CN108736568B - 一种下电控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种下电控制装置，其中的系统电压检测控制单元和交流检测控制单元分别检测电池电压值和市电电压值，只有当电池电压值达到上电阈值以及市电来了，两者同时满足，就不会下电，只要一个条件不满足，比如市电停电，或者电池电压低于上电阈值时，只有电池电压继续下降至下电阈值时，才会下电。当下电动作后，下电动作锁定，此时，即使电池电压回升至上电阈值，仍会保持下电状态。只有等到市电来电，同时电池电压不低于上电阈值，二者同时具备，才会上电。这样避免了传统的电池下电后电池因带载减轻后电压回升到一定值就上电，当电池上电后，电池带载加大电池电压下降，低于下电阈值又开始下电，如此循环反复频繁上下电损害电路系统的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电子控制技术领域，更具体地，涉及一种下电控制装置。
背景技术
通信电源是通信系统的心脏，一旦电源发生故障，就必须及时处理，及时恢复，才能有效保障传输等通信设备的正常运行，同时作为后备电源的蓄电池，其质量的优劣也很大程度上决定了电源系统运行的可靠性。在系统运行的过程中，经常会发生这些情况：
(1)开关电源系统运行正常，整流器工作正常，输出直流电压正常，但负载设备供电不正常，此种现象是开关电源监控下电控制逻辑出现问题。
(2)一次下电(或二次下电)后，经常发生下电接触器来回倒换，即在下电状态和上电状态之间返回切换，从而导致负载也不停的来回启停，这样容易损坏负载设备及电源接触器等。
发明内容
本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的下电控制装置。
本发明提供一种下电控制装置，包括交流检测控制单元、系统电压检测控制单元、逻辑判断和保持单元、负载下电控制单元和电池下电控制单元，所述交流检测控制单元和所述系统电压检测控制单元均与所述逻辑判断和保持单元电连接，所述逻辑判断和保持单元分别与所述负载下电控制单元和所述电池下电控制单元电连接；
所述交流检测控制单元，用于实时检测电池电压值；
所述系统电压检测控制单元，用于实时检测外部市电电压值；
所述逻辑判断和保持单元，用于判断所述电池电压值是否达到第一预设阈值，和判断外部市电是否达到第二预设阈值；还用于当所述电池电压值未达到第一预设阈值或者外部市电电压值未达到第二预设阈值时，控制所述负载下电控制单元和/或所述电池下电控制单元实现下电；否则，不进行下电。
本发明的有益效果为：系统电压检测控制单元和交流检测控制单元分别检测电池电压值和市电电压值，只有当电池电压值(上电阈值)升高到一定程度以及市电来了，这两个条件同时满足时，就不会下电，只要一个条件不满足，比如市电停电，或者电池电压低于上电阈值时，只有电池电压继续下降至下电阈值时，才会下电。当下电动作后，下电动作锁定，此时，即使电池电压回升至上电阈值，仍会保持下电状态。只有等到市电来电，同时电池电压不低于上电阈值，二者同时具备，才会上电。这样避免了传统的电池下电后电池因带载减轻后电压回升到一定值就上电，当电池上电后，电池带载加大电池电压下降，低于下电阈值又开始下电，如此循环反复上下电损害电路系统的问题。
附图说明
图1为本发明一个实施例的下电控制装置的连接框图；
图2为本发明另一个实施例的下电控制装置的具体电路连接图。
附图中，各标号所代表的元件名称如下：
a、交流检测控制单元，b、系统电压检测控制单元，c、逻辑判断和保持单元，d、负载下电比较控制单元，e、电池下电比较控制单元，f、负载下电控制单元，g、电池下电控制单元。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参见图1，提供了本发明一个实施例的下电控制装置，包括交流检测控制单元a、系统电压检测控制单元b、逻辑判断和保持单元c、负载下电控制单元f和电池下电控制单元g，所述交流检测控制单元a和所述系统电压检测控制单元b均与所述逻辑判断和保持单元c电连接，所述逻辑判断和保持单元c分别与所述负载下电控制单元f和所述电池下电控制单元g电连接。
