CN209982165U - 一种电池组可切换的不间断稳压电源电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电池组可切换的不间断稳压电源电路，包括电源输入保护电路、AC‑DC整流模块、蓄电池组、电量检测电路、充电管理模块、DC‑DC直流稳压模块、DC‑AC逆变模块和电源输出端口，还包括蓄电池组切换电路和控制单元，所述蓄电池组包括主蓄电池组和备用蓄电池组，本实用新型提供的不间断稳压电源电路，该电路能实现两组或多组电池组的无缝切换、电池组过放保护、电量检测、多路电源可控输出等功能。
Description
技术领域
本实用新型属于电源技术领域，特别涉及一种电池组可切换的不间断稳压电源电路。
背景技术
不间断电源系统为电气设备提供能源和管理功能，其可靠性直接决定了电气设备能否正常稳定地工作，然而，目前不间断电源系统大多采用锂电池组供电，一般由一组大容量电池组集中为所有电气设备供电，或者由多组电池组分别为不同电气设备供电。这两种供电方式难以根据工作任务的要求增加或减小电池组的数量，以解决便携性和续航能力之间的矛盾。此外，无论是一组电池组集中供电还是多组电池组分别供电，当其中一组电池出现故障，将导致整个电气设备系统或部分功能无法正常工作。
发明内容
综合考虑电源系统所需的可靠性、便携性和续航能力等因素，本实用新型提供了一种电池组可切换的不间断稳压电源电路，该电路能实现两组或多组电池组的无缝切换、电池组过放保护、电量检测、多路电源可控输出等功能。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种电池组可切换的不间断稳压电源电路，包括电源输入保护电路、AC-DC整流模块、蓄电池组、电量检测电路、充电管理模块、DC-DC直流稳压模块、DC-AC逆变模块和电源输出端口，还包括蓄电池组切换电路和控制单元，所述蓄电池组包括主蓄电池组和备用蓄电池组，所述电源输入保护电路输入端与交流市电相连，所述电源输入保护电路输出端与AC-DC整流模块输入端相连，所述AC-DC整流模块输出端分别与主蓄电池组和备用蓄电池组输入端相连，所述充电管理模块分别与AC-DC整流模块、主蓄电池组和备用蓄电池组相连，所述主蓄电池组和备用蓄电池组的输出端分别与蓄电池组切换电路和电量检测电路双向连接，所述蓄电池组切换电路输出端分别与DC-DC直流稳压模块和DC-AC逆变模块输入端相连，所述电量检测电路、DC-DC直流稳压模块和DC-AC逆变模块的输出端均与控制单元输入端相连，所述控制单元输出端分别与蓄电池组切换电路和电源输出端口相连。
进一步的，所述交流市电为220V或380V。
进一步的，所述交流市电为220V时，所述AC-DC整流模块为单相整流模块，所述交流市电为380V时，所述AC-DC整流模块为三相整流模块。
进一步的，所述电源输入保护电路可提供过流保护、反接保护和过压保护，通过在电源输入端串联一个自恢复保险管实现过流保护，通过在电源输入端串联一个二极管实现反接保护，当电源反接时，通路不能形成，以实现反接保护，通过在电源入口处并联一个TVS管，当电压升高时，TVS管瞬间导通，可以提供过压保护。
进一步的，所述蓄电池组切换电路通过采用电源通路控制器LTC4414控制PMOS管实现电源的自动切换，所述电源通路控制器LTC4414是一种功率PMOS管控制器，所述功率PMOS管控制器为通过电流50Ａ、内阻55ｍΩ的IXTII50P085。
进一步的，所述控制单元采用Philips公司的80C51微控制器P89V51RD2，所述控制单元通过CAN总线通讯，可以及时准确的将系统电量信息传输至操控终端，以便操作人员采取正确的决策。
进一步的，所述ＣＡＮ总线通讯采用的控制器为SJA1000 ，其相应的CAN收发器采用带隔离的高速收发器CTM1050。
进一步的，所述备用蓄电池组根据需要可为一组或两组。
