一種直流系統(tǒng)整流器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實(shí)用新型涉及直流系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種直流系統(tǒng)整流器。
【背景技術(shù)】
[0002]直流系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于通信、信息處理的各個(gè)領(lǐng)域。傳統(tǒng)的直流系統(tǒng)主要由整流器(充電器)和蓄電池組成，在實(shí)際使用中，蓄電池作為后備電源，充當(dāng)極為重要的角色，是整個(gè)直流系統(tǒng)的心臟。
[0003]幾十年以來(lái)，傳統(tǒng)的直流系統(tǒng)都沒(méi)有革命性的技術(shù)進(jìn)步。最核心的原因在于作為直流系統(tǒng)構(gòu)成的整流器與蓄電池從來(lái)沒(méi)有進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，整流器生產(chǎn)企業(yè)往往只關(guān)心整流器本身，蓄電池生產(chǎn)企業(yè)只關(guān)心蓄電池本身。最終導(dǎo)致整流器與蓄電池都不具備高可靠性以及長(zhǎng)壽命的條件，從而影響整個(gè)直流系統(tǒng)的安全以及壽命。
[0004]整流器作和蓄電池單獨(dú)存在時(shí)，均具有良好的穩(wěn)定性和安全性，但是作為直流系統(tǒng)組合時(shí)，容易發(fā)生安全問(wèn)題。當(dāng)蓄電池放電后，如果采用整流器直接對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，很可能產(chǎn)生瞬間大電流，導(dǎo)致整流器進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，整流器停止輸出，影響直流系統(tǒng)的正常運(yùn)作。
[0005]很多直流系統(tǒng)出于安全考慮，采用2組蓄電池進(jìn)行備份，一組蓄電池需要放電維護(hù)時(shí)，為了確保系統(tǒng)的安全性，需要把另外一組蓄電池接入線路，放電結(jié)束后，如果一組缺電的蓄電池重新接入線路，和另外一組滿電的蓄電池處于連通狀態(tài)，由于蓄電池內(nèi)阻很小，兩組蓄電池的壓差會(huì)導(dǎo)致蓄電池充放電電流過(guò)大，出現(xiàn)線路燒毀、起火甚至爆炸事故發(fā)生。為了避免上述事故，一組蓄電池放電結(jié)束后，工作人員往往會(huì)在外部降低整流器的電壓，慢慢對(duì)缺電的蓄電池進(jìn)行充電，逐步提升電壓，直到蓄電池充滿電后，再將蓄電池接入原有直流系統(tǒng)，這個(gè)方式帶來(lái)極大的人力損耗以及勞動(dòng)強(qiáng)度！
[0006]另外，傳統(tǒng)的直流系統(tǒng)把蓄電池與負(fù)載直接掛接在整流器的輸出端，蓄電池長(zhǎng)期處于浮充電狀態(tài)，存在一定的弊端:蓄電池由于制造工藝等諸多原因，使用一段時(shí)間后，蓄電池會(huì)出現(xiàn)單體電壓差異，在浮充電壓不變的情況下，蓄電池單體電壓高的蓄電池，長(zhǎng)期處于過(guò)充電狀態(tài)，非常容易出現(xiàn)電解水反應(yīng)，導(dǎo)致蓄電池單體逐步缺液，逐步損壞。而蓄電池單體電壓低的蓄電池，由于無(wú)法充分充電，導(dǎo)致蓄電池本身的化學(xué)反應(yīng)不充分，導(dǎo)致逐步硫化，也導(dǎo)致蓄電池失效。
[0007]再者，蓄電池的使用壽命受環(huán)境溫度影響非常大，蓄電池環(huán)境溫度升高，蓄電池的化學(xué)反應(yīng)加劇，如果蓄電池的充電電壓沒(méi)有得到有效控制，將出現(xiàn)充電電流過(guò)大，導(dǎo)致熱失控，最終蓄電池膨脹損壞。而直流系統(tǒng)的工作環(huán)境，很多時(shí)候是依賴空調(diào)進(jìn)行溫度控制的，如果空調(diào)損壞或者空調(diào)功率不足，對(duì)工作環(huán)境溫度無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效控制時(shí)，高溫的工作環(huán)境將嚴(yán)重影響蓄電池的使用壽命。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]本實(shí)用新型的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種直流系統(tǒng)整流器。