其中，交流检测控制单元a，用于实时检测外部市电电压值；系统电压检测控制单元b，用于实时检测电池电压值。逻辑判断和保持单元c，用于判断所述电池电压值是否达到第一预设阈值，和判断外部市电是否达到第二预设阈值；还用于当电池电压值未达到第一预设阈值或者外部市电电压值未达到第二预设阈值时，控制所述负载下电控制单元f和/或所述电池下电控制单元g实现下电；否则，不进行下电。
也就是说，逻辑判断和保持单元c判断电池电压值是否达到第一预设阈值和判断外部市电是否达到第二预设阈值；当电池电压值达到第一预设阈值的同时外部市电电压值达到第二预设阈值时，负载和电池不会下电，即当电池电压值升高到上电阈值并且市电重新来到，才会控制负载下电控制单元f和电池下电控制单元g实现重新上电，只要有一者不符合条件，系统就依然处于下电状态，比如，系统电压上去了但是市电还没有来，则不会改变系统下电的状态。
本实施例中只有当电池电压值升高到一定程度以及市电来了，这两个条件同时满足时，才会上电，只要一个条件不满足，就下电，这样避免了传统的只要是电池电压值升高就上电，当电池电压值不稳定时，会出现反复上下电的情况，损害整个电路系统。
本实施例中的下电控制装置还包括负载下电比较控制单元d和电池下电比较控制单元e，所述负载下电比较控制单元d分别与所述逻辑判断和保持单元以及所述负载下电控制单元f电连接，所述电池下电比较控制单元e分别与所述逻辑判断和保持单元c以及所述电池下电控制单元g电连接。
所述负载下电比较控制单元d，用于比较电池电压值是否低于负载下电条件值，若是，则在所述逻辑判断和保持单元c判断出下电条件下，控制所述负载下电控制单元f实现下电；所述电池下电比较控制单元e，用于比较电池电压值是否低于电池下电条件值，若是，则在所述逻辑判断和保持单元c判断出下电条件下，控制所述电池下电控制单元g实现下电。
其中，负载下电比较控制单元d，用于比较电池电压值是否低于负载下电条件值，若是，则在逻辑判断和保持单元c判断出下电条件下，控制负载下电控制单元f实现下电。电池下电比较控制单元e，用于比较电池电压值是否低于电池下电条件值，若是，则在逻辑判断和保持单元c判断出下电条件下，控制所述电池下电控制单元g实现下电。其中，所述负载下电条件值高于所述电池下电条件值。
当逻辑判断和保持单元c判断出满足下电条件时(电池电压值没达到第一预设阈值或者市电没有来)，存在两种下电方式，负载下电方式和电池下电方式，是负载下电还是电池下电或者两者同时下电，此时由负载下电比较控制单元d和电池下电比较控制单元e来判断，其中，负载下电和电池下电，俗称电源柜一次下电和电源柜二次下电。
参见图2，为本发明另一个实施例的下电控制装置的具体电路结构图，所述交流检测控制单元a包括二极管V1、二极管V2、二极管V3、二极管V10、二极管V25、二极管V26、二极管V27、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R26、电阻R48、电阻R49、电阻R50、电解电容C9、电容C10、电解电容C11、电容C12、电解电容C13、电容C14、稳压管ZD1和光电耦合器D1。所述二极管V1、二极管V2、二极管V3的阳极均接入接线端子X2，二极管V1的阴极依次通过电阻R18、电阻R19和二极管V25与电阻R24的第一端连接，电阻R19和二极管V25的公共端与地之间分别连接有电解电容C9、电容C10和电阻R48；二极管V2的阴极依次通过电阻R20、电阻R21和二极管V26与电阻R24的第一端连接，电阻R21和二极管V26的公共端与地之间分别连接有电解电容C11、电容C12和电阻R49；二极管V3的阴极依次通过电阻R22、电阻R23和二极管V27与电阻R24的第一端连接，电阻R23和二极管V27的公共端与地之间分别连接有电解电容C13、电容C14和电阻R50；电阻R24的另一端与稳压管ZD1的阴极连接，稳压管ZD1的阳极与光电耦合器D1的引脚1连接，光电耦合器D1的引脚2与二极管V10的阳极连接，二极管V10的阴极接入接线端子，光电耦合器D1引脚4接+12V电源，引脚3通过电阻R26接地。
