CN114498902A - 一种柴油发电机组双备用启动电源电路及启动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柴油发电机组双备用启动电源电路及启动方法，包括双备用启动电源主电路、双备用启动电源控制电路、电池组充电电路和自动切换控制电路，所述双备用启动电源主电路包括两组24V电池组，所述自动切换控制电路检测两组24V电池组的电压，其中一组24V电池组的电压正常，即可通过相应的直流接触器的主触头为柴油发电机组的油机启动接口供电。两路供电电路，及双备用启动电源控制电路，为保障油机能够顺利启动，不仅对控制系统做了冗余，还对油机启动电源做了双路备份，使用自动切换控制电路对两组24V电池组进行自动切换，实现对油机启动接口供电，使柴油发电机的启动电源工作更加稳定，运行可靠性更高。

Description

一种柴油发电机组双备用启动电源电路及启动方法

技术领域

本发明涉及发电机启动电源电路技术领域，具体涉及一种柴油发电机组双备用启动电源电路及启动方法。

背景技术

柴油发电机系统是数据中心广泛采用的应急电源之一。在市政断电的突发事件时，数据中心的 UPS 或高压直流后备蓄电池进入放电模式，为保持 IT 设备供电的连续性，数据中心配置的柴油发电机组需迅速启动，完成并机，并向整栋数据中心提供电力保障。合理配置柴发系统决定了设备不间断供电的安全、可靠、长久。数据中心前期设计规划过程中，应根据市电引入的容量，合理配置柴油发电机组作为灾备应急供电保障。

大型数据中心柴油发电机组多采用双母线冗余并机系统和应急启动电源辅助系统，保证在紧急情况下柴油发电机组能够稳定可靠启动、运行并合闸供电。

传统的柴油发电机组启动电源系统采用的是单路蓄电池作为油机的启动电源，如图一所示。传统柴油发动机组启动电源将一组蓄电池组直接接到柴油发电机组的油机启动接口，给油机启动接口供电，并配置一组整流模块给蓄电池充电。当蓄电池组出现故障时，会导致柴油机组不能正常启动，造成供电的中断。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种能够自动切换的柴油发电机组双备用启动电源电路及启动方法。

一种柴油发电机组双备用启动电源电路，包括双备用启动电源主电路、双备用启动电源控制电路、电池组充电电路和自动切换控制电路，所述双备用启动电源主电路包括两组24V电池组、两个直流接触器组和两路启动电源电路，两路所述启动电源电路通过两个直流接触器组将两组24V电池组分别连接至柴油发电机组的油机启动接口，所述双备用启动电源控制电路包括中间继电器组，所述双备用启动电源控制电路通过中间继电器组控制两组所述直流接触器开闭；所述电池组充电电路将交流输入信号分别连接至两组24V电池组；所述自动切换控制电路包括辅助电路和电池组电压检测控制电路，所述辅助电路将两组24V电池组的24V电源转换为12V和2.5V电源，为所述电池组电压检测控制电路提供电源，所述电池组电压检测控制电路用于检测两组24V电池组的输出电压，并控制中间继电器组的开闭。

进一步地，两组所述24V电池组包括第一路24V电池组和第二路24V电池组，两个所述直流接触器组包括第一直流接触器组和第二直流接触器组，所述第一直流接触器组包括第一直流接触器K1和第二直流接触器K2，所述第二直流接触器组包括第三直流接触器K3和第四直流接触器K4；所述第一路24V电池组的正极通过所述第一直流接触器K1和所述第二直流接触器K2连接至柴油发电机组的油机启动接口的正极，所述第二路24V电池组的正极通过所述第三直流接触器K3和所述第四直流接触器K4连接至柴油发电机组的油机启动接口的正极，所述第一路24V电池组的负极和所述第二路24V电池组的负极连接至柴油发电机组的油机启动接口的负极；所述第一直流接触器组和所述第二直流接触器组分别用于连通两路所述启动电源电路。

进一步地，所述中间继电器组包括第一中间继电器K5、第二中间继电器K6和第三中间继电器K7；所述双备用启动电源控制电路包括第一路启动电源控制电路和第二路启动电源控制电路，所述第一路启动电源控制电路为：所述第一路24V电池组的正极经过所述第一中间继电器K5的常开触点连接至并联的所述第一直流接触器K1和所述第二直流接触器K2的线圈，再经过所述第一直流接触器K1和所述第二直流接触器K2的线圈连接至所述第一路24V电池组的负极；所述第二路启动电源控制电路为：所述第二路24V电池组的正极经过所述第二中间继电器K6的常开触点连接至并联的所述第三直流接触器K3和所述第四直流接触器K4的线圈，再经过所述第三直流接触器K3和所述第四直流接触器K4的线圈连接至所述第二路24V电池组的负极。

进一步地，所述电池组充电电路包括交流输入主空开Q1、第一路电池组充电电路和第二路电池组充电电路，所述第一路电池组充电电路和所述第二路电池组充电电路并联于所述交流输入主空开Q1的输出端；所述第一路电池组充电电路包括依次串联的第一充电模块交流输入空开和第一整流模块Z1，所述第一充电模块交流输入空开的输入端连接至所述交流输入主空开Q1的输出端，所述第一充电模块交流输入空开的输出端连接至所述第一整流模块Z1的输入端，所述第一整流模块Z1的输出端连接至所述第一路24V电池组；所述第二路电池组充电电路包括依次串联的第二充电模块交流输入空开和第二整流模块Z2，所述第二充电模块交流输入空开的输入端连接至所述交流输入主空开Q1的输出端，所述第二充电模块交流输入空开的输出端连接至所述第二整流模块Z2的输入端，所述第二整流模块Z2的输出端连接至所述第二路24V电池组。

