CN203205942U - 感应取能电源备用电池的充电控制结构 - Google Patents
感应取能电源备用电池的充电控制结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN203205942U CN203205942U CN2013202061782U CN201320206178U CN203205942U CN 203205942 U CN203205942 U CN 203205942U CN 2013202061782 U CN2013202061782 U CN 2013202061782U CN 201320206178 U CN201320206178 U CN 201320206178U CN 203205942 U CN203205942 U CN 203205942U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pnp triode
- module
- voltage
- charging
- load
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种感应取能电源备用电池的充电控制结构，包括电压输入、DC-DC电压转换模块、电压检测模块、充电开关控制模块、锂电池充电模块、电源切换控制模块、负载。当线路负荷电流较小时感应取能电源不对锂电池充电，当负荷电流较高时，对锂电池充电；线路因故障停电时则由锂电池给负载供电。该方法可以实现感应取能电源在输电线路负荷电流较小时启动，且满足在线监测装置功率较大时能够可靠的工作的需求；当线路停电时，监测装置仍然能够在高性能备用锂电池的供电方式下可靠工作数小时。
Description
技术领域
本实用新型涉及电源备用电池充电管理的方法，具体涉及一种感应取能电源备用电池的充电控制结构。
背景技术
目前的感应取能供电电源装置给负载的供电方式主要有两种，一种使是将感应的电能直接给负载供电，这种方式存在输出功率小，一旦线路停电则负载便不能工作，无法满足输电线路监测设备实时在线功能的要求，并且存在对于大功率负载无法对其进行可靠供电的缺点。另一种是在感应取能供电电源上加载锂电池，负载由锂电池供电，锂电池与感应取能供电电源连接，而对于以锂电池为储能元件的方式，尽管能够提供较高的功率，但是由于锂电池存在寿命短，性能受恶劣环境影响较大的特点使得这种工作方式的电源系统存在工作可靠性差，寿命短的缺点。
此外，随着输电线路在线监测智能化的发展，大功率的监测设备逐渐应用到智能电网的建设中来，且要求在线监测设备实时在线。对于将感应的电能直接给超级电容，由超级电容给负载供电的方式不能满足大功率监测产品的供电需求；以锂电池为中间储能元件的供电方式存在电池寿命较短的问题，且锂电池作为储能元件时本身等效为重负载再给监测负载供电时存在电能利用率低、感应取能电源功耗大的问题。
发明内容
针对现有感应取能电源备用电池的充电控制结构所存在的上述不足，本实用新型提供一种以高性能锂电池作为备用的冗余电源，利用电池充电开关对备用电池的充电进行管理，可以实现感应取能电源在输电线路负荷电流较小时启动，且满足在线监测设备功率较大时能够可靠地工作的感应取能电源备用电池的充电控制结构。
本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：感应取能电源备用电池的充电控制结构，它包括依次与取能电路连接的DC-DC电压转换模块、锂电池充电模块和负载，在锂电池充电模块和负载之间设有电源切换控制模块，在DC-DC电压转换模块与电源切换控制模块之间设有输电线路，电源切换控制模块控制负载的供电方式。
在取能电路上连接有电压检测模块和充电开关控制模块，充电开关控制模块与电压检测模块连接、并控制锂电池充电模块的通断。
电压检测模块由分压电阻、电位器、上拉电阻、稳压电容、模拟地和第一PNP三极管组成；分压电阻一端接DC-DC电压转换模块的输入电压，一端接电位器，电位器的中心抽头与稳压电容相连接，稳压电容的另一端接模拟地，第一PNP三极管的发射极与模拟地连接、集电极与稳压电容的正极连接、基极与充电开关控制模块连接。
充电开关控制模块由二极管、限流电阻、PNP三极管上拉电阻、PNP三极管输入电压和第二PNP三极管组成；二极管与第一PNP三极管的基极相连，限流电阻一端接二极管的正极、一端与第二PNP三极管的基极和PNP三极管上拉电阻相连，第二PNP三极管的发射极与上拉电阻的另一端与PNP三极管输入电压相连；第二PNP三极管的集电极与锂电池充电电路相连。