所述系统电压检测控制单元b包括电池电压输入端、电阻R27、电阻R33、电阻R34、电阻R37、电阻R42、电阻R43、电容C18、稳压管ZD2、光电耦合器D2和可控精密稳压源Q2。所述电池电压输入端的V+依次通过电阻R42、电阻R43和电阻R33串联后与光电耦合器D2的引脚1连接，所述电池电压输入端的V-通过可控精密稳压源Q2的第一端和第二端与光电耦合器D2的引脚2连接，所述电阻R34和电阻R37连接在所述电池电压输入端的V+和V-之间，所述电阻R34和电阻R37的公共端连接所述可控精密稳压源Q2的第三端，所述稳压管ZD2和电容C18均连接在电阻R43和电阻R33的公共端与电池电压输入端的V-之间，所述光电耦合器D2引脚4接12V电源，引脚3通过电阻R27接地。
所述逻辑判断和保持单元c包括电阻R17、电阻R28、电阻R38、电阻R41、电容C8、电容C15、比较N1A、二极管V28和MOS管V8。所述光电耦合器D2的引脚3连接二极管V5的阴极，二极管V5的阳极接入比较器N1A的引脚3，比较器N1A的引脚3通过电阻R38接+12V电源；所述光电耦合器D1的引脚3连接二极管V4的阴极，二极管V4的阳极接入比较器N1A的引脚3，比较器N1A的引脚3通过电阻R28和电容C15接地；比较器N1A的引脚2接+5v电源，比较器N1A的引脚4接+12V电源，还通过电容C8接地，比较器N1A的引脚11接地，比较器N1A的引脚1通过二极管V28和电阻R17连接MOS管V8的栅极，MOS管V8的栅极还通过电阻R41接地，MOS管V8的源极接地，MOS管V8的漏极分别通过二极管V22连接所述负载下电控制单元f和通过二极管V21连接所述电池下电控制单元g。
所述负载下电比较控制单元d包括电阻R1、电阻R5、可变电阻R9、电阻R10、电阻R29、电阻R47、电容C17、二极管V18、二极管V20和比较器N1D。比较器N1D的引脚13通过电阻R1与连接电池的V+，比较器N1D的引脚13还通过可调电阻R9和电阻R29接地，以及通过电容C17接地，比较器N1D的引脚12通过二极管V18接+5V电源，比较器N1D的引脚12还通过电阻R47接地，以及依次通过电阻R5、二极管V20和电阻R10连接引脚14，引脚14还与所述二极管V22和所述电阻R15的公共端连接。
所述电池下电比较控制单元e包括电阻R3、电阻R4、电阻R6、可变电阻R7、电阻R8、电阻R46、电容C16、二极管V14、二极管V19和比较器N1C。所述比较器N1C的引脚9通过电阻R3与连接电池的V+，比较器N1C的引脚9还通过可变电阻R7和电阻R6接地，以及通过电容C16接地，比较器N1C的引脚10通过二极管V14接+5V电源，比较器N1C的引脚10还通过电阻R46接地，以及依次通过电阻R4、二极管V19和电阻R8连接引脚8，引脚8还与所述二极管V21和所述电阻R13的公共端连接。
所述负载下电控制单元f包括电阻R15、电阻R16、MOS管Q4，二极管V9，继电器K2和对应的接触器KM2，所述MOS管V8的漏极与所述二极管V22的阴极连接，所述二极管V22的阳极通过电阻R15与MOS管Q4的栅极连接，MOS管Q4的栅极还通过电阻R16接地，MOS管Q4的源极接地，MOS管Q4的漏极通过二极管V9接+12V电源，MOS管Q4的漏极还通过继电器K2接+12V电源。
