CN207021710U - 一种储能系统的充电连接电路 - Google Patents

Abstract

一种储能系统的充电连接电路，包括：第一输入端、第二输入端、第一输出端、第二输出端、输出单元、输出控制单元，第一输入端分别与充电电源的总正端、输出单元的第一输入端和输出控制单元的第一输入端连接；第二输入端分别与充电电源的总负端、与输出控制单元的第二输入端和第二输出端连接；输出控制单元的输出端与输出单元的第二输入端连接；第一输出端分别与输出单元的输出端和储能系统的总正端连接；第二输出端与储能系统的总负端连接。本次实用新型消除了充电电源与储能系统连接瞬间打火及轻微金属表面粘连情况的发生。

Description

一种储能系统的充电连接电路

技术领域

本实用新型涉及储能系统充电领域，特别是涉及一种储能系统的充电连接电路。

背景技术

储能系统中，充电电源需要经常对储能电池对其进行充电，特别是充电电源始终存在输出电压的情况下，充电电源与储能电池连通瞬间，因充电电源的输出端口与储能电池的输入端口存在电势差，从而造成连接端口产生不同程度的打火、端子金属表面有轻微的粘连等现象的发生，对连接端口产生一定的损伤，久而久之损坏连接端口。

此外，在充电电源对储能电池充电完毕后，储能电池与充电电源断开的情况下，储能电池的输出端口存在输出电压，在防护条件不足或者认为操作不当时，会对操作人员造成人身伤害，存在极大的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种储能系统的充电连接电路。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种储能系统的充电电路，包括：第一输入端、第二输入端、第一输出端、第二输出端、输出单元、输出控制单元，所述第一输入端分别与充电电源的总正端、所述输出单元的第一输入端和所述与门控制单元的第一输入端连接；

所述第二输入端分别与所述充电电源的总负端、所述输出控制单元的第二输入端和所述第二输出端子的一端连接；

所述输出控制单元的输出端与所述输出单元的第二输入端连接；

所述第一输出端分别与所述输出单元的输出端和储能系统的总正端连接；

所述第二输出端子的另一端与储能系统的总负端连接。

在其中一个实施例中，所述输出单元包括第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第一极性电容K1、第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一MOS管Q1的漏极作为所述输出单元的第一输入端，所述第二电阻R2的一端作为所述输出单元的第二输入端，所述第二MOS管Q2的漏极作为所述输出单元的输出端；

所述第一极性电容K1的正极分别与所述第一MOS管Q1的源极、所述第一电阻R1的一端和所述第二MOS管Q2的源极连接，负极分别与所述第一MOS管 Q1的栅极、所述第二电阻R1的另一端、所述第二MOS管Q2的栅极和所述第二电阻R2的另一端连接。

在其中一个实施例中，所述输出单元还包括串联连接的第三电阻R3和第一电容C1，所述第三电阻R3的一端与所述第一MOS管Q1的漏极连接；

所述第一电容C1的一端与所述第一MOS管的栅极连接。

在其中一个实施例中，所述输出单元还包括串联连接的第四电阻R4和第二电容C2，所述第四电阻R4的一端与所述第二MOS管Q2的漏极连接；

所述第二电容C2的一端与所述第二MOS管Q2的栅极连接。

在其中一个实施例中，所述输出控制单元包括第一光电耦合器U1、第二光电耦合器U2、第三光电耦合器U3、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8和控制芯片U4，所述第五电阻R5的一端作为所述输出控制单元的第一输入端，所述第三光电耦合器U3中的发光二极管的阴极作为所述输出控制单元的第二输入端，所述第一光电耦合器U1中的光电三极管的集电极作为所述输出控制单元的输出端；

所述第五电阻的另一端分别与所述第一光电耦合器U1中的发光二极管的阳极和所述第三光电耦合器U3中的发光二极管的阳极连接；

所述第一光电耦合器U1中的发光二极管的阴极与所述第二光电耦合器U2 中的光电三极管的集电极连接，所述第一光电耦合器U1中的光电三极管的发射极与所述充电电源的总负端连接；

