CN104614674A - 高效节电型的环保电池检测设备 - Google Patents

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温涛
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Abstract

本发明公开了高效节电型的环保电池检测设备,包括依次连接的市电输入端、双向AC/DC、双向DC/DC,双向DC恒流恒压模块转换器和负载电池,所述双向DC恒流恒压模块转换器包括有电容器、电感器和开关管,开关管包括升压开关管和降压开关管,所述电感器和降压开关管串联,升压开关管和电容器并联在电路两端;开关管的控制端分别连接MOSFET驱动电路,所述MOSFET驱动电路连接PWM脉冲调制模块。本发明的高效节电型的环保电池检测设备在充电时,通过PWM脉冲调制模块控制充电电压、电流,使其保持恒定,减少调节损耗,放电时,从负载电池释放的电能通过双向AC/DC逆变为正弦交流电返回电网,节省电能,不会产生热量,减少散热设备的投入,有利于环保。

Description

高效节电型的环保电池检测设备
技术领域
[0001] 本发明涉及电池二次充放电设备,具体涉及一种高效节电型的环保电池检测设备。
背景技术
[0002] 电池在生产过程中需要经过多次充放电进行激活同时检测电池的容量。传统的做法是在充放电电路中连接功率管进行线性放大。电池在充电时,要求恒流充电,采用功率管调节充电电流使其保持恒流,由于充电电压不稳定,为此功率管设置的电压裕量、调节幅度较大,损耗大;电池放电时,则通过功率管把电能转换为热能散热,既浪费电能,同时也造成周围环境温度的上升,为不影响工作,检测设备也必须配备强力的降温散热装置,浪费资源,提高成本。
发明内容
[0003] 为了解决上述技术问题,本发明提供一种高效节电型的环保电池检测设备,在充、放电步骤中都能有效节省电能,环保节能。
[0004] 本发明所采用的技术方案是:
高效节电型的环保电池检测设备,包括以下依次连接的电路模块:
市电输入端,用于连接市电供电电源;
双向AC/DC,用于将市电的交流电转换为直流电,或把负载电池释放的直流电转换为交流电;
双向DC/DC,用于降低或提升直流电压;
双向DC恒流恒压模块转换器,包括有电容器、电感器和开关管,其中开关管包括升压开关管和降压开关管,所述电感器和降压开关管串联,升压开关管和电容器并联在电路两端,所述双向DC恒流恒压模块转换器用于为负载电池端提供恒流恒压的直流电;
负载电池,充电时作为负载,释放电能时作为电源;
其中,所述双向DC恒流恒压模块转换器的升压开关管和降压开关管的控制端连接有MOSFET驱动电路,所述MOSFET驱动电路连接PWM脉冲调制模块。
[0005] 本发明的双向DC恒流恒压模块转换器所采用的电容器和电感器的值较大,电容器、电感器和开关管组成直流斩波电路,通过PWM脉冲调制模块控制MOSFET驱动电路,从而控制开关管的开断占空比,达到调节电压的效果。充电时,大容量的电容器还可以用于存储大量电能,当输入电压不稳定时,通过PWM控制开关管占空比,当开关管处于关断时,电容器释放电能,继续为负载电池充电,保持恒流充电;放电时,从负载电池释放的电能经过双向DC恒流恒压模块转换器和双向DC/DC两级转换升压后,通过AC/DC电路逆变为交流电返回电网。
[0006] 进一步,所述双向DC恒流恒压模块转换器上设置有恒流恒压反馈环电路,所述恒流恒压反馈环电路连接PWM脉冲调制模块。
[0007] 进一步,所述双向DC恒流恒压模块转换器上设置有用于控制双向DC恒流恒压模块转换器运行及设定参数的CPU控制模块,所述CPU控制模块上设置有通信接口,CPU控制模块通过通信接口连接控制用的中位机或上位机。CPU控制模块主要用于进行数据采集和人工控制。操作人员通过与CPU控制模块连接的控制面板或者上位机,可查看整个设备的运作情况,对设备运行进行操控和设定各个回路的参数,如设定充电电压值和充电电流值。
[0008] 进一步,所述双向DC恒流恒压模块转换器上设置有用于显示负载电池状态的指示灯,所述指示灯连接CPU控制模块。操作人员通过指示灯可直观的了解到负载电池所处的状态。更进一步的,所述指示灯还可在负载电池出现异常时发出闪烁的报警信号。
[0009] 本发明的有益效果是:
对比传统的电池充放电回路,本发明的高效节电型的环保电池检测设备采用双向AC/DC、双向DC/DC,双向DC恒流恒压模块转换器,取代带功率管的充放电回路,在充电时,通过PWM脉冲调制模块控制充电电压、电流,使其保持恒定,减少调节损耗,放电时,从负载电池释放的电能通过双向DC/DC、双向AC/DC电路逆变为正弦交流电返回电网,节省电能,而且不会产生热量,有利于环保,也可减少散热设备的投入。
附图说明
[0010] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0011] 图1是本发明的电路原理框图;
图2是双向DC恒流恒压模块转换器及负载电池的电路原理图;
图3是双向DC恒流恒压模块转换器的原理框图;
图4是CPU控制模块的主芯片示意图;
图5是CPU控制模块中给定电压电流的回路示意图;
图6是指示灯回路示意图。
具体实施方式
