CN101364739A - 智能升压脉冲均衡动态浮动充电修复机 - Google Patents

智能升压脉冲均衡动态浮动充电修复机 Download PDF

Info

Publication number
CN101364739A
CN101364739A CNA2007100124076A CN200710012407A CN101364739A CN 101364739 A CN101364739 A CN 101364739A CN A2007100124076 A CNA2007100124076 A CN A2007100124076A CN 200710012407 A CN200710012407 A CN 200710012407A CN 101364739 A CN101364739 A CN 101364739A
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
charging
storage battery
control circuit
equalizing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2007100124076A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101364739B (zh
Inventor
李知非
景恩宝
吴小凤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sichuan Zhongrong Technology Co ltd
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN2007100124076A priority Critical patent/CN101364739B/zh
Publication of CN101364739A publication Critical patent/CN101364739A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101364739B publication Critical patent/CN101364739B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

智能升压脉冲均衡动态浮动充电修复机。它改变了UPS电源静态直流充电原理和方式，首次提出并采用“智能动态浮动充电理论、原理技术、充电方式”。将UPS输出2.23V充电电压，经升压电路升压至2.33－2.45V动态浮动的充电电压；并由电子开关、施密特电路组成动态浮动充电电路控制，实现动态浮动充电；采用组合脉冲修复电路，将UPS电源直流电流转换成脉宽可变的组合脉冲充电电流，修复蓄电池的极化；采用均衡充电电路，消除蓄电池组充电时产生的单只不平衡现象。解决了蓄电池充电电压低产生极化，充电电压高又会失水的两难问题。使新蓄电池不产生极化，延长其使用寿命；在用蓄电池修复其极化，延缓其失效，有效地增加UPS应急供电时间，节约能源，减少污染，降低成本。

