CN114512864A - 放电端子及包括其的不间断电源系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种放电端子及包括其的不间断电源系统，放电端子包括：第一端子，其包括与第一直流储能装置的正极和负极分别连接的第一正极端子和第一负极端子，以及电连接至第一直流储能装置的第一预充电端子；第二端子，其包括与第二直流储能装置的正极和负极分别连接的第二正极端子和第二负极端子，以及电连接至第二直流储能装置的第二预充电端子；以及限流元件，其与第一或第二预充电端子串联连接；当第一端子在第一插入位置时，第一和第二预充电端子电连接，第一和第二正极端子相分离且第一和第二负极端子电连接；或第一和第二正极端子电连接且第一和第二负极端子相分离。本发明的放电端子能够避免第一端子和第二端子在插接时产生电火花。

Description

放电端子及包括其的不间断电源系统

技术领域

本发明涉及接线端子领域，具体涉及一种放电端子及包括其的不间断电源系统。

背景技术

不间断电源能够稳定、不间断地给负载进行供电，广泛地应用于信息技术、网络服务器、数据存储中心、交通、医院和金融等领域。当市电正常时，由市电对负载进行供电。当市电异常时，切换到蓄电池供电，逆变器将直流电逆变成所需的交流电以对负载进行供电。

蓄电池通常作为单独的产品进行销售，客户根据需要选择合适的蓄电池，在安装和维护蓄电池的过程中，需要将蓄电池的接线端子插入不间断电源的直流输入端的接线端子，或从不间断电源的直流输入端的接线端子拔出蓄电池的接线端子。

图1是现有技术中的一种不间断电源系统的方框图。如图1所示，不间断电源系统包括电池11、电容C1、连接在电池11和电容C1之间的放电端子14，以及不间断电源电路15，不间断电源电路15的直流输入端连接至电容C1的两端。放电端子14包括可插拔连接的电池端子12和电容端子13，电池端子12包括电池正极端子121和电池负极端子123，其分别连接至电池11的正极和负极，电容端子13包括电容正极端子131和电容负极端子133，其连接至电容C1的两端。

当电池端子12插入电容端子13中时，电池正极端子121连接至电容正极端子131，且电池负极端子123连接至电容负极端子133，电池11通过处于导通状态的放电端子14对电容C1进行充电，不间断电源15利用电容C1储存的电能对负载供电。

但是当客户将电池端子12插入电容端子13的瞬间，电池11和电容C1之间的充电路径中容易产生电火花，从而带来安全隐患。

发明内容

针对现有技术存在的上述技术问题，本发明提供了一种放电端子，包括：

第一端子，其包括与第一直流储能装置的正极和负极分别连接的第一正极端子和第一负极端子，以及电连接至所述第一直流储能装置的第一预充电端子；

第二端子，其包括与第二直流储能装置的正极和负极分别连接的第二正极端子和第二负极端子，以及电连接至所述第二直流储能装置的第二预充电端子；以及

限流元件，其与所述第一预充电端子或第二预充电端子串联连接；

其中，当所述第一端子在第一插入位置时，所述第一和第二预充电端子电连接，所述第一和第二正极端子相分离，且所述第一和第二负极端子电连接；或所述第一和第二预充电端子电连接，所述第一和第二正极端子电连接，且所述第一和第二负极端子相分离；以及

当所述第一端子在第二插入位置时，所述第一预充电端子与第二预充电端子电连接，所述第一正极端子和第二正极端子电连接，且所述第一负极端子和所述第二负极端子电连接。

优选的，所述限流元件连接在所述第一预充电端子与所述第一直流储能装置的正极或负极之间，或连接在所述第二预充电端子与所述第二直流储能装置的正极或负极之间。

优选的，所述限流元件为电阻，所述第一直流储能装置是可充电电池，第二直流储能装置是电容。

优选的，所述第一端子和第二端子被构造为可插拔连接。

优选的，所述第一端子还包括：相对设置的第一端子上壳和第一端子下壳，其用于容纳所述第一正极端子、第一负极端子和第一预充电端子；以及固定在所述第一端子上壳上的插扣，所述插扣用于使得所述第一端子限位在所述第一插入位置和固定在所述第二插入位置。