进一步地，所述自动切换控制电路的地与两组24V电池组的负极连接在一起；所述辅助电路的输入端并联有所述第一路24V电池组和所述第二路24V电池组，所述第一路24V电池组的正负极之间并联有第五十三电容C53和第七十九电容C79，所述第二路24V电池组的正负极之间并联有第一电容C1和第二电容C2，所述第一路24V电池组的正极通过串联的第五十二极管D50和第五保险管F5连接第一开关S1的输入端，所述第二路24V电池组的正极通过串联的第一二极管D1和第一保险管F1连接至第一开关S1的输入端，所述第一路24V电池组的负极和所述第二路24V电池组的负极接地；所述第一开关S1的输出端通过第一六十电阻R160连接至第二三端稳压管U2的1脚，第二三端稳压管U2的1脚通过并联的第三电容C3和第四电容C4接地，第二三端稳压管U2的2脚接地，第二三端稳压管U2的3脚连接至第一三端稳压管U1的1脚，第一三端稳压管U1的1脚通过第二十四电容C24接地，第一三端稳压管U1的2脚接地，第一三端稳压管U1的3脚通过并联的第五电容C5和第十六电容C16接地，第一三端稳压管U1的3脚为所述辅助电路的+12V输出端；所述辅助电路的+12V输出端连接至第十六三端稳压管U16的1脚和2脚，第十六三端稳压管U16的1脚通过第一五四电容C154接地，第十六三端稳压管U16的3脚接地，第十六三端稳压管U16的2脚为所述辅助电路的2.5V输出端。

进一步地，所述电池组电压检测控制电路包括一对运算放大器，一对所述运算放大器分别用于检测两组24V电池组的输出电压，一对所述运算放大器包括第一运算放大器U5A和第二运算放大器U5B；所述第一路24V电池组通过串联的第一电阻R1和第二十七电阻R27连接至第一运算放大器U5A的3脚，第一运算放大器U5A的3脚还通过并联的第二电阻R2、第三电阻R3、第六电容C6和第十九电容C19接地，第一运算放大器U5A的2脚通过第四电阻R4连接至2.5V电压电源，第一运算放大器U5A的2脚还通过第七电容C7接地，第一运算放大器U5A的3脚还通过串联的第五电阻R5和第六二极管D6连接至第一运算放大器U5A的1脚，第六二极管D6的阳极连接至第五电容C5，第六二极管D6的阴极连接至第一运算放大器U5A的1脚，第一运算放大器U5A的8脚连接至+12V电压电源，第一运算放大器U5A的4脚接地，第一运算放大器的1脚通过第六电阻R6连接至第十四三极管Q14的基极，第十四三极管Q14的基极还通过并联的第七电阻R7和第八电容C8接地，第十四三极管Q14的发射极接地；第一运算放大器的1脚还通过第二十五电阻R25连接至第三三极管Q3的基极，第三三极管Q3的基极还通过并联的第二十六电阻R26和第十电容C10接地，第三三极管Q3的集电极连接至第二中间继电器K6的控制信号端K6-ON。

进一步地，所述第二路24V电池组通过串联的第十三电阻R13和第十二电阻R12连接至所述第二运算放大器U5B的5脚，第二运算放大器U5B的5脚还通过并联的第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十一电容C11和第十八电容C18接地，第二运算放大器U5B的6脚通过第十六电阻R16连接至2.5V电压电源，第二运算放大器U5B的6脚还通过第十二电容C12接地，第二运算放大器U5B的5脚还通过串联的第十七电阻R17和第四二极管D4连接至第二运算放大器U5B的7脚，第四二极管D4的阳极连接至第十七电阻R17，第四二极管D4的阴极连接至第二运算放大器U5B的7脚；第二运算放大器U5B的7脚通过第十八电阻R18连接至第三十七二极管D37的阴极，第三十七二极管D37的阳极连接至第二中间继电器K6的控制信号端K6-ON-2，第二中间继电器K6的控制信号端K6-ON-2还通过第二十八电阻连接至第四三极管Q4的基极，第四三极管Q4的基极还通过并联的第二十九电阻R29和第十五电容C15接地，第四三极管Q4的发射极接地，第四三极管Q4集电极连接至第一中间继电器K5的控制信号端K5-ON。

进一步地，所述第一中间继电器K5的控制信号端K5-ON通过第九电阻R9连接至第一稳压二极管Z1的阴极，第一稳压二极管Z1的阴极还通过并联的第十电阻R10和第九电容C9接地，第一稳压二极管Z1的阳极连接至第一三极管Q1的基极，第一三极管Q1的基极还通过第十一电阻R11接地，第一三极管Q1的发射极接地，第一三极管Q1的集电极连接至第一中间继电器K5的线圈，第一中间继电器K5的线圈的另一端连接至所述第一路24V电池组的正极，第一中间继电器K5的4交通过串联的第三十电阻R30和第二十电容C20连接至第一中间继电器K5的3脚。

进一步地，所述第二中间继电器K6的控制信号端K6-ON通过第二十四电阻R24连接至第二稳压二极管Z2的阴极，第二稳压二极管Z2的阴极还通过并联的第十九电阻R19和第十三电容C13接地，第二稳压二极管Z2的阳极连接至第二三极管Q2的基极，第二三极管Q2的基极还通过第二十电阻R20接地，第二三极管Q2的发射极接地，第二三极管Q2的集电极连接至第二中间继电器K6的线圈，第二中间继电器K6的线圈的另一端连接至所述第二路24V电池组的正极，第二中间继电器K6的4脚通过串联的第三十五电阻R35和第二十一电容C21连接至第二中间继电器K56的3脚。

