CN102709872A - 过压保护控制装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种过压保护控制装置和方法,所述装置包括:采样单元,用于采集充电器充电时的采样电压;比较基准电压生成单元,用于根据输入的PWM信号的占空比,将基准电压生成不同的比较基准电压;比较器,用于当所述采样电压大于所述比较基准电压时输出控制信号;过压保护信号生成单元,用于根据所述控制信号生成过压保护信号。本发明实施例的过压保护控制装置和方法按照不同占空比的PWM信号,从而由比较基准电压生成单元输出不同的比较基准电压,从而控制比较器在与采样电压进行比较时控制不同的控制信号输出点,由此控制过压保护信号生成单元生成过压保护信号,OVP保护点的设置更加精确灵活。提高了装置的可靠性,同时操作更加方便。

Description

过压保护控制装置和方法
技术领域
本发明涉及蓄电池领域,尤其涉及一种过压保护控制装置和方法。
背景技术
现有的UPS系统可以兼容不同数量的蓄电池组接入供使用,当UPS系统上配置不同串数的蓄电池组时,其充电器过压保护点也需要相应的改变而不同,所以就需要对于充电器的过压保护点进行设置。
图1为现有的过压保护控制电路的示意图,如图所示,现有的过压包括控制电路的比较器U31输入端设置跳线,跳线帽安装在不同位置时,从而改变比较基准电压。
U31为运算放大器作为比较器使用,VOV_CHG为充电器采样电压,经电阻R1489和R1612分压后作为比较器U31的同相输入,BAT_VREF为比较器反相输入电压。
当蓄电池电压在正常范围内时,电压VOV_CHG*R1489/(R1489+R1612)小于电压BAT_VREF,比较器U31输出为低,当蓄电池电压过高时,电压VOV_CHG*R1489/(R1489+R1612)大于BAT_VREF,比较器U31输出为高,过压信号/CHG_FAULT_OVP变低有效,同时LED指示灯亮。所以,通过改变BAT_VREF电压值即可以改变充电器过压保护点的值。
电路中通过手动短路或开路J16,J17端子来实现对BAT_VREF电压值的设置。当J16、J17均开路,J16开路、J17短路,J16短路、J17下可以实现离散的三个不同的过压保护点。即通过对端子J16、J17的操作完成不同节数蓄电池组情况下过压保护点的设置。
现有的方式由于端子J16、J17在UPS内部电路板上,所以只能拆开设备才能对其进行设置,所以操作不方便;而且OVP点设置为离散点,只有三种过压值可供选择,不能实现连续OVP点;加之端子加跳线帽可靠性较低,在振动冲击等条件下可能会接触不良导致故障。
发明内容
本发明实施例提供了一种过压保护控制装置和方法,可以根据PWM信号控制比较基准电压的生成,从而调节不同的过压保护。
本发明实施例提供了一种过压保护控制装置,所述装置包括:
采样单元,用于采集充电器充电时的采样电压;
比较基准电压生成单元,用于根据输入的PWM信号的占空比,将基准电压生成不同的比较基准电压;
比较器,用于当所述采样电压大于所述比较基准电压时输出控制信号;
过压保护信号生成单元,用于根据所述控制信号生成过压保护信号。
本发明实施例提供了一种过压保护控制方法,所述方法包括:
采样单元采集充电器充电时的采样电压;
比较基准电压生成单元根据输入的PWM信号的占空比,将基准电压生成不同的比较基准电压;
当所述采样电压大于所述比较基准电压时比较器输出控制信号;
过压保护信号生成单元根据所述控制信号生成过压保护信号。
本发明实施例的过压保护控制装置和方法按照不同占空比的PWM信号,从而由比较基准电压生成单元输出不同的比较基准电压,从而控制比较器在与采样电压进行比较时控制不同的控制信号输出点,由此控制过压保护信号生成单元生成过压保护信号,OVP保护点的设置更加精确灵活。提高了装置的可靠性,同时操作更加方便。
附图说明
图1为现有的过压保护控制电路的示意图;
图2为本发明实施例过压保护控制装置的示意图;
图3为本发明实施例过压保护控制装置的电路示意图;
图4为本发明实施例过压保护控制方法的流程图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
本发明实施例的过压保护控制装置对于比较基准电压的生成不需要对硬件模块进行操作,而只需要利用PWM的占空比来调节就可以了,从而实现调节OVP的不同保护电压。
图2为本发明实施例过压保护控制装置的示意图,如图所示,本实施例的过压保护装置具体包括:采样单元1、比较基准电压生成单元2、比较器3和过压保护信号生成单元4。
采样单元1在充电器为蓄电池充电的时候进行电压采样,获取到采样电压VOV_CHG,然后输入比较器3的同相输入端。