[0009]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0010]本實(shí)用新型提供的一種直流系統(tǒng)整流器，包括用于完成交流電轉(zhuǎn)換為直流電交直流轉(zhuǎn)換模塊、用于給直流系統(tǒng)的負(fù)載供電直流輸出模塊A(即圖1中的直流模塊A)、用于調(diào)節(jié)對(duì)蓄電池輸出的電壓/電流的直流輸出模塊B(即圖1中的直流模塊B)、用于檢測(cè)整個(gè)直流系統(tǒng)的輸出電壓/電流以及蓄電池連接的外部直流電路的電壓/電流的電壓電流檢測(cè)模塊、用于采集直流系統(tǒng)的環(huán)境溫度以及蓄電池溫度的溫度采集模塊;所述直流輸出模塊A直接連接負(fù)載，直流輸出模塊B連接直流系統(tǒng)的蓄電池;直流輸出模塊B與直流輸出模塊A之間設(shè)有單向?qū)щ娖骷?dāng)直流輸出模塊A缺失直流輸出時(shí)，直流輸出模塊B上的蓄電池對(duì)負(fù)載供電；所述電壓電流檢測(cè)模塊、溫度采集模塊、直流輸出模塊B中的接口模塊均與直流輸出模塊B中的CPU模塊連接。
[0011]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述直流輸出模塊B內(nèi)置可以調(diào)節(jié)蓄電池充電電壓/電流的裝置，可根據(jù)設(shè)定的模式對(duì)蓄電池進(jìn)行充電控制;直流輸出模塊B的輸入端連接到直流輸出模塊A的輸出端，所述直流輸出模塊B也可以單獨(dú)從交直流流轉(zhuǎn)后的直流處連接。
[0012]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述直流輸出模塊B包括PWM模塊、CPU模塊和接口模塊，所述接口模塊和PWM模塊均與CPU模塊連接，其中PWM模塊受CPU模塊控制;所述接口模塊用于直流輸出模塊B的顯示、設(shè)置輸入和外部通信;所述CPU模塊可以采集溫度采集模塊和電壓電流檢測(cè)模塊的信號(hào)。
[0013]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述CPU模塊采用具備PffM輸出的芯片，所述具備PffM輸出的芯片為PIC、ARM或STC單片機(jī)。
[0014]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述CPU模塊可以根據(jù)接口模塊輸入的蓄電池單體數(shù)量、電壓、容量、環(huán)境溫度及蓄電池溫度進(jìn)行判斷，并控制直流輸出模塊B的輸出。
[0015]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述電壓電流檢測(cè)模塊包括電壓檢測(cè)模塊和電流檢測(cè)模塊，所述電壓檢測(cè)模塊和電流檢測(cè)模塊均與直流輸出模塊B中的CPU模塊連接。
[0016]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0017]針對(duì)傳統(tǒng)直流系統(tǒng)存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型可以智能改變對(duì)蓄電池的充電狀態(tài)，避免直流系統(tǒng)中蓄電池長(zhǎng)期浮充帶來(lái)的傷害，延長(zhǎng)蓄電池的壽命;同時(shí)，由于整流器對(duì)蓄電池具有單獨(dú)可控的充電電路，缺電蓄電池接入直流系統(tǒng)，可以避免充電過(guò)程出現(xiàn)的瞬間大電流，提尚系統(tǒng)的安全性。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型直流系統(tǒng)整流器的應(yīng)用示意圖；