进一步地，所述第三中间继电器K7的8脚连接至第十四三极管Q14的集电极，所述第三中间继电器K7的1脚连接至所述第一路24V电池组的正极，所述第三中间继电器K7的3脚通过第八电阻R8连接至+12V电压电源，所述第三中间继电器K7的4脚连接至第一中间继电器K5的控制信号端K5-ON，所述第三中间继电器K7的2脚连接至第二中间继电器K6的控制信号端K6-ON。

以及，一种柴油发电机组双备用启动电源的启动方法，利用如上所述的柴油发电机组双备用启动电源电路启动柴油发电机组，其步骤包括：

自动切换控制电路中，电池组检测控制电路检测到第一路24V电池组、第二路24V电池组电压都正常时，控制第三中间继电器K7、第一中间继电器K5吸合，第二中间继电器K6关断，从而控制双备用启动电源中的第一直流接触器K1、第二直流接触器K2吸合，第三直流接触器K3、第四直流接触器K4断开，启动电源主电路中第一路24V电池组通过第一直流接触器K1、第二直流接触器K2的主触头给柴油机组启动接口供电；

自动切换控制电路中，电池组检测控制电路检测到第一路24V电池组电压异常、第二路24V电池组电压正常时，控制第一中间继电器K5、第三中间继电器K7断开，第二中间继电器K6吸合，从而控制双备用启动电源控制电路中第三直流接触器K3、第四直流接触器K4吸合，第一直流接触器K1、第二直流接触器K2断开，启动电源主电路中第二路24V电池组通过第三直流接触器K3、第四直流接触器K4的主触头给柴油机组启动接口供电，实现了柴油机组双备用启动电源的供电系统的自动切换功能；

电池组充电单元中，当合上交流输入主空开Q1及第一充电模块交流输入空开、第二充电模块交流输入空开后，分别给第一路24V电池组、第二路24V电池组充电，确保两个24V电池组持续工作。

上述柴油发电机组双备用启动电源电路及启动方法中，所述自动切换控制电路检测两组24V电池组的电压，其中一组24V电池组的电压正常，即可通过相应的直流接触器的主触头为柴油发电机组的油机启动接口供电。两路供电电路，及双备用启动电源控制电路，为保障油机能够顺利启动，不仅对控制系统做了冗余，还对油机启动电源做了双路备份，使用自动切换控制电路对两组24V电池组进行自动切换，实现对油机启动接口供电，使柴油发电机的启动电源工作更加稳定，运行可靠性更高。本发明的产品结构简单，易于生产，成本低廉，便于推广。

附图说明

图1是传统柴油发动机组启动电源电路的原理框图。

图2是本发明实施例柴油发电机组双备用启动电源电路的双备用启动电源主电路的原理框图。

图3是本发明实施例柴油发电机组双备用启动电源电路的双备用启动电源控制电路的原理框图。

图4是本发明实施例柴油发电机组双备用启动电源电路的电池组充电电路的原理框图。

图5是本发明实施例柴油发电机组双备用启动电源电路的自动切换控制电路的辅助电路的原理框图。

图6是本发明实施例柴油发电机组双备用启动电源电路的自动切换控制电路的电池组电压检测控制电路的原理框图一。

图7是本发明实施例柴油发电机组双备用启动电源电路的自动切换控制电路的电池组电压检测控制电路的原理框图二。

图8是本发明实施例柴油发电机组双备用启动电源电路的自动切换控制电路的电池组电压检测控制电路的原理框图三。

图9是本发明实施例柴油发电机组双备用启动电源电路的自动切换控制电路的电池组电压检测控制电路的原理框图四。

具体实施方式

本实施例以柴油发电机组双备用启动电源电路及启动方法为例，以下将结合具体实施例和附图对本发明进行详细说明。

请参阅图2至图9，示出本发明的实施例提供的一种柴油发电机组双备用启动电源电路，包括双备用启动电源主电路、双备用启动电源控制电路、电池组充电电路和自动切换控制电路，所述双备用启动电源主电路包括两组24V电池组、两个直流接触器组和两路启动电源电路，两路所述启动电源电路通过两个直流接触器组将两组24V电池组分别连接至柴油发电机组的油机启动接口，所述双备用启动电源控制电路包括中间继电器组，所述双备用启动电源控制电路通过中间继电器组控制两组所述直流接触器开闭；所述电池组充电电路将交流输入信号分别连接至两组24V电池组；所述自动切换控制电路包括辅助电路和电池组电压检测控制电路，所述辅助电路将两组24V电池组的24V电源转换为12V和2.5V电源，为所述电池组电压检测控制电路提供电源，所述电池组电压检测控制电路用于检测两组24V电池组的输出电压，并控制中间继电器组的开闭。

进一步地，两组所述24V电池组包括第一路24V电池组和第二路24V电池组，两个所述直流接触器组包括第一直流接触器组和第二直流接触器组，所述第一直流接触器组包括第一直流接触器K1和第二直流接触器K2，所述第二直流接触器组包括第三直流接触器K3和第四直流接触器K4；所述第一路24V电池组的正极通过所述第一直流接触器K1和所述第二直流接触器K2连接至柴油发电机组的油机启动接口的正极，所述第二路24V电池组的正极通过所述第三直流接触器K3和所述第四直流接触器K4连接至柴油发电机组的油机启动接口的正极，所述第一路24V电池组的负极和所述第二路24V电池组的负极连接至柴油发电机组的油机启动接口的负极；所述第一直流接触器组和所述第二直流接触器组分别用于连通两路所述启动电源电路。

具体地，所述第一直流接触器组和所述第二直流接触器组的开闭由所述中间继电器组控制，避免所述第一直流接触器组和所述第二直流接触器组同时闭合。

具体地，双备用启动电源主电路分为两路：第一路为第一路24V电池组经过第一直流接触器K1和第二直流接触器K2的主触头到柴油机组的油机启动接口；第二路为第二路24V电池组经过第三直流接触器K3和第四直流接触器K4的主触头到柴油机组的油机启动接口。

