CN116545074B

CN116545074B - 充电控制方法及不间断电源

Info

Publication number: CN116545074B
Application number: CN202310796374.8A
Authority: CN
Inventors: 李振玮
Original assignee: Guangzhou Kingroad Electrical Equipment Co ltd
Current assignee: Guangzhou Kingroad Electrical Equipment Co ltd
Priority date: 2023-07-03
Filing date: 2023-07-03
Publication date: 2024-02-20
Anticipated expiration: 2043-07-03
Also published as: CN116545074A

Abstract

本发明具体涉及一种充电控制方法及不间断电源，其不间断电源包括主电池BAT、第一缓存电容C1、第二缓存电容C2，还包括控制电路U，第一缓存电容C1、主电池BAT、数字电位器RP、第二开关Q2、第三开关Q3串联，第三开关Q3、第二开关Q2的控制线与控制电路U电连接，主电池BAT、数字电位器RP、第一开关Q1、第二缓存电容C2串联，第一开关Q1控制线与控制电路U电连接，数字电位器RP控制线也与控制电路U电连接，控制电路U还用于控制第一开关Q1、第二开关Q2、第三开关Q3的导通状态进而实现对第一缓存电容C1或第二缓存电容C2的充电，控制电路U用于控制数字电位器RP的电阻数值从大到小变化进而控制第一缓存电容C1或第二缓存电容C2软启动。

Description

充电控制方法及不间断电源

技术领域

本发明属于电业领域，具体涉及一种充电控制方法及不间断电源。

背景技术

现有技术之中为了让不间断电源充电避免尖峰电流的破坏，经常需要在不间断电源的设计及应用中设置软启动，比如图 1 ，这种现有技术的不间断电源首先保持第一继电器Relay1导通，第一开关管Q1断开及第二开关管Q2断开，电池BAT给两个电容均充电，开始电容均具有较低的电压，然后控制不间断电源中第一继电器Relay1导通、第二继电器Relay2断开、第一开关管Q1断开及第二开关管Q2导通，这样，第一继电器Relay1、第1电感L1、第一二极管D1、第一电容C1、第二开关管Q2和第二电感L2构成充电回路；电池BAT通过充电回路对第一电容C1进行充电，第一电容C1则能够具有更高的电压，即现有技术通过这种将某一个电容暂时短路的方式对另外一个电容逐渐提高电压以避免尖峰电流的破坏，不过很容易理解到现有技术的，这种的电容逐渐提高电压的软启动效果不明显，比如上述的技术只能够实现两个梯度，或几个梯度的软启动，也即一般只能实现电压由0到1/2再到标准电压的梯度，或实现电压由0到1/3再到2/3，再到标准电压的梯度等。一般很难实现超过10个梯度的软启动，所以仍然存在尖峰电流的破坏，对于要求更高的场景不能满足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种充电控制方法及不间断电源，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

不间断电源，包括主电池BAT、第一缓存电容C1、第二缓存电容C2，还包括控制电路U，第一缓存电容C1、主电池BAT、数字电位器RP、第二开关Q2、第三开关Q3串联，第三开关Q3、第二开关Q2的控制线与控制电路U电连接，主电池BAT、数字电位器RP、第一开关Q1、第二缓存电容C2串联，第一开关Q1控制线与控制电路U电连接，数字电位器RP控制线也与控制电路U电连接，控制电路U还用于控制第一开关Q1、第二开关Q2、第三开关Q3的导通状态进而实现对第一缓存电容C1或第二缓存电容C2的充电，控制电路U用于控制数字电位器RP的电阻数值从大到小变化进而控制第一缓存电容C1或第二缓存电容C2软启动。

进一步，所述第一开关Q1、第二开关Q2、第三开关Q3均采用mos管，第一开关Q1、第二开关Q2、第三开关Q3对应的mos管栅极与控制电路U电连接。

进一步，所述控制电路U采用单片机。

进一步，第一缓存电容C1还串联一个二极管D1, 二极管D1设置在主电池BAT正极与第一缓存电容C1之间，第二缓存电容C2还串联一个二极管D2 ，二极管D2设置在主电池BAT负极与第二缓存电容C2之间，第一缓存电容C1、第二缓存电容C2均与地线N电连接。

