CN206575185U - 一种防止上电冲击电流的装置 - Google Patents

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李卫滨
蒙程飞
钱伟灿
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Abstract

一种防止电池上电冲击电流的装置,包括电压信号检测电路,连接输入电源和输出电源端,检测输入电源和输出电源端电压;控制模块,连接电压信号检测电路,根据电压信号数值,从控制输出端发出控制信号;驱动模块,具有驱动输入端和驱动输出端,驱动输入端一一对应连接至控制输出端,经过信号放大后由驱动输出端发出放大控制信号;预充电模块,连接输入电源和输出电源端;以及功率模块,具有开关器件输入端和开关器件输出端、以及一个正极输入端和操作电源端,开关器件输入端一一对应连接驱动输出端,根据所述控制信号将正极输入端择一连接一个开关器件输出端。本实用新型具有输入电压宽,输出电压控制精度高、电源转换效率高的效果。

Description

一种防止上电冲击电流的装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及电源领域,尤其涉及一种运用于UPS电池和光伏离网逆变器电源 的防止上电冲击电流的装置。
背景技术
[0002] 随着科学技术的不断进步,对UPS电池和光伏离网逆变器电源的要求也越来越高, 电源向高节能、高转换效率、带载能力强、轻便化及多用途化发展已是社会发展的必然趋 势。传统UPS电池和光伏离网逆变器的电源主要选用铅酸电池,铅酸电池优点为污染较少, 可回收率高,价格便宜。缺点为比容小,也就是在相同的容量下,电池的重量和体积都很大, 而且目前的铅酸电池都是在浮充类型的电池的发展而来的,浮充电池不适应快速充电和大 电流放电,虽然研究人员花费了大量的时间和心血进行了卓有成效的改进,可以进入实用 了,但是寿命还是非常不理想的。而锂电池在相同体积和重量下可以做到很高的容量,使整 个系统的体积成倍减少,随着锂离子电池技术的发展,成本逐渐降低,越来越多的UPS和光 伏离网逆变器厂商开始采用锂电池作为能源储存,但是锂电池有个缺点就是在使用过程中 比较“娇气”,过充和过放都容易导致锂电池损坏,而UPS和光伏离网逆变器都会存在很大的 母线电容,在上电瞬间对其充电比较容易导致电池损坏或者导致锂电池BMS保护板动作从 而不能正常工作。 实用新型内容
[0003] 本实用新型为了解决现有技术存在的上述问题,提供了一种防止UPS电池或逆变 电源在上电时冲击电流过大的弊端,从而提高电路安全性能及实用性能的防止电池上电冲 击电流的装置。
[0004] 实现上述目的,本实用新型提供了一种防止电池上电冲击电流的装置,包括:
[0005]电压信号检测电路,连接输入电源和输出电源端,用于检测输入电源和输出电源 端的电压;
[0006]控制模块,连接电压信号检测电路,用于根据电压信号数值的高低,从控制模块的 控制输出端发出控制信号;
[0007]驱动模块,具有与控制输出端数量相等的驱动输入端和驱动输出端,驱动输入端 一一对应连接至控制输出端,经过信号放大后由相应的驱动输出端发出放大的控制信号; [0008]预充电模块,连接输入电源和输出电源端,用于对输出电源端进行缓慢充电;以及 [0009]功率模块,具有与驱动输出端数量相等的开关器件输入端和开关器件输出端、以 及一个正极输入端和操作电源端,开关器件输入端一一对应连接驱动输出端,根据所述控 制信号将正极输入端择一连接一"开关器件输出端。
[0010]作为本实用新型的进一步优选方案,所述控制模块包括比较器,该比较器通过第 十电阻连接到驱动模块的驱动输入端。
[0011]作为本实用新型的进一步优选方案,所述驱动模块包括三极管,该三极管分别通 过第一电阻、第二电阻、第三电阻连接至功率模块中的三个开关器件输入端。
[0012]作为本实用新型的进一步优选方案,所述功率模块包括至少一个MOSFET管。
[0013]作为本实用新型的进一步优选方案,当功率模块包括三个MOSFET管时,所述三个 MOSFET管的栅极分别通过第一电阻、第二电阻、第三电阻连接至驱动模块的驱动输出端,所 述三个MOSFET管的栅极还分别通过第四电阻、第五电阻、第六电阻连接至驱动模块的驱动 输出端,所述三个MOSFET管的源极连接至输入电源正极,所述三个MOSFET管的漏极连接至 输出电源端。
[0014]作为本实用新型的进一步优选方案,所述预充电模块包括第十一电阻,所述第十 一电阻连接至输入电源正极与输出电源端之间。
[0015]作为本实用新型的进一步优选方案,所述电压信号检测电路包括第七电阻、第八 电阻、第九电阻和第十电阻,所述第七电阻一端与输出电源端相连,第七电阻另一端分别与 第八电阻一端、控制模块的控制输入正极端相连,所述第八电阻另一端与输入电源负极相 连,所述第九电阻一端与输入电源正极相连,第九电阻另一端分别与第十电阻一端、控制模 块的控制输入负极端相连,所述第十电阻另一端与输入电源负极相连。
[0016]本实用新型的防止电池上电冲击电流的装置,通过包括:电压信号检测电路,连接 输入电源和输出电源端,用于检测输入电源和输出电源端的电压;控制模块,连接电压信号 检测电路,用于根据电压信号数值的高低,从控制模块的控制输出端发出控制信号;驱动模 块,具有与控制输出端数量相等的驱动输入端和驱动输出端,驱动输入端一一对应连接至 控制输出端,经过信号放大后由相应的驱动输出端发出放大的控制信号;预充电模块,连接 输入电源和输出电源端,用于对输出电源端进行缓慢充电;以及功率模块,具有与驱动输出 端数量相等的开关器件输入端和开关器件输出端、以及一个正极输入端和操作电源端,开 关器件输入端一一对应连接驱动输出端,根据所述控制信号将正极输入端择一连接一个开 关器件输出端,使得本实用新型有效地防止了冲击电流过大而损害电池,或者造成电池保 护板不能正常工作的弊端,具有输入电压宽,输出电压控制精度高,实用性强、性能优良、电 源转换效率高、操作简单、安全系数好的效果。
