專利名稱：配網(wǎng)自動化遠動終端專用電源的控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
·[0001]本實用新型涉及一種控制電路，尤其涉及一種適用于配網(wǎng)自動化遠動終端專用電源的控制電路，特別適合在小型化、高功率密度、模塊化的充電機中使用。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)今社會的發(fā)展，對供電的連續(xù)性要求越來越高，特別在電力行業(yè)更是如此。因此蓄電池作為一種后備電源在配電網(wǎng)自動化設(shè)備中得到了很廣泛的應用。但是與這些蓄電池配合使用的普通充電機，僅有充電功能，而不具有放電管理功能；因此也沒有完善的電池管理信號狀態(tài)輸出；而且多采用的非模塊化設(shè)計；電路簡單，功能少；越來越不滿足配電網(wǎng)自動化管理和控制的現(xiàn)實需求。
發(fā)明內(nèi)容為解決上述普通充電機所存的技術(shù)問題，本實用新型提供了一種配網(wǎng)自動化遠動終端專用電源的控制電路，其包括開關(guān)控制單元、輸出保護單元、電池充放電管理單元，其特征在于所述輸出保護單元包括輸出過流保護電路與輸出過壓保護電路；所述電池充放電管理單元包括電池狀態(tài)輸出電路、活化放電電路及電池過放延時關(guān)斷電路；所述電池充放電管理單元集成在所述開關(guān)控制單元中。在上述技術(shù)方案中，所述開關(guān)控制單元主要包括阻容網(wǎng)絡(luò)、基準電壓芯片Q6、集成PWM控制器U9、光耦U3 ;其中，輸出電壓通過電阻R45與電阻R47分壓后控制基準電壓芯片Q6的導通電流，基準電壓芯片Q6的導通電流通過光耦U3隔離后將電流信號反饋到原邊的集成PWM控制器U9，集成PWM控制器U9根據(jù)反饋電流信號的大小，輸出開關(guān)信號驅(qū)動開關(guān)電源的主功率管。在上述技術(shù)方案中，所述輸出過流保護電路主要包括阻容網(wǎng)絡(luò)、運放Q20A、運放Q20B、光耦U4 ;其中，輸出電流采樣信號通過運放Q20A放大后，輸出到運放Q20B同相輸入端與基準電壓值進行比較，通過光耦U4隔離后反饋到集成PWM控制器U9。在上述技術(shù)方案中，所述輸出過壓保護電路主要包括阻容網(wǎng)絡(luò)、基準電壓芯片Q5、光耦U4 ;其中，輸出電壓采樣信號經(jīng)過電阻R38與電阻R55分壓后給基準電壓芯片Q5，再通過光耦U4隔離后反饋到集成PWM控制器U9。在上述技術(shù)方案中，所述電池狀態(tài)輸出電路主要包括阻容網(wǎng)絡(luò)、光耦U5、三極管Q12 ;其中，電池狀態(tài)信號通過光耦U5隔離后，再通過三極管Q12放大輸出。在上述技術(shù)方案中，所述電池狀態(tài)輸出電路為多個，與所需電池狀態(tài)的個數(shù)相對應。在上述技術(shù)方案中，所述活化放電電路主要包括阻容網(wǎng)絡(luò)、場效應管Q30、三極管Q16 ;其中，三極管Q16導通后，場效應管Q30導通，電池通過場效應管Q30對外接負載RL進行放電。在上述技術(shù)方案中，所述電池過放延時關(guān)斷電路主要包括阻容網(wǎng)絡(luò)、運放U11A、運放U10A、光耦U2 ;其中，電池電壓經(jīng)過電阻R5、電阻RlO分壓后，通過運放UllA與基準電壓進行比較后給電容E6充電，再通過運放UlOA與基準電壓進行比較后控制光耦U2輸出。在上述技術(shù)方案中，所述基準電壓值為2. 5V。本實用新型取得了以下技術(shù)效果I)保護信號由硬件生成，反應速度快，輸出故障保護及時可靠。2)模塊化程度高，外圍僅需很少器件就可以組成一套完整的充電機系統(tǒng)。

圖I為本實用新型配網(wǎng)自動化遠動終端專用電源控制電路框圖； 圖2為本實用新型實施例中開關(guān)控制單元原理圖；圖3為本實用新型實施例中過壓保護電路原理圖；圖4為本實用新型實施例中過流保護電路原理圖；圖5為本實用新型實施例中電池狀態(tài)輸出電路原理圖；圖6為本實用新型實施例中活化放電電路原理圖；圖7為本實用新型實施例中電池過放延時關(guān)斷電路原理圖。
具體實施方式
為了便于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解和實施本實用新型，
以下結(jié)合附圖及具體實施方式