充电控制方法，包括步骤有，步骤1，先将第一缓存电容C1、主电池BAT、数字电位器RP、第二开关Q2、第三开关Q3串联，控制电路U控制数字电位器RP的电阻数值移位到最大值，

然后步骤2，控制电路U控制第二开关Q2、第三开关Q3导通，并且控制电路U控制第一开关Q1关闭，控制电路U控制数字电位器RP的电阻数值降低一个数值，以增加第一缓存电容C1的两端电压，然后控制电路U控制第二开关Q2、第三开关Q3关闭，将主电池BAT、数字电位器RP、第一开关Q1、第二缓存电容C2串联且控制电路U控制第一开关Q1开启以增加第二缓存电容C2两端电压；

然后，重复步骤2，直到第一缓存电容C1、第二缓存电容C2均获得目标电压。

进一步，所述控制电路U控制数字电位器RP的电阻数值降低一个数值，具体为每次减少一个相对原电阻数值的比例值a_i，其中的i具体指第i次降低操作。

进一步，所述控制电路U控制数字电位器RP的电阻数值降低一个数值具体为每次减少一个相对原电阻数值的比例值a_i，确定每一次比例值a_i包括，首先固定主电池BAT、第一缓存电容C1、第二缓存电容C2、数字电位器RP的规格型号，将每次控制电路U控制数字电位器RP的电阻数值降低一个数值的具体方式设置为带时间格式的参数（t_i，a_i），其中的i具体指第i次降低操作，其中的t_i具体指第i次降低操作持续的时间，其中的a_i具体指第i次降低操作所减少的相对原电阻数值的比例值，通过统计数据建立每一个具体降低操作方式所对应的软启动风险概率p_i，p_i即参数为（t_i，a_i）的第i次降低操作对应电路冲击破坏的概率，然后指定软启动风险e1与软启动效率权重e2，则对每一具体的软启动方案{（t₁，a₁），（t₂，a₂），（t₃，a₃）.......（t_i，a_i）.......（t_n，a_n）}可以计算对应的软启动评分Q=+/>，其中的n为降低操作次数，然后从若干可选的软启动方案中以软启动评分Q最小的软启动方案配置具体的软启动过程，由此确定每一次的比例值a_i。

有益效果

本申请能够实现让不间断电源的充电避免尖峰电流的破坏，因为数字电位器可以调整的电阻区间很宽，所以本申请能够设置更多的充电梯度，而且软启动方案配置具体的软启动过程可以实现兼顾软启动的效果与充电效率。

附图说明

图1为现有技术中不间断电源的电路图;

图2为本申请中的不间断电源的电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请公开的充电控制方法，其应用在不间断电源，如图2该不间断电源包括主电池BAT、第一缓存电容C1、第二缓存电容C2，还包括控制电路U，第一缓存电容C1、主电池BAT、数字电位器RP、第二开关Q2、第三开关Q3串联，第三开关Q3、第二开关Q2的控制线与控制电路U电连接，主电池BAT、数字电位器RP、第一开关Q1、第二缓存电容C2串联，第一开关Q1控制线与控制电路U电连接，数字电位器RP控制线也与控制电路U电连接，控制电路U还用于控制第一开关Q1、第二开关Q2、第三开关Q3的导通状态进而实现对第一缓存电容C1或第二缓存电容C2的充电，控制电路U用于控制数字电位器RP的电阻数值从大到小变化进而控制第一缓存电容C1或第二缓存电容C2的软启动。

