[實用新型]感應取能電源備用電池的充電控制結構

有效

• 申請號: 201320206178.2
• 申請日: 2013-04-23
• 公開（公告）號: CN203205942U
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 吳兆鑫;王向前;畢家啟;楊劉貴;周振峰;金邦華;馮文斌
• 申請（專利權）人: 貴州電網公司輸電運行檢修分公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J9/06;H02J17/00
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 趙彥棟

技術領域

本實用新型涉及電源備用電池充電管理的方法，具體涉及一種感應取能電源備用電池的充電控制結構。?

背景技術

目前的感應取能供電電源裝置給負載的供電方式主要有兩種，一種使是將感應的電能直接給負載供電，這種方式存在輸出功率小，一旦線路停電則負載便不能工作，無法滿足輸電線路監測設備實時在線功能的要求，并且存在對于大功率負載無法對其進行可靠供電的缺點。另一種是在感應取能供電電源上加載鋰電池，負載由鋰電池供電，鋰電池與感應取能供電電源連接，而對于以鋰電池為儲能元件的方式，盡管能夠提供較高的功率，但是由于鋰電池存在壽命短，性能受惡劣環境影響較大的特點使得這種工作方式的電源系統存在工作可靠性差，壽命短的缺點。?

此外，隨著輸電線路在線監測智能化的發展，大功率的監測設備逐漸應用到智能電網的建設中來，且要求在線監測設備實時在線。對于將感應的電能直接給超級電容，由超級電容給負載供電的方式不能滿足大功率監測產品的供電需求；以鋰電池為中間儲能元件的供電方式存在電池壽命較短的問題，且鋰電池作為儲能元件時本身等效為重負載再給監測負載供電時存在電能利用率低、感應取能電源功耗大的問題。?

發明內容

針對現有感應取能電源備用電池的充電控制結構所存在的上述不足，本實用新型提供一種以高性能鋰電池作為備用的冗余電源，利用電池充電開關對備用電池的充電進行管理，可以實現感應取能電源在輸電線路負荷電流較小時啟動，且滿足在線監測設備功率較大時能夠可靠地工作的感應取能電源備用電池的充電控制結構。?

本實用新型為實現上述目的所采用的技術方案是：感應取能電源備用電池的充電控制結構，它包括依次與取能電路連接的DC-DC電壓轉換模塊、鋰電池充電模塊和負載，在鋰電池充電模塊和負載之間設有電源切換控制模塊，在DC-DC電壓轉換模塊與電源切換控制模塊之間設有輸電線路，電源切換控制模塊控制負載的供電方式。?

在取能電路上連接有電壓檢測模塊和充電開關控制模塊，充電開關控制模塊與電壓檢測模塊連接、并控制鋰電池充電模塊的通斷。?

電壓檢測模塊由分壓電阻、電位器、上拉電阻、穩壓電容、模擬地和第一PNP三極管組成；分壓電阻一端接DC-DC電壓轉換模塊的輸入電壓，一端接電位器，電位器的中心抽頭與穩壓電容相連接，穩壓電容的另一端接模擬地，第一PNP三極管的發射極與模擬地連接、集電極與穩壓電容的正極連接、基極與充電開關控制模塊連接。?

充電開關控制模塊由二極管、限流電阻、PNP三極管上拉電阻、PNP三極管輸入電壓和第二PNP三極管組成；二極管與第一PNP三極管的基極相連，限流電阻一端接二極管的正極、一端與第二PNP三極管的基極和PNP三極管上拉電阻相連，第二PNP三極管的發射極與上拉電阻的另一端與PNP三極管輸入電壓相連；第二PNP三極管的集電極與鋰電池充電電路相連。?

所述的PNP三極管輸入電壓為DC-DC電壓轉換模塊的輸出電壓。?

與現有技術比較，本實用新型在鋰電池充電模塊和負載之間設有電源切換控制模塊，在DC-DC電壓轉換模塊與電源切換控制模塊之間設有輸電線路，這樣在使用過程中就可根據具體情況實現感應取能供電電源與鋰電池的獨立供電，在感應取能供電電源滿足的負荷的情況下，減少鋰電池的使用頻率，增加鋰電池的使用壽命。在取能電路上連接有電壓檢測模塊和充電開關控制模塊，這樣當取能電路電壓較小時，此時充電開關控制模塊處于斷開狀態，切斷DC-DC電壓轉換電路對鋰電池充電模塊的充電通路，最大限度供應負載；當輸入電壓較大時，在滿足負載能夠正?？煽抗ぷ鞯臈l件下有多余的能量可以供鋰電池充電使用，此時，充電開關控制模塊打開，對鋰電池進行充電。通過對輸入電壓大小的檢測來控制鋰電池充電與否，能夠實現由于輸電線路負荷電流較小、取能線圈輸出能量只能供負載供電使用時，使負載正?？煽抗ぷ?。電位器的設置，可以通過調整電位器中心抽頭的位置可以改變分壓電阻和電位器的電阻比，進而改變中心抽頭對地電壓；穩壓電容的設置可以濾除其兩端直流電壓中的高頻毛刺。?

同時，與現有技術相比，本實用新型還具有以下優點：電源啟動電流小、帶載能力強、工作可靠性高的優點。電池采用高性能鋰電池，具有充放電次數高，受低溫等環境影響小的優良特點，大大提高了電源的壽命。按該方法研制的電源系統能夠很好地滿足目前智能電網建設中絕大多數輸電線路在線監測設備的供電需求，將其應用于輸電線路在線監測系統中具有重要的實用價值。?

附圖說明

圖1是本實用新型的流程示意圖；?

圖2是電壓檢測模塊的結構圖；

圖3是電池充電控制開關模塊的結構圖。