CN113629854A - 带线性动态充电限流功能的通信设备用锂电池电源系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带线性动态充电限流功能的通信设备用锂电池电源系统，包括交流配电单元、整流单元和直流配电单元，直流配电单元包括并联连接设置的设备负载供电模块和备电电池模块，设备负载供电模块的输入端串接有负载电流采集单元，备电电池模块的输入端串接有动态充电限制单元，负载电流采集单元电连接至动态充电限制单元，还包括与上述各模块和单元连接的监控单元；实时采集系统总的设备负载电流，再根据负载电流的大小来对备电电池模块的充电电流进行限制，实现实时线性调控系统中备电电池模块的充电电流，使系统不会再发生由于备电电池模块的充电电流过大而导致设备自动停机保护，使整个设备的运行可靠性、稳定性均得到提高。

Description

带线性动态充电限流功能的通信设备用锂电池电源系统
技术领域
本发明涉及通讯设备技术领域，尤其涉及一种带线性动态充电限流功能的通信设备用锂电池电源系统。
背景技术
通信用基础电源系统是通信系统不可或缺的关键设备，稳定、持续、安全、可靠地供电是通信电源设计的基本要求，且采用电池储能备电是当代通信电源必备的环节。对于重要的通信系统，蓄电池可以延长通信设备的工作时间，使系统在市电掉电的状态下仍能提供通信服务，而通信设备采用直流基础电源也正是用蓄电池来实现备电。基于锂离子电池的制造成本不断地下降及其其它诸多的优点，锂电池尤其是磷酸铁锂电池已在通信电源领域得到了广泛的应用，目前新的通信系统，尤其是5G通信的电源系统，均采用了大容量的磷酸铁锂电池组作为储能装置，而原有系统采用的铅酸电池正在陆续被磷酸铁锂电池替换，相对于铅酸电池而言，锂电池的一大特点是功率密度大、充放电电流大，可达1～1.5C的充电电流，而铅酸电池仅为0.1～0.3C，也正是由于锂电池的充电电流较大，使其应用在通信电源系统中时，产生了新的问题。
通常情况下，通信电源系统的设计容量是根据负载功率和备电电池的充电功率设计的，对于铅酸电池来说其充电功率可设置为0.1C到0.2C。例如，对于标称48V/100A的嵌入式电源系统，可配置100Ah的铅酸蓄电池，而其实际的带载能力就是80A(在100A的基础上减去20A)，也就是在铅酸蓄电池放亏的极限情况下，超过80A的负载电流就会导致整流电源过载而进行保护，一般系统都会作深度限流保护直至过载关机。而同样的48V/100A电源系统，如果配100Ah的磷酸铁锂电池，在电池亏电待充的极限情况下，带载能力可能是零。如图7所示，图7为常规设计中的48V/50Ah、48V/100Ah磷酸铁锂电池的系统图，图中虚线内为电池管理系统BMS。从图中不难看出该电池并不具备线性充放电电流控制功能，只能以高速斩波来控制电池的充放电电流，也不能限制峰值电流。
因此目前使用的磷酸铁锂电池通信电源系统会出现一个奇怪现象，即一套带有磷酸铁锂电池备电的通信电源系统满负荷工作，当遇到交流电源突然断电时，锂电池会放电为负载供电，直至电池电压接近到欠压保护点附近。当市电恢复正常，正常情况下应该是整流器开始工作为负载直接供电，同时也要为锂电池组充电。但是由于锂电池严重亏电，充电电流较大，负载电流与充电电流之和已经远远超出整流器的负载能力，造成整流器发生过载而关机保护，此时通信系统将会处于市电正常而设备处于断电状态，即有电但是供不出电。
出现上述奇怪现象的原因主要有以下两个：一是电源容量配置不合理，整流器的容量应该是最大充电电流与最大负载电流之和，并预留冗余；二是锂电池的充电电流没有进行限制。如果增大整流器的整流功率，将会使系统除电池外的其它电气部分均成本翻倍，再加上现有通信用磷酸铁锂电池的BMS不具备对充电电流的线性控制功能，只能利用电子开关进行简单的通断控制，整流电源虽然可以通过降低电压限制充电功率，但是如果电压降到欠压保护点仍需继续下降的话，就会关机保护，所以无论充电电流限制点如何设置，都可能造成系统在上述情况下的无法供电。例如在系统通过调整充电电压来限制充电电流时，被限制的充电电压低于保护值(一般为43.5V)时，整流器就会被保护电路关闭，而此时电池也无电可放，因此系统虽然有交流电源，但无直流电输出。
