一種電源維護模塊的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種電源維護模塊，它包括由多個蓄電池組成的蓄電池組、充電控制電路、放電控制電路、狀態(tài)檢測模塊和控制模塊；充電控制電路的電源輸入與UPS電源連接，充電控制電路的控制輸入與控制模塊的充電控制輸出連接，充電控制電路的電源輸出與蓄電池組的充電輸入連接；放電控制電路的電源輸入與蓄電池組的輸出連接，放電控制電路的控制輸入與控制模塊的放電控制輸出連接，放電控制電路的電源輸出與負載連接；狀態(tài)檢測模塊的檢測端與蓄電池組連接，狀態(tài)檢測模塊的輸出與控制模塊的檢測輸入連接。本實用新型支持遠端管理部門對蓄電池組進行的在線維護，大大提高了運行維護的質(zhì)量和效率、并延長了蓄電池組的使用壽命。
【專利說明】一種電源維護模塊

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種電源維護模塊。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著近年來我國電力和電信事業(yè)的快速發(fā)展，變電站和蓄電池組的數(shù)量每年都在高速增長，同時變電站與供電公司管理單位的距離越來越遠，因此如何管理和及時維護蓄電池組已成為電力和電信系統(tǒng)的棘手問題。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種電源維護模塊，通過充電和放電電路實現(xiàn)對蓄電池組的充放電控制，通過無線網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)將蓄電池組的實時狀態(tài)信息發(fā)送給遠端的管理部門，支持遠端管理部分對蓄電池組進行在線維護。
[0004]本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:一種電源維護模塊，它包括由多個蓄電池組成的蓄電池組、充電控制電路、放電控制電路、狀態(tài)檢測模塊和控制模塊。
[0005]所述的充電控制電路的電源輸入與UPS電源連接，充電控制電路的控制輸入與控制模塊的充電控制輸出連接，充電控制電路的電源輸出與蓄電池組的充電輸入連接。
[0006]所述的放電控制電路的電源輸入與蓄電池組的輸出連接，放電控制電路的控制輸入與控制模塊的放電控制輸出連接，放電控制電路的電源輸出與負載連接。
[0007]所述的狀態(tài)檢測模塊的檢測端與蓄電池組連接，狀態(tài)檢測模塊的輸出與控制模塊的檢測輸入連接。
[0008]所述的狀態(tài)檢測模塊包括溫度檢測模塊、電壓檢測模塊和電流檢測模塊中的一種或多種的組合。
[0009]所述的狀態(tài)檢測模塊為無線檢測模塊，無線檢測模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)與上位機連接。
[0010]它還包括通信模塊，所述的通信模塊的一端與控制模塊連接，另一端通過通信接口與上位機連接；所述的通信模塊包括有線通信模塊和無線通信模塊中的一種或多種的組口 O
[0011]所述的有線通信模塊包括RJ45網(wǎng)絡(luò)模塊和光纖通信模塊中的一種或多種的組口 ο
[0012]所述的無線通信模塊包括GSM通信模塊、GPRS通信模塊、3G通信模塊和WiFi模塊中的一種或多種的組合。
[0013]它還包括警報模塊，所述的警報模塊與控制模塊連接；警報模塊包括顯示模塊、指示燈和蜂鳴器中的一種或多種的組合。
[0014]它還包括存儲模塊，所述的存儲模塊與控制模塊連接。