一路PWM信号BAT_OVP_REF输入到比较基准电压生成单元2,因为PWM信号的占空比是不同的,所以可以控制比较基准电压生成单元2将比较电压VREF_NV按照一定比例输出比较基准电压BAT_VREF。所以当PWM信号BAT_OVP_REF的占空比改变时,虽然比较电压VREF_NV不会改变,但是比较基准电压生成单元2输出的比较基准电压BAT_VREF是可以改变的。比较基准电压BAT_VREF输入比较器3的反向输入端。
正常情况下,比较器3同相输入端输入的采样电压VOV_CHG小于反相输入端输入的比较基准电压BAT_VREF,此时不输出控制信号,当比较器3同相输入端输入的采样电压VOV_CHG大于反相输入端输入的比较基准电压BAT_VREF时输出控制信号给过压保护信号生成单元4。
过压保护信号生成单元4根据控制信号生成过压保护信号,触发OVP保护,所以当需要改变OVP保护点的时候,只需要调节PWM信号的占空比就可以输出不同的比较基准电压BAT_VREF了,由此改变OVP保护点。
再如图2所示,本实施例的过压保护控制装置还包括处理器5和报警灯6,处理器5可以在外部上位机的控制下向比较基准电压生成单元2发送占空比不同的PWM信号。而报警灯6则在生成过压保护信号时放光报警。
图3为本发明实施例过压保护控制装置的电路示意图,如图所示,
采样单元1具体包括电阻R1498、电阻R1612和电容C544,电阻R1612和电容C544并联并接地,并与电阻R1498串联连接。
VOV_CHG-为采样单元1采集的充电器的采样电压,经过电阻R1498、电阻R1612和电容C544分压后作为比较器3的同相输入。
比较基准电压生成单元2具体包括:开关管Q12、第一电阻R41、第二电阻R256、第三电阻R134、第一电容器C134和第二电容器C10。
开关管Q12基级输入来自于处理器的PWM信号BAT_OVP_REF,发射极接地,集电极与第二电阻R256相连接;第一电阻R41和第三电阻R134并联,并与第二电阻R256连接;第一电容器C134和第二电容器C10并联且接地,并与第一电阻R41和第三电阻R134相连接。
BAT_OVP_REF为来自于处理器的PWM信号,当开关管Q12截止时,基准电压VREF_3V通过第一电阻R41、第二电阻R256和第三电阻R134对第一电容器C134和第二电容器C10充电;当开关管Q12导通时,第一电容器C134和第二电容器C10通过第三电阻R134放电,由此实现了比较基准电压BAT_VREF与PWM信号占空比的对应关系,即由比较基准电压生成单元2实现了将基准电压VREF_3V按照PWM信号占空比而输出比较基准电压BAT_VREF,并输入比较器3的反向输入端。
过压保护信号生成单元4具体包括,开关管Q18,电阻R1422、电阻R1358、电容C19。开关管Q18的基级通过电阻R1422与比较器3的输出端相连接;电阻R1358和电容C19并联,一端与开关管Q18的基级相连接,另一端接地并与开关管Q18的发射极相连接。
报警灯6利用串联的发光二极管D58和电阻R259实现,发光二极管D58与比较器3的输出端相连接,电阻R259与并联的电阻R1358和电容C19连接并接地。
采样单元1输入的VOV_CHG分压后作为比较器3的同相输入,BAT_VREF为比较基准电压生成单元2输出的比较基准电压,作为比较器3的反向输入。正常情况下,比较器3同相输入端电压小于反相输入端基准电压,比较器3无输出,过压保护信号生成单元4的开关管Q18截止;当充电器的采样电压即输入电压大于BAT_VREF时,比较器3输出,发光二极管D58告警,过压保护信号生成单元4的开关管Q18导通,触发OVP保护,开关管Q18的集电极输出/CHG_FAULT_OVP。当需要更改OVP保护点时,只要改变比较基准电压BAT_VREF即可。
例如,PWM信号BAT_OVP_REF的正向占空比为D:
当D=0时,比较基准电压BAT_VREF=基准电压=3V;
当D=1时,比较基准电压BAT_VREF=3V*R134/(R134+R41);
当D=0--1之间某个值时,比较基准电压BAT_VREF也介于3V*R134/(R134+R41)和3V之间;
可见,当PWM信号的占空比改变时,比较基准电压也会随之改变,相应地,充电器过压保护点OVP也就随之改变。
图4为本发明实施例过压保护控制方法的流程图,如图所示,具体包括:
步骤101,采样单元采集充电器充电时的采样电压;
步骤102,处理器在上位机的控制下向比较基准电压生成单元发送占空比不同的PWM信号;
步骤103,比较基准电压生成单元根据输入的PWM信号的占空比,将基准电压生成不同的比较基准电压;
