CN204497805U - 直流电源电池活化控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于蓄电池充放电技术领域，具体为一种直流电源电池活化控制系统，包括：主控模块、充电模块、放电模块、开关电源模块、充电保护模块、电流电压检测模块、通讯模块、显示模块、告警模块、充电接口和放电接口，所述电池活化控制系统还包括有电压采样保持电路；所述主控模块分别与上述充电模块、放电模块、开关电源模块、充电保护模块、电流电压检测模块、通讯模块、显示模块、告警模块和电压采样保持电路相连；本实用新型适用于蓄电池领域。
Description
技术领域
本实用新型属于蓄电池充放电技术领域，具体为一种直流电源电池活化控制系统。
背景技术
蓄电池是一种将化学能转化为电能的装置，同时还可以将电能装化为化学能从而实现充电，其原理是利用可逆的化学反应来完成电能与化学能的转化，通常所说的蓄电池是指铅酸蓄电池。在日常使用中，除了要对铅酸蓄电池进行充电以外，还要对蓄电池的各种性能参数进行综合检查，以确保蓄电池的安全可靠性，尤其是在一些特种领域，如军事、通讯、生产、运输等重要部门，蓄电池的安全性就显得更加重要。
对于铅酸蓄电池，电池放电时其负极的铅与硫酸发生化学反应生成硫酸铅，这种刚生成的硫酸铅以可溶、导电的离子状态存在，但是如果没有及时给蓄电池充电以使硫酸铅还原，硫酸铅分子就会相互结合形成难溶、绝缘的大分子硫酸铅晶体，导致电池的不可逆硫化。从固体物理上来讲，任何绝缘层在足够高的电压下都可以被击穿。一旦绝缘层被击穿，粗大的硫酸铅就会呈现导电状态，并在电流的强氧化还原作用下重新生成铅和硫酸，参加蓄电池的电化学反应。如果脉冲宽度足够短，就可以在保证击穿粗大硫酸铅结晶的条件下，同时发生的微充电来不及形成析气。这样，就可在无损电池的前提下实现脉冲消除硫化。铅酸蓄电池的性能主要体现在充电时电流和电压的变化上，因此，只要对蓄电池的充电电流、电压参数进行分析就可以获得蓄电池的性能状态，目前有很多的电池活化装置，大多依靠瞬时的电流和电压来控制充放电，导致充放电电流大小控制复杂，对于一些小型直流电源或者容量较小的蓄电池，增加了控制的难度，对蓄电池本身也没有好处。
发明内容
本实用新型克服现有技术存在的不足，提供一种具有电压采样保持功能的电池活化控制系统。
本实用新型是采用如下技术方案实现的：
一种直流电源电池活化控制系统，包括：主控模块、充电模块、放电模块、开关电源模块、充电保护模块、电流电压检测模块、通讯模块、显示模块、告警模块、充电接口和放电接口，所述电池活化控制系统还包括有电压采样保持电路。
所述主控模块分别与上述充电模块、放电模块、开关电源模块、充电保护模块、电流电压检测模块、通讯模块、显示模块、告警模块和电压采样保持电路相连，所述开关电源模块和充电保护模块分别与充电模块相连，所述充电模块和放电模块分别连接有充电接口和放电接口。
所述电压采样保持电路的电路结构为：LF398芯片IC1的输入端3脚并接电压比较器IC2的正输入端后与采样电压信号输入端Ui相连，电压比较器IC2的负输入端与LF398芯片IC1的输出端5脚相连。
所述LF398芯片IC1的VCC电源端1脚并接电阻R1的一端后与+15V电源相连，所述电阻R1的另一端接地，采样保持电路IC1的VEE电源端4脚与+15V电源相连；所述LF398芯片IC1的输入控制端8脚并接电压比较器IC2的输出端、电阻R2的一端、二极管D1的负极、电阻R3的一端、LF398芯片IC1的基准端7脚、电容C1的一端后与NPN型三极管D2的发射极相连，所述电阻R2的另一端并接二极管D1的正极后接地，所述电阻R3的另一端与+15V电源相连，所述LF398芯片IC1的保持电容CH端6脚并接电容C1的另一端后与二极管D3的正极相连，所述二极管D3的负极与NPN型三极管D2的集电极相连，所述NPN型三极管D2的基极与电阻R4的一端相连，所述电阻R4的另一端为信号控制端。