目前解决此问题的方案有两种，一是增大电源系统的配置容量。比如48V/100A的负载需求直接配200A的电源系统。这种方案由于直接提供了更大的充电功率，在一定程度上解决锂电池充电电流过大问题，但是必然会有很大程度的资源浪费，需要有充足的资金。二是采用带DC/DC变换器的锂电池PACK。在锂电池PACK内直接加入双向的DC/DC变换器，可以对电池的充放电直接进行线性调节，保证系统的稳定性，但是会造成电池系统的成本的明显提高，而且对于既有配备了普通锂电池或铅酸电池的电源系统不会有任何的帮助，而且两种电池也不能混用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可以实时地线性调控充电电流，避免发生由于锂电池的充电电流过大而出现停机保护现象，同时还能使输出电压保持在负载设备的稳定工作范围内，最终可靠性、稳定性均得到提高的带线性动态充电限流功能的通信设备用锂电池电源系统。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：带线性动态充电限流功能的通信设备用锂电池电源系统，包括与市电电源连接的交流配电单元，所述交流配电单元的输出端电连接有整流单元，所述整流单元的输出端电连接有直流配电单元，所述直流配电单元包括并联连接于所述整流单元输出端的设备负载供电模块和备电电池模块，所述设备负载供电模块的输入端串接有负载电流采集单元，所述备电电池模块的输入端串接有动态充电限制单元，且所述负载电流采集单元、所述动态充电限制单元均设于所述设备负载供电模块和所述备电电池模块的并联分流点之后，所述负载电流采集单元电连接至所述动态充电限制单元，还包括监控单元，所述交流配电单元、所述整流单元、所述直流配电单元和所述动态充电限制单元分别连接至所述监控单元。
作为优选的技术方案，所述备电电池模块至少包括两个备电锂电池组，各所述备电锂电池组分别并联连接在所述动态充电限制单元的输出端。
作为优选的技术方案，所述动态充电限制单元的输出端串接有电池负载断开断路器，且所述电池负载断开断路器设于各所述备电锂电池组的并联分流点之前，各所述备电锂电池组分别对应串联有开断路器的常开触点。
作为优选的技术方案，所述备电电池模块至少包括两个备电锂电池组，各所述备电锂电池组分别对应串接有所述动态充电限制单元，所述负载电流采集单元分别接至各所述动态充电限制单元。
作为优选的技术方案，所述动态充电限制单元包括依次并联于所述整流单元输出端的输入端滤波电容C1、控制芯片U1和输出端滤波电容C2，所述控制芯片U1设有控制信号端、电压输入端、负载电流采集端、输入电流采集端、输出电流采集端、两组驱动端和输出电压采集端，所述控制信号端连接至所述监控单元，所述电压输入端对应连接至所述整流单元的正、负极，所述负载电流采集端电连接至所述负载电流采集单元，所述输入电流采集端通过输入电流采集单元连接至所述整流单元的负极，所述输出电流采集端通过输出电流采集单元连接至所述整流单元的负极，其中一组所述驱动端连接至场效应管Q1的栅极和源极，所述场效应管Q1的源极还与所述输入电流采集单元串接设置，所述场效应管Q1的漏极通过储能电感L1与所述输出电流采集单元串接设置，另一组所述驱动端连接至场效应管Q2的栅极和源极，所述场效应管Q2的源极还通过电阻RS1连接至所述储能电感L1，所述场效应管Q2的漏极连接至所述整流单元的正极，所述输出电压采集端连接至所述输出端滤波电容C2的负极，且所述输出端滤波电容C2的负极设于所述储能电感L1与所述输出电流采集单元之间。