Description

智能升压脉冲均衡动态浮动充电修复机
所属技术领域
本发明专利涉及一种对UPS电源中蓄电池智能充电原理、方式及装置，尤其是首次提出“智能动态浮动充电理论、原理技术、充电方式”。采用智能动态浮动充电原理技术、充电方式，实现对UPS电源中蓄电池进行充电的智能升压脉冲均衡动态浮动充电修复机。
背景技术
目前，公知的UPS电源中，蓄电池(绝大多数是铅酸蓄电池)充电的行业标准是，铅酸蓄电池单格最高浮充电压为静止的2.23V-2.35V。即当铅酸蓄电池的单格电压在充电达到2.23V-2.35V时，充电电流自动减少，限制铅酸蓄电池的单格电压上升，此即是传统的浮充充电(也叫限压浮充电)。但是，铅酸蓄电池的单格电压达到2.23V-2.35V时，铅酸蓄电池并没有被充满。因此，传统的UPS电源中的铅酸蓄电池在工作时，是长期处于欠充电状态。众所周知，铅酸蓄电池长期处于欠充电状态时，会在铅酸蓄电池的负极板上产生大量的硫酸铅结晶，造成严重的硫酸盐化(即蓄电池极化现象)，从而大大地减小了蓄电池的容量，也大大地缩短了蓄电池的使用寿命。但是，如果将此最高浮充电压，提高到铅酸蓄电池充满所需的单格电压2.44V-2.48V，由于铅酸蓄电池在单格电压高于2.42V-2.45V时会因过热而产生失水，同样减小了蓄电池的容量，缩短了蓄电池的使用寿命，故此方法也是不可取的。欠充电和过充电将直接导致UPS电源蓄电池在应急供电时间缩短和使用寿命缩短，此问题困绕了UPS电源行业几十年而一直未能妥善解决。
发明内容
为了解决铅酸蓄电池充电电压过低会产生硫酸盐化；充电电压过高又会因过热产生失水的两难问题。本实用新型首次提出“智能动态浮动充电理论、原理技术、充电方式”，采用智能动态浮动充电原理技术，提供一种全新的充电方式和充电装置，既“智能升压脉冲均衡动态浮动充电修复机”。采用智能动态浮动充电：在智能窗口控制下，当铅酸蓄电池单格充电电压达到2.42V-2.45V时，利用智能窗口控制(施密特电路)关断充电电源，待铅酸蓄电池单格电压自然下降到2.33V-2.40V时，又利用智能窗口控制重新接通充电电源充电。如此循环往复即可达到“智能动态浮动充电”的效果。同时采用组合脉冲充电、脉冲电流放电修复和蓄电池组串联电池均衡充电技术和方式，可显著地延长UPS蓄电池的应急供电时间和使用寿命。
“智能升压脉冲均衡动态浮动充电修复机”，通过在小灵通和移动通讯发射机站对UPS电源蓄电池的充电验证，证明智能动态浮动充电理论、原理技术可行、效果显著。
本发明专利解决其技术问题所采用的技术方案是：
1.现有的UPS电源的蓄电池充电中，存在的问题有：
(1).充电电压过低；
(2).采用直流电流充电方式；
(3).没有脉冲去极化功能；
(4).缺乏均衡充电能力。
因为上述问题的存在，所以，现有的UPS电源中的蓄电池，不但均未达到额定的使用寿命，更为严重的是，当交流电源停电时，蓄电池的应急供电工作时间远远小于其额定的供电工作时间，极大地降低了UPS电源系统供电工作的可靠性和安全性。
2.本发明专利解决其上述存在技术问题所采用的技术方案是：
提出并采用“智能动态浮动充电”全新的原理技术、全新的充电方式，既对UPS电源中蓄电池“智能升压脉冲均衡动态浮动充电的装置”。
(1).利用原UPS电源的充电电源为输入电源，经升压电路将原单只铅酸蓄电池的充电电压提高到2.45V时，立即关闭充电电源，待铅酸蓄电池单格电压自然下降到2.33V时，又接通充电电源进行充电，如此循环往复，实现智能动态浮动充电。在此原理技术中，升压电路采用了Boost电路，接通和关闭充电电源采用了施密特电路。
(2).采用组合脉冲修复技术，将原来的直流充电电流转换成PWM(宽度可变)的组合脉冲修复电流，修复铅酸蓄电池的硫酸盐化(极化)。
(3).采用均衡技术，以消除铅酸蓄电池充电时产生的单只不平衡(电池端电压不同)现象。
本发明专利的有意效果是；采用“智能动态浮动充电”原理技术、充电方式和充电装置，可以确保UPS电源中，新蓄电池负极板不产生硫酸铅结晶极化，延长其使用寿命；已经在用的蓄电池修复已产生的硫酸铅结晶的极化，延缓蓄电池的失效；有效地增加蓄电池应急供电工作时间；使用单位减少了成本，节约了能源，减少了污染，改善了环境，有利于节能和环保，经济和社会效益显著。
附图说明
下面结合附图对本发明专利进一步说明。
附图1是用于小灵通和移动通讯发射机站UPS电源的“智能升压脉冲均衡动态浮动充电修复机”工作原理方框图