[0015]本實用新型的有益效果是:本實用新型通過充電和放電電路實現(xiàn)了對蓄電池組的充放電控制，本實用新型采用無線檢測模塊采集蓄電池組的電壓、電流、溫度等信息，且該采集信息可直接通過無線檢測模塊發(fā)送給上級管理部門。本實用新型還可通過通信模塊與上級管理部門進行數(shù)據(jù)交換，特別是通過光纖網(wǎng)絡(luò)進行通信時，相互間傳遞數(shù)據(jù)的安全性高、通信速率快、數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定。本實用新型支持遠端管理部門對蓄電池組進行的在線維護，在滿足蓄電池組日常運行維護要求的同時，大大提高了運行維護的質(zhì)量和效率、并延長了蓄電池組的使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型電源維護模塊的原理框圖；
[0017]圖2為本實用新型電壓、電流檢測模塊的電路原理圖；
[0018]圖3為本實用新型充放電模塊的電路原理圖。

【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖進一步詳細描述本實用新型的技術(shù)方案，但本實用新型的保護范圍不局限于以下所述。
[0020]如圖1所示，一種電源維護模塊，它包括由多個蓄電池組成的蓄電池組、充電控制電路、放電控制電路、狀態(tài)檢測模塊和控制模塊。
[0021]所述的充電控制電路的電源輸入與UPS電源連接，充電控制電路的控制輸入與控制模塊的充電控制輸出連接，充電控制電路的電源輸出與蓄電池組的充電輸入連接。
[0022]所述的放電控制電路的電源輸入與蓄電池組的輸出連接，放電控制電路的控制輸入與控制模塊的放電控制輸出連接，放電控制電路的電源輸出與負載連接。
[0023]所述的狀態(tài)檢測模塊的檢測端與蓄電池組連接，狀態(tài)檢測模塊的輸出與控制模塊的檢測輸入連接。所述的控制模塊可采用Fujitsu公司的F2MC — 8FX系列單片機MB95F136
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[0024]所述的狀態(tài)檢測模塊包括溫度檢測模塊、電壓檢測模塊和電流檢測模塊中的一種或多種的組合。
[0025]本實用新型可采用美國Dallas公司生產(chǎn)的DS18820溫度傳感器作為溫度檢測模塊。溫度檢測模塊采用熱傳導(dǎo)的粘合劑粘附在蓄電池組的表面上，保證溫度傳感器的接地引腳與蓄電池組有良好的熱接觸。
[0026]如圖2所示，圖2為電壓電流檢測模塊的電路原理圖。其中，電壓檢測模塊包括電阻R1、電阻R2、電阻R3和運算放大器Ul，電阻Rl的一端與蓄電池組的電壓輸出連接，電阻Rl的另一端通過電阻R3與運算放大器Ul的同相輸入端連接，電阻Rl的另一端還通過電阻R2與運算放大器Ul的反相輸入端連接，運算放大器Ul的反相輸入端還與地對接，運算放大器Ul的輸出端與控制模塊的電壓檢測輸入連接，運算放大器Ul的輸出端還與運算放大器Ul的正向輸入端連接。本實用新型可選用阻值為22kΩ的電阻Rl、2kQ的電阻R2、100kQ的電阻R3，運算放大器Ul可選用LM324AD。
[0027]電流檢測模塊包括電阻R4、電阻R5、電阻R6和運算放大器U2，所述的電阻R4的一端與蓄電池組的電流輸出連接，電阻R4的另一端與運算放大器U2的同相輸入端連接，運算放大器U2的反相輸入端通過電阻R5與電阻R2和運算放大器Ul的交點連接，運算放大器U2的輸出與控制模塊的電流檢測輸入連接，運算放大器U2的輸出端還通過電阻R6與運算放大器U2的反相輸入端連接，運算放大器U2的供電電源正極與基準電壓VCC連接，運算放大器U2的供電電源負極與地對接。本實用新型可選用阻值為1kQ的電阻R4、10kQ的電阻R5和220k Ω的電阻R6，運算放大器U2可選用LM324AD。
