CN101833067A - 一种分布式蓄电池监测装置电源控制单元 - Google Patents

一种分布式蓄电池监测装置电源控制单元 Download PDF

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本发明公开了一种分布式蓄电池监测装置电源控制单元,它利用分布式蓄电池监测装置的通信信号控制分布式蓄电池监测装置电源断开和闭合,取消了现有分布式蓄电池监测装置独立的电源控制信号,简化了分布式蓄电池监测装置的结构。

Description

一种分布式蓄电池监测装置电源控制单元 [0001] 所属技术领域本发明一种分布式蓄电池监测装置电源控制单元,利用分布式蓄 电池监测装置的通信信号控制分布式蓄电池监测装置电源断开和闭合,属于电子技术领 域。
[0002] 背景技术利用蓄电池监测装置实时监测蓄电池工作过程中的电流、电压和温度 参数的变化是提高蓄电池供电系统可靠性的重要措施之一。为了降低蓄电池监测装置的电 能消耗,它要求蓄电池监测装置不工作时断开蓄电池监测装置的电源。
[0003] 分布式蓄电池监测装置通常安装在蓄电池附近,利用被监测蓄电池作为分布式蓄 电池监测装置的工作电源,通过通信实现对蓄电池电流、电压和温度监测,为了实现分布蓄 电池监测装置电源的断开和闭合,现有的分布式蓄电池监测装置是在分布式蓄电池监测装 置上增加独立的电源控制信号,使分布式蓄电池监测装置的结构复杂化、。
[0004] 发明内容为了克服现有分布式蓄电池监测装置在电源控制方面的不足,本发明 利用分布式蓄电池监测装置的通信信号控制分布式蓄电池监测装置电源的断开和闭合,简 化了分布式蓄电池监测装置的结构。
[0005] 本发明所采用的技术方案是:本发明利用分布式蓄电池监测装置的通信信号控制 分布式蓄电池监测装置电源电路,简化了分布式蓄电池监测装置的结构。
[0006] 和现有分布式蓄电池监测装置相比,本发明利用分布式蓄电池监测装置的接收信 号控制分布式蓄电池监测装置电源的断开和闭合,取消了现有分布式蓄电池监测装置独立 的电源控制信号,简化了分布式蓄电池监测装置的结构。
[0007] 本发明的有益效果是:继承了现有分布式蓄电池监测装置的固有特性,简化了分 布式蓄电池监测装置的结构,降低了分布式蓄电池监测装置的成本。
[0008] 附图说明下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0009] 图1是本发明“一种分布式蓄电池监测装置电源控制单元”原理结构图;
[0010] 图2是本发明“一种分布式蓄电池监测装置电源控制单元”实施例1电路原理图。
具体实施方式
[0011] 图1是本发明“一种分布式蓄电池监测装置电源控制单元”原理结构图,它由蓄电 池电压输入11、通信信号12、输入保护电路13、通信收发电路14、电子开关电路15、延时电 路16、通信接收隔离电路17、控制电路输出18、通信隔离接收输出19、电源调节电路120、微 控制器121组成。图1虚线框I内是本发明“一种分布式蓄电池监测装置电源控制单元”的 结构,其中蓄电池电压输入11连接到蓄电池的正极和负极为分布式蓄电池监测装置提供 电源;通信信号12连接到通信网络中;输入保护电路13除去蓄电池电源中的电磁干扰;通 信收发电路14将通信信号12输入的信号变换为适合通信接收隔离电路17接收的信号;电 子开关电路15由电子元件组成的开关电路实施蓄电池电源的断开和闭合;延时电路16将 通信接收隔离电路17输出的通信接收信号变换为控制电子开关电路15延时断开信号,用 于控制电子开关电路15的断开和闭合;通信接收隔离电路17用于实施除分布式蓄电池监 测装置电源控制单元中通信收发电路14之外的其它电路单元与通信收发电路14之间的电气隔离;控制电路输出18是电子开关电路15的输出电路,它输入到电源调节电路120中, 经电源调节电路120变换为分布式蓄电池监测装置中其它电路单元需求的电压;通信隔离 接收输出19是通信接收隔离电路17输出,它输入到微控制器121中,供微控制器121通信 接收用。电源调节电路120和微控制器121不在虚线框I内,它们不属于本发明“一种分布 式蓄电池监测装置电源控制单元”的内容,但与本发明“一种分布式蓄电池监测装置电源控 制单元”关联紧密,其中电源调节电路120将控制电路输出18输出的电压变换为分布式蓄 电池监测装置其它电路要求的电压;微控制器121实施分布式蓄电池监测装置检测、运算 禾口通信。
