专利名称：一种可检测冲放电电流的后备电源系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子及电源技术领域，具体涉及一种可检测冲放电电流的后备电源系统。
背景技术：
高铁用电设备中，尤其是检票闸机的电源管理成为本领域技术的难点，因为突然的停电或电源故障会使检票的动作不完整，而造成旅客和铁路的损失；其次，电网往往存在多种异常现象，例如电网停电，电网停止工作，无电压输出；压降，电网电压低于标称电压 15%-20%，时间可能持续数秒；电涌，亦称浪涌、突波，电网电压瞬间高于标称电压10%以上， 时间持续数秒；持续欠压持续过压线噪，因线路屏蔽差而引入的射频或电磁干扰；频率漂移，发电机不稳定造成的电网频率偏差；开关瞬态，亦称暂态，由电气设备开关或放电造成的电压偏差，有时可高达20000伏，但是持续时间极短，仅数纳秒；谐波，电网中由非线性特性的电气设备产生的对交流电正弦波形的干扰。因而需要一种电源能在这种情况发生时保证检票交易的完成并通过通信告知系统停止新的交易。这就要求，整机电源具备后备能力。一般情况下，如果停电和故障较少发生时电池处于充满搁置状态，电池寿命与环境的温度等相关。如果频繁发生停电故障，电池寿命又和使用频度相关。所以估计电池的寿命很难，简单用时间(比如三年)标准来作为检修和更换电池组的依据要么不保险，要么会造成一定的浪费。另外，高铁中这类设备比较分散，经常的人工巡查很困难也不经济。
发明内容本实用新型提供一种可检测冲放电电流的后备电源系统，此后备电源系统能监控充电电流和放电电流，防止充电或者放电时电流过大损坏锂电池组和直流电源；从而有效保护了锂电池组。为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种可检测冲放电电流的后备电源系统，包括用于将市电转化为直流的直流电源，由若干锂电池组成的锂电池组，连接到所述直流电源的用电负载；串联的放电控制电路和充电控制电路位于所述直流电源和用电负载的接点与锂电池组之间，此放电控制电路用于将锂电池组的电能传输给用电负载， 此充电控制电路用于将来自直流电源的电能传输给锂电池组；检流电阻位于所述锂电池组负极与接底之间；电流检测电路一端连接到锂电池组负极，其另一端连接到中央处理单元，用于检测充放电电流的检流电阻串联在所述锂电池组负极和接地之间，此电流检测电路在所述锂电池组处于充电或放电状态下，根据所述检流电阻两端电压获得充电电流或者放电电流并传输给中央处理单元；一中央处理单元根据所述电流检测电路的放电电流或者充电电流控制所述放电控制电路的通断和充电控制电路的通断。上述技术方案中的有关内容解释如下[0010]1、上述方案中，所述电流检测电路中第一放大器同相输入端连接到锂电池组的负极和检流电阻的接点，其反相输入端接地，其输出端连接到所述中央处理单元；第二放大器反相输入端连接到锂电池组的负极和检流电阻的接点，其同相输入端接地，其输出端连接到中央处理单元。2、上述方案中，所述放电控制电路中第1三极管的集电极连接到第2场效应管的基极，第1三极管的发射极接地，第1三极管的基极接受来自中央处理单元的放电通断控制信号，第2场效应管的源极连接锂电池组的正极，第2场效应管的漏极连接到直流电源和用电负载的接点；所述放电通断控制信号使第1三极管导通，从而使得第2场效应管导通，锂电池组通过第2场效应管向用电负载供电。3、上述方案中，所述充电控制电路中第3三极管的发射极接地，第3三极管的集电极连接到第4场效应管的基极，第4场效应管源极连接到直流电源和用电负载的接点，来自所述中央处理单元的充电通断控制信号从第3三极管基极输入，此充电通断控制信号控制第3三极管通断，从而使第4场效应管导通，直流电源向锂电池组充电。由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点和效果本实用新型能后备电源系统能监控充电电流和放电电流，防止充电或者放电时电流过大损坏锂电池组和直流电源；从而有效保护了锂电池组；其次，本实用新型能后备电源系统能及时响应，从而有效保护了锂电池组，使用户能充分地使用电池并在重大故障发生前及时更换电池，即经济又避免损失。
附图1为本实用新型电路原理图；附图2为本实用新型电路图。以上附图中1、直流电源；2、锂电池组；3、用电负载；4、放电控制电路；5、充电控制电路；6、中央处理单元；7、电流检测电路。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述实施例一种可检测冲放电电流的后备电源系统，如附图1-2所示，包括用于将市电转化为直流的直流电源1，由若干锂电池组成的锂电池组2，连接到所述直流电源1的用电负载3 ；串联的放电控制电路4和充电控制电路5位于所述直流电源1和用电负载3的接点与锂电池组2之间，此放电控制电路4用于将锂电池组2的电能传输给用电负载3，此充电控制电路5用于将来自直流电源1的电能传输给锂电池组2 ；检流电阻Rl位于所述锂电池组2负极与接底之间。电流检测电路7 —端连接到锂电池组2负极，其另一端连接到中央处理单元6，用于检测充放电电流的检流电阻Rl串联在所述锂电池组2负极和接地之间，此电流检测电路 7在所述锂电池组2处于充电或放电状态下，根据所述检流电阻Rl两端电压获得充电电流或者放电电流并传输给中央处理单元6 ；一中央处理单元6根据所述电流检测电路7的放电电流或者充电电流控制所述放电控制电路4的通断和充电控制电路5的通断。