對本實用新型作進一步的詳細描述。本實用新型提供一種適用于配網(wǎng)自動化遠動終端專用電源的控制電路，如圖I所示，其包括開關(guān)控制單元，控制保護單元及電池充放電管理單元。其中，電池充放電管理單元可以進一步地包括電池狀態(tài)輸出電路、活化放電電路及電池過放延時關(guān)斷電路；并且電池充放電管理單元還可以進一步地集成到開關(guān)控制單元中，以提高整個控制電路的集成度。其中，輸出保護單元還可以進一步包括輸出過流保護電路與輸出過壓保護電路。如圖2所示，為開關(guān)控制單元原理圖。開關(guān)控制單元包括阻容網(wǎng)絡(luò)、基準電壓芯片Q6、集成PWM控制器U9、光耦U3、三極管Q2、三極管Q3、三極管Q4、開關(guān)SI、開關(guān)S2等。輸出電壓通過電阻R45與電阻R47分壓后，提供給基準電壓芯片Q6，基準電壓芯片Q6根據(jù)此電壓值決定光耦U3的導通電流的大小，同時通過電阻R49與電阻R50還可以調(diào)節(jié)輸出電壓的大小。光耦U3的次級電流產(chǎn)生的電壓信號與集成PWM控制器U9采樣到的原邊電流信號相比較，可得出適當?shù)膶〞r間信號，通過PWM控制器U9的6腳輸出到外接的功率開關(guān)管，從而控制了輸出電壓的穩(wěn)定。如圖3所示，為過壓保護電路原理圖。過壓保護電路主要包括阻容網(wǎng)絡(luò)、基準電壓芯片Q5，光耦U4等。輸出電壓采樣由電阻R38與電阻R55完成，基準電壓芯片Q5工作在導通、截止兩種開關(guān)狀態(tài)。當電壓處于輸出過壓狀態(tài)時，Q5導通，GY信號為O。如圖4所示，為過流保護電路原理圖。過流保護電路主要包括阻容網(wǎng)絡(luò)，運放Q20A、運放Q20B、光耦U4、三極管Qll等。CY1，CY2為采樣得到的輸出電流信號，通過運放Q20A放大后與運放Q20B基準電壓2. 5V比較。當過流信號產(chǎn)生后，運放Q20B的輸出電平由低電平變高電平，三極管Qll導通，光耦U4的1，2腳導通，光耦U4的3，4腳導通后拉低U9的I腳，關(guān)斷PWM輸出。[0027]如圖5所示，為電池狀態(tài)輸出電路原理圖。電池狀態(tài)輸出電路主要包括阻容網(wǎng)絡(luò)、光耦U5、三極管Q12等。光耦U5次邊導通時，電流通過三極管Q12進行了放大，可以提高XH信號輸出所帶負載能力。根據(jù)所需要的電池狀態(tài)的個數(shù)，該電池輸出電路可以為多組，例如4組?；罨烹婋娐吩韴D，如圖6所示?；罨烹婋娐分饕ㄗ枞菥W(wǎng)絡(luò)、場效應管Q30、三極管Q16、三極管QlO、三極管9等。當信號RA被短接到GND時，此時三極管Q9導通，三極管Q9導通后，三極管QlO也馬上導通，當信號R A還原為不短接到GND的狀態(tài)時，三極管Q9和三極管QlO已形成自鎖狀態(tài)維持導通不變。此時三極管Q16由于基極發(fā)射極BE正向偏置，也處于導通狀態(tài)。所以場效應管Q30也就處于導通狀態(tài)，此時RL負載上就有電壓輸出，可以提供放電電流。電池過放延時關(guān)斷電路原理圖，如圖7所示。電池過放延時關(guān)斷電路主要包括阻容網(wǎng)絡(luò)、運放U11A、運放U10A、光耦U2等。電阻R5與電阻RlO采樣了電池電壓并與2. 5V基準電壓進行比較，當電池處于正常電壓時，分壓值大于2. 5V，運放UllA提供高電平輸出，并通過二極管Dl，電阻R2給電容E6充電。當電池處于過放關(guān)斷電壓以下時，電阻R5與電阻RlO分壓值小于2. 5V，則運放Ull的輸出翻轉(zhuǎn)為低電平輸出。電容E6通過電阻R15進行放電。當電容E6電壓下降到2. 5V時，運放UlOA原來為高電平的輸出也變?yōu)榱说碗娖剑瑥亩怦頤2的輸出3，4腳由原來的導通，變?yōu)榱私刂範顟B(tài)，利用此信號可以關(guān)斷用作電池供電開關(guān)的場效應管。以上實施例僅為本實用新型的一種實施方式，其描述較為具體和詳細，但不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。其具體結(jié)構(gòu)和尺寸可根據(jù)實際需要進行相應的調(diào)整。應當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種配網(wǎng)自動化遠動終端專用電源的控制電路，其包括開關(guān)控制單元、輸出保護單元、電池充放電管理單元，其特征在于所述輸出保護單元包括輸出過流保護電路與輸出過壓保護電路；所述電池充放電管理單元包括電池狀態(tài)輸出電路、活化放電電路及電池過放延時關(guān)斷電路；所述電池充放電管理單元集成在所述開關(guān)控制單元中。