[0019]圖2是本實(shí)用新型直流系統(tǒng)整流器直流輸出模塊B的實(shí)現(xiàn)原理框圖；
[0020]圖3是本實(shí)用新型直流輸出模塊B的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
[0022]實(shí)施例1
[0023]如圖1-圖3所示，本實(shí)用新型的一種直流系統(tǒng)整流器，包括用于完成交流電轉(zhuǎn)換為直流電交直流轉(zhuǎn)換模塊、用于給直流系統(tǒng)的負(fù)載供電直流輸出模塊A、用于調(diào)節(jié)對(duì)蓄電池輸出的電壓/電流的直流輸出模塊B、用于檢測(cè)整個(gè)直流系統(tǒng)的輸出電壓/電流以及蓄電池連接的外部直流電路的電壓/電流的電壓電流檢測(cè)模塊(如圖2所示，電壓電流檢測(cè)模塊包括電壓檢測(cè)模塊和電流檢測(cè)模塊)、用于采集直流系統(tǒng)的環(huán)境溫度以及蓄電池溫度的溫度采集模塊;所述直流輸出模塊A直接連接負(fù)載，直流輸出模塊B連接直流系統(tǒng)的蓄電池;直流輸出模塊B與直流輸出模塊A之間設(shè)有單向?qū)щ娖骷?，?dāng)直流輸出模塊A缺失直流輸出時(shí)，直流輸出模塊B上的蓄電池對(duì)負(fù)載供電；所述電壓電流檢測(cè)模塊、溫度采集模塊、直流輸出模塊B中的接口模塊均與直流輸出模塊B中的CPU模塊連接。
[0024]所述直流輸出模塊B內(nèi)置可以調(diào)節(jié)蓄電池充電電壓/電流的裝置，可根據(jù)設(shè)定的模式對(duì)蓄電池進(jìn)行充電控制;直流輸出模塊B的輸入端連接到直流輸出模塊A的輸出端，所述直流輸出模塊B也可以單獨(dú)從交直流流轉(zhuǎn)后的直流處連接。
[0025]如圖2、圖3所示，本實(shí)施例中所述直流輸出模塊B包括PWM模塊、CPU模塊和接口模塊，所述接口模塊和PWM模塊均與CPU模塊連接，其中PffM模塊受CPU模塊控制;所述接口模塊用于直流輸出模塊B的顯示、設(shè)置輸入和外部通信;所述CPU模塊可以采集溫度采集模塊和電壓電流檢測(cè)模塊的信號(hào)，所述直流輸出模塊B的電路原理圖具體見(jiàn)圖3。
[0026]所述CPU模塊采用具備Pmi輸出的芯片，所述具備Pmi輸出的芯片為PIC、ARM或STC單片機(jī)。
[0027]所述CPU模塊可以根據(jù)接口模塊輸入的蓄電池單體數(shù)量、電壓、容量、環(huán)境溫度及蓄電池溫度進(jìn)行判斷，并控制直流輸出模塊B的輸出。另外所述CPU模塊可以根據(jù)電壓電流檢測(cè)模塊的信息，記錄蓄電池充電、放電的電壓、電流、時(shí)間信息，并計(jì)算出蓄電池的充電、放電容量，為蓄電池充電管理提供依據(jù)。
[0028]本實(shí)施例中，所述CPU模塊還可以根據(jù)電流電壓采集模塊、溫度采集模塊的信息控制直流輸出模塊B的輸出甚至關(guān)斷，當(dāng)蓄電池充電完成時(shí)，關(guān)閉直流輸出模塊B的輸出，讓蓄電池處于靜置狀態(tài)。
[0029]所述CPU模塊控制直流輸出模塊B的輸出，在外部蓄電池因?yàn)樽苑烹娀蛘咂渌蛩貙?dǎo)致蓄電池容量下降時(shí)，控制直流輸出模塊B定期給蓄電池進(jìn)行補(bǔ)充電，保證蓄電池處于滿充電狀態(tài)。
[0030]以變電站直流系統(tǒng)中220V蓄電池組放電作業(yè)為例，變電站直流系統(tǒng)一般配置整流器1#拖蓄電池組1#(主)，整流器2#拖蓄電池組2#(備)。由于傳統(tǒng)的整流器不具備對(duì)蓄電池保護(hù)的功能，蓄電池I #放電維護(hù)作業(yè)，為了避免蓄電池組I #放電后與整流器I #或蓄電池組2#回路壓差，造成大電流對(duì)直流系統(tǒng)造成的損害，傳統(tǒng)的蓄電池組1#放電流程是整流器1#退出，控制母線合閘，蓄電池組1#退出，電源母線合閘，確保在蓄電池組1#退出，放電維護(hù)的過(guò)程中，整流器2#對(duì)負(fù)載供電，萬(wàn)一停電，蓄電池組2#能對(duì)負(fù)載承擔(dān)后備電源供電的作用。放電結(jié)束后，人工調(diào)節(jié)整流器1#降低充電電壓，需要逐步提升整流器的輸出電壓，對(duì)蓄電池組1#充電，充滿電后整流器1#和蓄電池組1#重新接入系統(tǒng)，控制母線和電源母線斷開(kāi)，恢復(fù)放電前原有系統(tǒng)的連接。