本申请公开的充电控制方法包括步骤有，

步骤1，先将第一缓存电容C1、主电池BAT、数字电位器RP、第二开关Q2、第三开关Q3串联，控制电路U控制数字电位器RP的电阻数值移位到最大值，

优选地所述控制电路U控制数字电位器RP的电阻数值降低一个数值，具体为每次减少一个相对原电阻数值的比例值a_i，比如0.1，其中的i具体指第i次降低操作。

在实施之中，通过缓慢的降低数字电位器RP的电阻数值可以有效的实现对充电的软启动，通常每次减少一个相对原电阻数值的比例值a_i的具体数值越小并且降低操作次数越多越好，因为这样软启动的效果更好不过这样也会造成充电效率低，因为需要反复的控制和调整且对开关的寿命有一定影响，所以为了实现兼顾软启动的效果与充电效率需要确定较佳的软启动方案，因为主电池BAT、第一缓存电容C1、第二缓存电容C2的规格不同，并且数字电位器RP性能也不固定，所以确定软启动方案需要数据的统计和配置。

在优选的实施之中，首先固定主电池BAT、第一缓存电容C1、第二缓存电容C2、数字电位器RP的规格型号，将每次控制电路U控制数字电位器RP的电阻数值降低一个数值的具体方式设置为带时间格式的参数（t_i，a_i），其中的i具体指第i次降低操作，其中的t_i具体指第i次降低操作持续的时间，其中的a_i具体指第i次降低操作所减少的相对原电阻数值的比例值，通过统计数据建立每一个具体降低操作方式所对应的软启动风险概率p_i，p_i即参数为（t_i，a_i）的第i次降低操作对应电路冲击破坏的概率，然后指定软启动风险e1与软启动效率权重e2，则对每一具体的软启动方案{（t₁，a₁），（t₂，a₂），（t₃，a₃）.......（t_i，a_i）.......（t_n，a_n）}可以计算对应的软启动评分Q=+/>，其中的n为降低操作次数，然后从若干可选的软启动方案中以软启动评分Q最小的软启动方案配置具体的软启动过程，其中的软启动风险e1与软启动效率权重e2可以根据用户经验来指定，比如当用户认为软启动风险与软启动效率同等重要则可以设置软启动风险e1与软启动效率权重e2均等于0.5，不过实际上一般不会如此设置，因为软启动评分Q=/>+/>，其中的软启动风险e1与软启动效率权重e2赋权对象的数量级以及单位不同，所以设置软启动风险e1与软启动效率权重e2均等于0.5一般不能有效代表数据的真正意图，所以实际应用中需要根据/>、/>两项的数量级及变化特点确定，可以理解的，软启动评分Q越低代表软启动风险越小，软启动效率越高，所以从若干可选的软启动方案中以软启动评分Q最小的软启动方案配置具体的软启动过程可以实现兼顾软启动的效果与充电效率需要确定较佳的软启动方案。

可见本申请能够实现让不间断电源的充电避免尖峰电流的破坏，因为数字电位器可以调整的电阻区间很宽，所以本申请能够设置更多的充电梯度，而且软启动方案配置具体的软启动过程可以实现兼顾软启动的效果与充电效率。

本申请还公开了一种不间断电源，如图2，其包括主电池BAT、第一缓存电容C1、第二缓存电容C2，还包括控制电路U，第一缓存电容C1、主电池BAT、数字电位器RP、第二开关Q2、第三开关Q3串联，第三开关Q3、第二开关Q2的控制线与控制电路U电连接，主电池BAT、数字电位器RP、第一开关Q1、第二缓存电容C2串联，第一开关Q1控制线与控制电路U电连接，数字电位器RP控制线也与控制电路U电连接，控制电路U还用于控制第一开关Q1、第二开关Q2、第三开关Q3的导通状态进而实现对第一缓存电容C1或第二缓存电容C2的充电，控制电路U用于控制数字电位器RP的电阻数值从大到小变化进而控制第一缓存电容C1或第二缓存电容C2的软启动。

优选地所述第一开关Q1、第二开关Q2、第三开关Q3均采用mos管，第一开关Q1、第二开关Q2、第三开关Q3对应的mos管栅极与控制电路U电连接。所述控制电路U采用单片机。