作为优选的技术方案，所述控制芯片U1还增设有另外两组所述驱动端，其中一组所述驱动端连接至场效应管Q3的栅极和源极，所述场效应管Q3的漏极连接至所述整流单元的正极，所述场效应管Q3的源极通过电阻RS2连接至所述储能电感L1的输出端，另一组所述驱动端连接至场效应管Q4的栅极和源极，且所述场效应管Q4的源极和漏极连接于所述储能电感L1和所述输出端滤波电容C2之间。
作为优选的技术方案，所述负载电流采集单元、所述输入电流采集单元和所述输出电流采集单元分别设置为霍尔直流电流传感器。
作为对上述技术方案的改进，所述动态充电限制单元包括依次并联于所述整流单元输出端的输入端滤波电容C1、控制芯片U1、快恢复二极管D1和输出端滤波电容C2，所述控制芯片U1设有控制信号端、电压输入端、负载电流采集端、输入电流采集端、输出电流采集端、一组驱动端和输出电压采集端，所述控制信号端连接至所述监控单元，所述电压输入端对应连接至所述整流单元的正、负极，所述负载电流采集端电连接至所述负载电流采集单元，所述输入电流采集端通过输入电流采集单元连接至所述整流单元的负极，所述输出电流采集端通过输出电流采集单元连接至所述整流单元的负极，所述驱动端连接至场效应管Q1的栅极和源极，所述场效应管Q1的源极还与所述输入电流采集单元串接设置，所述场效应管Q1的漏极通过储能电感L1与所述输出电流采集单元串接设置，所述储能电感L1设于所述快恢复二极管D1和所述输出端滤波电容C2之间，所述输出端滤波电容C2的负极设于所述储能电感L1与所述输出电流采集单元之间。
由于采用了上述技术方案，带线性动态充电限流功能的通信设备用锂电池电源系统，包括与市电电源连接的交流配电单元，所述交流配电单元的输出端电连接有整流单元，所述整流单元的输出端电连接有直流配电单元，所述直流配电单元包括并联连接于所述整流单元输出端的设备负载供电模块和备电电池模块，所述设备负载供电模块的输入端串接有负载电流采集单元，所述备电电池模块的输入端串接有动态充电限制单元，且所述负载电流采集单元、所述动态充电限制单元均设于所述设备负载供电模块和所述备电电池模块的并联分流点之后，所述负载电流采集单元电连接至所述动态充电限制单元，还包括监控单元，所述交流配电单元、所述整流单元、所述直流配电单元和所述动态充电限制单元分别连接至所述监控单元；本发明具有以下有益效果：通过对原有系统进行简单的改造，可以实时采集系统总的设备负载电流，再根据所采集的负载电流的大小来对备电电池模块的充电电流进行限制，实现实时线性调控系统中备电电池模块的充电电流，使系统不会再发生由于备电电池模块的充电电流过大而导致设备自动停机保护，同时还能使输出电压保持在负载设备的稳定工作范围内，使整个设备的运行可靠性、稳定性均得到提高，也实现了系统实际带载能力的扩充。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
图1是本发明实施例-48V直流基础电源系统的简易示意图；
图2是本发明实施例各备电电池共用一个动态充电限制装置的简易电路原理图；
图3是本发明实施例一中动态充电限制单元的电路原理图；
图4是本发明实施例二各备电电池单独匹配一个动态充电限制装置的简易电路原理图；
图5是本发明实施例二中动态充电限制单元的电路原理图；
图6是本发明实施例三中动态充电限制单元的电路原理图；
图7是现有技术中的磷酸铁锂电池组的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
实施例一：
如图1和图2所示，带线性动态充电限流功能的通信设备用锂电池电源系统，用于通讯设备中，具体包括与市电电源连接的交流配电单元，所述交流配电单元的输出端电连接有整流单元，所述整流单元的输出端电连接有直流配电单元。在通信设备中一般使用-48V的直流基础电源，电源系统的工作过程是：先将220V或380V的交流市电经所述交流配电单元引入至设备内，再由所述整流单元进行整流，将市电电压变换为-48V直流电。所述交流配电单元由断路器、防雷模块等器件组成。所述整流单元包括AC/DC整流器、直流防雷模块等，且由若干个高频开关整流电路组成，各整流器的输出侧相互并联设置，负端接至-48V直流母线排，正端接地。