[0012] 图1所示本发明“一种分布式蓄电池监测装置电源控制单元”原理结构图的工作 原理为:蓄电池电源通过蓄电池电压输入11输入到输入保护电路13中除去蓄电池电源中 的电磁干扰后,再输入到电子开关电路15中。同时外部通信网络中的通信信号通过通信信 号12连接到通信收发电路14中,经通信收发电路14处理后产生的通信接收信号输入到通 信接收隔离电路17中,该信号经通信接收隔离电路17隔离后输入到延时电路16中,当通 信信号12中出现控制电子开关15闭合的信号时,经延时电路16变换后输入到电子开关电 路15中控制电子开关15闭合;当通信信号12中出现控制电子开关15断开的信号时,由于 延时电路16的延时作用,电子开关15仍能保持一段时间的闭合;当通信信号12中出现控 制电子开关15闭合的信号后,通信信号12中再出现控制电子开关15断开的信号,接着通 信信号12中又出现控制电子开关15闭合的信号,如果通信信号12中 [0013] 图2是本发明“一种分布式蓄电池监测装置电源控制单元”的实施例1电路原理 图。它由蓄电池BT21、电感L21、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电容C21、P沟道 M0SFETQ21、PNP三极管T21、光电耦合器U21、通信输入21、通信隔离输出23、电压输出22 组成。其中蓄电池BT21是被监测的蓄电池,同时它为分布式蓄电池监测装置提供电源,蓄 电池BT21的负极连接到地,蓄电池BT21的正极连接到电感L21的一端,电感L21的另一端 连接到P沟道MOSFET Q21的源极,P沟道MOSFET Q21的漏极形成电压输出22。电阻R21 的一端连接到电感L21的一端,电阻R21的另一端连接到电容C21的正极,电阻R24—端连 接到电容C21的正极,另一端连接到PNP三极管T21的发射极,PNP三极管T21的集电极接 地,电容C21的负极接地,电阻R23的一端连接到PNP三极管T21的基极,另一端连接到光 电耦合器U21中光电三极管的集电极输出,组成由光电耦合器U21的控制的延时电路。延 时电路的输出由PNP三极管T21的发射极输出,它连接到P沟道MOSFET Q21的栅极,控制 P沟道MOSFET Q21组成电子开关的开断。电阻R22的一端连接到通信输入21、电阻R21的 另一端连接到光电耦合器U21中发光二极管的正极,光电耦合器U21中发光二极管的负极 接通信地GND1,光电耦合器U21中的光电三极管发射极接地,光电耦合器U21中的光电三极 管集电极形成通信隔离输出23,组成通信隔离电路。
[0014] 图2所示本发明“一种分布式蓄电池监测装置电源控制单元”的实施例1的工作 原理为:蓄电池BT21正极经电感L21滤掉电磁干扰后输出到P沟道MOSFET Q21的源极。 通信输入21经电阻R22限流输入到光电耦合器U21发光二极管的正极,当通信输入21为 高电平时,光电耦合器U21中的光电三极管导通使光电耦合器U21中光电三极管的集电极 接地,由于三极管T21的基极通过电阻R23连接到光电耦合器U21中光电三极管的集电极,光电耦合器U21中光电三极管的集电极接地导致PNP三极管T21导通,使三极管T21的发射极接地,此时一方面P沟道MOSFET Q21的源极与漏极之间导通,使电压输出22的电压等 于蓄电池滤掉电磁干扰后的电压,另一方面电容C21在电阻R24的限流作用下通过PNP三 极管T21放电。当通信输入21由高电平变到低电平时,光电耦合器U21中的光电三极管截 止,导致PNP三极管T21也处于截止状态,但由于电容C21的贮能作用,P沟道MOSFET Q21 的源极与漏极之间仍处于导通状态,当电容C21上的电压通过电阻R21充电一段时间后,上 升到P沟道MOSFET Q21的截止电压时,P沟道MOSFET Q21的源极与漏极之间才处于截止 状态。如果通信输入21由高电平变到低电平后,再变到高电平,其低电平的持续时间小于 电容C21经电阻R21充电后其电容C21上的电压上升到使P沟道MOSFET Q21的源极与漏 极之间处于截止的时间,则P沟道MOSFET Q21的源极与漏极之间将处于持续导通状态,使 使电压输出22的电压持续等于蓄电池滤掉电磁干扰后的电压,实现了利用分布式蓄电池 监测装置的数据通信接收信号控制分布式蓄电池监测装置电源开断。 [0015] 元件选择,电感L21的电感值在IOuH至IOOOuH,电感L21额定工作电流应大于 分布式蓄电池监测装置最大工作电流;P沟道MOSFET Q21采用Fairchild公司的BSS84, 也可采用与BSS84参数相似的其它P沟道MOSFET ;PNP三极管T21采用Fairchild公司的 BC807-40,也可采用与BC807-40参数相似的其它PNP三极管;光电耦合器U21根据通信波 特率和隔离电压要求选择,采用PS2501L-1通信波特率为4800bps,隔离电压达到5000V ;电 阻R22根据通信输入21的电压和光电耦合器U21中的发光二极管的要求选择,当通信输入 21电压为5V,光电耦合器U21的型号为PS2501L-1时,电阻R22采用电阻值为390 Ω功率 为1/8W的电阻;电阻R24根据蓄电池电压和PNP三极管Τ21的集电极允许工作电流选择, 在蓄电池电压为12V,PNP三极管Τ21为BC807-40时,电阻R24采用电阻值为50 Ω功率为 1/8W的电阻;电阻R23根据蓄电池电压、PNP三极管Τ21的hFE和光电耦合器U21选择,当 蓄电池电压为12V、PNP三极管T21的1^大于200和光电耦合器U21为PS2501L-1时,电阻 R23采用电阻值为IOkQ功率为1/8W的电阻;电阻R21的电阻值和电容C21的电容量决定 延时电路的延时电路的延时时间,当电容C21的容量为100uF,电阻R21的电阻值为IOOkQ 时,延时电路的延时时间大于5秒。

