[实用新型]一种智能旁路二极管模块及电池组监控系统

说明书

本实用新型公开了一种智能旁路二极管模块及电池组监控系统，该智能旁路二极管模块内包括两个串联的旁路二极管和两组串联的RC并联电路，所述串联旁路二极管的中点与串联RC电路的中点之间，连接一个交流电源，所述交流电源与两旁路二极管、两RC电路构成一个“H”形桥，交流电迫使两旁路二极管交替导通、截止，从而在串联RC电路的中点形成一个信号电压，通过窗口比较器对此信号电压进行同步监测，即可准确判断两旁路二极管的开路与否，如此实现了旁路二极管失效与否的在线自检功能，本智能旁路二极管模块极大地提高了整个电池组的可靠性。

技术领域

本实用新型涉及后备电源技术领域，特别涉及串联电池组的维护和监控系统。

背景技术

电池作为一种后备电源，因几乎可做到“无缝”切换(<2mS)的特性，故在各行各业中应用历史悠久。大到变电所里继电保护设备的后备供电，小到办公设备(如电脑)用的UPS。

后备电源，由于其“后备”身份，必须具备“召之即来、来之即用”的特性。所以，即使在待用状态也必须时刻监控每个电池单元的完备状况。具体的，就是不仅要负责对电池组内每个电池单元的实时扫描(检测电压、内阻)，还要定期对电池进行活化放电等维护保养工作。故后备电源及其监控维护设备，常称为直流后备电源系统。

为进一步提高可靠性，业内还提出在每个电池单元两端再并联旁路二极管的方案，来防止某个电池单元突然失效时造成整个电池组的崩溃。

若某电池单元出现内阻增大、甚至开路故障，由于旁路二极管的存在，故障电池单元可以被“绕过”而实现自动无缝地“退出”。此时整个电池组的输出电压，只是损失了一个单元的电池电压(例如12V)、再加二极管正向压降(0.7～1V)。这在绝大多数场合都不影响工作。

旁路二极管的加入原本是为了提高电池组整体的的可靠性，但也引入了新的故障因素。尽管旁路二极管的失效几率极低，因为它平时就工作在十多伏的反向电压上，但终究是“隐患”。从技术角度来说，旁路二极管万一出现失效，尤其是开路，以往的监控系统是“浑然不知”的。而这在技术上是不允许的！故必须设法对旁路二极管的开路失效进行监测。

实用新型内容

为了解决现有的旁路二极管在开路失效状态下无法被检测到的问题，本实用新型提供一种可以监测自身是否开路失效的智能旁路二极管模块。

为了实现上述目的，本实用新型提供的技术方案是：一种带失效自检功能的智能旁路二极管模块，包括两个串联的旁路二极管，所述两个旁路二极管之间连接有交流电源，所述交流电源还连接有两个串联的RC并联电路以及窗口比较器，所述两个旁路二极管、两个RC并联电路以及所述交流电源构成一个H形电桥结构。

进一步的，所述窗口比较器的输出端连接有微处理器。

作为优选的技术方案，所述交流电源与微处理器连接，所述交流电源的输出波形为方波，输出频率为500～2kHz。

另外，所述微处理器的连接有升压变压器，所述升压变压器的输出端与所述交流电源耦合。

在上述技术方案基础上，串联RC电路的中点再连接一个窗口比较器。窗口比较器的两个输出端，一方面驱动两发光二极管，作为两个旁路二极管状态的本地指示；另一方面与微处理器接口，借通信接口向外提供两个旁路二极管的状态信息。

作为一个附加的功能，本实用新型中所述的微处理器，还能对电池电压进行实时采样。即本实用新型还集成了后备电源系统中，串联电池组各电池单元的电压巡检功能。

作为一种优选方案，本实用新型所有部分的供电，依靠一宽输入范围的开关型稳压电源电路，可直接取自模块所并联的电池单元。

另外，所述第一二极管与所述第二二极管设置在主壳体中，其他电路设置在副壳体中，所述主壳体与所述副壳体之间设有隔热挡板。