所述直流配电单元包括并联连接于所述整流单元输出端的设备负载供电模块和备电电池模块，变换获得的-48V直流电既用于启动设备内的所述设备负载供电模块，同时还为所述备电电池模块进行充电。其中所述设备负载供电模块包括LLVD负载和BLVD负载。所述LLVD负载为一次下电负载，当市电停止供电时，该类负载就会由所述备电电池模块供电，当所述备电电池模块电量降低到一定程度时，会首先停止对其供电；所述BLVD负载是二次下电负载，当市电停止供电时，也会由所述备电电池模块继续供电，直到所述备电电池模块电量放完。在市电恢复供电时，会经所述整流单元对所述备电电池模块进行充电，以备下次停电使用，同时所述整流单元也会对所述设备负载供电模块进行供电。所述直流配电单元还设有直流接触器、断路器(或熔断器)、铜排等传统常规结构，在此不再详细描述。
所述设备负载供电模块的输入端串接有负载电流采集单元，所述备电电池模块的输入端串接有动态充电限制单元，且所述负载电流采集单元、所述动态充电限制单元均设于所述设备负载供电模块和所述备电电池模块的并联分流点之后，所述负载电流采集单元电连接至所述动态充电限制单元，还包括监控单元，所述交流配电单元、所述整流单元、所述直流配电单元和所述动态充电限制单元分别连接至所述监控单元。所述监控单元由微处理器、LCD显示、通信接口(RS485、CAN、LAN)、I/O信号处理电路、信号驱动和放大电路等组成，用于实时采集并监控各模块的工作状态，实现整个系统的运行控制。
如图2所示，所述备电电池模块至少包括两个备电锂电池组，各所述备电锂电池组分别并联连接在所述动态充电限制单元的输出端，且所述备电锂电池组设置为磷酸铁锂电池组。所述动态充电限制单元的输出端串接有电池负载断开断路器，且所述电池负载断开断路器设于各所述备电锂电池组的并联分流点之前，各所述备电锂电池组分别对应串联有开断路器的常开触点。通过所述动态充电限制单元采集所述负载电流采集单元的电流信号，作为动态电流控制的反馈信号源，利用通信负载电流随时间不断变化的客观事实，在所述设备负载供电模块的负载电流偏大时，降低所述备电电池模块的充电电流；在所述设备负载供电模块的负载电流偏小时，增大所述备电电池模块的充电电流，以实现在保障整个系统正常供电的前提下，尽量增大对所述备电电池模块的充电电流。
如图3所示，所述动态充电限制单元包括依次并联于所述整流单元输出端的输入端滤波电容C1、控制芯片U1和输出端滤波电容C2，所述控制芯片U1设有控制信号端、电压输入端Vin、负载电流采集端Iload、输入电流采集端Iin、输出电流采集端Iout、两组驱动端和输出电压采集端Vout，所述控制信号端连接至所述监控单元，所述电压输入端Vin对应连接至所述整流单元的正、负极，所述负载电流采集端Iload电连接至所述负载电流采集单元，所述输入电流采集端Iin通过输入电流采集单元连接至所述整流单元的负极，所述输出电流采集端Iout通过输出电流采集单元连接至所述整流单元的负极，其中一组所述驱动端连接至场效应管Q1的栅极(G)和源极(S)，所述场效应管Q1的源极(S)还与所述输入电流采集单元串接设置，所述场效应管Q1的漏极(D)通过储能电感L1与所述输出电流采集单元串接设置，另一组所述驱动端连接至场效应管Q2的栅极(G)和源极(S)，所述场效应管Q2的源极(S)还通过电阻RS1连接至所述储能电感L1，所述场效应管Q2的漏极(D)连接至所述整流单元的正极，所述输出电压采集端Vout连接至所述输出端滤波电容C2的负极，且所述输出端滤波电容C2的负极设于所述储能电感L1与所述输出电流采集单元之间，且所述负载电流采集单元、所述输入电流采集单元和所述输出电流采集单元分别设置为霍尔直流电流传感器，所述负载电流采集单元为霍尔直流电流传感器H3，所述输入电流采集单元为霍尔直流电流传感器H1，所述输出电流采集单元为霍尔直流电流传感器H2。
