CN207320934U - 一种设备不间断供电的储能系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种设备不间断供电的储能系统，包括DC适配器，在设备内部还设置有蓄电池；DC适配器对蓄电池充电；蓄电池的输出经过DC/DC升压电路对设备供电，形成设备的主供电电路；DC适配器的输出通过MOS开关管旁路输出对设备供电，形成设备旁路供电；MOS开关管由比较器控制，在适配器电压大于参考电压时，MOS开关管导通；在适配器电压不大于参考电压时，MOS开关管断开；还包括微处理器，微处理器与比较器的输出端相连，在适配器电压大于参考电压时，微处理器控制所述的DC/DC升压电路停止工作，在适配器电压不大于参考电压时，微处理器控制所述的DC/DC升压电路对设备供电。由于在一体化设备中设置有不间断供电系统，可以充分发挥其一体化的优势。
Description
技术领域
本实用新型涉及设备不间断供电的储能系统。
背景技术
UPS(Uninterruptible Power System)，即不间断电源，是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。传统不间断电源，采用AC220V(AC110V)输入，经整流降压给蓄电池充电，蓄电池通过DC/DC升压,DC/AC逆变成220V输出，提供用电设备如图1所示，现今像一体机PC、平板电脑、笔记本等设备，由于技术革新升级以及新能源锂电池技术的出现，设备自身功耗较低，兼具移动性，采用直流适配器供电，这就给DC到DC转换类型的不间断UPS储能系统提供了市场空间。
目前上市的一体机(一体化个人计算机)等设备，仍采用市电经由12V适配器供电，未发现内置锂电蓄电池的机种。像台式电脑一样，不能像笔记本电脑、平板电脑等自由移动，不能充分发挥一体机一体化的优势。
实用新型内容
本实用新型针对一体化个人电脑等一体化设备由于没有内置电池，不能充分发挥其一体化优势的不足，提供一种设备不间断的储能系统，在设备脱离市电插座时，也能继续由储能系统进行不间断供电。
本实用新型为实现其实用新型目的所采用的技术方案是：一种设备不间断供电的储能系统，包括DC适配器，在所述的设备内部还设置有蓄电池；所述的DC适配器在充电管理装置控制下对所述的蓄电池充电；所述的蓄电池的输出经过DC/DC升压电路对设备供电，形成设备的主供电电路；所述的DC适配器的输出通过MOS开关管旁路输出对设备供电，形成设备旁路供电；所述的MOS开关管由比较器控制，所述的比较器的两个输入端分别输入适配器输出电压和参考电压，输出端接开关管MOS管的控制端，在适配器电压大于参考电压时，MOS开关管导通；在适配器电压不大于参考电压时，MOS开关管断开；还包括微处理器，所述的微处理器与所述的比较器的输出端相连，在适配器电压大于参考电压时，微处理器控制所述的DC/DC升压电路停止工作，在适配器电压不大于参考电压时，微处理器控制所述的DC/DC升压电路对设备供电。
由于在一体化设备中设置有不间断供电系统，可以充分发挥其一体化的优势。
进一步的，上述的设备不间断供电的储能系统中：在所述的适配器输出端与充电管理装置之间还设置有二极管，所述的二极管阳极接所述的适配器输出端。
进一步的，上述的设备不间断供电的储能系统中：所述的蓄电池为一种锂电池，具有锂电池保护电路，所述的锂电池保护电路包括过充保护电路、过放保护电路、过流保护电路和短路保护电路。
进一步的，上述的设备不间断供电的储能系统中：在设备供电输出回路中还串连有检流电阻，所述的检流电阻的两端分别接微处理器，所述的微处理器检测所述的检流电阻的两端的电压小于设定值，控制延时3～5S，进入低功耗。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的说明。
附图说明
图1是UPS一般原理图。
图2是本实用新型实施例1中一体化设备特别是一体化电脑中的不供电的储能系统原理图。
图3是本实用新型实施例1DC/DC升压电路原理图。
图4是本实用新型实施例1中锂电池充电管理装置原理图。
图5是本实用新型中锂电池保护电路原理图。
具体实施方式
本实施例是一种一体化电脑等一体化设备中不间断供电的储能系统，在一体化的设备中，设置这样一个中不间断供电的储能系统可以保证该一体化设备在移动时，拨掉插入到市电中的电源适配器后，还能继续工作，不受任何影响，在拨掉适配器的同时不间断地将储能系统顶上继续为设备供电。
如图1所示，一种设备不间断供电的储能系统，该一体化设备中具有DC适配器，本实施例中，是为一体化电脑增加不间断供电的储能系统，目前，一体化电脑使用12VDC电源适配器从市电供电，如图2所示，在设备内部还设置有蓄电池；蓄电池为锂电池，DC适配器在充电管理装置控制下对蓄电池充电；充电管理装置采用的主芯片为LTC4002，具体电路原理图如图4所示，12VDC电源适配器输出的12VDC直接接入到芯片LTC4002的12V稳压管的阳极，从其中的BAT引脚直接接被管理充电的锂电池。
