专利名称：一种蓄电池恒流放电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种控制蓄电池放电的装置，属电源装置技术领域。
背景技术：
蓄电池作为一种供电装置广泛应用于发电厂、水电站、变电站(所)等电力部门，也是矿山、冶金、石化、铁路等企业不可缺少的设备。随着技术的进步，对蓄电池供电的要求也越来越高，在有些场合下，要求蓄电池能给予恒流放电，以配合各种精密用电设备进行正常工作和运转。目前在容量100Ah～2000Ah、电压等级220V、110V、48V的各种型号和规格的蓄电池中普遍存在放电恒流精度低等缺陷。另外，在采用IGBT作大功率开关器件时，由于IGBT产生的干扰能量与其斩波电流的平方成正比，大功率IGBT在导通的上升沿或关断的下降沿产生的干扰能量会通过光电隔离器件原副边的等效电容(5-10pF)搞合到原边，由于干扰能量较大，有时会在发光二极管上产生一个尖峰电压，使光电隔离器件误导通或关断，从而产生次振荡等异常现象，损坏大功率IGBT。由于已有技术的这些缺点，特别是在保证恒流放电精度上的不足，已经不能满足广大用户的需要，解决蓄电池恒流放电的问题是技术人员所面临的新课题。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种具有精度高、操作简便、噪音低、抗干扰能力强的蓄电池恒流放电装置。
解决上述问题的技术方案是一种蓄电池恒流放电装置，它由蓄电池组E、分流器FL、开关K、恒流调整电路WK1、WK2、WK3和负载R1、R2、R3组成，所述分流器FL和开关K串接在供电回路中，恒流调整电路WK1、WK2、WK3分别与负载R1、R2、R3串接成供电分支电路，各分支电路并接在供电回路中，所述负载阻值之比为R1∶R2∶R3＝1∶2∶4，恒流调整管WK1、WK2、WK3、WK选用大功率绝缘栅双极晶体管IGBT。
上述蓄电池恒流放电装置，所述大功率绝缘栅双极晶体管IGBT分别设有驱动电路，驱动电路包括3个光电隔离器件TLP1、TLP2、TLP3和二极管D1、D2组成，其中，TLP1构成光电隔离输入电路，其输入端PWM连接微机控制信号端，其输出端接TLP2的输入端第2脚，TLP2、TLP3两个光电隔离器件组成全桥驱动电路，它们的第3脚并接在一起，TLP3的第2脚经电阻R12接地，TLP2、TLP3的6、7脚并接在一起作为输出端，两者的输出分别经电阻R13、R14接于绝缘栅双极晶体管IGBT的G极和E极，在G极和E极之间还跨接电阻R15，在TLP2、TLP3的2、3脚之间分别连接二极管D1和D2。
上述蓄电池恒流放电装置，增设微调分支电路，所述微调分支电路由恒流调整管WK和负载电阻R4串接组成，它与其它分支电路并联，电阻R4的阻值大于R3的阻值。
上述蓄电池恒流放电装置，在绝缘栅双极晶体管IGBT的G极和E极之间连接串联的稳压管Z1、Z2。
上述蓄电池恒流放电装置，在绝缘栅双极晶体管IGBT的C极和E极之间接有串联的电阻R、电容C组成的阻容吸收电路。
本实用新型采用IGBT器件进行斩波控制，实现蓄电池恒流放电的全自动控制。它将大功率开关器件与微机控制结合，具有精度高，操作简便，噪音低，抗干扰能力强等特点。采用这种结构的蓄电池恒流放电装置，可以根据放电电流的大小由恒流调整管WK1、WK2、WK3任意进行组合匹配，对放电电流的大小实施粗调，再由WK进行微调以提高放电精度，放电精度可以达到0.2％。恒流调整管中的大功率绝缘栅双极晶体管IGBT及其驱动电路可以避免光电隔离器件误导通或关断，不会产生次振荡等异常现象而损坏大功率绝缘栅双极晶体管IGBT。可应用于各类发电厂、水电站、变电站(所)，和其他使用蓄电池的用户(如矿山、冶金、石化、铁路等)，以及蓄电池生产厂家，适用于容量100Ah---4000Ah，电压等级220V、110V、48V的各种型号和规格的蓄电池。
图1是本实用新型的主电路原理图；图2是绝缘栅双极晶体管IGBT的驱动电路电原理图(即图1中的WK～WK3电原理图)。
具体实施方式
从图1可以看到，本实用新型由蓄电池组E、分流器FL、恒流调整管WK1、WK2、WK3、WK、电源开关K、电容和电阻组成。分流器FL用于提供回路电流控制信号给计算机，电源开关K用于控制电路的通断。恒流调整管WK1、WK2、WK3、WK构成的分支电路(当然也可设置更多的分支电路)相并联，由蓄电池供电，电容C和电阻R组成阻容吸收电路，跨接在恒流调整管WK1、WK2、WK3、WK的两端。电阻R1、R2、R3是放电负载电阻，分别由恒流调整管WK1、WK2、WK3、WK控制，电阻R1、R2、R3的阻值按1∶2∶4的规律配置，当它们组合时，可有8种模式供选择。各恒流调整管WK1、WK2、WK3、WK分支电路还与计算机连接，电流调整的具体过程由计算机控制。
