CN206908355U - 高性能电池充放电控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种高性能电池充放电控制器，包括箱体以及设置于箱体内部的充放电控制板；在所述充放电控制板上设置有32位工业级高速微处理器、整流或逆变功能单元、故障检测单元、电池防反接检测单元、过载过压保护单元以及三相电源自动识别相序功能单元；该所述充放电控制板设置有可控硅驱动接口烧坏保护结构，且支持输入输出多功能扩展板；所述充放电控制板的可控硅驱动接口带红色和绿色双排LED指示灯；所述充放电控制板的输出端口及开关量输入端口均采取电气隔离结构，可最终达到运行可靠、性能稳定、调试方便、维护简单的诸多优良特性。

Description

高性能电池充放电控制器

[技术领域]

本实用新型涉及电池充放电控制技术领域，尤其涉及一种运行可靠、技术先进、功能齐全、性能稳定、调试方便、维护简单的高性能电池充放电控制器。

[背景技术]

近些年，随着电路设计技术的不断发展进步以及对应的电路控制设备的不断丰富，行业对充放电控制设备的技术以及稳定性等多方面的要求也越来越高，然而，目前传统的充放电设备依然存在较多的问题，如可靠稳定性不够好，抗干扰能力弱，且没有独特的防干扰措施，在恶劣干扰环境下无法正常运行，控制板自诊断和负载运行保护功能不齐全，不具有电源故障保护、主回路电源频率检测保护、反馈信号丢失检测保护、断相保护等功能。因此，实际使用过程中，往往会因为外界或者内部产生的各类干扰、故障信号，使得控制板性能更加不可靠，调节精度和电源利用效率低。

基于上述问题，随着科技的快速进步，怎样才能使得充放电控制板能够达到运行可靠、技术先进、功能齐全、性能稳定、调试方便、维护简单等特性，且具备可靠稳定性好，强抗干扰能力，是本领域的技术人员经常考虑的问题，本领域技术人员也进行了大量的研发和实验，并取得了较好的成绩。

[实用新型内容]

为克服现有技术所存在的问题，本实用新型提供一种运行可靠、技术先进、功能齐全、性能稳定、调试方便、维护简单的高性能电池充放电控制器。

本实用新型解决技术问题的方案是提供一种高性能电池充放电控制器，包括箱体以及设置于箱体内部的充放电控制板；在所述充放电控制板上设置有32位工业级高速微处理器、整流或逆变功能单元、故障检测单元、电池防反接检测单号、过载过压保护单元以及三相电源自动识别相序功能单元；所述整流或逆变功能单元、故障检测单元、电池防反接检测单号、过载过压保护单元以及三相电源自动识别相序功能单元与微处理器电性连接；该所述充放电控制板设置有可控硅驱动接口烧坏保护结构，且支持输入输出多功能扩展板；所述充放电控制板的可控硅驱动接口带红色和绿色双排LED指示灯，且绿灯指示灯用于指示触发板是否故障，红灯指示灯用于指示外接控制线是否正确；所述充放电控制板的输出端口及开关量输入端口均采取电气隔离结构；

所述充放电控制板上设置有工作电源输入端子、CT1电流互感器连接端、CT2电流互感器连接端、CT3电流互感器连接端、电流反馈输入信号端、电压反馈输入信号端、公共端COM、启停控制端、LCD液晶显示屏接口、RS485通讯连接端、充放电运行切换输入端、复位键输入端、可控硅过热输入端、运行继电器输出端、故障继电器输出端、充放电切换输出控制端、W相可控硅控制触发端、V相可控硅控制触发端、U相可控硅控制触发端以及主回路电源同步信号输入端；

还包括与充放电控制板电性连接的LCD液晶显示屏、若干个功能按键以及信号指示灯。

优选地，所述与充放电控制板电性连接的若干个功能按键包括设置键、向上调节键、向下调节键、返回键、启动键以及停止键。

优选地，所述充放电控制板的控制方式包括软启动与软关闭；在启动时，输出电压从零开始逐渐增大到100％，消除负载运行时对电网及本身的冲击，软起动时间参数可设置；在软关闭时，输出电压会从100％开始逐渐减小到零，消除负载停止时对电网及本身的冲击，软关闭时间参数可设置。

优选地，所述充放电控制板的电压调节范围为1-300V，电流调节范围为1-300A，移相范围为0～178°。

优选地，所述充放电控制板软起时间调整范围为1-200秒且软停时间调整范围为0-200秒可调。

优选地，所述一种高性能电池充放电控制器还包括设置于箱体内部与充放电控制板电性连接的变压器、断路器、接触器、快熔、晶闸管、霍尔电压传感器、霍尔电流传感器、互感器以及分流器。

