述第一肖特 基模塊(321)和第二肖特基模塊(322)由若干肖特基二極管組成。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，每一個(gè)并聯(lián)蓄電池組充放電保護(hù)單元還包括第一應(yīng)急旁路開(kāi)關(guān)(241)和第二應(yīng)急旁路開(kāi)關(guān)(242)，所述第一應(yīng)急旁路開(kāi)關(guān)(241) 與所述第一充電隔離模塊(211)及第一放電隔離模塊(221)并聯(lián)，所述第二應(yīng)急旁路開(kāi)關(guān) (242)與所述第二充電隔離模塊(212)及第二放電隔離模塊(222)并聯(lián)；其中所述第一應(yīng)急旁路開(kāi)關(guān)(241)，用于在第一充電隔離模塊(211)出現(xiàn)故障時(shí)接通，與交 流電源、第一蓄電池組(201)形成為第一蓄電池組(201)充電的回路；或者，在第一放電隔 離模塊(221)出現(xiàn)故障時(shí)接通，與通信負(fù)荷、第一蓄電池組(201)形成向通信負(fù)荷放電的回 路；所述第二應(yīng)急旁路開(kāi)關(guān)(242)，用于在第二充電隔離模塊(212)出現(xiàn)故障時(shí)接通，與交 流電源、第二蓄電池組(202)形成為第二蓄電池組(202)充電的回路；或者，在第二放電隔 離模塊(222)出現(xiàn)故障時(shí)接通，與通信負(fù)荷、第二蓄電池組(202)形成向通信負(fù)荷放電的回路。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種并聯(lián)蓄電池組充放電保護(hù)裝置，用于實(shí)現(xiàn)不同蓄電池組并聯(lián)使用時(shí)電氣上的隔離，并可以提高對(duì)蓄電池組的充電質(zhì)量。所述裝置包括至少一個(gè)并聯(lián)蓄電池組充放電保護(hù)單元，各并聯(lián)蓄電池組充放電保護(hù)單元之間采用并聯(lián)方式為通信負(fù)荷供電；每一個(gè)并聯(lián)蓄電池組充放電保護(hù)單元包括并聯(lián)的第一蓄電池組(201)和第二蓄電池組(202)，所述第一蓄電池組(201)和第二蓄電池組(202)分別由若干單體蓄電池串聯(lián)組成；充電驅(qū)動(dòng)模塊(23)；與第一蓄電池組(201)相連的第一充電隔離模塊(211)和第一放電隔離模塊(221)；與第二蓄電池組(202)相連的第二充電隔離模塊(212)和第二放電隔離模塊(222)。
文檔編號(hào)H02J7/02GK201742134SQ20102050272
公開(kāi)日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月23日
發(fā)明者劉立新, 夏勇, 魏弢 申請(qǐng)人:中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司