优选的，所述插扣包括：固定部，其固定在所述第一端子上壳的外侧壁上；凸起部，其被构造为远离所述第一端子下壳的方向延伸；以及按压部，其用于驱动所述凸起部朝向靠近所述第一端子下壳的方向运动。

优选的，所述第一端子还包括台阶部，所述台阶部固定在所述第一端子上壳的外侧壁上且靠近所述第一端子的插入端，所述插扣的固定部固定在所述台阶部上，且与所述台阶部位于同一平面上。

优选的，所述第二端子还包括：相对设置的第二端子上壳和第二端子下壳，其用于容纳所述第二正极端子、第二预充电端子和第二负极端子；以及插扣凹槽，其布置在所述第二端子上壳且位于所述第二端子的插入端；其中，当所述第一端子在第一插入位置时，所述插扣凹槽抵靠所述插扣的凸起部，以及当所述第一端子在第二插入位置时，所述插扣凹槽用于容纳所述插扣的一部分。

优选的，所述插扣凹槽具有限位容纳部，当所述第一端子在第二插入位置时，所述限位容纳部用于容纳所述插扣的凸起部。

优选的，所述限位容纳部为贯穿所述插扣凹槽的限位孔，所述限位孔的形状与所述插扣的凸起部的形状相适配。

本发明还提供了一种不间断电源系统，包括：

第一直流储能装置；

第二直流储能装置；

如上所述的放电端子，其连接在所述第一直流储能装置和第二直流储能装置之间；以及

不间断电源电路，其直流输入端连接至所述第二直流储能装置。

本发明的放电端子能够避免第一端子和第二端子在插接过程中引起的电火花，且并未增加放电回路的负载，且未降低放电效率。

操作员在将第一端子和第二端子插接过程中，通过操作插扣能够避免一次性将第一端子插入到第二插入位置而造成电火花。

插扣的凸起部位于限位容纳部，确保第一端子位于第二插入位置，且和第二端子的相对位置保持不变。

插扣的固定部固定在台阶部上，且与台阶部在同一个平面上，由此提高了操作安全性。

附图说明

以下参照附图对本发明实施例作进一步说明，其中：

图1是现有技术中的一种不间断电源系统的方框图。

图2是根据本发明第一个实施例的不间断电源系统的方框图。

图3是图2所示的电池端子处于第一插入位置时的方框图。

图4是图2所示的电池端子处于第二插入位置时的方框图。

图5是图2中的电池端子和电容端子的立体示意图。

图6是图5所示的电池端子的分解图。

图7是图5所示的电容端子的分解图。

图8是图5所示的电池端子的插入端的一部分插入电容端子的立体示意图。

图9是图5所示的电池端子的插入端完全插入电容端子的立体示意图。

图10是根据本发明第二个实施例的不间断电源系统的方框图。

图11是根据本发明第三个实施例的不间断电源系统的方框图。

图12是根据本发明第四个实施例的不间断电源系统的方框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图通过具体实施例对本发明进一步详细说明。

图2是根据本发明第一个实施例的不间断电源系统的方框图。如图2所示，不间断电源系统包括电池21、电容C2、连接在电池21和电容C2之间的放电端子24和不间断电源电路25。放电端子24包括可插拔连接的电池端子22和电容端子23，以及电阻R2，电池端子22包括连接至电池21的正极的预充电端子221和电池正极端子222，以及连接至电池21的负极的电池负极端子223，电容端子23包括连接至电容C2的正极的预充电端子231和电容正极端子232以及连接至电容C2的负极的电容负极端子233，电阻R2与预充电端子231串联且连接在预充电端子231和电容C2的正极之间。

图3是图2所示的电池端子处于第一插入位置时的方框图。如图3所示，将电池端子22的一部分插入电容端子23中且使得电池端子22处于预充电位置，此时预充电端子221与预充电端子231电连接，电池负极端子223与电容负极端子233电连接，且电池正极端子222与电容正极端子232相距一定的距离且相隔离。此时形成的电流回路如下：电池21的正极、预充电端子221、预充电端子231、电阻R2、电容C2、电容负极端子233、电池负极端子223和电池21的负极。电池21通过串联的预充电端子221、预充电端子231和电阻R2对电容C2进行预充电，在预充电阶段，电阻R2限制充电电流，避免由较大电流引起的电火花。