附图说明
[0017]下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
[0018]图1为本实用新型防止电池上电冲击电流的装置提供的一实例的结构框图;
[0019]图2为本实用新型防止电池上电冲击电流的装置提供的一实施例的电路图。
[0020]图中:R1、第一电阻,R2、第二电阻,R3、第三电阻,R4、第四电阻,R5、第五电阻,R6、 第六电阻,1?7、第七电阻,1?8、第八电阻,1?9、第九电阻,1?10、第十电阻,1?11、第^^一电阻, MOSFET管(Q1、Q2、Q3),Q4、三极管,U1A、比较器,BAT-、输入电源负极,BAT+、输入电源正极, BATT+、输出电源端。
[0021]本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0022]下面将结合附图以及具体实施方式,对本实用新型做进一步描述。较佳实施例中 所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一,,等用语,仅为便于叙述的明了,而非用以 限定本实用新型可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦 视为本实用新型可实施的范畴。
[0023]图1为本实用新型防止电池上电冲击电流的装置提供的一实例的结构框图,如图1 所示,防止电池上电冲击电流的装置,包括:电压信号检测电路,连接输入电源和输出电源 端BAT T +,用于检测输入电源和输出电源端BAT T+的电压;控制模块,连接电压信号检测电 路,用于根据电压信号数值的高低,从控制模块的控制输出端发出控制信号;驱动模块,具 有与控制输出端数量相等的驱动输入端和驱动输出端,驱动输入端一一对应连接至控制输 出端,经过信号放大后由相应的驱动输出端发出放大的控制信号;预充电模块,连接输入电 源和输出电源端BATT+,用于对输出电源端BATT+进行缓慢充电;以及功率模块,具有与驱动 输出端数量相等的开关器件输入端和开关器件输出端、以及一个正极输入端和操作电源 端,开关器件输入端一一对应连接驱动输出端,根据所述控制信号将正极输入端择一连接 一个开关器件输出端。可以理解的是,输出电源端BATT+与逆变电源或UPS电池输入端相连。 [0024]具体实施中,结合图2所示,所述控制模块包括比较器U1A,该比较器U1A通过第十 电阻R10连接到驱动模块的驱动输入端。所述驱动模块包括三极管Q4,该三极管Q4分别通过 第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3连接至功率模块中的三个开关器件输入端。
[0025]具体实施中,所述功率模块包括至少一个MOSFET管,如当功率模块包括三个 MOSFET管(Ql、Q2、Q3)时,所述三个MOSFET管的栅极分别通过第一电阻R1、第二电阻R2、第三 电阻R3连接至驱动模块的驱动输出端,所述三个MOSFET管的栅极还分别通过第四电阻R4、 第五电阻R5、第六电阻R6连接至驱动模块的驱动输出端,所述三个MOSFET管的源极连接至 输入电源正极BAT+,所述三个MOSFET管的漏极连接至输出电源端BATT+。
[0026]所述预充电模块包括第十一电阻R11,所述第十一电阻R11连接至输入电源正极 BAT+与输出电源端BATT+之间。所述电压信号检测电路包括第七电阻R7、第八电阻R8、第九 电阻R9和第十电阻R10,所述第七电阻R7—端与输出电源端BATT+相连,第七电阻R7另一端 分别与第八电阻R8—端、控制模块的控制输入正极端相连,所述第八电阻R8另一端与输入 电源负极BAT-相连,所述第九电阻R9—端与输入电源正极BAT+相连,第九电阻R9另一端分 别与第十电阻R10—端、控制模块的控制输入负极端相连,所述第十电阻R10另一端与输入 电源负极BAT-相连。
[0027]为了让本领域的技术人员更好地理解并实现本实用新型的技术方案,下面结合图 2详述本实施例的工作原理。
[0028]当UPS电池开关合闸上电时,首先通过电压信号检测电路分别检测输入电源正极 BAT+和输出电源端BATT+的电压,并将其结果送入比较器U1A的2脚和3脚,比如此时输入电 源正极BAT+的电压为WV,在刚上电的一段时间内由于输出电源端BATT+有很大的母线电 容,因此此时输出电源端BATT+的电压会远远小于输入电压12V,此时控制模块的比较器U1A 的1脚发出低电平,驱动模块不工作,功率模块不工作,输出电源端BATT+只能由第十一电阻 R11对母线电容进行缓慢充电,输出电源端BATT+随着时间的推移慢慢接近输入电源的输入 电压,此时比较器U1A的1脚输出高电平,控制驱动三极管Q4导通,驱动三极管Q4输出驱动信 号通过第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3将MOSFET管打开,电源得以持续输出,由于输 出电源端BATT+的电压无限的接近输入电源,从而避免了由于上电瞬间给电容充电而产生 的冲击电流,因此,本实施例提高了产品的可靠性及UPS电池选择的多样化,提升了产品实 用性。
[0029]虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式,但是本领域熟练技术人员应当理 解,这些仅是举例说明,可以对本实施方式做出多种变更或修改,而不背离本实用新型的原 理和实质,本实用新型的保护范围仅由所附权利要求书限定。