附图2是用于小灵通和移动通讯发射机站UPS电源的“智能升压脉冲均衡动态浮动充电修复机”电路图。
附图1.是工作原理方框图，其中：
[①滤波储能电路]：由滤波电感L1、滤波电容C1组成，其作用是滤除原UPS电源及其充电器带来的杂波和干扰；储能电感L2是后面升压电路的储能部分。
[②升压电路]、[⑥升压开关电路]、[⑤双信号发生器]共同构成了Boost升压电路。将原UPS电源偏低的静态充电电压，升高到适合动态浮动充电的电压值。
[③电子开关电路]和[⑦信号检测控制电路、动态浮动充电控制电路]将升压后产生的较高充电电压，转换成受[⑦信号检测控制电路、动态浮动充电控制电路]控制的动态浮动充电电压。
[⑧组合脉冲修复电路]此电路产生的高低频组合脉冲大功率放电电流，可去除蓄电池产生的硫酸铅极化，对蓄电池具有良好的修复作用。
[⑨、⑩均衡电路]此电路的作用，是对串联蓄电池组的单只电池进行均衡充电，确保串联蓄电池组中的每只蓄电池的充电电压都基本相同，达到每只蓄电池既不会过充电，也不会欠充电。
[(13)停电报警信号控制电路]检测交流电源的电压，当交流电源停电时，输出交流停电报警信号。
[(11)欠压报警信号控制电路]检测电池电压，当电池电压下降到设定的值时，输出电池欠压报警信号。
[(12)报警信号输出电路]向中心机房输送交流停电报警信号和电池欠压报警信号，以便中心机房及时做出应急处理。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明专利进一步说明。
附图2.“智能升压脉冲均衡动态浮动充电修复机”的工作原理是：
1.原UPS电源充电电压从INvcc端输入，经过由L1、L2、C2、B16、R53、C01、B18、B19、R54、IC2(组成PWM振荡器)和D13、D14、C14组成的Boost升压电路。将原单只2.23-2.35的充电电压，升高到单只2.44-2.46V的充电电压，以解决蓄电池欠充电的问题。
2.由IC1、R4、R38、R49、KW1、R45、R31组成的施密特电路和由B14、R3、R14、R15、B13、B12、R30、R29、IC2组成的电子开关电路，使新的充电电压，控制在单只蓄电池的充电电压在2.33V-2.46V之间，从而实现智能动态浮动充电。(原UPS电源蓄电池是限压静态充电)
3.由B7、B8、B9、B10、B25、R10、R3a、R25A、R25、R26、R27、R28、R11、R12、R78、R79、R81、R9、R31、R2A组成的组合脉冲修复电路。可产生1Hz和50KHz的组合脉冲，在铅酸蓄电池充电中，用组合脉冲放电电流冲击和粉碎原负极板上产生的硫酸铅结晶，修复蓄电池极板的极化，恢复蓄电池部分受损极板的储电功能，有效地增加蓄电池的应急供电工作时间，延缓蓄电池的失效。
4.由B1、B、B3、D1、D2、D3、R1、R3、R4、WR1、R5、R6、R7、R8组成的均衡电路。可对单只(或单格)蓄电池的充电进行均衡，防止单只(或单格)蓄电池的过充电或欠充电，并将串联蓄电池中的每只(或每个单格)的充电电压，尽可能的调整为一致，防止单只(或单格)蓄电池电压的升高或降低，有效地延长蓄电池组的使用寿命。
5.由D24、D8、IC4、D23、R86、R87、R83、C14组成了交流停电报警信号控制电路。在交流电停电时，它将输出一个+5V的高电压信号(有交流电时输出为0V的低电压信号)传送给中心机房报警，以提高UPS电源系统运行的可靠性。
6.由IC2、R36、R37、R40、KW2、R32、R46组成的蓄电池欠压报警信号控制电路。在蓄电池工作电压低于设定的电压值时，它将输出一个+5V的高电压信号(蓄电池电压正常时输出为0V的低电压信号)传送给中心机房报警，以提高UPS电源系统运行的安全性。
7.中心机房根据交流停电报警信号和电池欠压报警信号之间相隔的时间，即可计算出蓄电池组的剩余使用期限(如60Ah蓄电池2A放电的额定时间为30小时，如尚有50％的容量，则可放电15小时，若放电时间不足15小时，则此蓄电池组的剩余使用期限已近结束，应对蓄电池进行更换)，此功能对提高UPS电源系统的可靠安全运行，意义重大。
8.由D17、D25、D29、D33组成控制转换隔离器，利用串联二极管来隔离较低的UPS电源充电电压和升压后较高的蓄电池电压之间的电压差，以提高交流停电时蓄电池接续供电的反应能力，既缩短交流和蓄电池供电转接的时间，确保计算机数据或其它信号数据不丢失，提高UPS电源系统供电的可靠性和安全性。