进一步地，所述中间继电器组包括第一中间继电器K5、第二中间继电器K6和第三中间继电器K7；所述双备用启动电源控制电路包括第一路启动电源控制电路和第二路启动电源控制电路，所述第一路启动电源控制电路为：所述第一路24V电池组的正极经过所述第一中间继电器K5的常开触点连接至并联的所述第一直流接触器K1和所述第二直流接触器K2的线圈，再经过所述第一直流接触器K1和所述第二直流接触器K2的线圈连接至所述第一路24V电池组的负极；所述第二路启动电源控制电路为：所述第二路24V电池组的正极经过所述第二中间继电器K6的常开触点连接至并联的所述第三直流接触器K3和所述第四直流接触器K4的线圈，再经过所述第三直流接触器K3和所述第四直流接触器K4的线圈连接至所述第二路24V电池组的负极。

具体地，图3中所示的K1-A、K2-A、K3-A、K4-A分别为第一直流接触器K1、第二直流接触器K2、第三直流接触器K3、第四直流接触器K4的直流接触器线圈。

所述双备用启动电源控制电路中的所述第一中间继电器K5和所述第二中间继电器K6用于分别控制所述第一直流接触器K1、所述第二直流接触器K2和所述第三直流接触器K3、所述第四直流接触器K4的吸合与关断。

具体地，双备用启动电源控制电路分为两路：第一路为第一路24V电池组的正极经过第一中间继电器K5的常开触点到第一直流接触器K1和第二直流接触器K2的线圈，并经由第一直流接触器K1和第二直流接触器K2的线圈到电池组的负极；第二路为第二路24V电池组的正极经过第二中间继电器K6的常开触点到第三直流接触器K3和第四直流接触器K4的线圈，并经由第三直流接触器K3和第四直流接触器K4的线圈到电池组的负极。

进一步地，所述电池组充电电路包括交流输入主空开Q1、第一路电池组充电电路和第二路电池组充电电路，所述第一路电池组充电电路和所述第二路电池组充电电路并联于所述交流输入主空开Q1的输出端；所述第一路电池组充电电路包括依次串联的第一充电模块交流输入空开和第一整流模块Z1，所述第一充电模块交流输入空开的输入端连接至所述交流输入主空开Q1的输出端，所述第一充电模块交流输入空开的输出端连接至所述第一整流模块Z1的输入端，所述第一整流模块Z1的输出端连接至所述第一路24V电池组；所述第二路电池组充电电路包括依次串联的第二充电模块交流输入空开和第二整流模块Z2，所述第二充电模块交流输入空开的输入端连接至所述交流输入主空开Q1的输出端，所述第二充电模块交流输入空开的输出端连接至所述第二整流模块Z2的输入端，所述第二整流模块Z2的输出端连接至所述第二路24V电池组。

具体地，所述电池组充电单元对所述第一路24V电池组和所述第二路24V电池组进行充电管理。

具体地，电池组充电单元分为两路:第一路为交流输入经过交流输入主空开Q1 到第一充电模块交流输入空开，并经过第一充电模块交流输入空开连到第一整流模块Z1的输入端，第一整流模块Z1的输出端连到第一路24V电池组；第二路为交流输入经过交流输入主空开Q1 到第二充电模块交流输入空开，并经过第二充电模块交流输入空开连到第二整流模块Z2的输入端，第二整流模块Z2的输出端连到第二路24V电池组。

进一步地，所述自动切换控制电路的地与两组24V电池组的负极连接在一起；所述辅助电路的输入端并联有所述第一路24V电池组和所述第二路24V电池组，所述第一路24V电池组的正负极之间并联有第五十三电容C53和第七十九电容C79，所述第二路24V电池组的正负极之间并联有第一电容C1和第二电容C2，所述第一路24V电池组的正极通过串联的第五十二极管D50和第五保险管F5连接第一开关S1的输入端，所述第二路24V电池组的正极通过串联的第一二极管D1和第一保险管F1连接至第一开关S1的输入端，所述第一路24V电池组的负极和所述第二路24V电池组的负极接地；所述第一开关S1的输出端通过第一六十电阻R160连接至第二三端稳压管U2的1脚，第二三端稳压管U2的1脚通过并联的第三电容C3和第四电容C4接地，第二三端稳压管U2的2脚接地，第二三端稳压管U2的3脚连接至第一三端稳压管U1的1脚，第一三端稳压管U1的1脚通过第二十四电容C24接地，第一三端稳压管U1的2脚接地，第一三端稳压管U1的3脚通过并联的第五电容C5和第十六电容C16接地，第一三端稳压管U1的3脚为所述辅助电路的+12V输出端；所述辅助电路的+12V输出端连接至第十六三端稳压管U16的1脚和2脚，第十六三端稳压管U16的1脚通过第一五四电容C154接地，第十六三端稳压管U16的3脚接地，第十六三端稳压管U16的2脚为所述辅助电路的2.5V输出端。

具体地，所述辅助电路将两组24V电池组的24V电压电源通过第二三端稳压管U2和第一三端稳压管U1转换为+12V电压电源，再将+12V电压电源通过第十六三端稳压管U16转换为2.5V电压电源，为所述电池组电压检测控制电路提供供电电源。