[0028]如圖3所示，圖3為可控制的充放電模塊的電路原理圖。由充電控制電路和放電控制電路組成的充放電模塊包括MOS管Ql、MOS管Q2、二極管D1、二極管D2、電阻R7、電阻R8、電阻R9、電阻R10、電阻R11、電容Cl、電容C2、電容C3和電容C4，MOS管Ql的漏極通過電阻R8與蓄電池組的充電輸入端連接，即與蓄電池組的正極連接，MOS管Ql的源極與蓄電池組的負極連接，MOS管Ql的柵極與控制模塊的放電控制端連接，MOS管Q2的漏極與蓄電池組的負極連接，MOS管Q2的源極與地對接，MOS管Q2的柵極與控制模塊的充電控制端連接，MOS管Q2的源極和漏極之間還并聯(lián)有串聯(lián)的電阻Rll和電容C4 ;二極管Dl的正極與UPS電源輸入端連接，二極管Dl的負極通過電阻R7與地對接、通過電阻R9和二極管D2的負極與蓄電池組的正極連接、還與負載的電源輸入連接，電阻R7的兩端并聯(lián)有串聯(lián)的電容Cl和電容C2，蓄電池組的正極和負極之間還并聯(lián)有串聯(lián)的電阻RlO和電容C3。
[0029]控制模塊可包括智能功率模塊IPM，智能功率模塊IPM是一種先進的功率開關(guān)器件，具有GTR(大功率晶體管)高電流密度、低飽和電壓和耐高壓的優(yōu)點，以及MOSFET (場效應(yīng)晶體管)高輸入阻抗、高開關(guān)頻率和低驅(qū)動功率的優(yōu)點。而且IPM內(nèi)部集成了邏輯、控制、檢測和保護電路，使用起來方便，不僅減小了電源維護模塊的體積和開發(fā)時間，也大大增強了電源維護模塊的可靠性。智能功率模塊IPM的輸入分別與控制模塊的放電控制端和充電控制端連接，智能功率模塊IPM的放電控制輸出與MOS管Ql的柵極連接，智能功率模塊IPM的充電控制輸出與MOS管Q2的柵極連接。
[0030]控制模塊發(fā)出充電信號時，MOS管Q2的柵極接收到充電信號，MOS管Q2的源極和漏極導(dǎo)通，蓄電池組開始充電?？刂颇K發(fā)出放電信號時，MOS管Ql的柵極接收到放電信號，MOS管Ql的源極和漏極導(dǎo)通，蓄電池組開始通過電阻R8放電?？刂颇K發(fā)出為負載供電信號時，MOS管Ql、Q2的柵極均接收到供電信號，MOS管Ql、Q2的源極和漏極均導(dǎo)通，蓄電池組開始為負載供電。
[0031 ] 蓄電池一般由正極板群、負極板群、電解液和容器等組成。鉛酸蓄電池充電時極板上的硫酸鉛分別變成海綿狀鉛和氧化鉛，固定在其中的硫酸根離子釋放到電解液，電解液中的硫酸濃度不斷變大；反之放電時陽極中的氧化鉛和陰極板上的海綿狀鉛與電解液中的硫酸發(fā)生反應(yīng)變成硫酸鉛，而電解液中的硫酸濃度不斷降低。當鉛酸蓄電池充電不足時，陰陽兩極板的硫酸鉛不能完全轉(zhuǎn)化變成海綿狀鉛和氧化鉛，如果長期充電不足，則會造成硫酸鉛結(jié)晶，使極板硫化，電池品質(zhì)變劣；反之如果電池過度充電，陽極產(chǎn)生的氧氣量大于陰極的吸附能力，使得蓄電池內(nèi)壓增大，導(dǎo)致氣體外溢，電解液減少，還可能導(dǎo)致活性物質(zhì)軟化或脫落，電池壽命大大縮短。
[0032]本實用新型電源維護模塊可以很好地解決這種問題，由控制模塊發(fā)出維護脈沖信號，該維護脈沖信號為周期信號，每個周期中包括一個充電控制信號、一個停止信號和一個放電控制信號，使蓄電池組以“充電-停止-放電-充電-停止-放電”的規(guī)律循環(huán)充放電，在蓄電池的兩端瞬間放電以去除正電極和負電極上堆積的電荷，從而去除硫酸鉛結(jié)晶，增加電解液中的有效活性物質(zhì)，提高蓄電池的充電能力。
[0033]所述的狀態(tài)檢測模塊為無線檢測模塊，無線檢測模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)與上位機連接。
[0034]它還包括通信模塊，所述的通信模塊的一端與控制模塊連接，另一端通過通信接口與上位機連接；所述的通信模塊包括有線通信模塊和無線通信模塊中的一種或多種的組口 ο
[0035]所述的有線通信模塊包括RJ45網(wǎng)絡(luò)模塊、RS232和光纖通信模塊中的一種或多種的組合。
[0036]所述的無線通信模塊包括GSM通信模塊、GPRS通信模塊、3G通信模塊和WiFi模塊中的一種或多種的組合。