进一步的，所述控制单元输出端还与LED显示屏相连，LED显示屏显示实时电量。
主蓄电池组和备用蓄电池组通过蓄电池组切换电路后，可分别经过DC-DC直流稳压模块和DC-AC逆变模块转换成所需的交直流电压，控制单元通过电量检测电路采集系统电量，当控制单元检测到主电池组电量低于阈值时，控制单元发出切换信号，通过控制蓄电池组切换电路中继电器切换到备用电池组，而当主电池组发生故障时，蓄电池组切换电路将自动切换到备用电池组，若选择两组备用蓄电池组，当第一备用电池组电量低于阈值，产生故障或不存在时，系统将自动切换到第二备用电池组。
与现有技术相比，本实用新型具有的优点和积极效果是：
本实用新型提供的一种电池组可切换的不间断稳压电源电路，该电路能实现两组或多组电池组的无缝切换、电池组过放保护、电量检测、多路电源可控输出等功能。
附图说明
图1为电池组可切换的不间断稳压电源电路结构原理图；
图2为蓄电池组切换电路的电路图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
一种电池组可切换的不间断稳压电源电路，如图1所示，包括电源输入保护电路、AC-DC整流模块、蓄电池组、电量检测电路、充电管理模块、DC-DC直流稳压模块、DC-AC逆变模块和电源输出端口，还包括蓄电池组切换电路和控制单元，所述蓄电池组包括主蓄电池组和备用蓄电池组，所述电源输入保护电路输入端与交流市电相连，所述电源输入保护电路输出端与AC-DC整流模块输入端相连，所述AC-DC整流模块输出端分别与主蓄电池组和备用蓄电池组输入端相连，所述充电管理模块分别与AC-DC整流模块、主蓄电池组和备用蓄电池组相连，所述主蓄电池组和备用蓄电池组的输出端分别与蓄电池组切换电路和电量检测电路双向连接，所述蓄电池组切换电路输出端分别与DC-DC直流稳压模块和DC-AC逆变模块输入端相连，所述电量检测电路、DC-DC直流稳压模块和DC-AC逆变模块的输出端均与控制单元输入端相连，所述控制单元输出端分别与蓄电池组切换电路和电源输出端口相连。
所述交流市电为220V或380V。
所述交流市电为220V时，所述AC-DC整流模块为单相整流模块，所述交流市电为380V时，所述AC-DC整流模块为三相整流模块。
所述电源输入保护电路可提供过流保护、反接保护和过压保护，通过在电源输入端串联一个自恢复保险管实现过流保护，通过在电源输入端串联一个二极管实现反接保护，当电源反接时，通路不能形成，以实现反接保护，通过在电源入口处并联一个TVS管，当电压升高时，TVS管瞬间导通，可以提供过压保护。
如图2所示，所述蓄电池组切换电路通过采用电源通路控制器LTC4414控制PMOS管实现电源的自动切换，所述电源通路控制器LTC4414是一种功率PMOS管控制器，所述功率PMOS管控制器为通过电流50Ａ、内阻55ｍΩ的IXTII50P085，电源通路控制器LTC4414组成高端功率开关电路，由CTL端施加逻辑电平来控制功率PMOS管的通断。当主电池供电时，CTL端为高电平，LTC4414阻断备用功率PMOS管的导通，进而阻断备用蓄电池组的供电，当主电池发生电压过低时，控制单元断开继电器，或当主电池发生故障时，LTC4414的CTL端变为低电平，备用蓄电池组接通继续为系统提供能源，从而实现系统电源的切换。
所述控制单元采用Philips公司的80C51微控制器P89V51RD2，所述控制单元通过CAN总线通讯，可以及时准确的将系统电量信息传输至操控终端，以便操作人员采取正确的决策。
所述ＣＡＮ总线通讯采用的控制器为SJA1000 ，其相应的CAN收发器采用带隔离的高速收发器CTM1050。
所述备用蓄电池组根据需要可为一组或两组。
所述控制单元输出端还与LED显示屏相连，LED显示屏显示实时电量。