所述第二光电耦合器U2中的光电三极管的发射极与所述第三光电耦合器U3 中的发光二极管的阴极连接，所述第二光电耦合器U2中的发光二极管的阳极与所述第六电阻R6的一端连接，所述第二光电耦合器U2中的发光二极管的阴极接地；

所述第三光电耦合器U3中的光电三极管的集电极分别与所述第七电阻R7 的一端和第八电阻R8的一端连接，所述第三光电耦合器U3中的光电三极管的发射极接地；

所述第七电阻R7的另一端与电源Vcc连接；

所述控制芯片U4的数字输出端与所述第六电阻R6的另一端连接，所述控制芯片U4的数字输入端与所述第八电阻R8的另一端连接，所述控制芯片U4的电源端与电源Vcc连接，所述控制芯片U4的接地端接地。

在其中一个实施例中，所述输出控制单元还包括第三电容C3，所述第三电容C3的一端与所述控制芯片U4的电源端连接，另一端与所述控制芯片U4的接地端连接。

在其中一个实施例中，所述储能系统为电池组。

本次技术方案相比于现有技术有以下有益效果：

1.由于第一MOS管Q1和第二MOS管Q2的栅极和源极之间第一极性电容K1的存在，使得两个MOS管的开启电压处于缓慢上升状态，即两个MOS管缓慢开启，两个MOS管的导通阻抗逐渐减小，充电电源向储能单元提供的充电电流缓慢增加，直至两个MOS管完全开启，充电电源和储能单元之间不存在瞬间电势差，从而消除了充电电源与储能单元连接瞬间打火及轻微金属表面粘连情况的发生。

2.第一光电耦合器U1、第二光电耦合器U2、第三光电耦合器U3和控制芯片 U4构成输出控制电路，倘若三个光电耦合器中任意一个不导通，则储能系统不会通过输出单元输出电压，避免对操作人员造成人身伤害。

附图说明

图1为本实施例中储能系统的充电连接电路结构示意图；

图2为本实施例中储能系统的充电连接电路原理示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示为储能系统的充电连接电路结构示意图，请一并结合参照图2，包括：第一输入端1、第二输入端2、第一输出端3、第二输出端4、输出单元 100、输出控制单元200，所述第一输入端1分别与充电电源400的总正端、所述输出单元100的第一输入端和所述输出控制单元200的第一输入端连接；

所述第二输入端2分别与所述充电电源400的总负端、所述输出控制单元 200的第二输入端和所述第二输出端4连接；

所述输出控制单元200的输出端与所述输出单元100的第二输入端连接；

所述第一输出端3分别与所述输出单元100的输出端和储能系统300的总正端连接；

所述第二输出端4与储能系统300的总负端连接。

具体地，所述输出单元100包括第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第一极性电容K1、第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一MOS管Q1的漏极作为所述输出单元100的第一输入端，所述第二电阻R2的一端作为所述输出单元100 的第二输入端，所述第二MOS管Q2的漏极作为所述输出单元100的输出端；

所述第一极性电容K1的正极分别与所述第一MOS管Q1的源极、所述第一电阻R1的一端和所述第二MOS管Q2的源极连接，负极分别与所述第一MOS 管Q1的栅极、所述第二电阻R1的另一端、所述第二MOS管Q2的栅极和所述第二电阻R2的另一端连接。

进一步地，所述输出单元100还包括串联连接的第三电阻R3和第一电容 C1，所述第三电阻R3的一端与所述第一MOS管Q1的漏极连接；

所述第一电容C1的一端与所述第一MOS管的栅极连接。

进一步地，所述输出单元100还包括串联连接的第四电阻R4和第二电容 C2，所述第四电阻R4的一端与所述第二MOS管Q2的漏极连接；

所述第二电容C2的一端与所述第二MOS管Q2的栅极连接。

具体地，所述输出控制单元200包括第一光电耦合器U1、第二光电耦合器 U2、第三光电耦合器U3、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8和控制芯片U4，所述第五电阻R5的一端作为所述输出控制单元200的第一输入端，所述第三光电耦合器U3中的发光二极管的阴极作为所述输出控制单元200的第二输入端，所述第一光电耦合器U1中的光电三极管的集电极作为所述输出控制单元200的输出端；

