CN107219795A - 三块蓄电池串联的负载放电电路的控制方法 - Google Patents

三块蓄电池串联的负载放电电路的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明设计了一种三块串联的蓄电池共用一个负载放电的电路，提出了运用单片机分别对蓄电池进行负载放电控制的控制方法，实现了对蓄电池的负载电压和直流内阻的测量，这种方法能降低蓄电池组负载放电电压和直流内阻测量装置的成本。

Description

三块蓄电池串联的负载放电电路的控制方法
所属技术领域
蓄电池的维护要求对蓄电池进行定期的大电流负载放电从而测量蓄电池的负载电压和直流内阻，在线式的负载电压和直流内阻的测量装置比人工手持式的负载放电和直流内阻测量仪器有更多的优点，因此改进这种在线式装置的负载放电电路及其控制方法可以降低在线式负载电压和直流内阻测试装置的成本。
背景技术
在对蓄电池组进行维护时，通过对蓄电池进行负载放电来测量蓄电池的负载电压和直流内阻是维护蓄电池的必要手段。通常每个单体蓄电池独立使用一套负载放电电路，并用单片机控制负载放电电路以实现蓄电池负载电压和直流内阻的测量，但是在一组蓄电池中，为了降低蓄电池负载电压和直流内阻测量装置的成本，必须使用更好的方法。
发明内容
本发明设计了一种三块串联的蓄电池共用一个负载放电电路，提出了运用单片机分别对蓄电池进行负载放电控制的控制方法，实现了对蓄电池的负载电压和直流内阻的测量，这种方法能降低蓄电池组负载放电电压和直流内阻测量装置的成本。
本发明所采用的技术方案
本发明的负载放电电路结构是由三块串联的蓄电池B1、B2、B3，四个两端分别并联有功率二极管的放电开关K1、K2、K3、K4，一个负载放电电阻RL，一个放电电流测量电阻Rs和一个带A/D转换器的CPU测量电路组成。三块串联的蓄电池B1、B2、B3中，B1的正极为三块串联蓄电池的正极1，蓄电池B3的负极为三块串联蓄电池的负极4，与放电开关K1并联的二极管的阴极端接蓄电池B1的正极1，与放电开关K1并联的二极管的阳极端接负载放电电阻RL的一端7，负载放电电阻RL的另一端接放电电流测量电阻Rs的一端6，放电电流测量电阻Rs的另一端接与放电开关K4并联的二极管的阳极端5，与放电开关K4并联的二极管的阴极端接蓄电池B2的正极2，与放电开关K2并联的二极管的阴极端接负载放电电阻RL的一端7，与放电开关K2并联的二极管的阳极端接蓄电池B3的正极3，与放电开关K3并联的二极管的阴极端接与放电开关K4并联的二极管的阳极端5，与放电开关K3并联的二极管的阳极端接蓄电池B3的负极4，为了测量蓄电池B1、B2、B3的负载放电电压和负载放电电流以计算直流内阻，端点1、2、3、4、5、6、7分别连接到带A/D转换器的CPU测控电路CPU_CT。
本发明的负载放电电路的控制方法是：测控电路CPU_CT脉宽控制放电开关K1，蓄电池B1通过放电开关K1、负载电阻RL、放电电流测量电阻Rs、与放电开关K4并联的功率二极管放电，测控电路CPU_CT可以测量蓄电池B1的负载放电电压和放电电流，从而计算出蓄电池B1的直流内阻；测控电路CPU_CT脉宽控制放电开关K2和放电开关K4，蓄电池B2通过放电开关K4、放电电流测量电阻Rs、负载电阻RL和放电开关K2放电，测控电路CPU_CT可以测量蓄电池B2的负载放电电压和放电电流，从而计算出蓄电池B2的直流内阻；测控电路CPU_CT脉宽控制放电开关K3，蓄电池B3通过与放电开关K2并联的功率二极管、负载电阻RL、放电电流测量电阻Rs和放电开关K3放电，测控电路CPU_CT可以测量蓄电池B3的负载放电电压和放电电流，从而计算出蓄电池B3的直流内阻。
