[实用新型]一种双环路高可靠的充电控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种双环路高可靠的充电控制装置，特别是涉及一种能有效地控制充电电压均浮充转换，且具有温度补偿、过充保护；另外在软件环路或硬件环路单一失效时系统还可以正常工作，确保充电电路不失效，最大限度地保护电池，确保用户系统的可靠运行。

背景技术

UPS（不间断电源）之所以能够在断电后，继续为计算机、基站等设备供电，就是因为它的里面有一种储存电能的装置在起作用，这种储能的装置就是蓄电池。其主要功能是：(1)当市电正常时，将电能转换成化学能储存在蓄电池内部。(2)当市电故障时，将蓄电池的化学能转换成电能提供给逆变器或负载。

UPS蓄电池的优劣直接关系到整个UPS系统的可靠性程度，而蓄电池在整个UPS系统中是平均无故障时间（MTBF）最短的一种器件。如果用户能够正确使用和维护蓄电池，就能够延长其使用寿命，反之其使用寿命会显著缩短。通常造成蓄电池(标称电压为12 V)异常寿命终了主要原因有：(1)电池充电不足，当电池开路电压在12.60～12.80 V以下，充电电压设置异常，或电压表显示有误，导致经常充电不足，引起损坏；(2)电池充电过量，电池过充电（一般指长期超过14.2 V）电池内部水分解严重，导致电池内阻偏大，开路电压偏高，电池重量减少；(3)浮充充电电流异常，长时间浮充充电电流超过1‰CA；(4)环境温度较高，电池离发热源过近，导致热吸收过高，环境温度每升高8摄氏度时，电池的寿命会降低一半，电压补偿就是，当环境温度发生改变时，控制器会根据温度改变的具体值改变停充电压。具体的改变规律是，环境温度每升高一摄氏度，控制器的停充电压值就降3 mV。同样的，当环境温度降低一摄氏度，控制器的停充电压就升高3 mV。因此，有效地控制电池均浮充转换，温度补偿以及过充保护对电池的寿命延长起到很重要的作用。

现有的一种电池充电控制装置，是基于恒流充电法的充电控制装置，该装置是用调整充电装置输出电压或改变与蓄电池串联电阻的方式，来保持充电电流强度不变。该结构的充电方式开始阶段电流过小，在充电后期的电流过大，由于电池的可接受电流能力是随着充电过程的进行而逐渐下降，到充电后期，充电电流多用于电解水，产生气体，使出气过甚，因此造成了对极板冲击大，能耗高，效率低等缺点。

现有的另一种电池充电控制装置，是基于恒压充电法的充电控制装置，该装置使得充电电源的电压在全部充电时间里保持恒定的数值，随着蓄电池端电压的逐渐升高，电流逐渐减少。该结构的充电方式电解水很少，避免了蓄电池过充。但在充电初期电流过大，对蓄电池寿命造成很大影响，且容易使蓄电池极板弯曲，造成电池报废。

现有的另一种电池充电控制装置，是基于阶段充电法的充电控制装置，该装置是采用恒电流和恒电压相结合的快速充电方式。首先，以恒电流充电至预定的电压值，然后，改为恒电压完成剩余的充电。该结构的充电方式主要是靠模拟电路实现，电路比较复杂，精度比较低。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，提供一种数字化的充电控制装置，能够有效地控制充电电压均浮充转换，具有温度补偿、过充保护；以及系统在软件或硬件单一失效时还可以正常工作，能够保护电池从而延长电池寿命，也可确保客户用电系统的可靠运行。

本实用新型解决技术问题，是采用如下方案：

一种双环路高可靠的充电控制装置，包括直流输入单元、DC/DC变换器、蓄电池组、硬件闭环反馈电路、电池电压采样电路、环境温度采样电路、MCU/DSP控制单元、数字DA闭环反馈电路、PWM发生器，所述直流输入单元、DC/DC变换器、蓄电池组依次串接，所述电池电压采样电路的输入端接至蓄电池组的正、负极，环境温度采样电路的输入端接至蓄电池组的外部，电池电压采样电路和环境温度采样电路的输出端分别接至MCU/DSP控制单元，MCU/DSP控制单元的输出端接至数字DA闭环反馈电路，数字DA闭环反馈电路的输出端接至PWM发生器，蓄电池组的正、负极接至硬件闭环反馈电路，硬件闭环反馈电路的输出端接至PWM发生器，PWM发生器的输出端接至DC/DC变换器。