Claims (6)

1.一种智能升压脉冲均衡动态浮动充电修复机，包括：[①滤波储能电路]；[②升压电路]；[③电子开关电路]；[④输出转换电路]；[⑤双信号发生器]；[⑥升压开关电路]；[⑦信号检测控制电路、动态浮动充电控制电路]；[⑧组合脉冲修复电路]；[⑨均衡电路1]；[⑩均衡电路2]；[(11)欠压报警信号控制电路]；[(12)报警信号输出电路]；[(13)停电报警信号控制电路]，其特征是：①滤波储能电路分别受控于UPS输出端口、④输出转换电路，与②升压电路连接；②升压电路分别受控于①滤波储能电路、⑥升压开关电路，与③电子开关电路、⑦信号检测控制电路、动态浮动充电控制电路连接；③电子开关电路分别受控于②升压电路、⑤双信号发生器、⑦信号检测控制电路、动态浮动充电控制电路，与④输出转换电路、⑧组合脉冲修复电路、(11)欠压报警信号控制电路、⑨均衡电路1、蓄电池1正极连接；④输出转换电路分别受控于(13)停电报警信号控制电路、蓄电池1，与①滤波储能电路、UPS输出端口、③电子开关电路，⑦信号检测控制电路、动态浮动充电控制电路、⑧组合脉冲修复电路、(11)欠压报警信号控制电路、⑨均衡电路1连接；⑤双信号发生器分别与⑥升压开关电路、③电子开关电路连接；⑥升压开关电路分别受控于⑤双信号发生器、⑦信号检测控制电路、动态浮动充电控制电路，与②升压电路连接；⑦信号检测控制电路、动态浮动充电控制电路分别受控于③电子开关电路、蓄电池1，与⑥升压开关电路、②升压电路、(11)欠压报警信号控制电路、④输出转换电路、⑧组合脉冲修复电路、⑨均衡电路1、蓄电池1正极连接；⑧组合脉冲修复电路分别受控于③电子开关电路，与④输出转换电路、⑦信号检测控制电路、动态浮动充电控制电路、(11)欠压报警信号控制电路、⑨均衡电路1、蓄电池1正极、⑩均衡电路2、蓄电池2负极连接；⑨均衡电路1分别与蓄电池1正极、负极连接；⑩均衡电路2分别与蓄电池2正极、负极连接；(11)欠压报警信号控制电路分别受控于⑦信号检测控制电路、动态浮动充电控制电路、蓄电池1正极；与④输出转换电路、⑨均衡电路、(12)报警信号输出电路连接；(12)报警信号输出电路分别受控于(11)欠压报警信号控制电路、(13)停电报警信号控制电路，与电池欠压报警信号、交流停电报警信号连接；(13)停电报警信号控制电路受控于220V输入，与④输出转换电路、(12)报警信号输出电路连接。
2.根据权利要求1所述的智能升压脉冲均衡动态浮动充电修复机，其特征是：首次提出并采用“智能动态浮动充电理论、原理技术、充电方式”。将现有的UPS电源输出端口较低的充电电压，经升压电路升压后；并由电子开关电路、施密特电路组成动态浮动充电控制电路，实现动态浮动充电：即原UPS电源充电电压从INvcc端输入，经过由L1、L2、C2、B16、R53、C01、B18、B19、R54、IC2(组成PWM振荡器)和D13、D14、C14组成的Boost升压电路，将原单只蓄电池2.23V的充电电压，升高到单只蓄电池2.45V动态浮动的充电电压，以解决蓄电池欠充电的问题；由IC1、R4、R38、R49、KW1、R45、R31构成的施密特电路；由B14、R3、R14、R15、B13、B12、R30、R29、IC2组成的电子开关电路，使动态浮动充电电压，控制在单只蓄电池的充电电压在2.33V-2.46V之间，从而实现动态浮动充电。
3.根据权利要求1所述的智能升压脉冲均衡动态浮动充电修复机，其特征是：由B7、B8、B9、B10、B25、R10、R3a、R25A、R25、R26、R27、R28、R11、R12、R78、R79、R81、R9、R31、R2A组成的组合脉冲修复电路，可产生1Hz和50KHz的组合脉冲，在铅酸蓄电池充电中，用组合脉冲放电电流冲击和粉碎原负极板上产生的硫酸铅结晶，消除蓄电池的极化，恢复蓄电池部分受损极板的储电功能，有效地增加蓄电池的应急供电工作时间，延缓蓄电池的失效。
4.根据权利要求1所述的智能升压脉冲均衡动态浮动充电修复机，其特征是：由B1、B、B3、D1、D2、D3、R1、R3、R4、WR1、R5、R6、R7、R8组成的均衡电路。对单只(或单格)蓄电池的充电进行均衡，将串联蓄电池中的每只(或每个单格)的充电电压，尽可能的调整为一致，防止单只(或单格)蓄电池电压的升高或降低，防止单只(或单格)蓄电池的过充电或欠充电，有效地延长蓄电池组的使用寿命。
5.根据权利要求1所述的智能升压脉冲均衡动态浮动充电修复机，其特征是：中心机房根据交流停电报警信号和电池欠压报警信号之间相隔的时间，即可计算出蓄电池组的剩余使用期限(如60Ah蓄电池2A放电的额定时间为30小时，如尚有50％的容量，则可放电15小时，若放电时间不足15小时，则此蓄电池组的剩余使用期限已近结束，应对蓄电池进行更换)，对提高UPS电源系统的可靠安全运行，意义重大。
6.根据权利要求1所述的智能升压脉冲均衡动态浮动充电修复机，其特征是：由D17、D25、D29、D33组成控制转换隔离器，用串联二极管来隔离较低的UPS电源充电电压和升压后较高的蓄电池电压之间的电压差，提高交流停电时蓄电池接续供电的反应能力，既缩短交流电和蓄电池供电转接的时间，确保计算机数据或其它信号数据不丢失，提高UPS电源系统供电的可靠性和安全性。
CN2007100124076A 2007-08-08 2007-08-08 智能升压脉冲均衡动态浮动充电修复机 Expired - Fee Related CN101364739B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2007100124076A CN101364739B (zh) 2007-08-08 2007-08-08 智能升压脉冲均衡动态浮动充电修复机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2007100124076A CN101364739B (zh) 2007-08-08 2007-08-08 智能升压脉冲均衡动态浮动充电修复机