主蓄电池组和备用蓄电池组通过蓄电池组切换电路后，可分别经过DC-DC直流稳压模块和DC-AC逆变模块转换成所需的交直流电压，控制单元通过电量检测电路采集系统电量，当控制单元检测到主电池组电量低于阈值时，控制单元发出切换信号，通过控制蓄电池组切换电路中继电器切换到备用电池组，而当主电池组发生故障时，蓄电池组切换电路将自动切换到备用电池组，若选择两组备用蓄电池组，当第一备用电池组电量低于阈值，产生故障或不存在时，系统将自动切换到第二备用电池组。
Claims (9)
1.一种电池组可切换的不间断稳压电源电路，包括电源输入保护电路、AC-DC整流模块、蓄电池组、电量检测电路、充电管理模块、DC-DC直流稳压模块、DC-AC逆变模块和电源输出端口，其特征在于，还包括蓄电池组切换电路和控制单元，所述蓄电池组包括主蓄电池组和备用蓄电池组，所述电源输入保护电路输入端与交流市电相连，所述电源输入保护电路输出端与AC-DC整流模块输入端相连，所述AC-DC整流模块输出端分别与主蓄电池组和备用蓄电池组输入端相连，所述充电管理模块分别与AC-DC整流模块、主蓄电池组和备用蓄电池组相连，所述主蓄电池组和备用蓄电池组的输出端分别与蓄电池组切换电路和电量检测电路双向连接，所述蓄电池组切换电路输出端分别与DC-DC直流稳压模块和DC-AC逆变模块输入端相连，所述电量检测电路、DC-DC直流稳压模块和DC-AC逆变模块的输出端均与控制单元输入端相连，所述控制单元输出端分别与蓄电池组切换电路和电源输出端口相连。
2.根据权利要求1所述电池组可切换的不间断稳压电源电路，其特征在于，所述交流市电为220V或380V。
3.根据权利要求2所述电池组可切换的不间断稳压电源电路，其特征在于，所述交流市电为220V时，所述AC-DC整流模块为单相整流模块，所述交流市电为380V时，所述AC-DC整流模块为三相整流模块。
4.根据权利要求3所述电池组可切换的不间断稳压电源电路，其特征在于，所述电源输入保护电路可提供过流保护、反接保护和过压保护。
5.根据权利要求4所述电池组可切换的不间断稳压电源电路，其特征在于，所述蓄电池组切换电路通过采用电源通路控制器LTC4414控制PMOS管实现电源的自动切换，所述电源通路控制器LTC4414是一种功率PMOS管控制器，所述功率PMOS管控制器为通过电流50Ａ、内阻55ｍΩ的IXTII50P085。
6.根据权利要求5所述电池组可切换的不间断稳压电源电路，其特征在于，所述控制单元采用Philips公司的80C51微控制器P89V51RD2，所述控制单元通过CAN总线通讯，可以及时准确的将系统电量信息传输至操控终端。
7.根据权利要求6所述电池组可切换的不间断稳压电源电路，其特征在于，所述ＣＡＮ总线通讯采用的控制器为SJA1000 ，其相应的CAN收发器采用带隔离的高速收发器CTM1050。
8.根据权利要求7所述电池组可切换的不间断稳压电源电路，其特征在于，所述备用蓄电池组可为一组或两组。
9.根据权利要求8所述电池组可切换的不间断稳压电源电路，其特征在于，所述控制单元输出端还与LED显示屏相连，LED显示屏显示实时电量。
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|---|---|---|---|---|
| CN111342545A (zh) * | 2020-03-27 | 2020-06-26 | 深圳易马达科技有限公司 | 备用供电电路和供电装置 |
| CN111775979A (zh) * | 2020-07-20 | 2020-10-16 | 四川华蓥山广能集团嘉华机械有限责任公司 | 一种连续循环充放电机车电源 |
| CN117458689A (zh) * | 2023-10-27 | 2024-01-26 | 北京航天长峰股份有限公司 | 一种多备用电源备电的方法及装置 |
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