所述电池下电控制单元g包括电阻R13、电阻R14、MOS管Q3、二极管V6、继电器K1和对应的接触器KM1。所述MOS管V8的漏极与所述二极管V21的阴极连接，所述二极管V21的阳极通过电阻R13与MOS管Q3的栅极连接，MOS管Q3的栅极还通过电阻R14接地，MOS管Q3的源极接地，MOS管Q3的漏极通过二极管V6接+12V电源，MOS管Q3的漏极还通过继电器K1接+12V电源。
当系统电压检测控制单元b检测到电池电压值处于高位(通常需要达到50V，上电阈值)时，与之连接的二极管V5处于截止状态，同样的，如果交流检测控制单元a检测到市电处于高位(即市电到来了)，与之连接的二极管V4处于截止状态，由于比较器N1A的引脚通过电阻R28接12V电源，那么比较器N1A的引脚3的电位高于5V，比较器N1A的引脚1输出高电平，二极管V28处于导通状态，MOS管V8处于导通状态，二极管V21和二极管V22的阴极和阳极均处于低电位，负载下电控制单元f中的MOS管Q4和电池下电控制单元g中的MOS管Q3处于截止状态，则继电器K2和继电器K1处于断开状态，即无法下电。也就是说，当系统检测控制单元检测到电池电压处于高电位的同时，交流检测控制单元a检测到市电来到时，负载和电池均无法下电。
当系统电压检测控制单元b检测到电池电压处于低位或者市电电压值处于低位，即二极管V4和二极管V5其中一个导通，引脚3电位值小于5V，则比较器N1A的引脚1输出低电平，二极管V28处于截止状态，MOS管V8处于截止状态。在负载下电比较控制单元d中，比较器N1D的引脚13通过电阻R1接电池V+，引脚12通过二极管V18接5V电源，当电池电压降低到一定程度(负载下电阈值)时，比较器N1D的引脚13的电位值小于引脚12的电位值，比较器N1D的引脚14输出高电平，MOS管Q4均导通，此时继电器K2闭合，即负载下电。负载一旦下电，就处于锁定状态，这是由于在负载下电控制单元f中，比较器N1D的引脚14通过电阻R10、二极管V20和电阻R5与引脚12连接，即将引脚14的电位反馈到引脚12，即使电池电压升高到一定程度(比如上电阈值)时，由于反馈，引脚12的电位值依然高于引脚13的电位值，引脚14的电位不会反复翻转，依然输出高电位，此时依然处于负载下电状态。
同理，在电池下电比较控制单元e中，比较器N1C的引脚9通过电阻R3接电池V+，引脚10通过二极管V14接5V电源，当电池电压降低到一定程度时(电池下电阈值，比负载下电阈值更低)，比较器N1C的引脚9的电位值小于引脚10的电位值，比较器N1C的引脚8输出高电平，一路流向MOS管Q3，一路流向二极管V21,MOS管Q3和二极管V21均导通，此时继电器K1闭合，即电池下电。与负载下电相同，电池一旦下电，就处于锁定状态，即使电池电压升高到一定程度(比如上电阈值)时，由于反馈，引脚10的电位值依然高于引脚9的电位值，引脚8的电位不会反复翻转，依然输出高电位，此时依然处于电池下电状态。
负载处于下电状态或者电池处于下电状态，处于锁定状态，此时只有当市电来到并且电池电压不小于上电阈值时，才可以解锁；当市电来到时，二极管V4处于截止状态；电池电压不小于上电阈值时，二极管V5处于截止状态；二者同时具备时，比较器N1A的引脚3的电位值高于5V，比较器N1A的引脚1输出高电平，二极管V28和MOS管V8均导通，二极管V21和二极管V22均处于低电位，则MOS管Q3和MOS管Q4均截止，则不会下电，即上述下电的锁定状态得到解锁。
本发明提供的一种下电控制装置，系统电压检测控制单元和交流检测控制单元分别检测电池电压值和市电电压值，当电池电压值升高到一定程度(上电阈值)以及市电来了，这两个条件同时满足时，就不会下电，只要一个条件不满足，比如市电停电，或者电池电压低于上电阈值时，只有电池电压继续下降至下电阈值时，才会下电。当下电动作后，下电动作锁定，此时，即使电池电压回升至上电阈值，仍会保持下电状态。只有等到市电来电，同时电池电压不低于上电阈值，二者同时具备，才会上电。这样避免了传统的电池下电后电池因带载减轻后电压回升到一定值就上电，当电池上电后，电池带载加大电池电压下降，低于下电阈值又开始下电，如此循环反复频繁上下电损害电路系统的问题。