优选地，所述与充放电控制板电性连接的信号指示灯的数量为四个。

优选地，所述充放电控制板的充电回路中，电压电流环的采样时间小于3.33mS(50HZ电源)或2.77mS(60HZ电源)。

与现有技术相比，本实用新型一种高性能电池充放电控制器通过采用32位工业级高性能微处理器，高度数字化军工品质设计，支持网络远程控制及现场控制方式，Fuzzy-PID参数开放性调节，故障报警、界面参数采用LCD液晶屏或触摸屏中文菜单显示，设定参数自动储存，且具有恒压和恒流调节方式，充电阶段最多可分四阶段设置，每阶段充电参数独立设置：充电电流、充电电压、电流限制、充电时间及跳转电压，可最终达到运行可靠、性能稳定、调试方便、维护简单的诸多优良特性。

[附图说明]

图1是本实用新型一种高性能电池充放电控制器的立体状态结构示意图。

[具体实施方式]

为使本实用新型的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定此实用新型。

请参阅图1，本实用新型一种高性能电池充放电控制器1包括箱体11以及设置于箱体11内部的充放电控制板；在所述充放电控制板上设置有32位工业级高速微处理器、整流或逆变功能单元、故障检测单元、电池防反接检测单号、过载过压保护单元以及三相电源自动识别相序功能单元；所述整流或逆变功能单元、故障检测单元、电池防反接检测单号、过载过压保护单元以及三相电源自动识别相序功能单元与微处理器电性连接；该所述充放电控制板设置有可控硅驱动接口烧坏保护结构，且支持输入输出多功能扩展板；所述充放电控制板的可控硅驱动接口带红色和绿色双排LED指示灯，且绿灯指示灯用于指示触发板是否故障，红灯指示灯用于指示外接控制线是否正确；所述充放电控制板的输出端口及开关量输入端口均采取电气隔离结构；

三相数字整流可控硅触发板具有可靠稳定性好，强抗干扰能力，采用独特防干扰措施，恶劣干扰环境正常运行，控制板自诊断和负载运行保护功能齐全，具有电源故障保护、过压保护、过载保护、断相保护、主回路频率检测保护等，因此，无论是外界还是内部产生的各类干扰、故障信号，都会因为上述保护功能而使得控制板性能更为安全可靠，输出全部采取隔离技术，适用范围宽，具备完善的故障检测、报警指示和保护功能，所有参数均为数字量，无温度漂移变化，提高了调节精度和电源利用效率。具备整流或逆变功能，可实现自动恒流、恒压充放电功能，专业用于大功率蓄电池充放电场合。

由于具有完善的故障检测及报警功能，可实时检测负载状态、负载电流、控制信号、反馈信号丢失等参数；控制板可实现均充、浮充自动转换，电流、电压可随意调节；具备整流或逆变功能，可实现自动恒流、恒压充放电功能，专业用于大功率蓄电池充放电场合；智能PID控制方案，参数开放性，可以灵活设定成任何物理量，适应不同性质负载，动态特性好；过载保护：起动后开始判断负载是否过载，当连续过载设定保护时间后时停止运行，同时报警继电器输出；具有自动识别相序功能，对控制板供电电源无相序要求，免调试，接线方便；电流环(电压环)反馈输入信号支持互感器、霍尔电流(电压)传感器、0-75mV分流器、0-5V等各种模拟量输入信号；可通过PLC或其它设备进行远程控制，MODBUS现场总线通讯功能，RS485全隔离控制；

所述充放电控制板上设置有工作电源输入端子、CT1电流互感器连接端、CT2电流互感器连接端、CT3电流互感器连接端、电流反馈输入信号端、电压反馈输入信号端、公共端COM、启停控制端、LCD液晶显示屏接口、RS485通讯连接端、充放电运行切换输入端、复位键输入端、可控硅过热输入端、运行继电器输出端、故障继电器输出端、充放电切换输出控制端、W相可控硅控制触发端、V相可控硅控制触发端、U相可控硅控制触发端以及主回路电源同步信号输入端；

还包括与充放电控制板电性连接的LCD液晶显示屏112、若干个功能按键113以及信号指示灯111。

本设计采用32位工业级高性能微处理器，高度数字化军工品质设计，支持网络远程控制及现场控制方式，Fuzzy-PID参数开放性调节，故障报警、界面参数采用LCD液晶屏或触摸屏中文菜单显示，设定参数自动储存，且具有恒压和恒流调节方式，充电阶段最多可分四阶段设置，每阶段充电参数独立设置：充电电流、充电电压、电流限制、充电时间及跳转电压，可最终达到运行可靠、、性能稳定、调试方便、维护简单的诸多优良特性。

优选地，所述与充放电控制板电性连接的若干个功能按键113包括设置键、向上调节键、向下调节键、返回键、启动键以及停止键。

优选地，所述充放电控制板的控制方式包括软启动与软关闭；在启动时，输出电压从零开始逐渐增大到100％，消除负载运行时对电网及本身的冲击，软起动时间参数可设置；在软关闭时，输出电压会从100％开始逐渐减小到零，消除负载停止时对电网及本身的冲击，软关闭时间参数可设置。

