CN217406167U - 配电装置、控制系统及储能站 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种配电装置、控制系统及储能站，该装置包括驱动诊断电路、第一开关管、继电器、预充电路；驱动诊断电路与第一开关管连接；预充电路通过继电器与第一开关管连接；第一开关管与负载连接；第一开关管和预充电路均由外部电源供电；预充电路包括第一二极管、第二开关管、第一电阻、第二电阻；第一二极管的负极端与外部电源的正极端连接，正极端与第二开关管的漏极连接；第二开关管的源极分别与外部电源的负极和第一电阻的一端连接，栅极分别与第一电阻的另一端和第二电阻的一端连接；第二电阻的另一端被配置为与控制器连接。通过增加预充电路，能够实现电容负载柔性启动，有效减小接通瞬间电流对系统的冲击，提高控制系统的可靠性。

Description

配电装置、控制系统及储能站

技术领域

本申请属于低压配电技术领域，尤其涉及一种配电装置、控制系统及储能站。

背景技术

低压配电在汽车和工业应用中非常普遍，是控制系统的重要组成部分。目前在汽车低压电器配电盒和其它低压配电应用中，多采用继电器等硬开关直接进行功率分配控制，而部分受电对象为风机、水泵等电机控制器，由于其不同的控制器存在不同容量的输入电容，在控制器的配电继电器接通瞬间容易产生巨大冲击电流，导致控制器的继电器触点发生黏连，因而控制系统失效。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种配电装置、控制系统及储能站，旨在解决现有技术中控制系统容易失效的问题。

本实用新型实施例的第一方面提供了一种配电装置，包括：驱动诊断电路、第一开关管、继电器、预充电路；

所述驱动诊断电路与所述第一开关管连接；所述预充电路通过所述继电器与所述第一开关管连接；所述第一开关管与负载连接；所述第一开关管和所述预充电路均由外部电源供电；

所述预充电路包括第一二极管、第二开关管、第一电阻、第二电阻；

所述第一二极管的负极端与所述外部电源的正极端连接；所述第一二极管的正极端与所述第二开关管的漏极连接；所述第二开关管的源极分别与外部电源的负极和第一电阻的一端连接；所述第二开关管的栅极分别与所述第一电阻的另一端和所述第二电阻的一端连接；所述第二电阻的另一端被配置为与外部控制器连接；

所述继电器的线圈并联在所述第一二极管两端；所述继电器的触点开关的两端分别与所述第一开关管的漏极和源极连接。

在一些可能的实现方式中，所述驱动诊断电路包括驱动芯片；

所述驱动芯片的各输出端口与所述第一开关管的栅极、漏极和源极连接；

所述第一开关管的漏极与所述外部电源的正极连接；所述第一开关管的源极分别与所述外部电源的负极和所述负载连接。

在一些可能的实现方式中，所述驱动诊断电路还包括：第一驱动电阻、第二驱动电阻、第三驱动电阻、第一电容；

所述驱动芯片的第一输出端口与所述第一开关管的漏极连接；所述驱动芯片的第二输出端口与所述第一开关管的源极连接；

所述驱动芯片的第二输出端口与所述第一驱动电阻的第一端连接；所述第一驱动电阻的第二端与所述第一开关管的栅极连接；

所述第一驱动电阻的第二端还通过串联连接的第一电容和第二驱动电阻与所述第一开关管的漏极连接；

所述第一驱动电阻的第二端还通过第三驱动电阻与所述第一开关管的源极连接。

在一些可能的实现方式中，所述配电装置还包括保险丝；所述保险丝设置在所述第一开关管的源极和所述负载之间。

在一些可能的实现方式中，所述配电装置还包括续流二极管；

所述续流二极管设置在所述保险丝连接所述负载的端口和所述外部电源的负极之间。

在一些可能的实现方式中，所述配电装置还包括吸收电容；

所述吸收电容设置在所述保险丝连接所述负载的端口和所述外部电源的负极之间。

在一些可能的实现方式中，所述配电装置还包括第三电阻；所述第三电阻设置在所述继电器的触点开关和所述第一开关管的源极之间。

在一些可能的实现方式中，所述配电装置的工作电压为24V。

本实用新型实施例的第二方面提供了一种控制系统，其特征在于，包括控制器和如上第一方面的配电装置；所述控制器与所述配电装置连接。

本实用新型实施例的第二方面提供了一种储能站，其特征在于，包括：储能电池和如上第二方面的控制系统；所述控制系统与所述储能电池连接。

本实用新型实施例提供的配电装置、控制系统及储能站，包括驱动诊断电路、第一开关管、继电器、预充电路；驱动诊断电路与第一开关管连接；预充电路通过继电器与第一开关管连接；第一开关管与负载连接；第一开关管和预充电路均由外部电源供电；预充电路包括第一二极管、第二开关管、第一电阻、第二电阻；第一二极管的负极端与外部电源的正极端连接，正极端与第二开关管的漏极连接；第二开关管的源极分别与外部电源的负极和第一电阻的一端连接，栅极分别与第一电阻的另一端和第二电阻的一端连接；第二电阻的另一端被配置为与外部控制器连接。通过增加预充电路，能够实现电容负载柔性启动，有效减小接通瞬间电流对系统的冲击，提高控制系统的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的配电装置的结构示意图；