图4是图2所示的电池端子处于第二插入位置时的方框图。如图4所示，将电池端子22完全插入电容端子23中且使得电池端子22处于完全插入位置，此时预充电端子221与预充电端子231电连接，电池正极端子222与电容正极端子232电连接，电池负极端子223与电容负极端子233电连接。串联的电池正极端子222和电容正极端子232用于使得电阻R2短路，此时形成的电流回路如下：电池21的正极、电池正极端子222、电容正极端子232、电容C2、电容负极端子233、电池负极端子223和电池21的负极。电池21通过串联的电池正极端子222和电容正极端子232，以及串联的电池负极端子223和电容负极端子233继续对电容C2进行充电。

首先，将电池端子22插入预充电位置时，电阻R2限制了电池21对电容C2的预充电电流的大小，避免产生电火花。随后，将电池端子22进一步插入到完全插入位置时，电阻R2被短路，此时可插拔连接的电池端子22和电容端子23之间并未增加充电回路中的电阻，电池21通过接线端子直接对电容C2进行充电，因此并未降低电池21的放电效率。

图5是图2中的电池端子和电容端子的立体示意图，图6是图5所示的电池端子的分解图，图7是图5所示的电容端子的分解图。如图5所示，电池端子22能够可插拔连接至电容端子23，即电池端子22的插入端能够沿着插入方向A插入电容端子23的插入端中。

如图5和6所示，电池端子22包括相对设置的电池端子上壳224和电池端子下壳225，以及位于电池端子上壳224和电池端子下壳225限定的容纳空间中的预充电端子221、电池正极端子222和电池负极端子223。预充电端子221、电池正极端子222和电池负极端子223平行排列，其一端作为插入端且插入端大体上位于同一端面上，其另一端分别电连接至导线221’、222’和223’。预充电端子221、电池正极端子222和电池负极端子223可以选用市场上现有的接线端子，例如选用市场上销售的安德森插头，其具体形状和结构在此不再予以详细描述。电池端子22还包括台阶部226和固定在台阶部226上的插扣227。台阶部226固定在电池端子上壳224的外侧壁上且靠近电池端子22的插入端。插扣227大体上呈弯折的板状，其包括固定部2271、按压部2273以及位于固定部2271和按压部2273之间的凸起部2272，固定部2271固定在台阶部226上且与台阶部226位于同一平面上，按压部2273作为插扣227的自由端，当操作者施加一定作用力至按压部2273时，按压部2273将朝向靠近电池端子下壳225的方向运动，从而驱动凸起部2272同样朝向靠近电池端子下壳225的方向运动。

如图5和图7所示，电容端子23包括相对设置的电容端子上壳234和电容端子下壳235，位于电容端子上壳234和电容端子下壳235限定的容纳空间中的预充电端子231、电容正极端子232和电容负极端子233。预充电端子231、电容正极端子232和电容负极端子233平行排列，其一端作为插入端，另一端分别电连接至导线231’、232’和233’。预充电端子231和电容负极端子233的插入端大体上位于同一端面上，预充电端子231和电容负极端子233在平行于插入方向A上具有相同的长度，且大于电容正极端子232在插入方向A上的长度。电容端子23还包括布置在电容端子上壳234的插扣凹槽236，其中插扣凹槽236远离电容端子下壳235的方向凸起。插扣凹槽236限定了大体上呈长方体状的容纳空间2361，其用于容纳台阶部226和插扣227的一部分。插扣凹槽236具有限位容纳部237，限位容纳部237的形状与插扣227的凸起部2272的形状相适配，且用于容纳凸起部2272，限位容纳部237被构造为贯穿插扣凹槽236的限位孔。

下面结合图5、8和图9来说明电池端子22和电容端子23的插入过程，以介绍本发明的放电端子24的作用。

再次参考图5所示，首先将电池端子22的插入端对准电容端子23的插入端，再将电池端子22的插入端沿着插入方向A插入电容端子23的插入端。

图8是图5所示的电池端子的插入端的一部分插入电容端子的立体示意图。如图8所示，电池端子22上的台阶部226位于插扣凹槽236限定的容纳空间2361中，凸起部2272位于插扣凹槽236的外部，且抵靠插扣凹槽236的边缘，由此插扣凹槽236的边缘阻止了凸起部2272继续沿着插入方向A插入到电容端子23中。此时电池端子22和电容端子23电连接的方框图参见图3所示，预充电端子221与预充电端子231紧密接触，电容负极端子223与电容负极端子233紧密接触，且电池正极端子222与电容正极端子232之间相分离。