工作时，LF398芯片IC1通过对输入电压和输出电压进行比较，当输入电压Ui大于输出电压Uo时，电压比较器IC2输出高电平到LF398芯片IC1的输入控制端8脚，使得LF398芯片IC1处于采样状态；当输入电压Ui小于输出电压Uo时，所述电压比较器IC2输出低电平到LF398芯片IC1的输入控制端8脚，使得LF398芯片IC1处于保持状态；由过电压检测电路输出端送来的脉冲控制电路开关的导通，没有过电时采样电容放电，否则采样电路一直跟踪峰值的变化。
使用时，所述采样电压信号输入端Ui与电压采样模块相连，所述LF398芯片IC1的输出端5脚输出电压信号Uo到主控模块，所述信号控制端a1与主控模块的控制信号端相连；所述电压采样模块可以选择串接在放电电路中的电压互感器，采样电压信号输入端Ui采集放电电压信号，并将信号发送至LF398芯片IC1，LF398芯片IC1通过其5脚将采样电压信号发送至主控模块，达到对放电电压的采集；上述主控模块通过信号控制端a1控制采样信号的采样与关断；当LF398芯片IC1的瞬时输入电压大于其输出给主控模块的电压时，LF398芯片IC1采集输入电压信号，然后将电压信号发送给主控模块；当LF398芯片IC1的瞬时输入电压小于其输出给主控模块的电压时，LF398芯片IC1处于保持状态；主控模块通过信号控制端a1发送脉冲信号控制整个电路的采样与关断。
本实用新型与现有技术相比具有的有益效果是：本实用新型具备快速充电、蓄电池活化、蓄电池状态检测、放电、充满控制、屏幕显示等功能，同时具有电压采样保持功能，依靠电压随动控制，避免了电压电流的大波动，更有利于充放电的进行。
附图说明
图1是本实用新型的电路结构示意图；
图2是本实用新型中电压采样保持电路的电路图；
图中：1-主控模块，2-充电模块，3-放电模块，4-开关电源模块，5-充电保护模块，6-电流电压检测模块，7-通讯模块，8-显示模块，9-告警模块，10-充电接口，11-放电接口，12-电压采样保持电路。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。
一种直流电源电池活化控制系统，如图1所示，包括：主控模块1、充电模块2、放电模块3、开关电源模块4、充电保护模块5、电流电压检测模块6、通讯模块7、显示模块8、告警模块9、充电接口10和放电接口11，所述电池活化控制系统还包括有电压采样保持电路12。
所述主控模块1分别与上述充电模块2、放电模块3、开关电源模块4、充电保护模块5、电流电压检测模块6、通讯模块7、显示模块8、告警模块9和电压采样保持电路12相连，所述开关电源模块4和充电保护模块5分别与充电模块2相连，所述充电模块2和放电模块3分别连接有充电接口10和放电接口11。
如图2所示，所述电压采样保持电路12的电路结构为：采样保持电路IC1的输入端3脚并接电压比较器IC2的正输入端后与采样电压信号输入端Ui相连，电压比较器IC2的负输入端与LF398芯片IC1的输出端5脚相连，LF398芯片IC1的输出端5脚输出电压信号Uo。
所述LF398芯片IC1的VCC电源端1脚并接电阻R1的一端后与+15V电源相连，所述电阻R1的另一端接地，LF398芯片IC1的VEE电源端4脚与+15V电源相连；所述LF398芯片IC1的输入控制端8脚并接电压比较器IC2的输出端、电阻R2的一端、二极管D1的负极、电阻R3的一端、LF398芯片IC1的基准端7脚、电容C1的一端后与NPN型三极管D2的发射极相连，所述电阻R2的另一端并接二极管D1的正极后接地，所述电阻R3的另一端与+15V电源相连，所述LF398芯片IC1的保持电容CH端6脚并接电容C1的另一端后与二极管D3的正极相连，所述二极管D3的负极与NPN型三极管D2的集电极相连，所述NPN型三极管D2的基极与电阻R4的一端相连，所述电阻R4的另一端为信号控制端a1。
所述充电模块2和放电模块3分别采用恒流充电模块和恒流放电模块。
所述通讯模块7包括有USB接口和串行接口。
所述NPN型三极管D2采用9013三极管。LF398芯片IC1通过对输入电压和输出电压进行比较，当输入电压Ui大于输出电压Uo时，电压比较器IC2输出高电平到LF398芯片IC1的输入控制端8脚，使得LF398芯片IC1处于采样状态；当输入电压Ui小于输出电压Uo时，所述电压比较器IC2输出低电平到LF398芯片IC1的输入控制端8脚，使得LF398芯片IC1处于保持状态；由过电压检测电路输出端送来的脉冲控制电路开关的导通，没有过电时采样电容放电，否则采样电路一直跟踪峰值的变化。