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的配網(wǎng)自動化遠動終端專用電源的控制電路，其特征在于所述開關(guān)控制單元主要包括阻容網(wǎng)絡(luò)、基準電壓芯片Q6、集成PWM控制器U9、光耦U3 ;其中，輸出電壓通過電阻R45與電阻R47分壓后控制基準電壓芯片Q6的導通電流，基準電壓芯片Q6的導通電流通過光耦U3隔離后將電流信號反饋到原邊的集成PWM控制器U9，集成PWM控制器U9根據(jù)反饋電流信號的大小，輸出開關(guān)信號驅(qū)動開關(guān)電源的主功率管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的配網(wǎng)自動化遠動終端專用電源的控制電路，其特征在于所述輸出過流保護電路主要包括阻容網(wǎng)絡(luò)、運放Q20A、運放Q20B、光耦U4 ;其中，輸出電流采樣信號通過運放Q20A放大后，輸出到運放Q20B同相輸入端與基準電壓值進行比較，通過光耦U4隔離后反饋到集成PWM控制器U9。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的配網(wǎng)自動化遠動終端專用電源的控制電路，其特征在于所述基準電壓值為2. 5V。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的配網(wǎng)自動化遠動終端專用電源的控制電路，其特征在于所述輸出過壓保護電路主要包括阻容網(wǎng)絡(luò)、基準電壓芯片Q5、光耦U4 ;其中，輸出電壓采樣信號經(jīng)過電阻R38與電阻R55分壓后給基準電壓芯片Q5，再通過光耦U4隔離后反饋到集成PWM控制器U9。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的配網(wǎng)自動化遠動終端專用電源的控制電路，其特征在于所述電池狀態(tài)輸出電路主要包括阻容網(wǎng)絡(luò)、光耦U5、三極管Q12 ;其中，電池狀態(tài)信號通過光率禹U5隔尚后,再通過三極管Q12放大輸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的配網(wǎng)自動化遠動終端專用電源的控制電路，其特征在于所述電池狀態(tài)輸出電路為多個，與所需電池狀態(tài)的個數(shù)相對應。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的配網(wǎng)自動化遠動終端專用電源的控制電路，其特征在于所述活化放電電路主要包括阻容網(wǎng)絡(luò)、場效應管Q30、三極管Q16 ;其中，三極管Q16導通后，場效應管Q30導通，電池通過場效應管Q30對外接負載RL進行放電。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的的配網(wǎng)自動化遠動終端專用電源的控制電路，其特征在于所述電池過放延時關(guān)斷電路主要包括阻容網(wǎng)絡(luò)、運放U11A、運放U10A、光耦U2 ;其中，電池電壓經(jīng)過電阻R5、電阻RlO分壓后，通過運放UllA與基準電壓進行比較后給電容E6充電，再通過運放UlOA與基準電壓進行比較后控制光耦U2輸出。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的配網(wǎng)自動化遠動終端專用電源的控制電路，其特征在于所述基準電壓值為2. 5V。
專利摘要本實用新型涉及一種配網(wǎng)自動化遠動終端專用電源的控制電路，特別適用于小型化、高功率密度、模塊化的配網(wǎng)自動化遠動終端的專用電源，其包括開關(guān)控制單元、輸出保護單元、電池充放電管理單元；所述輸出保護單元包括輸出過流保護電路與輸出過壓保護電路；所述電池充放電管理單元包括電池狀態(tài)輸出電路、活化放電電路及電池過放延時關(guān)斷電路；所述電池充放電管理單元集成在所述開關(guān)控制單元中；其結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。實現(xiàn)專用電源的原、次邊控制與電池充放電管理一體化設(shè)計以便于進行模塊化設(shè)計，電路可靠性高。
文檔編號H02J7/00GK202712911SQ20122037674
公開日2013年1月30日 申請日期2012年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月1日
發(fā)明者劉愛國 申請人:武漢興通力電源技術(shù)有限公司