另外蓄电池的输出经过DC/DC升压电路对设备供电，形成设备的主供电电路。DC/DC升压电路是一种常用的电路，本实施例中使用升压管理芯片为TPS61088，采用如图3所示的DC/DC升压电路，锂电池的阳极通过一个电感加到升压管理芯片TPS61088的SW引脚，使能端EN接微处理器，由微处理器对它进行控制。DC适配器的输出通过MOS开关管旁路输出对设备供电，形成设备旁路供电；MOS开关管由比较器控制，比较器的两个输入端分别输入适配器输出电压和参考电压，输出端接开关管MOS管的控制端，在适配器电压大于参考电压时，MOS开关管导通；在适配器电压不大于参考电压时，MOS开关管断开；还包括微处理器，微处理器与比较器的输出端相连，在适配器电压大于参考电压时，微处理器控制所述的DC/DC升压电路停止工作，在适配器电压不大于参考电压时，微处理器控制所述的DC/DC升压电路对设备供电。
由于锂电池的高比能量，质量轻，容量大，体积小，绿色环保等特性，因此，本实施例中，一体机电脑体内置锂电池及控制系统。
1、锂电池的高比能量以及电化学特性，需要保证使用的安全性及可靠性，应运而生锂电池充放电管理的锂电保护技术，保护板功能包括过充、过放、过温、过流以及短路保护，电量计量，均衡技术等等。
2、关于锂电池充电，采用的恒压充电，恒流充电，恒流恒压充电，脉冲充电，阶段限流充电等等，根据电芯材料、电池容量以及产品类别，适的充电方式不仅能够最大限度地发挥电池的容量，而且可以延长电池的使用寿命。
3.DC/DC升压通常采取的拓扑结构有这么几种，包括并联式结构，单端正激，单端反激，推挽，半桥，全桥等等，每种结构都有自己的优缺点。
4.UPS就是为了解决不间断供电而设置的，传统UPS分工频和高频两种，工频机UPS输入功率因数低，功耗大，效率低，体积大，笨重，价格高，可靠性低。高频机UPS优点是输入功率因数高，功耗小，效率高，体积小，轻便，可靠性高；
本实施例中微处理器采用MICOCHIP公司的PIC16F676，锂电保护芯片为精工的S8252，S8252充放电保护电路详见图5。如图5所示，本实施例中，锂电池保护芯片S8252结合MOS管Q1、Q3、Q5实现对锂电池充电保护，锂电池保护芯片S8252结合MOS管Q2、Q4、Q6实现对锂电池放电保护。
本实施例中，一体机的DC适配器的输入一路经充电管理到锂电池组，供锂电池组充电，另一路经MOS开关旁路输出供给一体机PC电源，同时无时差切断DC/DC升压输出，切断锂电池组升压输出，断开锂电池组给一体机PC供电；2串锂电池组经由锂电保护芯片管理，通过开关充电及放电MOS,实现过充、过放、过流、短路保护管理；利用DC适配器接入与断开，输入端电压差别，通过比较器判断，输出控制DC供电回路导通与断开，实现无时差切入DC供电和电池组供电断开，亦防止DC/DC升压输出倒灌；一体机PC供电输出回路串入检流电阻，检测一体机负载接入与否，一体机PC未接入，MCU控制延时3～5S，进入睡眠，进入低功耗；检测到DC适配器接入，系统充电指示灯亮，电量指示灯显示当前电池电量，一体机负载接入，显示当前电池组电量。
本实施例一体机内的不间断供电的UPS储能系统，包括DC/DC降压充电管理、DC/DC升压供电管理、锂电池组充放电保护模块、DC适配器到锂电池组供电无间断切换控制、锂电池组电量计量及显示控制、无充电无放电锂电池组低功耗管理模块，原理设计原理涉及单片机智能控制、DC/DC升压、DC/DC降压充电、锂电池保护、UPS不间断电源、电力电子技术应用。本实用新型中，一体机适配器输出12V/3A,电池组采用两串两并(2S2P),电池容量为4500MAH,DC适配器未插入，或者市电断电情况下，锂电池组给一体机PC供电，可供电一体机高清视频播放1.5小时以上。
Claims (4)
1.一种设备不间断供电的储能系统，包括DC适配器，其特征在于：在所述的设备内部还设置有蓄电池；所述的DC适配器在充电管理装置控制下对所述的蓄电池充电；所述的蓄电池的输出经过DC/DC升压电路对设备供电，形成设备的主供电电路；
所述的DC适配器的输出通过MOS开关管旁路输出对设备供电，形成设备旁路供电；所述的MOS开关管由比较器控制，所述的比较器的两个输入端分别输入适配器输出电压和参考电压，输出端接开关管MOS管的控制端，在适配器电压大于参考电压时，MOS开关管导通；在适配器电压不大于参考电压时，MOS开关管断开；
还包括微处理器，所述的微处理器与所述的比较器的输出端相连，在适配器电压大于参考电压时，微处理器控制所述的DC/DC升压电路停止工作，在适配器电压不大于参考电压时，微处理器控制所述的DC/DC升压电路对设备供电。
2.根据权利要求1所述的设备不间断供电的储能系统，其特征在于：在所述的适配器输出端与充电管理装置之间还设置有二极管，所述的二极管阳极接所述的适配器输出端。
3.根据权利要求1所述的设备不间断供电的储能系统，其特征在于：所述的蓄电池为一种锂电池，具有锂电池保护电路，所述的锂电池保护电路包括过充保护电路、过放保护电路、过流保护电路和短路保护电路。
4.根据权利要求1所述的设备不间断供电的储能系统，其特征在于：在设备供电输出回路中还串连有检流电阻，所述的检流电阻的两端分别接微处理器，所述的微处理器检测所述的检流电阻的两端的电压小于设定值，控制延时3～5S，进入低功耗。
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