本实施例的所述动态充电限制单元采用负输入的Buck变换电路，-48V(事实上-40～-60V均可)直流电压施加到电路的输入端，所述输入端滤波电容C1为电解电容器，在输入端起到滤波作用，既可以滤除输入的纹波，也可以抑制单元本身的反灌纹波电流，其正端接输入、输出的0V端。所述霍尔直流电流传感器H1采集输入电流，串联在输入负端和所述场效应管Q1的源极(S)之间。所述霍尔直流电流传感器H2采集输出电流即所述备电电池模块的充电电流，串联在所述储能电感L1和输出负端之间。所述场效应管Q1、所述场效应管Q2均为大功率场效应管MOSFET，所述场效应管Q1负责电路斩波，通过高频率的开关动作将直流电压变换为高频脉冲，所述场效应管Q1的漏极(D)接所述电阻RS1和所述储能电感L1的另一端，所述场效应管Q2的驱动方式和所述场效应管Q1互补，即二者交替导通，所述场效应管Q2的作用是在所述场效应管Q1关断时，为所述储能电感L1续流，使所述储能电感L1的储能释放到输出；所述电阻RS1为毫欧电阻，用于对所述场效应管Q2的过流保护取样，其另一端接所述场效应管Q2的源极(S)；所述输出端滤波电容C2为电解电容，起滤波的作用，主要用于滤掉高频开关纹波，其正端接输出0V端，负端接所述储能电感L1和所述霍尔直流电流传感器H2；所述控制芯片U1通过采集输入电流、输出电流、所述设备负载供电模块的负载电流和输入电压、电池电压，产生PWM信号通过所述场效应管Q1、所述场效应管Q2的高频率开和关，将-48V电压进行斩波，并经所述储能电感L1、所述输出端滤波电容C2滤波后控制输出电流，即控制所述各所述备电锂电池组的充电电流。所述控制芯片U1能通过数字通信端口与所述监控单元进行通讯，并接受其控制。
在市电正常时，系统由所述整流单元进行供电，所述设备负载供电模块的负载电流经所述霍尔直流电流传感器H3采集后传输到Buck变换电路，对照系统的总容量实时确定所述备电锂电池组的充电电流；当市电断供时，所述动态充电限制单元停止充电限流，所述备电锂电池组的放电电流经0V电压母线排所述场效应管Q1、所述储能电感L1对所述设备负载供电模块进行供电，此时所述场效应管Q1既可以完全导通，以降低二极管的反向导通压降以减少损耗，也可以和所述场效应管Q2、所述储能电感L1、所述输入端滤波电容C1构成Boost升压电路，反向将电池电压提升到合适的电平，输出到-48V母线，提升直流系统的电压。因此，图3所示的电路具有双向控制模式，有助于保持-48V母线电压的稳定，该电路作为带同步整流的Buck电路，实际上也构成了Buck-Boost双向DC/DC变换电路。
实施例二：
如图4所示，本实施例与实施利益的区别在于，所述备电电池模块至少包括两个备电锂电池组，各所述备电锂电池组分别对应串接有所述动态充电限制单元，所述负载电流采集单元分别接至各所述动态充电限制单元。本实施例的所述动态充电限制单元的容量可以设置的更小，也可以实现具有不同SOC的备电锂电池组分开使用，有利于充分发挥锂电池的储能效能，但该方案相对实施例一成本略高。
如图5所示，本实施例的所述动态充电限制单元，在实施例一的基础上将所述控制芯片U1增设另外两组所述驱动端，其中一组所述驱动端连接至场效应管Q3的栅极(G)和源极(S)，所述场效应管Q3的漏极(D)连接至所述整流单元的正极，所述场效应管Q3的源极(S)通过电阻RS2连接至所述储能电感L1的输出端，另一组所述驱动端连接至场效应管Q4的栅极(G)和源极(S)，且所述场效应管Q4的源极(S)和漏极(D)连接于所述储能电感L1和所述输出端滤波电容C2之间。
通过增设所述场效应管Q3，其功能也由单向的降压、反向升压变为双向的升、降压，功能增加了一倍。所述电阻Rs2用于所述场效应管Q3的过载保护采样，但成本也稍有提高。
实施例三：