进一步地，所述电池组电压检测控制电路包括一对运算放大器，一对所述运算放大器分别用于检测两组24V电池组的输出电压，一对所述运算放大器包括第一运算放大器U5A和第二运算放大器U5B；所述第一路24V电池组通过串联的第一电阻R1和第二十七电阻R27连接至第一运算放大器U5A的3脚，第一运算放大器U5A的3脚还通过并联的第二电阻R2、第三电阻R3、第六电容C6和第十九电容C19接地，第一运算放大器U5A的2脚通过第四电阻R4连接至2.5V电压电源，第一运算放大器U5A的2脚还通过第七电容C7接地，第一运算放大器U5A的3脚还通过串联的第五电阻R5和第六二极管D6连接至第一运算放大器U5A的1脚，第六二极管D6的阳极连接至第五电容C5，第六二极管D6的阴极连接至第一运算放大器U5A的1脚，第一运算放大器U5A的8脚连接至+12V电压电源，第一运算放大器U5A的4脚接地，第一运算放大器的1脚通过第六电阻R6连接至第十四三极管Q14的基极，第十四三极管Q14的基极还通过并联的第七电阻R7和第八电容C8接地，第十四三极管Q14的发射极接地；第一运算放大器的1脚还通过第二十五电阻R25连接至第三三极管Q3的基极，第三三极管Q3的基极还通过并联的第二十六电阻R26和第十电容C10接地，第三三极管Q3的集电极连接至第二中间继电器K6的控制信号端K6-ON。

具体地，第一运算放大器U5A的1脚为第一运算放大器U5A的输出端，第一运算放大器U5A的2脚为第一运算放大器U5A的反相输入端，第一运算放大器U5A的3脚为第一运算放大器U5A的3脚为第一运算放大器U5A的同相输入端，第一运算放大器U5A的4脚为第一运算放大器U5A的负电源端，第一运算放大器U5A的8脚为第一运算放大器U5A的正电源端。

进一步地，所述第二路24V电池组通过串联的第十三电阻R13和第十二电阻R12连接至所述第二运算放大器U5B的5脚，第二运算放大器U5B的5脚还通过并联的第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十一电容C11和第十八电容C18接地，第二运算放大器U5B的6脚通过第十六电阻R16连接至2.5V电压电源，第二运算放大器U5B的6脚还通过第十二电容C12接地，第二运算放大器U5B的5脚还通过串联的第十七电阻R17和第四二极管D4连接至第二运算放大器U5B的7脚，第四二极管D4的阳极连接至第十七电阻R17，第四二极管D4的阴极连接至第二运算放大器U5B的7脚；第二运算放大器U5B的7脚通过第十八电阻R18连接至第三十七二极管D37的阴极，第三十七二极管D37的阳极连接至第二中间继电器K6的控制信号端K6-ON-2，第二中间继电器K6的控制信号端K6-ON-2还通过第二十八电阻连接至第四三极管Q4的基极，第四三极管Q4的基极还通过并联的第二十九电阻R29和第十五电容C15接地，第四三极管Q4的发射极接地，第四三极管Q4集电极连接至第一中间继电器K5的控制信号端K5-ON。

具体地，所述第二运算放大器U5B的5脚为所述第二运算放大器U5B的同相输入端，所述第二运算放大器U5B的6脚为所述第二运算放大器U5B的反相输入端，所述第二运算放大器U5B的7脚为所述第二运算放大器U5B的输出端。

进一步地，所述第一中间继电器K5的控制信号端K5-ON通过第九电阻R9连接至第一稳压二极管Z1的阴极，第一稳压二极管Z1的阴极还通过并联的第十电阻R10和第九电容C9接地，第一稳压二极管Z1的阳极连接至第一三极管Q1的基极，第一三极管Q1的基极还通过第十一电阻R11接地，第一三极管Q1的发射极接地，第一三极管Q1的集电极连接至第一中间继电器K5的线圈，第一中间继电器K5的线圈的另一端连接至所述第一路24V电池组的正极，第一中间继电器K5的4交通过串联的第三十电阻R30和第二十电容C20连接至第一中间继电器K5的3脚。

具体地，第一中间继电器K5的8脚和1脚分别为第一中间继电器K5的线圈的两端，第一中间继电器K5的3脚为第一中间继电器K5的公共触点，第一中间继电器K5的4脚为第一中间继电器K5的常开触点，第一中间继电器K5的2脚为第一中间继电器K5的常闭触点。

进一步地，所述第二中间继电器K6的控制信号端K6-ON通过第二十四电阻R24连接至第二稳压二极管Z2的阴极，第二稳压二极管Z2的阴极还通过并联的第十九电阻R19和第十三电容C13接地，第二稳压二极管Z2的阳极连接至第二三极管Q2的基极，第二三极管Q2的基极还通过第二十电阻R20接地，第二三极管Q2的发射极接地，第二三极管Q2的集电极连接至第二中间继电器K6的线圈，第二中间继电器K6的线圈的另一端连接至所述第二路24V电池组的正极，第二中间继电器K6的4脚通过串联的第三十五电阻R35和第二十一电容C21连接至第二中间继电器K56的3脚。

具体地，第二中间继电器K6的8脚和1脚分别为第二中间继电器K6的线圈的两端，第二中间继电器K6的3脚为第二中间继电器K6的公共触点，第二中间继电器K6的4脚为第二中间继电器K6的常开触点，第二中间继电器K6的2脚为第二中间继电器K6的常闭触点。

进一步地，所述第三中间继电器K7的8脚连接至第十四三极管Q14的集电极，所述第三中间继电器K7的1脚连接至所述第一路24V电池组的正极，所述第三中间继电器K7的3脚通过第八电阻R8连接至+12V电压电源，所述第三中间继电器K7的4脚连接至第一中间继电器K5的控制信号端K5-ON，所述第三中间继电器K7的2脚连接至第二中间继电器K6的控制信号端K6-ON。