所述第五电阻的另一端分别与所述第一光电耦合器U1中的发光二极管的阳极和所述第三光电耦合器U3中的发光二极管的阳极连接；

所述第一光电耦合器U1中的发光二极管的阴极与所述第二光电耦合器U2 中的光电三极管的集电极连接，所述第一光电耦合器U1中的光电三极管的发射极与所述充电电源400的总负端连接；

所述第二光电耦合器U2中的光电三极管的发射极与所述第三光电耦合器 U3中的发光二极管的阴极连接，所述第二光电耦合器U2中的发光二极管的阳极与所述第六电阻R6的一端连接，所述第二光电耦合器U2中的发光二极管的阴极接地；

所述第三光电耦合器U3中的光电三极管的集电极分别与所述第七电阻R7 的一端和第八电阻R8的一端连接，所述第三光电耦合器U3中的光电三极管的发射极接地；

所述第七电阻R7的另一端与电源Vcc连接；

所述控制芯片U4的数字输出端与所述第六电阻R6的另一端连接，所述控制芯片U4的数字输入端与所述第八电阻R8的另一端连接，所述控制芯片U4 的电源端与电源Vcc连接，所述控制芯片U4的接地端接地。

进一步地，所述输出控制单元200还包括第三电容C3，所述第三电容C3 的一端与所述控制芯片U4的电源端连接，另一端与所述控制芯片U4的接地端连接。

进一步地，所述储能系统300为电池组。

具体工作流程：

请再次参照图2，充电电源400正常接入第一输入端1和第二输入端2时，充电电源400的总正端输入充电电压至第三光电耦合器U3中的发光二极管，导通了第三光电耦合器U3中的发光二极和光电三极管均导通。此时，由于第三光电耦合器U3中的光电三极管的集电极与控制芯片U4的数字输入端连接，控制芯片U4的数字输入端的电位被拉至低电平，判定到充电电源400已正常接入，控制芯片U4置高数字输出端。这时，第二光电耦合器U2中的发光二极管和光电三极管均导通。由于第一光电耦合器U1中的发光二极管的阳极连接充电电源 400的总正端，使得第一光电耦合器U1中的发光二极管和光电三极管均导通。输出控制单元200向输出单元100输出控制信号。

需要说明的是，控制芯片U4的数字输入端即图2中控制芯片U4的DI，控制芯片U4的数字输出端即图2中控制芯片U4的DO。

输出单元100接收到控制信号后，开启第一MOS管Q1和第二MOS管Q2，由于第一MOS管Q1和第二MOS管Q2的栅极和源极之间第一极性电容K1的存在，使得两个MOS管的开启电压处于缓慢上升状态，即两个MOS管缓慢开启，两个 MOS管的导通阻抗逐渐减小，充电电源400向储能系统300提供的充电电流缓慢增加，直至两个MOS管完全开启，充电电源400和储能系统300之间不存在瞬间电势差，从而消除了充电电源400与储能系统300连接瞬间打火及轻微金属表面粘连情况的发生，在一定程度上降低了维护成本。

充电电源400未正常与第一输入端1和第二输入端2连接时，第一光电耦合器U1无驱动电流，无法工作，输出控制单元200无法输出控制信号至输出单元100，第一MOS管Q1和第二MOS管Q2无法开启，处于断开状态；同时，第一MOS管Q1和第二MOS管Q2成组对管开关，储能系统300的输出电压无法经过两个MOS管中的二极管达到第一输入端1和第二输入端2上，从而避免了储能系统300存在输出电压的情况，消除了安全隐患。

当储能系统300充满或因其他原因断开充电电源400与储能系统300的连接时，储能系统300的输出电压同样也无法通过输出单元100输出。原理和充电电源400未正常与第一输入端1和第二输入端2连接的情况的一致，不再阐述。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种储能系统的充电连接电路，其特征在于，包括：第一输入端(1)、第二输入端(2)、第一输出端(3)、第二输出端(4)、输出单元(100)、输出控制单元(200)，所述第一输入端(1)分别与充电电源(400)的总正端、所述输出单元(100)的第一输入端和所述输出控制单元(200)的第一输入端连接；