所述的PNP三极管输入电压为DC-DC电压转换模块的输出电压。
与现有技术比较，本实用新型在锂电池充电模块和负载之间设有电源切换控制模块，在DC-DC电压转换模块与电源切换控制模块之间设有输电线路，这样在使用过程中就可根据具体情况实现感应取能供电电源与锂电池的独立供电，在感应取能供电电源满足的负荷的情况下，减少锂电池的使用频率，增加锂电池的使用寿命。在取能电路上连接有电压检测模块和充电开关控制模块，这样当取能电路电压较小时，此时充电开关控制模块处于断开状态，切断DC-DC电压转换电路对锂电池充电模块的充电通路，最大限度供应负载；当输入电压较大时，在满足负载能够正常可靠工作的条件下有多余的能量可以供锂电池充电使用，此时，充电开关控制模块打开，对锂电池进行充电。通过对输入电压大小的检测来控制锂电池充电与否，能够实现由于输电线路负荷电流较小、取能线圈输出能量只能供负载供电使用时，使负载正常可靠工作。电位器的设置，可以通过调整电位器中心抽头的位置可以改变分压电阻和电位器的电阻比，进而改变中心抽头对地电压；稳压电容的设置可以滤除其两端直流电压中的高频毛刺。
同时，与现有技术相比，本实用新型还具有以下优点：电源启动电流小、带载能力强、工作可靠性高的优点。电池采用高性能锂电池，具有充放电次数高，受低温等环境影响小的优良特点，大大提高了电源的寿命。按该方法研制的电源系统能够很好地满足目前智能电网建设中绝大多数输电线路在线监测设备的供电需求，将其应用于输电线路在线监测系统中具有重要的实用价值。
附图说明
图1是本实用新型的流程示意图；
图2是电压检测模块的结构图；
图3是电池充电控制开关模块的结构图。
图中：1. 取能电路，2. DC-DC电压转换模块，3. 电压检测模块，4.充电控制开关模块，5.锂电池充电模块，6.电源切换控制模块，7.负载，8.分压电阻，9.电位器，10.上拉电阻，11.稳压电容，12. 模拟地，13. 第一PNP三极管，14.二极管，15.限流电阻， 16.PNP三级管上拉电阻， 17. PNP三极管输入电压，18. 第二PNP三极管。
具体实施方式
实施例1，如图1，：在取能电路1上连接有DC-DC电压转换模块2、电压检测模块3、充电开关控制模块4、锂电池充电模块5、电源切换控制模块6、负载7。当输入电压1较小时，此时充电开关控制模块4处于断开状态，切断DC-DC电压转换模块2对锂电池充电模块5的充电通路；当输入电压1较大时，在满足负载能够正常可靠工作的条件下有多余的能量可以供锂电池充电使用，此时，充电开关控制模块4打开，对锂电池进行充电。通过对输入电压1大小的检测来控制锂电池充电与否，能够实现由于输电线路负荷电流较小、取能线圈输出能量只能供负载供电使用时，使负载正常可靠工作。
如图2，电压检测模块3由分压电阻8、电位器9、上拉电阻10、稳压电容11、模拟地12和 第一PNP三极管13组成；分压电阻(8)一端接DC-DC输入电压，一端接电位器9，通过调整电位器9中心抽头的位置可以改变分压电阻8和电位器9的电阻比，进而改变中心抽头对地电压，电位器9的中心抽头与稳压电容11相连接，稳压电容11的另一端接模拟地12，稳压电容11可以滤除其两端直流电压中的高频毛刺。第一PNP三极管13为一款热稳定性能良好的三端可调分流基准源，C极与稳压电容11的正极相连，E极与模拟地12相连接，B极与上拉电阻10直接相连，当第一PNP三极管13的C极电压较小，此时B极电位被上拉电阻10上拉至DC-DC输入电压，当C极电压较高时，致使第一PNP三极管13反向击穿，B极电位与模拟地电位12相等。第一PNP三极管13的B极同时与二极管14相连，当B极电位为高时，由于二极管14的正向导通特性使得二极管14处于截止状态，当B极电位为低时，由于二极管(14)的正极电位高于B极电位，此时二极管(14)处于导通状态。