具体地，所述第三中间继电器K7的8脚和1脚分别为所述第三中间继电器K7的线圈的两端，所述第三中间继电器K7的3脚为所述第三中间继电器K7的公共触点，所述第三中间继电器K7的4脚为所述第三中间继电器K7的常开触点，所述第三中间继电器K7的2脚为所述第三中间继电器K7的常闭触点。

具体地，自动切换控制电路包括辅助电路和电池组电压检测控制电路。辅助电路的输入接口分为第一路24V电池组输入接口和第二路24V电池组输入接口，分别连接第一路24V电池组的正负极和第二路24V电池组的正负极，将DC24V电源转换为+12V和2.5V电源，给电池组检测控制电路提供辅助电源。电池组检测控制电路包括第一路24V电池组检测控制电路和第二路24V电池组检测控制电路；第一路24V电池组检测控制电路的输入端连接第一路24V电池组的正负极，对第一路24V电池组的电压进行检测，并控制第一中间继电器K5、第二中间继电器K6、第三中间继电器K7动作；第二路24V电池组检测控制电路的输入端连接第二路24V电池组的正负极，对第二路24V电池组的电压进行检测，控制第一中间继电器K5、第二中间继电器K6的动作。

具体地，自动切换控制电路中，当检测到第一路24V电池组与第二路24V电池组的电压均正常时，第三中间继电器K7吸合，此时，第一中间继电器K5的控制信号K5-ON为+12V电压，第二中间继电器K6的控制信号K6-ON为0V，第一中间继电器K5吸合、第二中间继电器K6断开；当第一路24V电池组欠压、第二路24V电池组的电压正常时，第三中间继电器K7断开，此时，第一中间继电器K5的控制信号K5-ON为0V，第二中间继电器K6的控制信号K6-ON为+12V电压，第二中间继电器K6吸合、第一中间继电器K5断开；当第一路24V电池组和第二路24V电池组均欠压时，第三中间继电器K7断开，此时，第一中间继电器K5的控制信号K5-ON为0V，第二中间继电器K6的控制信号K6-ON为0V，第二中间继电器K6和第一中间继电器K5都断开。

具体地，本实施例中，当电池组检测控制电路检测到第一路24V电池组和第二路24V电池组的电压均正常时，第三中间继电器K7吸合，控制第一中间继电器K5吸合、第二中间继电器K6断开；双备用启动电源控制电路中，第一路24V电池组的24V电压经过第一中间继电器K5的常开触点控制第一直流接触器K1和第二直流接触器K2吸合；双备用启动电源主电路中，第一路24V电池组经过第一直流接触器K1和第二直流接触器K2的主触头给柴油机组启动接口供电。

当24V电池组检测控制电路检测到第一路24V电池组电压异常、第二路24V电池组电压正常时，第三中间继电器K7断开，控制第二中间继电器K6吸合、第一中间继电器K5断开；双备用启动电源控制电路中，第二路24V电池组的24V电压经过第二中间继电器K6的常开触点控制第三直流接触器K3和第四直流接触器K4吸合；双备用启动电源主电路中，第二路24V电池组经过第三直流接触器K3和第四直流接触器K4的主触头给柴油机组启动接口供电。

电池组充电电路中，当交流输入主空开Q1 、第一充电模块交流输入空开、第二充电模块交流输入空开都闭合，第一整流模块Z1和第二整流模块Z2工作后，可分别对第一路24电池组和第二路24V电池组进行充电，保证了电池组的正常运行。

以及，一种柴油发电机组双备用启动电源的启动方法，利用如上所述的柴油发电机组双备用启动电源电路启动柴油发电机组，其步骤包括：

自动切换控制电路中，电池组检测控制电路检测到第一路24V电池组、第二路24V电池组电压都正常时，控制第三中间继电器K7、第一中间继电器K5吸合，第二中间继电器K6关断，从而控制双备用启动电源中的第一直流接触器K1、第二直流接触器K2吸合，第三直流接触器K3、第四直流接触器K4断开，启动电源主电路中第一路24V电池组通过第一直流接触器K1、第二直流接触器K2的主触头给柴油机组启动接口供电；

自动切换控制电路中，电池组检测控制电路检测到第一路24V电池组电压异常、第二路24V电池组电压正常时，控制第一中间继电器K5、第三中间继电器K7断开，第二中间继电器K6吸合，从而控制双备用启动电源控制电路中第三直流接触器K3、第四直流接触器K4吸合，第一直流接触器K1、第二直流接触器K2断开，启动电源主电路中第二路24V电池组通过第三直流接触器K3、第四直流接触器K4的主触头给柴油机组启动接口供电，实现了柴油机组双备用启动电源的供电系统的自动切换功能；

电池组充电单元中，当合上交流输入主空开Q1及第一充电模块交流输入空开、第二充电模块交流输入空开后，分别给第一路24V电池组、第二路24V电池组充电，确保两个24V电池组持续工作。

上述柴油发电机组双备用启动电源电路及启动方法中，所述自动切换控制电路检测两组24V电池组的电压，其中一组24V电池组的电压正常，即可通过相应的直流接触器的主触头为柴油发电机组的油机启动接口供电。两路供电电路，及双备用启动电源控制电路，为保障油机能够顺利启动，不仅对控制系统做了冗余，还对油机启动电源做了双路备份，使用自动切换控制电路对两组24V电池组进行自动切换，实现对油机启动接口供电，使柴油发电机的启动电源工作更加稳定，运行可靠性更高。本发明的产品结构简单，易于生产，成本低廉，便于推广。

需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理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 (10)