优选地，所述充放电控制板的电压调节范围为1-300V，电流调节范围为1-300A，移相范围为0～178°。

优选地，所述充放电控制板软起时间调整范围为1-200秒且软停时间调整范围为0-200秒可调。

优选地，所述一种高性能电池充放电控制器1还包括设置于箱体11内部与充放电控制板电性连接的变压器、断路器、接触器、快熔、晶闸管、霍尔电压传感器、霍尔电流传感器、互感器以及分流器。

优选地，所述与充放电控制板电性连接的信号指示灯111的数量为四个。

优选地，所述充放电控制板的充电回路中，电压电流环的采样时间小于3.33mS(50HZ电源)或2.77mS(60HZ电源)。控制软件包的结构及单片机处理速度可以保证所有控制回路的调节作用在主电路六个可控硅桥的转换时间内完成。

闭环恒压方式：在负载电流小于电流限制参数时，微处理器将电压反馈信号和给定信号比较，当电压反馈信号小于给定信号时，微处理器将增加输出直到电压反馈信号与给定信号相等，当电压反馈信号大于给定信号时，微处理器将减小输出直到电压反馈信号与给定信号相等。这种调节方式只要输入信号不变，即使电源电压变化或负载阻抗发生变化负载电压始终维持不变(不包括电网和负载阻抗瞬间突变)，具有电流限制功能，电流限制具有优先权。

闭环恒流方式：在负载电压小于电压限制参数时，控制板的微处理器将电流反馈信号和给定信号比较，当电流反馈信号小于给定信号时，微处理器将增加输出直到电流反馈信号与给定信号相等，当电流反馈信号大于给定信号时，微处理器将减小输出直到电流反馈信号与给定信号相等。这种调节方式只要输入信号不变，即使电源电压变化或负载阻抗发生变化负载电流始终维持不变(不包括电网和负载阻抗瞬间突变)，具有电压限制功能，电压限制具有优先权。

调机控制方式：即为开环控制模式，控制板的微处理器将输入信号经过线性化后直接变换成可控硅导通角触发输出，在这种调节方式下电源电压或功率变化时控制板输出也随着变化，具有过压和过流保护功能。

软起动：在起动时，从零起动电压在起动时间内逐渐升到设定的运行电压。

软关闭：在停止时，从运行电压逐渐减少至终止电压0V。

与现有技术相比，本实用新型一种高性能电池充放电控制器1通过采用32位工业级高性能微处理器，高度数字化军工品质设计，支持网络远程控制及现场控制方式，Fuzzy-PID参数开放性调节，故障报警、界面参数采用LCD液晶屏或触摸屏中文菜单显示，设定参数自动储存，且具有恒压和恒流调节方式，充电阶段最多可分四阶段设置，每阶段充电参数独立设置：充电电流、充电电压、电流限制、充电时间及跳转电压，可最终达到运行可靠、性能稳定、调试方便、维护简单的诸多优良特性。

以上所述的本实用新型实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (5)

1.高性能电池充放电控制器，其特征在于：包括箱体以及设置于箱体内部的充放电控制板；在所述充放电控制板上设置有32位工业级高速微处理器、整流或逆变功能单元、故障检测单元、电池防反接检测单元、过载过压保护单元以及三相电源自动识别相序功能单元；所述整流或逆变功能单元、故障检测单元、电池防反接检测单元、过载过压保护单元以及三相电源自动识别相序功能单元与微处理器电性连接；该所述充放电控制板设置有可控硅驱动接口烧坏保护结构，且支持输入输出多功能扩展板；所述充放电控制板的可控硅驱动接口带红色和绿色双排LED指示灯；所述充放电控制板的输出端口及开关量输入端口均采取电气隔离结构；

所述充放电控制板上设置有工作电源输入端子、CT1电流互感器连接端、CT2电流互感器连接端、CT3电流互感器连接端、直流电流反馈输入信号端、直流电压反馈输入信号端、公共端COM、启停控制端、LCD液晶显示屏接口、RS485通讯连接端、充放电运行切换输入端、复位键输入端、可控硅过热检测端、运行继电器输出端、故障继电器输出端、充放电切换输出控制端、W相可控硅控制触发端、V相可控硅控制触发端、U相可控硅控制触发端以及主回路电源同步信号输入端；

还包括与充放电控制板电性连接的LCD液晶显示屏、若干个功能按键以及信号指示灯。

2.如权利要求1所述的高性能电池充放电控制器，其特征在于：所述与充放电控制板电性连接的若干个功能按键包括设置键、向上调节键、向下调节键、返回键、启动键以及停止键。

3.如权利要求1所述的高性能电池充放电控制器，其特征在于：所述充放电控制板的电压调节范围为1-300V，电流调节范围为1-300A，移相范围为0～178°。

4.如权利要求1至3中任意一项权利要求所述的高性能电池充放电控制器，其特征在于：还包括设置于箱体内部与充放电控制板电性连接的变压器、断路器、接触器、快熔、晶闸管、霍尔电压传感器、霍尔电流传感器、互感器以及分流器。

5.如权利要求1所述的高性能电池充放电控制器，其特征在于：所述与充放电控制板电性连接的信号指示灯的数量为四个。