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101364739A true CN101364739A (zh) 2009-02-11
CN101364739B CN101364739B (zh) 2011-06-08

Family

ID=40390957

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2007100124076A Expired - Fee Related CN101364739B (zh) 2007-08-08 2007-08-08 智能升压脉冲均衡动态浮动充电修复机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101364739B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101894982A (zh) * 2010-07-09 2010-11-24 深圳市迪迪美环保科技有限公司 一种带告警提示的铅酸蓄电池维护器
CN101814761B (zh) * 2010-05-12 2012-05-30 胡益锋 负脉式电池组充电均衡维护电路
CN107294145A (zh) * 2016-03-30 2017-10-24 通用电气公司 充电装置、系统和方法
CN110915095A (zh) * 2017-07-05 2020-03-24 奥克斯能源有限公司 电池组管理

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2140581Y (zh) * 1992-11-24 1993-08-18 李知非 智能超快速充电器
FR2762721B1 (fr) * 1997-04-29 1999-06-11 Sagem Procede de charge d'une batterie et chargeur de batterie pour la mise en oeuvre du procede
CN201156570Y (zh) * 2007-08-08 2008-11-26 李知非 智能升压脉冲均衡动态浮动充电修复机

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101814761B (zh) * 2010-05-12 2012-05-30 胡益锋 负脉式电池组充电均衡维护电路
CN101894982A (zh) * 2010-07-09 2010-11-24 深圳市迪迪美环保科技有限公司 一种带告警提示的铅酸蓄电池维护器
CN101894982B (zh) * 2010-07-09 2012-07-25 深圳市迪迪美环保科技有限公司 一种带告警提示的铅酸蓄电池维护器
CN107294145A (zh) * 2016-03-30 2017-10-24 通用电气公司 充电装置、系统和方法
CN110915095A (zh) * 2017-07-05 2020-03-24 奥克斯能源有限公司 电池组管理

Also Published As

Publication number Publication date
CN101364739B (zh) 2011-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201868944U (zh) 一种不间断电源系统
CN208707382U (zh) 一种在线式零切换双向储能系统
CN201985605U (zh) 一种光伏电源系统
CN105428735A (zh) 一种储控一体化太阳能锂电池模块
CN201733115U (zh) 电池管理系统
CN101364739B (zh) 智能升压脉冲均衡动态浮动充电修复机
CN102201682A (zh) 电池管理系统
CN100536278C (zh) 一种铅酸蓄电池的脉冲恒能充电方法及其充电装置
CN217445082U (zh) 一种配电保护系统
CN201156570Y (zh) 智能升压脉冲均衡动态浮动充电修复机
CN204271668U (zh) 一种太阳能电池充放电控制装置
CN204216176U (zh) 一种脉冲式铅酸蓄电池维护仪
CN110380509A (zh) 一种基于电容电池的防电网瞬间断电系统及其工作方法
CN202931005U (zh) 一种清洁智能储能式应急电源系统
CN201383688Y (zh) 风电变桨系统的脉冲式充电器
CN205753568U (zh) 一种采用超级电容器的电梯五方对讲系统后备电源
CN101594063B (zh) 一种混合储能直流供电系统
CN101741113A (zh) 具有太阳能充电和市电脉冲充电的电源系统
CN201409098Y (zh) 一种电梯供电电源
CN101572432A (zh) 风电变桨系统的脉冲式充电器
CN204517483U (zh) 矿用设备断电延时装置
CN208046326U (zh) 基于磷酸铁锂电池的兆瓦级微网储能电站
CN201774295U (zh) 具有补偿功能的应急电源
CN101924389A (zh) 一种模块化燃料电池与储能电池组成的备用电源系统
CN206059466U (zh) 一种高能的组合式蓄电池

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20160120

Address after: High tech Zone Chengdu city Sichuan province 610000 Bauhinia Road No. 96 Building 1, 1 floor, No. 116 Garden

Patentee after: SICHUAN ZHONGRONG TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Address before: 610031, No. 1, unit 2, 513, Yin Gou Road, West Road, Jinniu District, Sichuan, Chengdu

Patentee before: Li Zhifei

Patentee before: Jing Enbao

Patentee before: Wu Xiaofeng

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110608

Termination date: 20210808