经过预定的时间后，操作员按压插扣227上的按压部2273，使按压部2273靠近电池端子下壳225的方向运动，按压部2273驱动凸起部2272远离插扣凹槽236的方向运动，使得凸起部2272能够沿着插入方向A继续运动，最后将电池端子22的插入端沿着插入方向A完全插入到电容端子23的插入端中。

图9是图5所示的电池端子的插入端完全插入电容端子的立体示意图。如图9所示，松开施加在按压部2273的作用力后，插扣227在弹性恢复力的作用下使得凸起部2272从限位容纳部237中伸出来，并且位于限位容纳部237中，由此电池端子22和电容端子23之间的相对位置保持不变。此时电池端子22和电容端子23电连接的方框图参见图4所示，预充电端子221与预充电端子231紧密接触，电池正极端子222与电容正极端子232紧密接触，且电池负极端子223与电容负极端子233紧密接触。此时电池21继续对电容C2进行充电。

当需要将电池端子22从电容端子23中拔出来时，首先向下压住插扣227的按压部2273，使得凸起部2272与限位容纳部237相分离，然后沿着拔出方向(与插入方向A相反)拔出电池端子22，即可实现电池端子22和电容端子23相分离。

电池端子22插入电容端子23中时，在没有操作插扣227的情况下，插扣227的凸起部2272抵靠插扣凹槽236的边缘，使得电池端子22保持在预充电位置，避免操作员一次性将电池端子22插入到完全插入位置而造成电火花。当凸起部2272位于插扣凹槽236上的限位容纳部237中时，电池端子22和电容端子23固定连接且使得电池端子22保持在完全插入位置。

插扣227大体上呈板状，其固定部2271固定在台阶部226上，且与台阶部226大体上在同一个平面上，由此增加了按压部2273与预充电端子221、电池正极端子222的间距，在按压插扣227的按压部2273的过程中，能够避免按压部2273接触到带电的预充电端子221和电池正极端子222造成触电危险。

限位容纳部237为贯穿插扣凹槽236的限位孔，当电池端子22位于完全插入位置时，插扣227的凸起部2272位于限位容纳部237中且从限位容纳部237中伸出，此时操作员在插入电池端子22的过程中能够直观地看到凸起部2272从限位容纳部237中伸出来，从而确定电池端子22处于完全插入位置。

图10是根据本发明第二个实施例的不间断电源系统的方框图。如图10所示，其与图2基本相同，区别在于，电阻R3与预充电端子321串联连接，且连接在预充电端子321和电池31的正极之间，预充电端子331连接至电容C3的正极。

图11是根据本发明第三个实施例的不间断电源系统的方框图。如图11所示，其与图2基本相同，区别在于，电池端子42中的预充电端子423连接至电池41的负极，电阻R4与电容端子43中的预充电端子433串联，且连接在预充电端子433与电容C4的负极之间，电容正极端子431和预充电端子433的插入端大体上在同一平面上，且在插入方向的长度大于电容负极端子432的长度。

图12是根据本发明第四个实施例的不间断电源系统的方框图。如图12所示，其与图11基本相同，区别在于，电阻R5与电池端子52的预充电端子523串联连接，且连接在电池51的负极和预充电端子523之间，电容端子53的预充电端子533连接至电容C5的负极。

在本发明的其他实施例中，插扣凹槽的限位容纳部还可以是设置在插扣凹槽的内侧壁上的凹槽或卡合件，用于将电池端子的插扣限制在完全插入位置。

本发明的电池端子中的电池正极端子、电池负极端子和预充电端子，以及电容端子中的电容正极端子、电容负极端子和预充电端子并不限于采用安德森型号的接线端子，在符合安规要求的情况下，还可以采用其他形状的接线端子。

本发明并不意欲限定电阻的具体电阻值，其可以根据电池的电压以及电容的电容值来选择较佳电阻值的电阻。电池端子在第一插入位置的时间(即电容的预充电时间)根据电阻和电容构成的RC电路的RC时间常数来确定。