图2是本实用新型另一实施例提供的配电装置的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的控制系统的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的储能站的结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。

图1是本实用新型实施例提供的配电装置的结构示意图。如图1所示，在该实施例中，配电装置，包括：驱动诊断电路11、第一开关管Q1、继电器JK1、预充电路12。

驱动诊断电路11与第一开关管Q1连接；预充电路12通过继电器JK1与第一开关管Q1连接；第一开关管Q1与负载连接；第一开关管Q1和预充电路12均由外部电源供电；

预充电路12包括第一二极管D2、第二开关管Q2、第一电阻R5、第二电阻R6；

第一二极管D2的负极端与外部电源的正极端连接；第一二极管D2的正极端与第二开关管Q2的漏极连接；第二开关管Q2的源极分别与外部电源的负极和第一电阻R5的一端连接；第二开关管Q2的栅极分别与第一电阻R5的另一端和第二电阻R6的一端连接；第二电阻R6的另一端被配置为与外部控制器连接；

继电器JK1的线圈并联在第一二极管D2两端；继电器JK1的触点开关的两端分别与第一开关管Q1的漏极和源极连接。

本实施例中，驱动诊断电路11可以控制第一开关管Q1的工作状态，并且具有电流诊断功能，可以在电流达到设定过流阈值后主动关闭输出，使第一开关管Q1截止。第一开关管Q1和第二开关管Q2可以是MOS管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor,场效应晶体管)。外部的控制器通过与第二电阻R6连接的一端控制预充电路12的工作状态。

本实施例中，配电装置预充过程具体为：

1、使Q1和JK1的触点开关断开，相当于外部负载开路。

2、单片机(即R6连接的外部控制器)从PB3端输出高电平使Q2导通，继电器JK1吸合触电开关，电源通过继电器触点开关所在的回路对外部负载进行充电。

3、在预充时间达到预设值时，驱动诊断电路11驱动Q1导通。

4、延迟预设时长后，单片机通过PB3端口输出低电平使Q2关断，继电器JK1断开触电开关，结束预充。

本实施例中，通过增加预充电路，能够实现电容负载柔性启动，有效减小接通瞬间电流对系统的冲击，提高控制系统的可靠性。

图2是本实用新型另一实施例提供的配电装置的结构示意图。如图2所示，在一些实施例中，驱动诊断电路11包括驱动芯片；

驱动芯片的各输出端口与第一开关管Q1的栅极、漏极和源极连接；

第一开关管Q1的漏极与外部电源的正极连接；第一开关管Q1的源极分别与外部电源的负极和负载连接。

本实施例中，可以控制第一开关管Q1的工作状态，并且具有电流诊断功能。当时输出过流时预驱芯片检测到输出电流Vds超过设定阈值，进行主动关断；并反馈状态给单片机。

在一些实施例中，驱动诊断电路11还包括：第一驱动电阻R1、第二驱动电阻R2、第三驱动电阻R3、第一电容C1；

驱动芯片的第一输出端口与第一开关管Q1的漏极连接；驱动芯片的第二输出端口与第一开关管Q1的源极连接；

驱动芯片的第二输出端口与第一驱动电阻R1的第一端连接；第一驱动电阻R1的第二端与第一开关管Q1的栅极连接；

第一驱动电阻R1的第二端还通过串联连接的第一电容C1和第二驱动电阻R2与第一开关管Q1的漏极连接；

第一驱动电阻R1的第二端还通过第三驱动电阻R3与第一开关管Q1的源极连接。

本实施例中，驱动芯片的三个输出端口分别为DRN、GNSP、SNGP。DRN连接mos管的漏极，GNSP连接MOS管的栅极，SNGP连接MOS管的源极，GNSP和SNGP用于控制MOS导通关断，DRN和SNGP用于对MOS进行过流保护。当模式管过流时，导通电流×导通内阻＝漏源电压，漏源电压＞预驱芯片设置阈值，预驱芯片主动关断驱动信号GNSP。驱动芯片的型号可以是“L9945”。