[0031]采用本實(shí)用新型的整流器技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池組輸出電壓/電流的有效控制，保護(hù)蓄電池組。采用本實(shí)用新型的整流器技術(shù)，蓄電池組1#放電作業(yè)流程可以簡(jiǎn)化蓄電池組I#直接退出放電，放電結(jié)束后，蓄電池組I#直接接入直流系統(tǒng)，此時(shí)，整流器I#的CPU模塊將根據(jù)蓄電池組1#在接口模塊輸入的連接的蓄電池組的單體個(gè)數(shù)，單體標(biāo)稱電壓等級(jí)，單體標(biāo)稱容量信息，對(duì)蓄電池組可施加的安全充電電壓范圍、安全電流范圍進(jìn)行明確的判斷。以一組108個(gè)單體標(biāo)稱電壓為2V，標(biāo)稱容量為500AH的蓄電池組為例，通過(guò)輸入這些信息，CPU模塊立刻可以判定本蓄電池組的安全浮充電壓為240V，均充電壓為254V，安全充電電流為50A(10小時(shí)率計(jì)算)XPU模塊控制直流輸出模塊B，對(duì)蓄電池組進(jìn)行0.1C的恒流充電，等蓄電池組充電達(dá)80%后在轉(zhuǎn)為恒壓充電，最后進(jìn)入涓流充電狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池組的保護(hù)，從而簡(jiǎn)化了蓄電池組放電作業(yè)流程。實(shí)施例2
[0032]傳統(tǒng)的整流器技術(shù)對(duì)蓄電池組輸出一般有三個(gè)變化:1、溫度補(bǔ)充，根據(jù)外接溫度對(duì)蓄電池組的浮充電壓進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，一般為3mV/單體;2、浮充電壓輸出；3、均充電壓輸出。也就是整流器對(duì)蓄電池組一直處于浮充狀態(tài)。蓄電池組一直處于浮充狀態(tài)容易造成缺液等一系列負(fù)面影響。采用本實(shí)用新型的整流器技術(shù)可以在確保蓄電池組滿電的同時(shí)，避免長(zhǎng)期浮充:當(dāng)蓄電池已經(jīng)在滿電狀態(tài)時(shí)，CPU模塊控制直流輸出流模塊B停止對(duì)蓄電池的充電，讓蓄電池處于靜置狀態(tài)，避免了蓄電池長(zhǎng)期處于浮充狀態(tài)對(duì)蓄電池造成的傷害。蓄電池處于長(zhǎng)期靜置狀態(tài)時(shí)，蓄電池本身的自放電會(huì)導(dǎo)致蓄電池容量逐步降低，接口模塊可以設(shè)置定期對(duì)蓄電池補(bǔ)充電的周期，CPU模塊可以定時(shí)控制直流輸出模塊B對(duì)蓄電池進(jìn)行補(bǔ)充電，讓蓄電池一直處于滿電狀態(tài)。蓄電池處于靜置狀態(tài)時(shí)，由于蓄電池具備單向放電的能力，當(dāng)外部直流電源出現(xiàn)異常時(shí)，蓄電池可以給負(fù)載供電，確保整個(gè)直流系統(tǒng)的安全。
[0033]實(shí)施例3
[0034]當(dāng)機(jī)房空調(diào)失靈或空調(diào)功率不夠或根本沒(méi)有安裝空調(diào)時(shí)，例如夏天等炎熱季節(jié)，機(jī)房的室內(nèi)溫度較高，不適宜對(duì)蓄電池充電時(shí)，傳統(tǒng)的整流器會(huì)降低對(duì)蓄電池的浮充電壓輸出，一般下調(diào)幅度為3mV/單體，但是在高溫情況下，這個(gè)下調(diào)幅度是不夠的，無(wú)法達(dá)到保護(hù)蓄電池的目的。本實(shí)用新型的整流器技術(shù)，可以在不適宜充電的情況下，停止對(duì)蓄電池的充電，更好的避免了蓄電池高溫充電造成的損害，具體工作過(guò)程如下:溫度采集模塊采集當(dāng)前工作環(huán)境溫度較高，比如大于35°C，CPU模塊判定當(dāng)前溫度為危險(xiǎn)的蓄電池組充電溫度，控制直流輸出模塊B停止對(duì)蓄電池組充電，以免造成蓄電池組膨脹或熱失控，當(dāng)溫度恢復(fù)正常范圍，如低于30 0C時(shí)，CPU模塊判定為安全充電溫度，控制直流輸出模塊B恢復(fù)對(duì)蓄電池組的浮充電壓輸出。