[0037]本實用新型可直接采用無線檢測模塊，實現(xiàn)將采集數(shù)據(jù)實時傳送給上級管理部門，結(jié)構(gòu)簡單，也可采用單獨的通信模塊，實現(xiàn)與上級管理部門間的互相通信。
[0038]它還包括警報模塊，所述的警報模塊與控制模塊連接；警報模塊包括顯示模塊、指示燈和蜂鳴器中的一種或多種的組合。其中，顯示模塊可由三個LED數(shù)碼管，分別顯示蓄電池組的電壓狀態(tài)、電流狀態(tài)和溫度狀態(tài)，LED數(shù)碼管可由74HC595移位寄存器組成。當警報模塊收到警報信號時，顯示模塊閃爍報警，警報指示燈點亮閃爍，蜂鳴器響鈴報警。
[0039]它還包括存儲模塊，所述的存儲模塊與控制模塊連接。存儲模塊用于存儲狀態(tài)檢測模塊所采集的數(shù)據(jù)信息，便于上級管理部門對蓄電池組的歷史狀態(tài)信息進行查詢，還可增設(shè)USB接口，滿足管理人員對蓄電池組的信息進行現(xiàn)場拷貝。
【權(quán)利要求】
1.一種電源維護模塊，其特征在于:它包括由多個蓄電池組成的蓄電池組、充電控制電路、放電控制電路、狀態(tài)檢測模塊和控制模塊； 所述的充電控制電路的電源輸入與UPS電源連接，充電控制電路的控制輸入與控制模塊的充電控制輸出連接，充電控制電路的電源輸出與蓄電池組的充電輸入連接； 所述的放電控制電路的電源輸入與蓄電池組的輸出連接，放電控制電路的控制輸入與控制模塊的放電控制輸出連接，放電控制電路的電源輸出與負載連接； 所述的狀態(tài)檢測模塊的檢測端與蓄電池組連接，狀態(tài)檢測模塊的輸出與控制模塊的檢測輸入連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電源維護模塊，其特征在于:所述的狀態(tài)檢測模塊包括溫度檢測模塊、電壓檢測模塊和電流檢測模塊中的一種或多種的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種電源維護模塊，其特征在于:所述的狀態(tài)檢測模塊為無線檢測模塊，無線檢測模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)與上位機連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電源維護模塊，其特征在于:它還包括通信模塊，所述的通信模塊的一端與控制模塊連接，另一端通過通信接口與上位機連接；所述的通信模塊包括有線通信模塊和無線通信模塊中的一種或多種的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種電源維護模塊，其特征在于:所述的有線通信模塊包括RJ45網(wǎng)絡(luò)模塊和光纖通信模塊中的一種或多種的組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種電源維護模塊，其特征在于:所述的無線通信模塊包括GSM通信模塊、GPRS通信模塊、3G通信模塊和WiFi模塊中的一種或多種的組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電源維護模塊，其特征在于:它還包括警報模塊，所述的警報模塊與控制模塊連接；警報模塊包括顯示模塊、指示燈和蜂鳴器中的一種或多種的組口 ο
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電源維護模塊，其特征在于:它還包括存儲模塊，所述的存儲模塊與控制模塊連接。
【文檔編號】H02J7/00GK204156576SQ201420682144
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月15日
【發(fā)明者】寧濤, 劉立業(yè), 岑巍, 何健, 馬剛 申請人:成都九華圓通科技發(fā)展有限公司