1.一种柴油发电机组双备用启动电源电路，其特征在于，包括双备用启动电源主电路、双备用启动电源控制电路、电池组充电电路和自动切换控制电路，所述双备用启动电源主电路包括两组24V电池组、两个直流接触器组和两路启动电源电路，两路所述启动电源电路通过两个直流接触器组将两组24V电池组分别连接至柴油发电机组的油机启动接口，所述双备用启动电源控制电路包括中间继电器组，所述双备用启动电源控制电路通过中间继电器组控制两组所述直流接触器开闭；所述电池组充电电路将交流输入信号分别连接至两组24V电池组；所述自动切换控制电路包括辅助电路和电池组电压检测控制电路，所述辅助电路将两组24V电池组的24V电源转换为12V和2.5V电源，为所述电池组电压检测控制电路提供电源，所述电池组电压检测控制电路用于检测两组24V电池组的输出电压，并控制中间继电器组的开闭。

2.如权利要求1所述的柴油发电机组双备用启动电源电路，其特征在于，两组所述24V电池组包括第一路24V电池组和第二路24V电池组，两个所述直流接触器组包括第一直流接触器组和第二直流接触器组，所述第一直流接触器组包括第一直流接触器K1和第二直流接触器K2，所述第二直流接触器组包括第三直流接触器K3和第四直流接触器K4；所述第一路24V电池组的正极通过所述第一直流接触器K1和所述第二直流接触器K2连接至柴油发电机组的油机启动接口的正极，所述第二路24V电池组的正极通过所述第三直流接触器K3和所述第四直流接触器K4连接至柴油发电机组的油机启动接口的正极，所述第一路24V电池组的负极和所述第二路24V电池组的负极连接至柴油发电机组的油机启动接口的负极；所述第一直流接触器组和所述第二直流接触器组分别用于连通两路所述启动电源电路。

3.如权利要求2所述的柴油发电机组双备用启动电源电路，其特征在于，所述中间继电器组包括第一中间继电器K5、第二中间继电器K6和第三中间继电器K7；所述双备用启动电源控制电路包括第一路启动电源控制电路和第二路启动电源控制电路，所述第一路启动电源控制电路为：所述第一路24V电池组的正极经过所述第一中间继电器K5的常开触点连接至并联的所述第一直流接触器K1和所述第二直流接触器K2的线圈，再经过所述第一直流接触器K1和所述第二直流接触器K2的线圈连接至所述第一路24V电池组的负极；所述第二路启动电源控制电路为：所述第二路24V电池组的正极经过所述第二中间继电器K6的常开触点连接至并联的所述第三直流接触器K3和所述第四直流接触器K4的线圈，再经过所述第三直流接触器K3和所述第四直流接触器K4的线圈连接至所述第二路24V电池组的负极。

4.如权利要求3所述的柴油发电机组双备用启动电源电路，其特征在于，所述电池组充电电路包括交流输入主空开Q1、第一路电池组充电电路和第二路电池组充电电路，所述第一路电池组充电电路和所述第二路电池组充电电路并联于所述交流输入主空开Q1的输出端；所述第一路电池组充电电路包括依次串联的第一充电模块交流输入空开和第一整流模块Z1，所述第一充电模块交流输入空开的输入端连接至所述交流输入主空开Q1的输出端，所述第一充电模块交流输入空开的输出端连接至所述第一整流模块Z1的输入端，所述第一整流模块Z1的输出端连接至所述第一路24V电池组；所述第二路电池组充电电路包括依次串联的第二充电模块交流输入空开和第二整流模块Z2，所述第二充电模块交流输入空开的输入端连接至所述交流输入主空开Q1的输出端，所述第二充电模块交流输入空开的输出端连接至所述第二整流模块Z2的输入端，所述第二整流模块Z2的输出端连接至所述第二路24V电池组。

5.如权利要求4所述的柴油发电机组双备用启动电源电路，其特征在于，所述自动切换控制电路的地与两组24V电池组的负极连接在一起；所述辅助电路的输入端并联有所述第一路24V电池组和所述第二路24V电池组，所述第一路24V电池组的正负极之间并联有第五十三电容C53和第七十九电容C79，所述第二路24V电池组的正负极之间并联有第一电容C1和第二电容C2，所述第一路24V电池组的正极通过串联的第五十二极管D50和第五保险管F5连接第一开关S1的输入端，所述第二路24V电池组的正极通过串联的第一二极管D1和第一保险管F1连接至第一开关S1的输入端，所述第一路24V电池组的负极和所述第二路24V电池组的负极接地；所述第一开关S1的输出端通过第一六十电阻R160连接至第二三端稳压管U2的1脚，第二三端稳压管U2的1脚通过并联的第三电容C3和第四电容C4接地，第二三端稳压管U2的2脚接地，第二三端稳压管U2的3脚连接至第一三端稳压管U1的1脚，第一三端稳压管U1的1脚通过第二十四电容C24接地，第一三端稳压管U1的2脚接地，第一三端稳压管U1的3脚通过并联的第五电容C5和第十六电容C16接地，第一三端稳压管U1的3脚为所述辅助电路的+12V输出端；所述辅助电路的+12V输出端连接至第十六三端稳压管U16的1脚和2脚，第十六三端稳压管U16的1脚通过第一五四电容C154接地，第十六三端稳压管U16的3脚接地，第十六三端稳压管U16的2脚为所述辅助电路的2.5V输出端。