实际情况中存在只有两块蓄电池B2、B3串联的情况，因此去掉放电开关K1及并联在其两端的功率二极管，测控电路CPU_CT脉宽控制放电开关K2和放电开关K4，蓄电池B2通过放电开关K4、放电电流测量电阻Rs、负载电阻RL和放电开关K2放电，测控电路CPU_CT可以测量蓄电池B2的负载放电电压和放电电流，从而计算出蓄电池B2的直流内阻；测控电路CPU_CT脉宽控制放电开关K3，蓄电池B3通过与放电开关K2并联的功率二极管、负载电阻RL、放电电流测量电阻Rs和放电开关K3放电，测控电路CPU_CT可以测量蓄电池B3的负载放电电压和放电电流，从而计算出蓄电池B3的直流内阻。
实际情况中存在只有一块蓄电池B3的情况，因此去掉放电开关K1和放电开关K4以及并联在它们两端的功率二极管，再去掉放电开关K2，测控电路CPU_CT脉宽控制放电开关K3，蓄电池B3通过与放电开关K2并联的功率二极管、负载电阻RL、放电电流测量电阻Rs和放电开关K3放电，测控电路CPU_CT可以测量蓄电池B3的负载放电电压和放电电流，从而计算出蓄电池B3的直流内阻。
放电开关K1、K2、K3、K4是带触点的功率继电器，或者是功率电子开关，或者是并联的以零开关控制的功率电子开关。
本发明通过三块蓄电池串联的负载放电电路的控制方法，实现了对蓄电池B1、B2、B3的负载电压和直流内阻的测量，这种方法能降低蓄电池组负载电压和直流内阻测量装置的成本。
附图说明
下面结合附图和实施例进一步说明。
说明书附图是本发明的电路原理图。
具体实施方式
附图中，B1、B2、B3是三块串联的蓄电池，K1、K2、K3、K4是四个两端分别并联有功率二极管的放电开关，其中K1、K2和K3是N沟道功率场效应管，K4是P沟道功率场效应管，G、D和S分别是四个电子开关的栅极、漏极和源极，RL是负载放电电阻，Rs是放电电流测量电阻，UPS_CT是带A/D转换器的CPU测控电路，放电开关K1、K2、K3、K4的栅极G分别接UPS_CT测控电路。
CPU_CT测控电路输出脉宽控制信号给放电开关K1的栅极G，蓄电池B1通过放电开关K1、负载电阻RL、放电电流测量电阻Rs、与放电开关K4并联的功率二极管放电，测控电路CPU_CT可以测量蓄电池B1的负载放电电压和放电电流，从而计算出蓄电池B1的直流内阻；CPU_CT测控电路输出脉宽控制信号给放电开关K2的栅极G，同时CPU_CT测控电路输出脉宽控制信号给放电开关K4的栅极G，蓄电池B2通过放电开关K4、放电电流测量电阻Rs、负载电阻RL和放电开关K2放电，测控电路CPU_CT可以测量蓄电池B2的负载放电电压和放电电流，从而计算出蓄电池B2的直流内阻；CPU_CT测控电路输出脉宽控制信号给放电开关K3的栅极G，蓄电池B3通过与放电开关K2并联的功率二极管、负载电阻RL、放电电流测量电阻Rs和放电开关K3放电，测控电路CPU_CT可以测量蓄电池B3的负载放电电压和放电电流，从而计算出蓄电池B3的直流内阻。
若B1不存在，则去掉放电开关K1及并联在其两端的功率二极管，CPU_CT测控电路输出脉宽控制信号给放电开关K2和脉宽控制信号给放电开关K4，蓄电池B2通过放电开关K4、放电电流测量电阻Rs、负载电阻RL和放电开关K2放电，测控电路CPU_CT可以测量蓄电池B2的负载放电电压和放电电流，从而计算出蓄电池B2的直流内阻；若B1和B2不存在，则去掉放电开关K1和放电开关K4以及并联在它们两端的功率二极管，再去掉放电开关K2，CPU_CT测控电路输出脉宽控制信号给放电开关K3，蓄电池B3通过与放电开关K2并联的功率二极管、负载电阻RL、放电电流测量电阻Rs和放电开关K3放电，测控电路CPU_CT可以测量蓄电池B3的负载放电电压和放电电流，从而计算出蓄电池B3的直流内阻。