如图3，充电开关控制模块4由二极管14、限流电阻15、PNP三极管上拉电阻16、PNP三极管输入电压17和PNP三极管18组成；二极管14与电压检测模块3的第一PNP三极管13的B极相连，限流电阻15一端接二极管14的正极，一端接第二PNP三极管18和PNP三极管上拉电阻16相连，PNP三极管上拉电阻16的另一端与PNP三极管输入电压17相连。第二PNP三极管18的集电极与锂电池充电电路相连，从而控制锂电池的充电状态。限流电阻15起到保护第二PNP三极管18的作用，上拉电阻16使第二PNP三极管18的基极上拉至PNP三极管输入电压17，使二极管14截止时，第二PNP三极管18处于关断状态。同时PNP三极管上拉电阻16和限流电阻15通过电阻比例分压，控制第二PNP三极管基极18电位，从而控制第二PNP三极管18的导通与关断。当DC-DC电压转换模块2的输入电压较低时，第一PNP三极管13正常工作，二极管14截止，第二PNP三极管18处于关断状态，当DC-DC电压转换模块2的输入电压很高时，第一PNP三极管13被反向击穿，二极管14导通，第二PNP三极管18处于开通状态。
本实用新型并不限于上述实施方式，采用与本实用新型上述实施例相同或近似的结构，而得到的其他方法，均在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种感应取能电源备用电池的充电控制结构，它包括依次与取能电路（1）连接的DC-DC电压转换模块（2）、锂电池充电模块（5）和负载（7），其特征在于：在锂电池充电模块（5）和负载（7）之间设有电源切换控制模块（6），在DC-DC电压转换模块（2）与电源切换控制模块（6）之间设有输电线路，电源切换控制模块（6）控制负载（7）的供电方式。
2.根据权利要求1所述的感应取能电源备用电池的充电控制结构，其特征在于：在取能电路（1）上连接有电压检测模块（3）和充电开关控制模块（4），充电开关控制模块（4）与电压检测模块（3）连接、并控制锂电池充电模块（5）的通断。
3.根据权利要求2所述的感应取能电源备用电池的充电控制结构，其特征在于：电压检测模块（3）由分压电阻(8)、电位器(9)、上拉电阻(10)、稳压电容(11)、模拟地(12)和第一PNP三极管(13)组成；分压电阻(8)一端接DC-DC电压转换模块（2）的输入电压，一端接电位器(9)，电位器(9)的中心抽头与稳压电容(11)相连接，稳压电容(11)的另一端接模拟地(12)，第一PNP三极管(13)的发射极与模拟地(12)连接、集电极与稳压电容(11)的正极连接、基极与充电开关控制模块（4）连接。
4.根据权利要求3所述的感应取能电源备用电池的充电控制结构，其特征是: 充电开关控制模块（4）由二极管(14)、限流电阻(15)、PNP三极管上拉电阻(16)、PNP三极管输入电压(17)和第二PNP三极管(18)组成；二极管（14）与第一PNP三极管(13)的基极相连，限流电阻(15)一端接二极管(14)的正极，一端与第二PNP三极管(18)的基极和PNP三极管上拉电阻(16)相连，第二PNP三极管(18)的发射极与上拉电阻(16)的另一端与PNP三极管输入电压(17)相连；第二PNP三极管(18)的集电极与锂电池充电电路相连。
5.根据权利要求4所述的感应取能电源备用电池的充电控制结构，其特征是: 所述的PNP三极管输入电压(17)为DC-DC电压转换模块（2）的输出电压。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2013202061782U CN203205942U (zh) | 2013-04-23 | 2013-04-23 | 感应取能电源备用电池的充电控制结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2013202061782U CN203205942U (zh) | 2013-04-23 | 2013-04-23 | 感应取能电源备用电池的充电控制结构 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN203205942U true CN203205942U (zh) | 2013-09-18 |
Family
ID=49150008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2013202061782U Expired - Fee Related CN203205942U (zh) | 2013-04-23 | 2013-04-23 | 感应取能电源备用电池的充电控制结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN203205942U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103887899A (zh) * | 2013-12-16 | 2014-06-25 | 重庆大学 | 输电线路监测设备感应取能电源 |