6.如权利要求5所述的柴油发电机组双备用启动电源电路，其特征在于，所述电池组电压检测控制电路包括一对运算放大器，一对所述运算放大器分别用于检测两组24V电池组的输出电压，一对所述运算放大器包括第一运算放大器U5A和第二运算放大器U5B；所述第一路24V电池组通过串联的第一电阻R1和第二十七电阻R27连接至第一运算放大器U5A的3脚，第一运算放大器U5A的3脚还通过并联的第二电阻R2、第三电阻R3、第六电容C6和第十九电容C19接地，第一运算放大器U5A的2脚通过第四电阻R4连接至2.5V电压电源，第一运算放大器U5A的2脚还通过第七电容C7接地，第一运算放大器U5A的3脚还通过串联的第五电阻R5和第六二极管D6连接至第一运算放大器U5A的1脚，第六二极管D6的阳极连接至第五电容C5，第六二极管D6的阴极连接至第一运算放大器U5A的1脚，第一运算放大器U5A的8脚连接至+12V电压电源，第一运算放大器U5A的4脚接地，第一运算放大器的1脚通过第六电阻R6连接至第十四三极管Q14的基极，第十四三极管Q14的基极还通过并联的第七电阻R7和第八电容C8接地，第十四三极管Q14的发射极接地；第一运算放大器的1脚还通过第二十五电阻R25连接至第三三极管Q3的基极，第三三极管Q3的基极还通过并联的第二十六电阻R26和第十电容C10接地，第三三极管Q3的集电极连接至第二中间继电器K6的控制信号端K6-ON。

7.如权利要求6所述的柴油发电机组双备用启动电源电路，其特征在于，所述第二路24V电池组通过串联的第十三电阻R13和第十二电阻R12连接至所述第二运算放大器U5B的5脚，第二运算放大器U5B的5脚还通过并联的第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十一电容C11和第十八电容C18接地，第二运算放大器U5B的6脚通过第十六电阻R16连接至2.5V电压电源，第二运算放大器U5B的6脚还通过第十二电容C12接地，第二运算放大器U5B的5脚还通过串联的第十七电阻R17和第四二极管D4连接至第二运算放大器U5B的7脚，第四二极管D4的阳极连接至第十七电阻R17，第四二极管D4的阴极连接至第二运算放大器U5B的7脚；第二运算放大器U5B的7脚通过第十八电阻R18连接至第三十七二极管D37的阴极，第三十七二极管D37的阳极连接至第二中间继电器K6的控制信号端K6-ON-2，第二中间继电器K6的控制信号端K6-ON-2还通过第二十八电阻连接至第四三极管Q4的基极，第四三极管Q4的基极还通过并联的第二十九电阻R29和第十五电容C15接地，第四三极管Q4的发射极接地，第四三极管Q4集电极连接至第一中间继电器K5的控制信号端K5-ON。

8.如权利要求7所述的柴油发电机组双备用启动电源电路，其特征在于，所述第一中间继电器K5的控制信号端K5-ON通过第九电阻R9连接至第一稳压二极管Z1的阴极，第一稳压二极管Z1的阴极还通过并联的第十电阻R10和第九电容C9接地，第一稳压二极管Z1的阳极连接至第一三极管Q1的基极，第一三极管Q1的基极还通过第十一电阻R11接地，第一三极管Q1的发射极接地，第一三极管Q1的集电极连接至第一中间继电器K5的线圈，第一中间继电器K5的线圈的另一端连接至所述第一路24V电池组的正极，第一中间继电器K5的4交通过串联的第三十电阻R30和第二十电容C20连接至第一中间继电器K5的3脚；所述第二中间继电器K6的控制信号端K6-ON通过第二十四电阻R24连接至第二稳压二极管Z2的阴极，第二稳压二极管Z2的阴极还通过并联的第十九电阻R19和第十三电容C13接地，第二稳压二极管Z2的阳极连接至第二三极管Q2的基极，第二三极管Q2的基极还通过第二十电阻R20接地，第二三极管Q2的发射极接地，第二三极管Q2的集电极连接至第二中间继电器K6的线圈，第二中间继电器K6的线圈的另一端连接至所述第二路24V电池组的正极，第二中间继电器K6的4脚通过串联的第三十五电阻R35和第二十一电容C21连接至第二中间继电器K56的3脚。

9.如权利要求8所述的柴油发电机组双备用启动电源电路，其特征在于，所述第三中间继电器K7的8脚连接至第十四三极管Q14的集电极，所述第三中间继电器K7的1脚连接至所述第一路24V电池组的正极，所述第三中间继电器K7的3脚通过第八电阻R8连接至+12V电压电源，所述第三中间继电器K7的4脚连接至第一中间继电器K5的控制信号端K5-ON，所述第三中间继电器K7的2脚连接至第二中间继电器K6的控制信号端K6-ON。

10.一种柴油发电机组双备用启动电源的启动方法，其特征在于，利用如权利要求1-9所述的柴油发电机组双备用启动电源电路启动柴油发电机组，其步骤包括：

自动切换控制电路中，电池组检测控制电路检测到第一路24V电池组、第二路24V电池组电压都正常时，控制第三中间继电器K7、第一中间继电器K5吸合，第二中间继电器K6关断，从而控制双备用启动电源中的第一直流接触器K1、第二直流接触器K2吸合，第三直流接触器K3、第四直流接触器K4断开，启动电源主电路中第一路24V电池组通过第一直流接触器K1、第二直流接触器K2的主触头给柴油机组启动接口供电；

自动切换控制电路中，电池组检测控制电路检测到第一路24V电池组电压异常、第二路24V电池组电压正常时，控制第一中间继电器K5、第三中间继电器K7断开，第二中间继电器K6吸合，从而控制双备用启动电源控制电路中第三直流接触器K3、第四直流接触器K4吸合，第一直流接触器K1、第二直流接触器K2断开，启动电源主电路中第二路24V电池组通过第三直流接触器K3、第四直流接触器K4的主触头给柴油机组启动接口供电，实现了柴油机组双备用启动电源的供电系统的自动切换功能；

电池组充电单元中，当合上交流输入主空开Q1及第一充电模块交流输入空开、第二充电模块交流输入空开后，分别给第一路24V电池组、第二路24V电池组充电，确保两个24V电池组持续工作。

Images