在一些实施例中，配电装置还包括保险丝FS1；保险丝FS1设置在第一开关管Q1的源极和负载之间。

本实施例中，当驱动诊断电路11的诊断电路失效时，保险fs1熔断，能够起到第二道保护的作用，防止发生次生故障。

在一些实施例中，配电装置还包括续流二极管D1；

续流二极管D1设置在保险丝FS1连接负载的端口和外部电源的负极之间。

本实施例中，续流二极管D1可以有效平缓电压，抑制冲击电流。

在一些实施例中，配电装置还包括吸收电容C2；

吸收电容C2设置在保险丝FS1连接负载的端口和外部电源的负极之间。

本实施例中，吸收电容C2能够有效吸收尖峰电压，抑制冲击电流。

在一些实施例中，配电装置还包括第三电阻R4；第三电阻R4设置在继电器JK1的触点开关和第一开关管Q1的源极之间。

在一些实施例中，配电装置的工作电压为24V。

图3是本实用新型实施例提供的控制系统的结构示意图。如图3所示，在一些实施例中，控制系统3，包括控制器31和如上任一实施例所示的配电装置32；所述控制器31和所述配电装置32连接。

图4是本实用新型实施例提供的储能站的结构示意图。如图4所示，在一些实施例中，储能站4，包括：储能电池41和如上实施例所示的控制系统42；控制系统42与储能电池41连接。

本实用新型的有益效果具体如下：

1.通过增加预充电路，实现电容负载柔性启动，减小系统冲击。

2.将继电器更改MOS管，可以降低发热功耗，减小体积。

3.增加电流诊断功能：可以在电流达到设定过流阈值后主动关闭输出，有效防止系统故障的发生。

4.设置保险丝、吸收电容、过流二极管，对控制系统进行了多重保护，有效提高系统的可靠性。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本实用新型实施例的实施过程构成任何限定。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本实用新型的范围。

在本实用新型所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种配电装置，其特征在于，包括：驱动诊断电路、第一开关管、继电器、预充电路；

所述驱动诊断电路与所述第一开关管连接；所述预充电路通过所述继电器与所述第一开关管连接；所述第一开关管与负载连接；所述第一开关管和所述预充电路均由外部电源供电；

所述预充电路包括第一二极管、第二开关管、第一电阻、第二电阻；

所述第一二极管的负极端与所述外部电源的正极端连接；所述第一二极管的正极端与所述第二开关管的漏极连接；所述第二开关管的源极分别与外部电源的负极和第一电阻的一端连接；所述第二开关管的栅极分别与所述第一电阻的另一端和所述第二电阻的一端连接；所述第二电阻的另一端被配置为与外部控制器连接；

所述继电器的线圈并联在所述第一二极管两端；所述继电器的触点开关的两端分别与所述第一开关管的漏极和源极连接。

2.根据权利要求1所述的配电装置，其特征在于，所述驱动诊断电路包括驱动芯片；

所述驱动芯片的各输出端口与所述第一开关管的栅极、漏极和源极连接；

所述第一开关管的漏极与所述外部电源的正极连接；所述第一开关管的源极分别与所述外部电源的负极和所述负载连接。

3.根据权利要求2所述的配电装置，其特征在于，所述驱动诊断电路还包括：第一驱动电阻、第二驱动电阻、第三驱动电阻、第一电容；

所述驱动芯片的第一输出端口与所述第一开关管的漏极连接；所述驱动芯片的第二输出端口与所述第一开关管的源极连接；

所述驱动芯片的第二输出端口与所述第一驱动电阻的第一端连接；所述第一驱动电阻的第二端与所述第一开关管的栅极连接；

所述第一驱动电阻的第二端还通过串联连接的第一电容和第二驱动电阻与所述第一开关管的漏极连接；

所述第一驱动电阻的第二端还通过第三驱动电阻与所述第一开关管的源极连接。

4.根据权利要求2所述的配电装置，其特征在于，所述配电装置还包括保险丝；所述保险丝设置在所述第一开关管的源极和所述负载之间。

5.根据权利要求4所述的配电装置，其特征在于，所述配电装置还包括续流二极管；

所述续流二极管设置在所述保险丝连接所述负载的端口和所述外部电源的负极之间。

6.根据权利要求4所述的配电装置，其特征在于，所述配电装置还包括吸收电容；

所述吸收电容设置在所述保险丝连接所述负载的端口和所述外部电源的负极之间。

7.根据权利要求1所述的配电装置，其特征在于，所述配电装置还包括第三电阻；所述第三电阻设置在所述继电器的触点开关和所述第一开关管的源极之间。

8.根据权利要求1-7任一项所述的配电装置，其特征在于，所述配电装置的工作电压为24V。

9.一种控制系统，其特征在于，包括控制器和如权利要求1-8任一项所述的配电装置；所述配电装置与所述控制器连接。

10.一种储能站，其特征在于，包括：储能电池和如权利要求9所述的控制系统；所述控制系统与所述储能电池连接。

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