[0012] 参照图1,本发明提供的一种高效节电型的环保电池检测设备,包括依次连接的市电输入端1、双向AC/DC 2、双向DC/DC 3、双向DC恒流恒压模块转换器4和负载电池5。
[0013] 参照图2、图3,所述双向DC恒流恒压模块转换器4为直流斩波电路,包括有多个电容器C2-C4、电感器L1、L2和开关管Q1、Q2,其中开关管Q1、Q2包括升压开关管Q2和降压开关管Ql,电感器L1、L2和降压开关管Ql串联,升压开关管Q2和电容器C2-C4并联在电路两端,双向DC转换器的一端连接双向DC/DC 3,另一端连接负载电池5,在双向DC转换器的两端分别设置有保险管P1、P2。升压开关管Q2和降压开关管Ql的控制端分别连接MOSFET驱动电路,所述MOSFET驱动电路连接PWM脉冲调制模块。
[0014] 双向DC恒流恒压模块转换器上设置有恒流恒压反馈环电路,所述恒流恒压反馈环电路连接PWM脉冲调制模块,恒流恒压反馈环电路将负载电池5的电流电压情况反馈到PWM脉冲调制模块,方便PWM脉冲调制模块进行调节。
[0015] 当负载电池5进行充电操作时,市电输入端I提供交流电,交流电经AC/DC电路、DC/DC变换成低压直流电,然后经过双向DC恒流恒压模块转换器4转换为恒定的电压电流,为负载电池5充电。其中,双向DC恒流恒压模块转换器4中的多个电容器C2-C4可作为临时的电能储备装置,平时市电输入为负载电池5充电的同时为电容器C2-C4充能,当输入电压不稳定时,通过PWM控制开关管占空比,当开关管处于关断时,电容器释放电能,继续为负载电池5充电,保持恒流充电。通过对开关管Q1、Q2的开断控制,可控制充电电压、电流,使其保持恒定,减少调节损耗。
[0016] 当负载电池5进行放电操作时,由负载电池5作为电源释放能量,电能通过双向DC恒流恒压模块转换器4逆向转换和输送,并经过双向DC/DC 3升压后,反向经过双向AC/DC2电路,这时双向AC/DC 2电路起逆变电路的作用,把直流电逆变为正弦波的交流电,再返回电网,节省电能,而且不会产生热量,有利于环保,也可减少散热设备的投入。
[0017] 为了便于工作人员的操控,所述双向DC恒流恒压模块转换器4上设置有CPU控制模块41,CPU控制模块41上设置有通信接口,通过通信接口连接控制用的中位机6、控制面板7或上位机8。CPU控制模块41主要用于进行数据采集和人工控制。操作人员通过与CPU控制模块41连接的控制面板7或者上位机8,可查看整个设备的运作情况,对设备运行进行操控和设定各个回路的参数,如改变PWM脉冲调制模块内的占空参数、设定充电电压值和充电电流值。参照图4、图5,分别给出了 CPU控制模块41的主芯片及给定电压电流回路的电路原理图。
[0018] 参照图6,所述双向DC恒流恒压模块转换4上还设置有用于显示负载电池5状态的指示灯,所述指示灯设置在CPU控制模块41内并连接主芯片。操作人员通过指示灯可直观的了解到负载电池5所处的状态。更进一步的,所述指示灯还可在负载电池5出现异常时发出闪烁的报警信号。
[0019] 对比传统的电池充放电回路,本发明的高效节电型的环保电池检测设备采用双向AC/DC、双向DC/DC、双向DC恒流恒压模块转换器,取代带功率管的充放电回路,结构简单,功能强大,在负载电池的充电和放电操作中都能有效节省电能,并减少电能转化为热能的损耗,更加环保。此外,本发明的电池检测设备上设置有CPU控制模块41,可连接中位机和上位机进行操控,方便操作人员了解负载电池5的状态,并且便于进行参数设定和控制,非常方便。
[0020] 以上仅为本发明的优先实施方式,只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.高效节电型的环保电池检测设备,其特征在于,包括以下依次连接的电路模块: 市电输入端,用于连接市电供电电源; 双向AC/DC,用于将市电的交流电转换为直流电,或把负载电池释放的直流电转换为交流电; 双向DC/DC,用于降低或提升直流电压; 双向DC恒流恒压模块转换器,包括有电容器、电感器和开关管,其中开关管包括升压开关管和降压开关管,所述电感器和降压开关管串联,升压开关管和电容器并联在电路两端,所述双向DC恒流恒压模块转换器用于为负载电池端提供恒流恒压的直流电; 负载电池,充电时作为负载,释放电能时作为电源; 其中,所述双向DC恒流恒压模块转换器的升压开关管和降压开关管的控制端连接有MOSFET驱动电路,所述MOSFET驱动电路连接PWM脉冲调制模块。
2.根据权利要求1所述的高效节电型的环保电池检测设备,其特征在于,所述双向DC恒流恒压模块转换器上设置有恒流恒压反馈环电路,所述恒流恒压反馈环电路连接PWM脉冲调制模块。
3.根据权利要求1所述的高效节电型的环保电池检测设备,其特征在于,所述双向DC恒流恒压模块转换器上设置有用于控制双向DC恒流恒压模块转换器运行及设定参数的CPU控制模块,所述CPU控制模块上设置有通信接口,CPU控制模块通过通信接口连接控制用的中位机或上位机。
4.根据权利要求3所述的高效节电型的环保电池检测设备,其特征在于,所述双向DC恒流恒压模块转换器上设置有用于显示负载电池状态的指示灯,所述指示灯连接CPU控制模块。
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