Claims (7)

1. 一种防止电池上电冲击电流的装置,其特征在于,包括: 电压信号检测电路,连接输入电源和输出电源端,用于检测输入电源和输出电源端的 电压; 控制模块,连接电压信号检测电路,用于根据电压信号数值的高低,从控制模块的控制 输出端发出控制信号; 驱动模块,具有与控制输出端数量相等的驱动输入端和驱动输出端,驱动输入端一一 对应连接至控制输出端,经过信号放大后由相应的驱动输出端发出放大的控制信号; 预充电模块,连接输入电源和输出电源端,用于对输出电源端进行缓慢充电;以及 功率模块,具有与驱动输出端数量相等的开关器件输入端和开关器件输出端、以及一 个正极输入端和操作电源端,开关器件输入端一一对应连接驱动输出端,根据所述控制信 号将正极输入端择一连接一个开关器件输出端。
2. 按照权利要求1所述的防止电池上电冲击电流的装置,其特征在于,所述控制模块包 括比较器,该比较器通过第十电阻连接到驱动模块的驱动输入端。
3.按照权利要求2所述的防止电池上电冲击电流的装置,其特征在于,所述驱动模块包 括三极管,该三极管分别通过第一电阻、第二电阻、第三电阻连接至功率模块中的三个开关 器件输入端。
4. 按照权利要求3所述的防止电池上电冲击电流的装置,其特征在于,所述功率模块包 括至少一个MOSFET管。
5. 按照权利要求4所述的防止电池上电冲击电流的装置,其特征在于,当功率模块包括 三个MOSFET管时,所述三个MOSFET管的栅极分别通过第一电阻、第二电阻、第三电阻连接至 驱动模块的驱动输出端,所述三个MOSFET管的栅极还分别通过第四电阻、第五电阻、第六电 阻连接至驱动模块的驱动输出端,所述三个MOSFET管的源极连接至输入电源正极,所述三 个MOSFET管的漏极连接至输出电源端。
6. 按照权利要求5所述的防止电池上电冲击电流的装置,其特征在于,所述预充电模块 包括第十一电阻,所述第十一电阻连接至输入电源正极与输出电源端之间。
7. 按照权利要求1至6任一项所述的防止电池上电冲击电流的装置,其特征在于,所述 电压信号检测电路包括第七电阻、第八电阻、第九电阻和第十电阻,所述第七电阻一端与输 出电源端相连,第七电阻另一端分别与第八电阻一端、控制模块的控制输入正极端相连,所 述第八电阻另一端与输入电源负极相连,所述第九电阻一端与输入电源正极相连,第九电 阻另一端分别与第十电阻一端、控制模块的控制输入负极端相连,所述第十电阻另一端与 输入电源负极相连。
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