具体的第一缓存电容C1还串联一个二极管D1, 二极管D1设置在主电池BAT正极与第一缓存电容C1之间，第二缓存电容C2还串联一个二极管D2 ，二极管D2设置在主电池BAT负极与第二缓存电容C2之间，第一缓存电容C1、第二缓存电容C2均与地线N电连接。

Claims

1.不间断电源的充电控制方法，其特征在于，不间断电源包括主电池BAT、第一缓存电容C1、第二缓存电容C2，还包括控制电路U，第一缓存电容C1、主电池BAT、数字电位器RP、第二开关Q2、第三开关Q3串联，第三开关Q3、第二开关Q2的控制线与控制电路U电连接，主电池BAT、数字电位器RP、第一开关Q1、第二缓存电容C2串联，第一开关Q1控制线与控制电路U电连接，数字电位器RP控制线也与控制电路U电连接，控制电路U还用于控制第一开关Q1、第二开关Q2、第三开关Q3的导通状态进而实现对第一缓存电容C1或第二缓存电容C2的充电，控制电路U用于控制数字电位器RP的电阻数值从大到小变化进而控制第一缓存电容C1或第二缓存电容C2软启动；步骤有，步骤1，先将第一缓存电容C1、主电池BAT、数字电位器RP、第二开关Q2、第三开关Q3串联，控制电路U控制数字电位器RP的电阻数值移位到最大值，然后步骤2，控制电路U控制第二开关Q2、第三开关Q3导通，并且控制电路U控制第一开关Q1关闭，控制电路U控制数字电位器RP的电阻数值降低一个数值，以增加第一缓存电容C1的两端电压，然后控制电路U控制第二开关Q2、第三开关Q3关闭，将主电池BAT、数字电位器RP、第一开关Q1、第二缓存电容C2串联且控制电路U控制第一开关Q1开启以增加第二缓存电容C2两端电压；然后，重复步骤2，直到第一缓存电容C1、第二缓存电容C2均获得目标电压；所述控制电路U控制数字电位器RP的电阻数值降低一个数值，具体为每次减少一个相对原电阻数值的比例值a_i，其中的i具体指第i次降低操作；所述控制电路U控制数字电位器RP的电阻数值降低一个数值具体为每次减少一个相对原电阻数值的比例值a_i，确定每一次比例值a_i包括，首先固定主电池BAT、第一缓存电容C1、第二缓存电容C2、数字电位器RP的规格型号，将每次控制电路U控制数字电位器RP的电阻数值降低一个数值的具体方式设置为带时间格式的参数（t_i，a_i），其中的i具体指第i次降低操作，其中的t_i具体指第i次降低操作持续的时间，其中的a_i具体指第i次降低操作所减少的相对原电阻数值的比例值，通过统计数据建立每一个具体降低操作方式所对应的软启动风险概率p_i，p_i即参数为（t_i，a_i）的第i次降低操作对应电路冲击破坏的概率，然后指定软启动风险e1与软启动效率权重e2，则对每一具体的软启动方案{（t₁，a₁），（t₂，a₂），（t₃，a₃）.......（t_i，a_i）.......（t_n，a_n）}可以计算对应的软启动评分Q=+/>，其中的n为降低操作次数，然后从若干可选的软启动方案中以软启动评分Q最小的软启动方案配置具体的软启动过程，由此确定每一次的比例值a_i。

2.根据权利要求1所述的不间断电源的充电控制方法，其特征在于，所述第一开关Q1、第二开关Q2、第三开关Q3均采用mos管，第一开关Q1、第二开关Q2、第三开关Q3对应的mos管栅极与控制电路U电连接。

3.根据权利要求1所述的不间断电源的充电控制方法，其特征在于，所述控制电路U采用单片机。

4.根据权利要求1所述的不间断电源的充电控制方法，其特征在于，第一缓存电容C1还串联一个二极管D1,二极管D1设置在主电池BAT正极与第一缓存电容C1之间，第二缓存电容C2还串联一个二极管D2，二极管D2设置在主电池BAT负极与第二缓存电容C2之间，第一缓存电容C1、第二缓存电容C2均与地线N电连接。