比较器的同向输入端输入采样电压,比较器的反向输入端输入比较基准电压。具体的,比较基准电压生成单元具体包括:开关管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容器和第二电容器,PWM信号控制开关管的导通,当开关管截至时,第一电阻、第二电阻、第三电阻利用基准电压对第一电容器和第二电容器充电;当开关管导通时,第一电容器和第二电容器通过第三电阻放电,从而按照PWM信号的占空比的比例将基准电压生成不同的比较基准电压。
步骤104,比较器在采样电压大于比较基准电压时输出控制信号;
步骤105,过压保护信号生成单元根据控制信号生成过压保护信号,同时处理器报警灯放光报警。
因此,本发明实施例过压保护控制装置和方法按照处理器输出的不同占空比的PWM信号从而输出不同比例的比较基准电压(按照PWM的占空比输出基准电压),从而控制比较器在与采样电压进行比较时控制不同的控制信号输出点,由此控制过压保护信号生成单元生成过压保护信号,当用户需要更改OVP保护点时,只要通过上位机对处理器下发命令即可完成,而不再需要打开模块对其内部硬件进行操作。
又因为PWM信号的占空比可以是0-1之间的任意值,所以处理器的PWM处理能力非常精确,例如精确到小数点后三位,OVP保护点的设置更加灵活。提高了装置的可靠性,同时操作方便。
专业人员应该还可以进一步意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块,或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种过压保护控制装置,其特征在于,所述装置包括:
采样单元,用于采集充电器充电时的采样电压;
比较基准电压生成单元,用于根据输入的脉冲宽度调制PWM信号的占空比,将基准电压生成不同的比较基准电压;
比较器,用于当所述采样电压大于所述比较基准电压时输出控制信号;
过压保护信号生成单元,用于根据所述控制信号生成过压保护信号。
2.根据权利要求1所述的过压保护控制装置,其特征在于,所述过压保护控制装置还包括处理器,用于在上位机的控制下向所述比较基准电压生成单元发送占空比不同的所述PWM信号。
3.根据权利要求1或2所述的过压保护控制装置,其特征在于,所述比较器的同向输入端用于输入所述采样电压,所述比较器的反向输入端用于输入所述比较基准电压。
4.根据权利要求1至3任一所述的过压保护控制装置,其特征在于,所述过压保护控制装置还包括处理器报警灯,用于在生成所述过压保护信号时放光报警。
5.根据权利要求1至4任一所述的过压保护控制装置,其特征在于,所述比较基准电压生成单元具体包括:开关管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容器和第二电容器;
所述PWM信号控制所述开关管的导通,当所述开关管截至时,所述第一电阻、第二电阻、第三电阻利用基准电压对所述第一电容器和第二电容器充电;当所述开关管导通时,所述第一电容器和第二电容器通过第三电阻放电,从而按照所述PWM信号的占空比的比例将基准电压生成不同的比较基准电压。
6.一种过压保护控制方法,其特征在于,所述方法包括:
采样单元采集充电器充电时的采样电压;
比较基准电压生成单元根据输入的PWM信号的占空比,将基准电压生成不同的比较基准电压;
当所述采样电压大于所述比较基准电压时比较器输出控制信号;
过压保护信号生成单元根据所述控制信号生成过压保护信号。
7.根据权利要求6所述的过压保护控制方法,其特征在于,所述方法还包括,处理器在上位机的控制下向所述比较基准电压生成单元发送占空比不同的所述PWM信号。
8.根据权利要求6或7所述的过压保护控制方法,其特征在于,所述方法还包括,所述比较器的同向输入端输入所述采样电压,所述比较器的反向输入端输入所述比较基准电压。
9.根据权利要求6至8任一所述的过压保护控制方法,其特征在于,所述方法还包括,在生成所述过压保护信号时处理器报警灯放光报警。
10.根据权利要求6至9任一所述的过压保护控制方法,其特征在于,所述比较基准电压生成单元根据输入的PWM信号的占空比,将基准电压生成不同的比较基准电压具体包括:
所述PWM信号控制开关管的导通,当所述开关管截至时,第一电阻、第二电阻、第三电阻利用基准电压对第一电容器和第二电容器充电;当所述开关管导通时,所述第一电容器和第二电容器通过第三电阻放电,从而按照所述PWM信号的占空比的比例将基准电压生成不同的比较基准电压。
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