恒流调整管WK1、WK2、WK3、WK选用大功率绝缘栅双极晶体管IGBT，各IGBT都有各自的驱动电路。
驱动电路包括3个光电隔离器件TLP1、TLP2、TLP3、二极管D1、D2、电阻R10～R14、稳压管Z1、Z2。
本实用新型在工作时恒流调整管WK1、WK2、WK3可以根据所需电流的大小进行任意组合，其组合有8种模式，这些组合对放电电流的大小实施粗调，恒流调整管WK可进行微调，以提高放电精度，放电精度可以达到0.2％。
绝缘栅双极晶体管IGBT的驱动过程如下正向驱动过程由计算机发出的PWM信号为低电平时，TLP1的2脚到3脚产生驱动电流，TLP1的6脚和7脚输出高电平，电流经TLP2的2脚到3脚，再经D2和R3到VSS；对TLP3的2脚到3脚而言，施加了一个0.6V的反向截止电压，因而TLP2的6脚和7脚输出高电平，TLP3的6脚和7脚输出低电平，经过电阻R4在LGBT的栅极(GE)之间施加正向15V驱动电压，因而IGBT导通，输出低电平。
反向关断过程当PWM信号为高电平时，TLP1的2脚到3脚无驱动电流，TLP1的6脚和7脚输出低电平，电流由+12V经R2到TLP3的2脚和3脚，再经D1和TLP1的6脚和7脚到VSS；对TLP2的2脚到3脚而言，施加了一个0.6V的反向截止电压，TLP2的6脚和7脚输出低电平，TLP3的6脚和7脚输出高电平，经电阻R5和R4在IGBT的栅极(GE)之间施加反向15V关断电压，IGBT关断，输出高电平。
由于TLP2、TLP3及相关器件对称布局设计，TLP2、TLP3的3脚相连在一起，干扰能量通过TLP2、TLP3原副边的等效电容耦合到原边时，产生的尖峰电压大部分可以相互抵消，避免了光电隔离器件误导通或关断。
权利要求1.一种蓄电池恒流放电装置，其特征在于它由蓄电池组E、分流器FL、开关K、恒流调整电路WK1、WK2、WK3和负载R1、R2、R3组成，所述分流器FL和开关K串接在供电回路中，恒流调整电路WK1、WK2、WK3分别与负载R1、R2、R3串接成供电分支电路，各分支电路并接在供电回路中，所述负载阻值之比为R1∶R2∶R3＝1∶2∶4，恒流调整管WK1、WK2、WK3、WK选用大功率绝缘栅双极晶体管IGBT。
2.根据权利要求1所述的蓄电池恒流放电装置，其特征在于所述大功率绝缘栅双极晶体管IGBT分别设有驱动电路，驱动电路包括3个光电隔离器件TLP1、TLP2、TLP3和二极管D1、D2组成，其中，TLP1构成光电隔离输入电路，其输入端PWM连接微机控制信号端，其输出端接TLP2的输入端第2脚，TLP2、TLP3两个光电隔离器件组成全桥驱动电路，它们的第3脚并接在一起，TLP3的第2脚经电阻R12接地，TLP2、TLP3的6、7脚并接在一起作为输出端，两者的输出分别经电阻R13、R14接于绝缘栅双极晶体管IGBT的G极和E极，在G极和E极之间还跨接电阻R15，在TLP2、TLP3的2、3脚之间分别连接二极管D1和D2。
3.根据权利要求1或2所述的蓄电池恒流放电装置，其特征在于增设微调分支电路，所述微调分支电路由恒流调整管WK和负载电阻R4串接组成，它与其它分支电路并联，电阻R4的阻值大于R3的阻值。
4.根据权利要求3所述的蓄电池恒流放电装置，其特征在于在绝缘栅双极晶体管IGBT的G极和E极之间连接串联的稳压管Z1、Z2。
5.根据权利要求4所述的蓄电池恒流放电装置，其特征在于在绝缘栅双极晶体管IGBT的C极和E极之间接有串联的电阻R、电容C组成的阻容吸收电路。
专利摘要一种蓄电池恒流放电装置，属电源技术领域，用于解决蓄电池放电的精度和抗干扰问题。其技术方案是它由蓄电池组E、分流器FL、开关K、恒流调整电路WK1、WK2、WK3和负载R1、R2、R3组成，所述分流器FL和开关K串接在供电回路中，恒流调整电路分别与负载R1、R2、R3串接成供电分支电路，各分支电路并接在供电回路中，所述负载阻值之比为R1∶R2∶R3＝1∶2∶4，恒流调整管选用大功率绝缘栅双极晶体管IGBT。本实用新型可根据放电电流的大小由恒流调整管分支电路进行任意组合，实施粗调，再由微调电路获得更高的放电精度，放电精度可以达到0.2％。本实用新型还具有抗干扰能力强的优点。
文档编号H02J7/00GK2817171SQ20052002428
公开日2006年9月13日 申请日期2005年6月15日 优先权日2005年6月15日
发明者冯西正, 周立安, 杨占群 申请人:保定中恒电气有限公司