CN101931251A

CN101931251A - 负压驱动续流装置

Info

Publication number: CN101931251A
Application number: CN 201010248997
Authority: CN
Inventors: 张启明; 张祥谷; 边晓辉
Original assignee: SUZHOU SHANGTEFENGGUANG ELECTRIC POWER ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: SUZHOU SHANGTEFENGGUANG ELECTRIC POWER ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2010-08-10
Filing date: 2010-08-10
Publication date: 2010-12-29
Anticipated expiration: 2030-08-10
Also published as: CN101931251B

Abstract

本发明涉及一种负压驱动续流装置，属于直流电源控制技术领域。该装置含有正、负引出端，以及负压识别二极管、蓄能电容、电压检测芯片、二只MOSFET电子开关器件、缓冲电容。负引出端经反向的负压识别二极管接电压检测芯片的电源端，并接蓄能电容的一端；蓄能电容的另一端接所述电压检测芯片的地端；二只MOSFET电子开关器件的漏极分别接所述正、负引出端；其源极相连，并接所述电压检测芯片的地脚；其栅极相连，并接所述电压检测芯片的输出端；缓冲电容并联在正、负引出端之间。本发明与现有技术相比，不仅在电池组中的电池出现故障时能够及时续流供电，并且电路简捷，器件少，因此成本经济，并且续流工作时段的功耗很小，从而更有利于推广应用。

Description

负压驱动续流装置

技术领域

本发明涉及一种续流控制装置，尤其是一种负压驱动续流装置，属于直流电源控制技术领域。

背景技术

据申请人了解，在大功率太阳能光伏串联的电池组电源系统中，如果个别太阳能光伏电池板出现故障(如环境温度、光照局部被遮挡、振动，松脱等)，将变成电阻性器件，导致两端口出现负压。结果，不仅太阳能电源系统不能正常工作，而且出现故障的电池板会产生热斑而损坏造成重大的经济损失。这种现象并不鲜见，在大功率太阳能光伏电站应用系统中时有发生。

对现有中国专利检索发现，申请号为：96197701.9、86101403、02800874.X、98120609.2、97120561.2、00135965.7、200720027837.0、200610096986.2、200720041754.7等中国专利申请分别披露了近年来有关直流电源(含风能电源、太阳能光伏电源)控制装置方面的进展。但上述直流电源控制装置多数用于市电(交流电)转换直流电，而并非直接应用于电池组构成的直流电源。个别虽涉及直流电续流原理，但不仅成本不经济性，而且不能有效解决电池组电源系统因个别电池发生临界失效呈负电压故障状态导致的问题。

进一步检索发现，申请号为200720093866.7的中国专利公开了一种蓄电池组续流装置，目的是让蓄电池组供电真正达到不间断。该装置主要由二极管、两接触片、弹簧组成，两接触片分别连接蓄电池正极和负极。当电池有故障阻抗变高时，二极管由反向偏置变正向偏置，导通达到续流的目的，若电流很大，二极管发生性变或形变时，接触片在弹簧的作用下紧密接触，短路此只电池仍达到续流的目的。但对实际使用过程的深入分析可知，使用二极管续流时，两端会产生一般为0.75V管压降；当蓄电池组电流达到10A、20A时，管压降甚至可以大到1V～1.5V。因此，二极管所消耗的功率将达到10W～20W或更大，不但二极管自身高温发热，容易损坏，甚至会损坏相邻的蓄电池，存在安全性问题和不可靠隐患；而且即使在弹簧作用下依靠接触片短路续流，也不够可靠，原因一是二极管在大电流作用下很快烧坏，使接触片根本来不及闭合短路；二是接触片的温控短路间距无法准确计量设定，三是即使接触片形成短路，待温度下降后，又形成断路，无法继续续流。

为此，本申请人曾提出申请号为200910035051.7、名称为《自激驱动续流控制装置》的中国专利申请。该申请提出的技术方案虽然可以解决现有技术存在的问题，但电路结构比较复杂，成本不够经济。

发明内容

本发明的目的在于：提出一种不仅在电池组中个别电池出现故障时能够确保及时恢复电池组供电，并且结构简单、成本经济的负压驱动续流装置，丢掉使用线圈元件，从而使其可以得到切实的推广应用。