最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非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，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种下电控制装置，其特征在于，包括交流检测控制单元、系统电压检测控制单元、逻辑判断和保持单元、负载下电控制单元和电池下电控制单元，所述交流检测控制单元和所述系统电压检测控制单元均与所述逻辑判断和保持单元电连接，所述逻辑判断和保持单元分别与所述负载下电控制单元和所述电池下电控制单元电连接；
所述交流检测控制单元，用于实时检测电池电压值；
所述系统电压检测控制单元，用于实时检测外部市电电压值；
所述逻辑判断和保持单元，用于判断所述电池电压值是否达到第一预设阈值，和判断外部市电是否达到第二预设阈值；还用于当所述电池电压值未达到第一预设阈值或者外部市电电压值未达到第二预设阈值时，控制所述负载下电控制单元和/或所述电池下电控制单元实现下电；否则，不进行下电；
其中，还包括负载下电比较控制单元和电池下电比较控制单元，所述负载下电比较控制单元分别与所述逻辑判断和保持单元以及所述负载下电控制单元电连接，所述电池下电比较控制单元分别与所述逻辑判断和保持单元以及所述电池下电控制单元电连接；
所述负载下电比较控制单元，用于比较电池电压值是否低于负载下电条件值，若是，则在所述逻辑判断和保持单元判断出下电条件下，控制所述负载下电控制单元实现下电；
所述电池下电比较控制单元，用于比较电池电压值是否低于电池下电条件值，若是，则在所述逻辑判断和保持单元判断出下电条件下，控制所述电池下电控制单元实现下电；
所述系统电压检测控制单元包括电池电压输入端、电阻R27、电阻R33、电阻R34、电阻R37、电阻R42、电阻R43、电容C18、稳压管ZD2、光电耦合器D2和可控精密稳压源Q2；
所述电池电压输入端的V+依次通过电阻R42、电阻R43和电阻R33串联后与光电耦合器D2的引脚1连接，所述电池电压输入端的V-通过可控精密稳压源Q2的第一端和第二端与光电耦合器D2的引脚2连接，所述电阻R34和电阻R37连接在所述电池电压输入端的V+和V-之间，所述电阻R34和电阻R37的公共端连接所述可控精密稳压源Q2的第三端，所述稳压管ZD2和电容C18均连接在电阻R43和电阻R33的公共端与电池电压输入端的V-之间，所述光电耦合器D2引脚4接12V电源，引脚3通过电阻R27接地。
2.根据权利要求1所述的下电控制装置，其特征在于，所述交流检测控制单元包括二极管V1、二极管V2、二极管V3、二极管V10、二极管V25、二极管V26、二极管V27、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R26、电阻R48、电阻R49、电阻R50、电解电容C9、电容C10、电解电容C11、电容C12、电解电容C13、电容C14、稳压管ZD1和光电耦合器D1；
所述二极管V1、二极管V2、二极管V3的阳极均接入接线端子X2，二极管V1的阴极依次通过电阻R18、电阻R19和二极管V25与电阻R24的第一端连接，电阻R19和二极管V25的公共端与地之间分别连接有电解电容C9、电容C10和电阻R48；二极管V2的阴极依次通过电阻R20、电阻R21和二极管V26与电阻R24的第一端连接，电阻R21和二极管V26的公共端与地之间分别连接有电解电容C11、电容C12和电阻R49；二极管V3的阴极依次通过电阻R22、电阻R23和二极管V27与电阻R24的第一端连接，电阻R23和二极管V27的公共端与地之间分别连接有电解电容C13、电容C14和电阻R50；电阻R24的另一端与稳压管ZD1的阴极连接，稳压管ZD1的阳极与光电耦合器D1的引脚1连接，光电耦合器D1的引脚2与二极管V10的阳极连接，二极管V10的阴极接入接线端子，光电耦合器D1引脚4接+12V电源，引脚3通过电阻R26接地。