Claims (3)

  1. 一种分布式蓄电池监测装置电源控制单元,由蓄电池电压输入[11]、通信信号[12]、输入保护电路[13]、通信收发电路[14]、电子开关电路[15]、延时电路[16]、通信接收隔离电路[17]、控制电路输出[18]、通信隔离接收输出[19]、电源调节电路[120]、微控制器[121]组成,其特征是:外部通信网络通信信号由通信信号[12]接入到通信收发电路[14]中,经通信收发电路[14]处理后产生的通信接收信号输入到通信接收隔离电路[15]中隔离,经通信接收隔离电路[15]隔离后的通信接收信号输入到延时电路[16]中,经延时电路[16]处理后输入到电子开关[15]中控制电子开关[15]断开和闭合。
  2. 2.根据权利1所述的一种分布式蓄电池监测装置电源控制单元,其特征是:当通信信 号[12]中出现控制电子开关[15]闭合的信号时,该信号经通信收发电路[14]处理后产生 的通信接收信号输入通信接收隔离电路[15]隔离,经通信接收隔离电路[15]隔离后的通 信接收信号输入到延时电路[16]中,经延时电路[16]处理后输入到电子开关电路[15]中 控制电子开关[15]闭合;当通信信号[12]中出现控制电子开关[15]闭合的信号后,接着 通信信号[12]中出现控制电子开关[15]断开的信号,由于延时电路[16]的延时作用,电 子开关[15]仍能保持一段时间的闭合。
  3. 3.根据权利1所述的一种分布式蓄电池监测装置电源控制单元,其特征是:当通信信 号[12]中出现控制电子开关[15]闭合的信号出现后,通信信号[12]中又出现控制电子开 关[15]断开的信号,接着通信信号[12]中又出现控制电子开关[15]闭合的信号,如果通 信信号[12]中出现控制电子开关[15]断开信号的持续时间小于延时电路[16]的延时间, 则电子开关[15]处于持续闭合状态。
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