为了达到以上目的，本发明的负压驱动续流装置含有分别接至电源正极和负极的正、负引出端，以及负压识别二极管、蓄能电容、电压检测芯片、二只MOSFET电子开关器件、缓冲电容；所述负引出端经反向的负压识别二极管接电压检测芯片的电源端，并接蓄能电容的一端；所述蓄能电容的另一端接所述电压检测芯片的地端；所述二只MOSFET电子开关器件的漏极分别接所述正、负引出端；所述二只MOSFET电子开关器件的源极相连，并接所述电压检测芯片的地脚；所述二只MOS管电子开关器件的栅极相连，并接所述电压检测芯片的输出端；所述缓冲电容并联在所述正、负引出端之间。

工作时，正常情况下，负压识别二极管不通。当出现异常时，正负引出端上的电压反向，负压识别二极管导通，向蓄能电容迅速充电。当充电电压值到达电压检测芯片上阀门点，其输出端将输出高电平，从而使电子开关短路，构成续流旁路，电源系统仍能正常工作。

不难看出，本发明与现有技术相比，不仅在电池组中的电池出现故障时能够及时续流供电，并且电路简捷，器件少，因此成本经济。并且由于该电路的放电时间远大于充电时间，因此续流工作时段的功耗很小，从而更有利于推广应用。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明一个实施例的电路原理图。

具体实施方式

实施例一

本实施例的负压驱动续流装置如图1所示，主要由负压识别二极管D1、蓄能电容C1、电压检测芯片IC1、N沟道MOSFET管电子开关VM1和VM2、缓冲电容C2构成。其“+”、“-”引出端分别接至电源正极和负极。“-”引出端经反向的负压识别二极管D1接电压检测芯片IC1的各电源端(1，2，3，8脚)，并至蓄能电容C1的一端，该蓄能电容C1的另一端接作为电压检测芯片(采用IR2101驱动芯片，内含电压检测和高电平输出)。IC1的地端(4，6脚)。二只N沟道MOSFET管的漏极D1、D2分别接“+”、“-”引出端；其源极S1、S2相连，接电压检测芯片的地脚；其栅极G1、G2相连，接电压检测芯片的输出端(7脚)。缓冲电容C2并联在“+”、“-”引出端之间。

工作时，正常情况下，引出端上的电压是正向，负压识别二极管D1不通，存在于图中V点和B点之间的蓄能电容C1的电压会逐渐泄放掉。如果蓄能电容C1的电压低于电压检测芯IC1的下阀门点(约8V)，IC1的输出端(7脚)将输出低电平，从而使作为电子开关的MOSFET管截止.，电源系统正常工作。

当出现异常时，并联在“+”，“-”引出端之间的太阳能光伏电池板出现故障(如环境温度、光照局部被遮挡、振动，松脱等)变成电阻性，于是出现在“+”、“-”引出端上的电压反向，负压识别二极管D1导通，“-”引出端上的正压通过负压识别二极管D1，向蓄能电容C1迅速充电。当电压值到达电压检测芯片IC1上阀门点(约9V)，其输出端(7脚)将输出高电平(即蓄能电容C1电压)，从而使电子开关短路，电源系统在旁路续流工作状况下仍能正常工作。

续流工作过程中，负压识别二极管D1不再导通，蓄能电容C1的电压由电压检测芯片IC1和电子开关栅源电阻放电....，从而返回初始状态。由于以上过程，放电时间远大于充电时间，因此在续流工作时段，开关短路压降就是MOSFET导通压降，功耗甚小。

除上述实施例外，本发明还可以有其它实施方式。例如，电压检测芯片IC1和MOSFET电子开关器件也可以选用其它具有类似功能的芯片或器件取代，这些都构成本发明的等同替换。

Claims

1.一种负压驱动续流装置，其特征在于：含有分别接至电源正极和负极的正、负引出端，以及负压识别二极管、蓄能电容、电压检测芯片、二只MOSFET电子开关器件、缓冲电容；所述负引出端经反向的负压识别二极管接电压检测芯片的电源端，并接蓄能电容的一端；所述蓄能电容的另一端接所述电压检测芯片的地端；所述二只MOSFET电子开关器件的漏极分别接所述正、负引出端；所述二只MOSFET电子开关器件的源极相连，并接所述电压检测芯片的地脚；所述二只MOS管电子开关器件的栅极相连，并接所述电压检测芯片的输出端；所述缓冲电容并联在所述正、负引出端之间。

2.根据权利要求1所述的负压驱动续流装置，其特征在于：所述MOSFET电子开关器件为N沟道MOSFET管。

3.根据权利要求2所述的负压驱动续流装置，其特征在于：所述电压检测芯片采用内含电压检测和高电平输出的IR2101驱动芯片。