如图6所示，本实施例与实施例一的区别在于，所述动态充电限制单元的电路结构稍有调整，即所述动态充电限制单元包括依次并联于所述整流单元输出端的输入端滤波电容C1、控制芯片U1、快恢复二极管D1和输出端滤波电容C2，所述控制芯片U1设有控制信号端、电压输入端Vin、负载电流采集端Iload、输入电流采集端Iin、输出电流采集端Iout、一组驱动端和输出电压采集端Vout，所述控制信号端连接至所述监控单元，所述电压输入端Vin对应连接至所述整流单元的正、负极，所述负载电流采集端Iload电连接至所述负载电流采集单元，所述输入电流采集端Iin通过输入电流采集单元连接至所述整流单元的负极，所述输出电流采集端Iout通过输出电流采集单元连接至所述整流单元的负极，所述驱动端连接至场效应管Q1的栅极(G)和源极(S)，所述场效应管Q1的源极(S)还与所述输入电流采集单元串接设置，所述场效应管Q1的漏极(D)通过储能电感L1与所述输出电流采集单元串接设置，所述储能电感L1设于所述快恢复二极管D1和所述输出端滤波电容C2之间，所述输出端滤波电容C2的负极设于所述储能电感L1与所述输出电流采集单元之间。所述负载电流采集单元、所述输入电流采集单元和所述输出电流采集单元分别设置为霍尔直流电流传感器，所述负载电流采集单元为霍尔直流电流传感器H3，所述输入电流采集单元为霍尔直流电流传感器H1，所述输出电流采集单元为霍尔直流电流传感器H2。
本实施例利用所述快恢复二极管D1取代了所述场效应管Q2，因此这个电路只有单向降压功能，所述整流模块断电后，所述备电锂电池组可以反向直通供电，此时所述场效应管Q1可以持续导通，以降低二极管的损耗。由于本电路不具备同步整流功能，因此功耗较大，且无法提升所述备电锂电池组电压及提高-48V母线的电压稳定性，但其实施成本稍低。
在本发明的各实施例中，也可以使用分流器和相应的电流信号放大电路取代所述霍尔直流电流传感器H3，相对成本也会有所降低，但是需要处理信号电平的匹配问题，复杂度将会有所提高。
本发明通过衡量直流电源系统的总负载电流和系统的总容量动态，确定备电锂电池组的充电电流值，并采用线性的动态充电限制单元动态地限制备电锂电池组的充电电流，使系统总的整流功率不超出设计容量，可保证系统直流供电的持续性，并且可利用通信负载大小随接入用户的数量随时变化的实际运行特点，使备电锂电池组在系统负载轻时大电流充电，负载重时小电流充电，始终保证直流负载不间断供电。本发明既可以用于全新的通讯设备中，也能应用于存量设备的改造，所述动态充电限制单元技术复杂度远低于整流设备，其成本也远低于扩充系统容量的费用，使现有设备的改造难度较低。由于具备线性动态充电电流限制的功能，系统可以实时侦测负载的电流大小，实时调节备电锂电池组充电电流，充分利用通信负荷在不同时段的差别，使充电电流最大化。本发明所能产生的最直接的优势在于，在不增加通信电源系统冗余的同时，可以带动更大的通信设备负载，节约设备的投资成本，同时由于系统会有更多时段工作于高负荷状态，改进后使系统具有较高的能效比，有利于节能环保。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (8)

1.带线性动态充电限流功能的通信设备用锂电池电源系统，包括与市电电源连接的交流配电单元，所述交流配电单元的输出端电连接有整流单元，所述整流单元的输出端电连接有直流配电单元，所述直流配电单元包括并联连接于所述整流单元输出端的设备负载供电模块和备电电池模块，其特征在于：所述设备负载供电模块的输入端串接有负载电流采集单元，所述备电电池模块的输入端串接有动态充电限制单元，且所述负载电流采集单元、所述动态充电限制单元均设于所述设备负载供电模块和所述备电电池模块的并联分流点之后，所述负载电流采集单元电连接至所述动态充电限制单元，还包括监控单元，所述交流配电单元、所述整流单元、所述直流配电单元和所述动态充电限制单元分别连接至所述监控单元。
2.如权利要求1所述的带线性动态充电限流功能的通信设备用锂电池电源系统，其特征在于：所述备电电池模块至少包括两个备电锂电池组，各所述备电锂电池组分别并联连接在所述动态充电限制单元的输出端。
