CN2427890Y - 用于阻止电池极度放电的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种电源,(200)包括用于支持电源的输出电压(U＿s)的蓄电池(103)。此外,还包括具有两个状态的电控制的开关(104b),在其第一状态,其允许电流流过蓄电池(103),在其第二状态,其阻止电流流过蓄电池(103)。电源还包括用于使所述电控制的开关(104b)保持在第一状态的控制单元(105)。此外,电源还包括备用电路(202),该电路被设置用来比较(202a)电源输出电压(U＿s)和一个第一门限值(U＿s1),并且,当电源的输出电压(U＿s)高于所述第一门限值(U＿s1)时,使所述电控制的开关(104b)保持在第一状态。

Description

用于阻止电池极度放电的方法和装置

本实用新型一般涉及备用电池电源的操作，尤其涉及用于阻止电池极度放电的方法和装置。

现有技术中的不间断直流电源系统或备用电池直流电源的结构原理一般如图1所示。电源可以具有和交流电网相连的可变数量的整流器101a-101n，并把由整流器产生的电功率提供给负载102。为了预防在交流电网或整流器中发生故障，蓄电池103和电源的输出电压并联，用于在故障期间向负载供电。

通常蓄电池在极度放电的情况下会被破坏，因此，现有技术中的电源具有接触器104，其被控制单元105控制。其目的在于使用控制单元105测量加于电池103上的电压(电压的输出电压U_s)，只要测量电压高于一个门限值便使接触器保持闭合。如果测量的电压103预先表示要发生极度放电，则控制单元105使接触器104打开借以使电池不再放电。为了防止即使在长期内防止极度放电的措施也不发生故障，必须这样设置，使得通过消耗电能来保持接触器104闭合，而在没有控制信号时接触器被打开。

然而，类似这样的解决办法具有某些缺点。控制单元105的一种典型的故障方式是给予接触器104的控制信号消失，此时接触器打开，因而危及供给负载的不间断电源。控制单元105一般位于单独的电路卡上，其必须经常被取下以便检查、维护或更换，在其取下时也使接触器104打开。

本实用新型的目的在于提供一种用于阻止极度放电的装置和方法，使得不会以现有技术中那样的方式危及不间断电源的供电。

本实用新型的目的是这样达到的，提供一种用于阻止极度放电的装置，其中具有当电源的输出电压没有降低到一个门限值以下时，不允许防止极度放电的接触器打开的电路。

按照本实用新型的电源包括：

-用于支持电源的输出电压的蓄电池，

-具有两个状态的电控制的开关，在其第一状态，其允许电流流过电池，在其第二状态，其阻止电流流过电池，以及

-用于使所述电控制的开关保持在第一状态的控制单元。其特征在于，其中还包括备用电路，该电路被设置用来

-比较电源电压和一个第一门限值以及

-当电源的输出电压高于所述第一门限值时，使所述电控制的开关保持在第一状态。

本实用新型还涉及一种方法，其特征在于

-电源的输出电压和一个第一门限值比较，以及

-当输出电压高于第一门限值时，不管所述第一控制信号，阻止防极度放电开关，使其不得停止电流通过电池。

在按照本实用新型的电源中，防极度放电装置具有备用电路，其操作不依赖于控制单元，但是其仅仅测量电源的输出电压。在控制单元被破坏或者被取下的情况下，电源的输出电压保持不变，从而使备用电路使防极度放电接触器保持闭合。只有当由备用电路测量表示电源的输出电压降低到一个第一门限值以下时，才允许防极度放电接触器打开，借以使电池停止放电。

可以使备用电路具有复位功能，借以当电源输出电压上升到高于一个另一门限值时，备用电路使防极度放电接触器再次闭合。自动复位意味着既不依赖于由控制单元给出的信号，也不依赖于任何其它外部控制信号。

下面参照作为例子给出的本实用新型的优选实施例和附图详细说明本实用新型，其中

图1表示现有技术的电源；

图2表示按照本实用新型的电源；以及

图3以状态图表示按照本实用新型的方法。

上面参照图1进行了现有技术的说明，下面参照图2和图3说明本实用新型及其优选实施例，图中使用相同的标号表示相应的部件。

图2表示电源200，其中的蓄电池103，防极度放电接触器104，控制单元105和与电源相连的负载102和图1的现有技术的部件相似。此外，该电源具有继电器201，备用电路202，复位开关203和二极管204。在防极度放电接触器104中，当足够高的电流流过线圈104a时，线圈104a使开关104b闭合。类似地，在继电器201中，当足够高的电流流过线圈201a时，线圈201a使开关201b，201c闭合。

如果电源200没有备用电路202、复位开关203和继电器的第二开关201c，其工作方式将和上面参照现有技术说明的相同。当高的输出电压U_s表示蓄电池没有遭受极度放电的威胁时，控制单元105测量输出电压U_s，并在二极管204的阴极和输出电压U_s的负端之间形成电流通路。在这种情况下，电流通过在继电器201中的线圈201a并使开关201b闭合，这又使电流通过接触器104的线圈104a，借以使开关104b闭合，因而蓄电池和电源输出电压并联。如果控制单元105检测到输出电压下降到一个门限值以下，它便切断保持开关201b闭合而流过线圈201a和二极管204的电流，借以使开关201b打开，因而使电池和负载分离。如果控制单元105被取下或以阻止电流在二极管204的阴极和输出电压的负端之间流过电流的方式被损坏，将发生相同的现象。