| CN107425599A (zh) * | 2017-09-13 | 2017-12-01 | 重庆大及电子科技有限公司 | 用于电源补偿器的浪涌保护电路 |
| CN111490602A (zh) * | 2020-04-20 | 2020-08-04 | 北京煜邦电力技术股份有限公司 | 一种故障指示器的充电电路及故障指示器 |
-
2013
- 2013-04-23 CN CN2013202061782U patent/CN203205942U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103887899A (zh) * | 2013-12-16 | 2014-06-25 | 重庆大学 | 输电线路监测设备感应取能电源 |
| CN103887899B (zh) * | 2013-12-16 | 2016-08-17 | 重庆大学 | 输电线路监测设备感应取能电源 |
| CN107425599A (zh) * | 2017-09-13 | 2017-12-01 | 重庆大及电子科技有限公司 | 用于电源补偿器的浪涌保护电路 |
| CN107425599B (zh) * | 2017-09-13 | 2023-06-27 | 重庆大及电子科技有限公司 | 用于电源补偿器的浪涌保护电路 |
| CN111490602A (zh) * | 2020-04-20 | 2020-08-04 | 北京煜邦电力技术股份有限公司 | 一种故障指示器的充电电路及故障指示器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101888121B (zh) | 架空线路的电流互感器取能与供电管理装置 | |
| CN201682417U (zh) | 基于超级电容的电源保护电路 | |
| CN102570525B (zh) | 一种基于PSoC的MPPT型太阳能充电控制器 | |
| CN203984066U (zh) | 智能充电器线路 | |
| CN205829227U (zh) | 一种锂充电电池转换电路 | |
| CN102290856A (zh) | 一种双电源装置及其供电方法 | |
| CN203205942U (zh) | 感应取能电源备用电池的充电控制结构 | |
| CN203788025U (zh) | 一种蓄电池充放电管理电路 | |
| CN203289168U (zh) | 铅酸电池充电器电路 | |
| CN106356987A (zh) | 一种rtc时钟电路 | |
| CN103532480A (zh) | 高压直流输电线路故障监测终端电源装置 | |
| CN203645382U (zh) | 一种带尖峰电压抑制的太阳能充电装置的拓扑结构 | |
| CN205335946U (zh) | 一种航空蓄电池可调充电设备 | |
| CN104184128A (zh) | 电池放电保护方法和电路及灯具 | |
| CN202094845U (zh) | 一种电源管理装置 | |
| CN104505927A (zh) | 反激式充电电路、反激式充电电路的控制方法及装置 | |
| CN204290392U (zh) | 一种电池下电复位控制电路 | |
| CN208581052U (zh) | 继电器驱动控制电路及其制成的光伏储能逆变器 | |
| CN210075181U (zh) | 长时间工作且工作电流变化的设备的待机断电节能电路 | |
| CN202550642U (zh) | 超级电容充电器 | |
| CN202178599U (zh) | 一种双电源装置 | |
| CN102569920B (zh) | 一种蓄电池组远程在线修复监控装置 | |
| CN201260085Y (zh) | 太阳能控制器 | |
| CN201174603Y (zh) | 太阳能逆变电源 | |
| CN206442173U (zh) | 太阳能路灯的充放电控制设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130918 Termination date: 20150423 |
|
| EXPY | Termination of patent right or utility model |