本实用新型在使用时，所述采样电压信号输入端Ui与电压采样模块相连，所述LF398芯片IC1的输出端5脚输出电压信号Uo到主控模块1，所述信号控制端a1与主控模块1的控制信号端相连；所述电压采样模块可以选择串接在放电电路中的电压互感器，采样电压信号输入端Ui采集放电电压信号，并将信号发送至LF398芯片IC1，LF398芯片IC1通过其5脚将采样电压信号发送至主控模块1，达到对放电电压的采集；上述主控模块1通过信号控制端a1控制采样信号的采样与关断；当LF398芯片IC1的瞬时输入电压大于其输出给主控模块1的电压时，LF398芯片IC1采集输入电压信号，然后将电压信号发送给主控模块1；当LF398芯片IC1的瞬时输入电压小于其输出给主控模块1的电压时，LF398芯片IC1处于保持状态；主控模块1通过信号控制端a1发送脉冲信号控制整个电路的采样与关断。
本实用新型具备快速充电、蓄电池活化、蓄电池状态检测、放电、充满控制、屏幕显示等功能，同时具有电压采样保持功能，依靠电压随动控制，避免了电压电流的大波动，更有利于充放电的进行。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照本实用新型实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本实用新型的技术方案的精神和范围，其均应涵盖本实用新型的权利要求保护范围中。
Claims (4)
1.一种直流电源电池活化控制系统，包括：主控模块（1）、充电模块（2）、放电模块（3）、开关电源模块（4）、充电保护模块（5）、电流电压检测模块（6）、通讯模块（7）、显示模块（8）、告警模块（9）、充电接口（10）和放电接口（11），其特征在于：所述电池活化控制系统还包括有电压采样保持电路（12）；
所述主控模块（1）分别与上述充电模块（2）、放电模块（3）、开关电源模块（4）、充电保护模块（5）、电流电压检测模块（6）、通讯模块（7）、显示模块（8）、告警模块（9）和电压采样保持电路（12）相连，所述开关电源模块（4）和充电保护模块（5）分别与充电模块（2）相连，所述充电模块（2）和放电模块（3）分别连接有充电接口（10）和放电接口（11）；
所述电压采样保持电路（12）的电路结构为：LF398芯片IC1的输入端3脚并接电压比较器IC2的正输入端后与采样电压信号输入端Ui相连，电压比较器IC2的负输入端与LF398芯片IC1的输出端5脚相连；
所述LF398芯片IC1的VCC电源端1脚并接电阻R1的一端后与+15V电源相连，所述电阻R1的另一端接地，LF398芯片IC1的VEE电源端4脚与+15V电源相连；所述LF398芯片IC1的输入控制端8脚并接电压比较器IC2的输出端、电阻R2的一端、二极管D1的负极、电阻R3的一端、LF398芯片IC1的基准端7脚、电容C1的一端后与NPN型三极管D2的发射极相连，所述电阻R2的另一端并接二极管D1的正极后接地，所述电阻R3的另一端与+15V电源相连，所述LF398芯片IC1的保持电容CH端6脚并接电容C1的另一端后与二极管D3的正极相连，所述二极管D3的负极与NPN型三极管D2的集电极相连，所述NPN型三极管D2的基极与电阻R4的一端相连，所述电阻R4的另一端为信号控制端。
2.根据权利要求1所述的一种直流电源电池活化控制系统，其特征在于：所述充电模块（2）和放电模块（3）分别采用恒流充电模块和恒流放电模块。
3.根据权利要求1或2所述的一种直流电源电池活化控制系统，其特征在于：所述通讯模块（7）包括有USB接口和串行接口。
4.根据权利要求3所述的一种直流电源电池活化控制系统，其特征在于：所述NPN型三极管D2采用9013三极管。
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