按照本实用新型，在备用电路202中的电压比较器202a也测量电源的输出电压U_s，并将其和图中标为U_s 1的门限值比较。当输出电压高于门限值U_s 1时，被电压比较器202a控制的开关202b闭合。因为此时继电器201的开关201c也是闭合的，所以通过线圈201a和开关201c，202b而在输出电压的端子之间流过电流，并且开关201b保持闭合，即使由于某种原因使从线圈201a通过二极管204和控制单元205到输出电压的负端的电流通路被切断。如果输出电压U_s降低到门限值U_s 1以下，电压比较器202则打开开关202b。如果此时从线圈201a通过二极管204和控制单元205到输出电压的负端的电流通路也被切断，继电器201停止吸合，这又切断接触器104的电流，从而使电池和输出电压分开。

如果复位开关203一直是闭合的，该结构便被称为自动复位结构，其意味着当输出电压上升到图中由U_s 2表示的第二门限值时，蓄电池自动地再次和输出电压接通。为了是电路的操作稳定，U_s 2比U_s 1高一些是有利的，这意味着电压比较器202在其操作中提供一个滞后是有利的。自动复位操作是这样的，当输出电压已经达到U_s 2时，电压比较器202a使开关202b闭合，借以使电流流过线圈201a、复位开关203和开关202b，首先使开关201b(和201c)闭合，由此使接触器104吸合。在另一方面，如果复位开关是一直打开的，这意味着使用手动复位，当输出电压上升到U_s 2时，只引起电压比较器202a使开关202b闭合而别无其它。只有当由于外部控制信号使开关203闭合一段时间或者控制单元105使电流从二极管204的阴极向输出电压的负端流过时，开关201b(201c)才闭合，从而接触器104吸合。

图3示出了图2的电源操作的4种不同的状态，其中状态301相应于正常操作，状态302相应于由于某种原因控制单元使通过二极管204到输出电压的负端的电流通路断开，但在备用电路202中的开关202b闭合，因而接触器吸合的状态。状态303相应于输出电压下降到足以使电池和输出电压断开的状态。状态304相应于如果不使用自动复位，使用其它方式操作而返回正常状态，但是复位开关一直未闭合的状态。

当控制单元105被取下或出现故障时发生从状态301到状态302的转换，当排除故障或重新装上控制单元105时发生相反的转换。如果输出电压降低，则状态301，302都转换为状态303。当由于输出电压的降低而引起的故障被排除后，如果使用自动或手动复位，则可以发生从状态303到302的转换，如果不使用自动复位，则发生到状态304的转换。手动复位意味着从状态304转换为状态301。

由于本实用新型，仅仅是控制单元故障或者被取下不会因为必须使蓄电池和电源输出电压断开而危及连续供电。上面的实施例只是作为例子说明的，并不构成对本实用新型的限制。

Claims (4)

1．一种电源(200)，其中包括：

-用于支持电源的输出电压(U_s)的蓄电池(103)，

-与所述蓄电池相连的具有两个状态的电控制的开关(104b)，在其第一状态，其允许电流流过蓄电池(103)，在其第二状态，其阻止电流流过蓄电池(103)，以及

-与所述电控制的开关相连的控制单元(105)，用于使所述电控制的开关(104b)保持在第一状态，其特征在于，

其中还包括备用电路(202)，该备用电路与所述电源的输出和所述电控制的开关相连，被设置用来

-比较(202a)电源输出电压(U_s)和一个第一门限值(U_s 1)以及

-当电源的输出电压(U_s)高于所述第一门限值(U_s 1)时，使所述电控制的开关(104b)保持在第一状态。

2．如权利要求1所述的电源，其特征在于，备用电路(202)还被设置使得用于当电源的输出电压(U_s)高于一个第二门限值(U_s 2)时，使所述电控制的开关(104b)从第二状态返回第一状态。

3．如权利要求1所述的电源，其特征在于，备用电路(202)还被设置使得用于当电源的输出电压(U_s)升高到高于一个第二门限值(U_s 2)时，以及当对电源施加外部控制信号(203)时，使所述电控制的开关(104b)从第二状态返回第一状态。

4．如权利要求1所述的电源，其特征在于，其包括

-电源的输出电压的第一端和第二端，

-在所述两端之间串联连接的蓄电池(103)和第一开关(104b)，

-在所述两端之间串联连接的第一线圈(104a)和第二开关(201b)，其中第一线圈(104a)被设置用于控制第一开关(104b)，

-在所述两端之间串联连接的第二线圈(201a)、第三开关(201c)、和第四开关(202b)，其中第二线圈(201a)被设置用于第二开关(201b)和第三开关(201c)，

-在所述两端之间串联连接的电压比较器(202a)，其被设置用于控制第四开关(202b)，

-在所述两端之间串联连接的控制单元(105)以及

-二极管(204)，用于从在第二线圈(201a)和第三开关(201c)之间的一点通过二极管(204)和控制单元(105)到第二端形成可转换的电流通路，借以

-电压比较器(202a)被设置用于在所述两端之间的电压(U_s)低于第一门限值(U_s 1)时打开第四开关(202b)，并在所述两端之间的电压(U_s)高于第二门限值(U_s 2)时闭合第四开关(202b)；

-第二线圈(201a)被设置用于当电流流过第二线圈(201a)时闭合第四开关(202b)和第三开关(201c)；以及

-第一线圈(104a)被设置用于当电流流过第一线圈(104b)时闭合第一开关(104b)。

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