[0035]上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種直流系統(tǒng)整流器，其特征在于，包括用于完成交流電轉(zhuǎn)換為直流電交直流轉(zhuǎn)換模塊、用于給直流系統(tǒng)的負(fù)載供電直流輸出模塊A、用于調(diào)節(jié)對(duì)蓄電池輸出的電壓/電流的直流輸出模塊B、用于檢測(cè)整個(gè)直流系統(tǒng)的輸出電壓/電流以及蓄電池連接的外部直流電路的電壓/電流的電壓電流檢測(cè)模塊、用于采集直流系統(tǒng)的環(huán)境溫度以及蓄電池溫度的溫度采集模塊;所述直流輸出模塊A直接連接負(fù)載，直流輸出模塊B連接直流系統(tǒng)的蓄電池;直流輸出模塊B與直流輸出模塊A之間設(shè)有單向?qū)щ娖骷?dāng)直流輸出模塊A缺失直流輸出時(shí)，直流輸出模塊B上的蓄電池對(duì)負(fù)載供電；所述電壓電流檢測(cè)模塊、溫度采集模塊、直流輸出模塊B中的接口模塊均與直流輸出模塊B中的CPU模塊連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流系統(tǒng)整流器，其特征在于，所述直流輸出模塊B內(nèi)置可以調(diào)節(jié)蓄電池充電電壓/電流的裝置，可根據(jù)設(shè)定的模式對(duì)蓄電池進(jìn)行充電控制;直流輸出模塊B的輸入端連接到直流輸出模塊A的輸出端，所述直流輸出模塊B也可以單獨(dú)從交直流流轉(zhuǎn)后的直流處連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直流系統(tǒng)整流器，其特征在于，所述直流輸出模塊B包括PWM模塊、CPU模塊和接口模塊，所述接口模塊和PffM模塊均與CPU模塊連接，其中PWM模塊受CPU模塊控制;所述接口模塊用于直流輸出模塊B的顯示、設(shè)置輸入和外部通信;所述CPU模塊可以采集溫度采集模塊和電壓電流檢測(cè)模塊的信號(hào)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直流系統(tǒng)整流器，其特征在于，所述CPU模塊采用具備PffM輸出的芯片，所述具備PWM輸出的芯片為PIC、ARM或STC單片機(jī)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流系統(tǒng)整流器，其特征在于，所述電壓電流檢測(cè)模塊包括電壓檢測(cè)模塊和電流檢測(cè)模塊，所述電壓檢測(cè)模塊和電流檢測(cè)模塊均與直流輸出模塊B中的(PU模塊連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種直流系統(tǒng)整流器，整流器包括交直流轉(zhuǎn)換模塊、直流輸出模塊A、直流輸出模塊B電壓電流檢測(cè)模塊溫度采集模塊；所述直流輸出模塊A直接連接負(fù)載，直流輸出模塊B連接直流系統(tǒng)的蓄電池；直流輸出模塊B與直流輸出模塊A之間設(shè)有單向?qū)щ娖骷?，?dāng)直流輸出模塊A缺失直流輸出時(shí)，直流輸出模塊B上的蓄電池對(duì)負(fù)載供電；直流輸出模塊B包含PWM模塊、獨(dú)立的CPU模塊、接口模塊，所述電壓電流檢測(cè)模塊、溫度采集模塊、以及接口模塊均與CPU模塊連接。采用本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的直流系統(tǒng)整流器技術(shù)，可以使整個(gè)直流系統(tǒng)具備更高的安全性，可靠性以及更長(zhǎng)的使用壽命。
【IPC分類】H02J7/00, H02J7/10, H02J7/04
【公開(kāi)號(hào)】CN205385320
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201620130659
【發(fā)明人】黃尚南
【申請(qǐng)人】廣州泓淮能源科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年7月13日
【申請(qǐng)日】2016年2月19日