所述第二输入端(2)分别与所述充电电源(400)的总负端、所述输出控制单元(200)的第二输入端和所述第二输出端(4)连接；

所述输出控制单元(200)的输出端与所述输出单元(100)的第二输入端连接；

所述第一输出端(3)分别与所述输出单元(100)的输出端和储能系统(300)的总正端连接；

所述第二输出端(4)与储能系统(300)的总负端连接。

2.根据权利要求1所述的储能系统的充电连接电路，其特征在于，所述输出单元(100)包括第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第一极性电容K1、第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一MOS管Q1的漏极作为所述输出单元(100)的第一输入端，所述第二电阻R2的一端作为所述输出单元(100)的第二输入端，所述第二MOS管Q2的漏极作为所述输出单元(100)的输出端；

所述第一极性电容K1的正极分别与所述第一MOS管Q1的源极、所述第一电阻R1的一端和所述第二MOS管Q2的源极连接，负极分别与所述第一MOS管Q1的栅极、所述第二电阻R1的另一端、所述第二MOS管Q2的栅极和所述第二电阻R2的另一端连接。

3.根据权利要求2所述的储能系统的充电连接电路，其特征在于，所述输出单元(100)还包括串联连接的第三电阻R3和第一电容C1，所述第三电阻R3的一端与所述第一MOS管Q1的漏极连接；

所述第一电容C1的一端与所述第一MOS管的栅极连接。

4.根据权利要求3所述的储能系统的充电连接电路，其特征在于，所述输出单元(100)还包括串联连接的第四电阻R4和第二电容C2，所述第四电阻R4的一端与所述第二MOS管Q2的漏极连接；

所述第二电容C2的一端与所述第二MOS管Q2的栅极连接。

5.根据权利要求4所述的储能系统的充电连接电路，其特征在于，所述输出控制单元(200)包括第一光电耦合器U1、第二光电耦合器U2、第三光电耦合器U3、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8和控制芯片U4，所述第五电阻R5的一端作为所述输出控制单元(200)的第一输入端，所述第三光电耦合器U3中的发光二极管的阴极作为所述输出控制单元(200)的第二输入端，所述第一光电耦合器U1中的光电三极管的集电极作为所述输出控制单元(200)的输出端；

所述第五电阻的另一端分别与所述第一光电耦合器U1中的发光二极管的阳极和所述第三光电耦合器U3中的发光二极管的阳极连接；

所述第一光电耦合器U1中的发光二极管的阴极与所述第二光电耦合器U2中的光电三极管的集电极连接，所述第一光电耦合器U1中的光电三极管的发射极与所述充电电源(400)的总负端连接；

所述第二光电耦合器U2中的光电三极管的发射极与所述第三光电耦合器U3中的发光二极管的阴极连接，所述第二光电耦合器U2中的发光二极管的阳极与所述第六电阻R6的一端连接，所述第二光电耦合器U2中的发光二极管的阴极接地；

所述第三光电耦合器U3中的光电三极管的集电极分别与所述第七电阻R7的一端和第八电阻R8的一端连接，所述第三光电耦合器U3中的光电三极管的发射极接地；

所述第七电阻R7的另一端与电源Vcc连接；

所述控制芯片U4的数字输出端与所述第六电阻R6的另一端连接，所述控制芯片U4的数字输入端与所述第八电阻R8的另一端连接，所述控制芯片U4的电源端与电源Vcc连接，所述控制芯片U4的接地端接地。

6.根据权利要求5所述的储能系统的充电连接电路，其特征在于，所述输出控制单元(200)还包括第三电容C3，所述第三电容C3的一端与所述控制芯片U4的电源端连接，另一端与所述控制芯片U4的接地端连接。

7.根据权利要求1所述的储能系统的充电连接电路，其特征在于，所述储能系统(300)为电池组。