在本发明的其他实施例中，还可以采用能够限制充电电流电流大小的其他限流元件代替上述实施例中的电阻。

本发明的不间断电源系统中的电池和电容仅为了举例说明，在本发明的其他实施例中，电池和/或电容还可以被替换为其他的直流储能装置。

虽然本发明已经通过优选实施例进行了描述，然而本发明并非局限于这里所描述的实施例，在不脱离本发明范围的情况下还包括所作出的各种改变以及变化。

Claims (11)

1.一种放电端子，其特征在于，包括：

第一端子，其包括与第一直流储能装置的正极和负极分别连接的第一正极端子和第一负极端子，以及电连接至所述第一直流储能装置的第一预充电端子；

第二端子，其包括与第二直流储能装置的正极和负极分别连接的第二正极端子和第二负极端子，以及电连接至所述第二直流储能装置的第二预充电端子；以及

限流元件，其与所述第一预充电端子或第二预充电端子串联连接；

其中，当所述第一端子在第一插入位置时，所述第一和第二预充电端子电连接，所述第一和第二正极端子相分离，且所述第一和第二负极端子电连接；或所述第一和第二预充电端子电连接，所述第一和第二正极端子电连接，且所述第一和第二负极端子相分离；以及

当所述第一端子在第二插入位置时，所述第一预充电端子与第二预充电端子电连接，所述第一正极端子和第二正极端子电连接，且所述第一负极端子和所述第二负极端子电连接。

2.根据权利要求1所述的放电端子，其特征在于，所述限流元件连接在所述第一预充电端子与所述第一直流储能装置的正极或负极之间，或连接在所述第二预充电端子与所述第二直流储能装置的正极或负极之间。

3.根据权利要求1所述的放电端子，其特征在于，所述限流元件为电阻，所述第一直流储能装置是可充电电池，第二直流储能装置是电容。

4.根据权利要求1所述的放电端子，其特征在于，所述第一端子和第二端子被构造为可插拔连接。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的放电端子，其特征在于，所述第一端子还包括：

相对设置的第一端子上壳和第一端子下壳，其用于容纳所述第一正极端子、第一负极端子和第一预充电端子；以及

固定在所述第一端子上壳上的插扣，所述插扣用于使得所述第一端子限位在所述第一插入位置和固定在所述第二插入位置。

6.根据权利要求5所述的放电端子，其特征在于，所述插扣包括：

固定部，其固定在所述第一端子上壳的外侧壁上；

凸起部，其被构造为远离所述第一端子下壳的方向延伸；以及

按压部，其用于驱动所述凸起部朝向靠近所述第一端子下壳的方向运动。

7.根据权利要求6所述的放电端子，其特征在于，所述第一端子还包括台阶部，所述台阶部固定在所述第一端子上壳的外侧壁上且靠近所述第一端子的插入端，所述插扣的固定部固定在所述台阶部上，且与所述台阶部位于同一平面上。

8.根据权利要求6所述的放电端子，其特征在于，所述第二端子还包括：

相对设置的第二端子上壳和第二端子下壳，其用于容纳所述第二正极端子、第二预充电端子和第二负极端子；以及

插扣凹槽，其布置在所述第二端子上壳且位于所述第二端子的插入端；

其中，当所述第一端子在第一插入位置时，所述插扣凹槽抵靠所述插扣的凸起部，以及当所述第一端子在第二插入位置时，所述插扣凹槽用于容纳所述插扣的一部分。

9.根据权利要求8所述的放电端子，其特征在于，所述插扣凹槽具有限位容纳部，当所述第一端子在第二插入位置时，所述限位容纳部用于容纳所述插扣的凸起部。

10.根据权利要求9所述的放电端子，其特征在于，所述限位容纳部为贯穿所述插扣凹槽的限位孔，所述限位孔的形状与所述插扣的凸起部的形状相适配。

11.一种不间断电源系统，其特征在于，包括：

第一直流储能装置；

第二直流储能装置；

如权利要求1至10中任一项所述的放电端子，其连接在所述第一直流储能装置和第二直流储能装置之间；以及

不间断电源电路，其直流输入端连接至所述第二直流储能装置。

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