3.如权利要求2所述的带线性动态充电限流功能的通信设备用锂电池电源系统，其特征在于：所述动态充电限制单元的输出端串接有电池负载断开断路器，且所述电池负载断开断路器设于各所述备电锂电池组的并联分流点之前，各所述备电锂电池组分别对应串联有开断路器的常开触点。
4.如权利要求1所述的带线性动态充电限流功能的通信设备用锂电池电源系统，其特征在于：所述备电电池模块至少包括两个备电锂电池组，各所述备电锂电池组分别对应串接有所述动态充电限制单元，所述负载电流采集单元分别接至各所述动态充电限制单元。
5.如权利要求2或4所述的带线性动态充电限流功能的通信设备用锂电池电源系统，其特征在于：所述动态充电限制单元包括依次并联于所述整流单元输出端的输入端滤波电容C1、控制芯片U1和输出端滤波电容C2，所述控制芯片U1设有控制信号端、电压输入端、负载电流采集端、输入电流采集端、输出电流采集端、两组驱动端和输出电压采集端，所述控制信号端连接至所述监控单元，所述电压输入端对应连接至所述整流单元的正、负极，所述负载电流采集端电连接至所述负载电流采集单元，所述输入电流采集端通过输入电流采集单元连接至所述整流单元的负极，所述输出电流采集端通过输出电流采集单元连接至所述整流单元的负极，其中一组所述驱动端连接至场效应管Q1的栅极和源极，所述场效应管Q1的源极还与所述输入电流采集单元串接设置，所述场效应管Q1的漏极通过储能电感L1与所述输出电流采集单元串接设置，另一组所述驱动端连接至场效应管Q2的栅极和源极，所述场效应管Q2的源极还通过电阻RS1连接至所述储能电感L1，所述场效应管Q2的漏极连接至所述整流单元的正极，所述输出电压采集端连接至所述输出端滤波电容C2的负极，且所述输出端滤波电容C2的负极设于所述储能电感L1与所述输出电流采集单元之间。
6.如权利要求5所述的带线性动态充电限流功能的通信设备用锂电池电源系统，其特征在于：所述控制芯片U1还增设有另外两组所述驱动端，其中一组所述驱动端连接至场效应管Q3的栅极和源极，所述场效应管Q3的漏极连接至所述整流单元的正极，所述场效应管Q3的源极通过电阻RS2连接至所述储能电感L1的输出端，另一组所述驱动端连接至场效应管Q4的栅极和源极，且所述场效应管Q4的源极和漏极连接于所述储能电感L1和所述输出端滤波电容C2之间。
7.如权利要求5所述的带线性动态充电限流功能的通信设备用锂电池电源系统，其特征在于：所述负载电流采集单元、所述输入电流采集单元和所述输出电流采集单元分别设置为霍尔直流电流传感器。
8.如权利要求2或4所述的带线性动态充电限流功能的通信设备用锂电池电源系统，其特征在于：所述动态充电限制单元包括依次并联于所述整流单元输出端的输入端滤波电容C1、控制芯片U1、快恢复二极管D1和输出端滤波电容C2，所述控制芯片U1设有控制信号端、电压输入端、负载电流采集端、输入电流采集端、输出电流采集端、一组驱动端和输出电压采集端，所述控制信号端连接至所述监控单元，所述电压输入端对应连接至所述整流单元的正、负极，所述负载电流采集端电连接至所述负载电流采集单元，所述输入电流采集端通过输入电流采集单元连接至所述整流单元的负极，所述输出电流采集端通过输出电流采集单元连接至所述整流单元的负极，所述驱动端连接至场效应管Q1的栅极和源极，所述场效应管Q1的源极还与所述输入电流采集单元串接设置，所述场效应管Q1的漏极通过储能电感L1与所述输出电流采集单元串接设置，所述储能电感L1设于所述快恢复二极管D1和所述输出端滤波电容C2之间，所述输出端滤波电容C2的负极设于所述储能电感L1与所述输出电流采集单元之间。
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CN115986902A (zh) * 2022-12-23 2023-04-18 南京微智新科技有限公司 一种省电装置及电子设备

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