3.根据权利要求2所述的下电控制装置，其特征在于，所述逻辑判断和保持单元包括电阻R17、电阻R28、电阻R38、电阻R41、电容C8、电容C15、比较器N1A、二极管V28和MOS管V8；
所述光电耦合器D2的引脚3连接二极管V5的阴极，二极管V5的阳极接入比较器N1A的引脚3，比较器N1A的引脚3通过电阻R38接+12V电源；所述光电耦合器D1的引脚3连接二极管V4的阴极，二极管V4的阳极接入比较器N1A的引脚3，比较器N1A的引脚3通过电阻R28和电容C15接地；比较器N1A的引脚2接+5v电源，比较器N1A的引脚4接+12V电源，还通过电容C8接地，比较器N1A的引脚11接地，比较器N1A的引脚1通过二极管V28和电阻R17连接MOS管V8的栅极，MOS管V8的栅极还通过电阻R41接地，MOS管V8的源极接地，MOS管V8的漏极分别通过二极管V22连接所述负载下电控制单元和通过二极管V21连接所述电池下电控制单元。
4.根据权利要求3所述的下电控制装置，其特征在于，所述负载下电控制单元包括电阻R15、电阻R16、MOS管Q4，二极管V9，继电器K2和对应的接触器KM2，所述MOS管V8的漏极与所述二极管V22的阴极连接，所述二极管V22的阳极通过电阻R15与MOS管Q4的栅极连接，MOS管Q4的栅极还通过电阻R16接地，MOS管Q4的源极接地，MOS管Q4的漏极通过二极管V9接+12V电源，MOS管Q4的漏极还通过继电器K2接+12V电源。
5.根据权利要求3所述的下电控制装置，其特征在于，所述电池下电控制单元包括电阻R13、电阻R14、MOS管Q3、二极管V6、继电器K1和对应的接触器KM1；
所述MOS管V8的漏极与所述二极管V21的阴极连接，所述二极管V21的阳极通过电阻R13与MOS管Q3的栅极连接，MOS管Q3的栅极还通过电阻R14接地，MOS管Q3的源极接地，MOS管Q3的漏极通过二极管V6接+12V电源，MOS管Q3的漏极还通过继电器K1接+12V电源。
6.根据权利要求4所述的下电控制装置，其特征在于，所述负载下电比较控制单元包括电阻R1、电阻R5、可变电阻R9、电阻R10、电阻R29、电阻R47、电容C17、二极管V18、二极管V20和比较器N1D；
比较器N1D的引脚13通过电阻R1与连接电池的V+，比较器N1D的引脚13还通过可调电阻R9和电阻R29接地，以及通过电容C17接地，比较器N1D的引脚12通过二极管V18接+5V电源，比较器N1D的引脚12还通过电阻R47接地，以及依次通过电阻R5、二极管V20和电阻R10连接引脚14，引脚14还与所述二极管V22和所述电阻R15的公共端连接。
7.根据权利要求5所述的下电控制装置，其特征在于，所述电池下电比较控制单元包括电阻R3、电阻R4、电阻R6、可变电阻R7、电阻R8、电阻R46、电容C16、二极管V14、二极管V19和比较器N1C；
所述比较器N1C的引脚9通过电阻R3与连接电池的V+，比较器N1C的引脚9还通过可变电阻R7和电阻R6接地，以及通过电容C16接地，比较器N1C的引脚10通过二极管V14接+5V电源，比较器N1C的引脚10还通过电阻R46接地，以及依次通过电阻R4、二极管V19和电阻R8连接引脚8，引脚8还与所述二极管V21和所述电阻R13的公共端连接。
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