本实施例中放电开关K1、K2、K3、K4采用的是功率场效应管，由于其内部寄生了一个源极S端是阳极漏极D端是阴极的体二极管，因此放电开关K1、K2、K3、K4的两端可以不并联体外功率二极管。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效控制方法，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.三块蓄电池串联的负载放电电路的控制方法，由蓄电池、放电开关、负载放电电阻、放电电流测量电阻和带A/D转换器的CPU测控电路组成，其特征是，负载放电电路结构是由三块串联的蓄电池B1、B2、B3，四个两端分别并联有功率二极管的放电开关K1、K2、K3、K4，一个负载放电电阻RL，一个放电电流测量电阻RS和一个带A/D转换器的CPU测控电路组成；三块串联的蓄电池B1、B2、B3中，B1的正极为三块串联蓄电池的正极1，蓄电池B3的负极为三块串联蓄电池的负极4，与放电开关K1并联的二极管的阴极端接蓄电池B1的正极1，与放电开关K1并联的二极管的阳极端接负载放电电阻RL的一端7，负载放电电阻RL的另一端接放电电流测量电阻RS的一端6，放电电流测量电阻RS的另一端接与放电开关K4并联的二极管的阳极端5，与放电开关K4并联的二极管的阴极端接蓄电池B2的正极2，与放电开关K2并联的二极管的阴极端接负载放电电阻RL的一端7，与放电开关K2并联的二极管的阳极端接蓄电池B3的正极3，与放电开关K3并联的二极管的阴极端接与放电开关K4并联的二极管的阳极端5，与放电开关K3并联的二极管的阳极端接蓄电池B3的负极4；端点1、2、3、4、5、6、7分别连接到带A/D转换器的CPU测控电路CPU_CT。
2.根据权利要求1所述的三块蓄电池串联的负载放电电路的控制方法，测控电路CPU_CT脉宽控制放电开关K1，蓄电池B1通过放电开关K1、负载电阻RL、放电电流测量电阻RS、与放电开关K4并联的功率二极管放电，测控电路CPU_CT可以测量蓄电池B1的负载放电电压和放电电流，从而计算出蓄电池B1的直流内阻；测控电路CPU_CT脉宽控制放电开关K2和放电开关K4，蓄电池B2通过放电开关K4、放电电流测量电阻RS、负载电阻RL和放电开关K2放电，测控电路CPU_CT可以测量蓄电池B2的负载放电电压和放电电流，从而计算出蓄电池B2的直流内阻；测控电路CPU_CT脉宽控制放电开关K3，蓄电池B3通过与放电开关K2并联的功率二极管、负载电阻RL、放电电流测量电阻RS和放电开关K3放电，测控电路CPU_CT可以测量蓄电池B3的负载放电电压和放电电流，从而计算出蓄电池B3的直流内阻。
3.根据权利要求1所述的三块蓄电池串联的负载放电电路的控制方法，放电开关K1、K2、K3、K4是带触点的功率继电器，或者是功率电子开关，或者是并联的以零开关控制的功率电子开关。
4.根据权利要求1所述的三块蓄电池串联的负载放电电路的控制方法，B1不存在时，去掉放电开关K1及并联在其两端的功率二极管，测控电路CPU_CT脉宽控制放电开关K2和放电开关K4，蓄电池B2通过放电开关K4、放电电流测量电阻RS、负载电阻RL和放电开关K2放电，测控电路CPU_CT可以测量蓄电池B2的负载放电电压和放电电流，从而计算出蓄电池B2的直流内阻；测控电路CPU_CT脉宽控制放电开关K3，蓄电池B3通过与放电开关K2并联的功率二极管、负载电阻RL、放电电流测量电阻RS和放电开关K3放电，测控电路CPU_CT可以测量蓄电池B3的负载放电电压和放电电流，从而计算出蓄电池B3的直流内阻。
5.根据权利要求1所述的三块蓄电池串联的负载放电电路的控制方法，B1和B2不存在时，去掉放电开关K1和放电开关K4以及并联在它们两端的功率二极管，再去掉放电开关K2，测控电路CPU_CT脉宽控制放电开关K3，蓄电池B3通过与放电开关K2并联的功率二极管、负载电阻RL、放电电流测量电阻RS和放电开关K3放电，测控电路CPU_CT可以测量蓄电池B3的负载放电电压和放电电流，从而计算出蓄电池B3的直流内阻。
6.根据权利要求1所述的三块蓄电池串联的负载放电电路的控制方法，放电开关K1、K2、K3、K4采用功率场效应管时，放电开关K1、K2、K3、K4的两端可以不并联功率二极管。
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