[0023]上述电流检测电路7中第一放大器UlB同相输入端连接到锂电池组2的负极和检流电阻Rl的接点，其反相输入端接地，其输出端连接到所述中央处理单元6 ；第二放大器 UlA反相输入端连接到锂电池组2的负极和检流电阻Rl的接点，其同相输入端接地，其输出端连接到中央处理单元6。具体为电流检测电路9由R1 R9、U1A、U1B及Cl构成。Rl将电池组充放电电流转换为电压；Cl电容为局部滤波，保障UlA的工作稳定；R2 R5及UlA构成反相比例放大器，输出放电电流信号ID ；R6 R9及UlB构成同相比例放大器，输出充电电流信号IC ；ID及IC信号输入单片机进行处理；两个并联的放大器无论放电还是充电，都用同一个检流电阻R1，充放电时方向相反，所以在在检流电阻Rl上的信号有正有负，使用同相及反相放大器并联，保证了信号都为正可以给中央处理单元8处理。上述放电控制电路4中第1三极管Ql的集电极连接到第2场效应管Q2的基极， 第1三极管Ql的发射极接地，第1三极管Ql的基极接受来自中央处理单元6的放电通断控制信号PS，第2场效应管Q2的源极连接锂电池组2的正极，第2场效应管Q2的漏极连接到直流电源1和用电负载3的接点；所述放电通断控制信号PS使第1三极管Ql导通，从而使得第2场效应管Q2导通，锂电池组2通过第2场效应管Q2向用电负载3供电。上述充电控制电路5中第3三极管Q3的发射极接地，第3三极管Q3的集电极连接到第4场效应管Q4的基极，第4场效应管Q4源极连接到直流电源1和用电负载3的接点，来自所述中央处理单元6的充电通断控制信号CHG从第3三极管Q3基极输入，此充电通断控制信号CHG控制第3三极管Q3通断，从而使第4场效应管Q4导通，直流电源1向锂电池组2充电。上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。 凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种可检测冲放电电流的后备电源系统，包括用于将市电转化为直流的直流电源 (1)，由若干锂电池组成的锂电池组(2)，连接到所述直流电源(1)的用电负载(3)，其特征在于还包括串联的放电控制电路(4)和充电控制电路(5)位于所述直流电源(1)和用电负载(3 )的接点与锂电池组(2 )之间，此放电控制电路(4)用于将锂电池组(2 )的电能传输给用电负载(3 )，此充电控制电路(5 )用于将来自直流电源(1)的电能传输给锂电池组(2 )；检流电阻(Rl)位于所述锂电池组(2)负极与接底之间；电流检测电路(7) —端连接到锂电池组(2)负极和接地的接点，其另一端连接到中央处理单元(6)，此电流检测电路(7)在所述锂电池组(2)处于充电或放电状态下，根据所述检流电阻(Rl)两端电压获得充电电流或者放电电流并传输给中央处理单元(6 )；一中央处理单元(6 )根据所述电流检测电路(7 )的放电电流或者充电电流控制所述放电控制电路(4)的通断和充电控制电路(5)的通断。
2.根据权利要求1所述的后备电源系统，其特征在于所述电流检测电路(7冲第一放大器(UlB)同相输入端连接到锂电池组(2)的负极和检流电阻(Rl)的接点，其反相输入端接地，其输出端连接到所述中央处理单元(6)；第二放大器(UlA)反相输入端连接到锂电池组(2)的负极和检流电阻(Rl)的接点，其同相输入端接地，其输出端连接到中央处理单元 (6)。
3.根据权利要求1或2所述的后备电源系统，其特征在于所述放电控制电路(4)中第 1三极管(Ql)的集电极连接到第2场效应管(Q2)的基极，第1三极管(Ql)的发射极接地， 第1三极管(Ql)的基极接受来自中央处理单元(6)的放电通断控制信号(PS)，第2场效应管(Q2)的源极连接锂电池组(2)的正极，第2场效应管(Q2)的漏极连接到直流电源(1)和用电负载(3)的接点；所述放电通断控制信号(PS)使第1三极管(Ql)导通，从而使得第2 场效应管(Q2)导通，锂电池组(2)通过第2场效应管(Q2)向用电负载(3)供电。
4.根据权利要求1或2所述的后备电源系统，其特征在于所述充电控制电路(5)中第 3三极管(Q3)的发射极接地，第3三极管(Q3)的集电极连接到第4场效应管(Q4)的基极， 第4场效应管(Q4)源极连接到直流电源(1)和用电负载(3)的接点，来自所述中央处理单元(6 )的充电通断控制信号(CHG)从第3三极管(Q3 )基极输入，此充电通断控制信号(CHG) 控制第3三极管(Q3)通断，从而使第4场效应管(Q4)导通，直流电源(1)向锂电池组(2) 充电。
专利摘要本实用新型公开一种可检测冲放电电流的后备电源系统，包括用于将市电转化为直流的直流电源，锂电池组，连接到所述直流电源的用电负载，串联的放电控制电路和充电控制电路位于所述直流电源和用电负载的接点与锂电池组之间，此放电控制电路用于将锂电池组的电能传输给用电负载，此充电控制电路用于将来自直流电源的电能传输给锂电池组；电流检测电路一端连接到锂电池组负极，其另一端连接到中央处理单元；一中央处理单元根据所述电流检测电路的放电电流或者充电电流控制所述放电控制电路的通断和充电控制电路的通断。本实用新型后备电源系统能监控充电电流和放电电流，防止充电或者放电时电流过大损坏锂电池组和直流电源，从而有效保护了锂电池组。
文档编号H02H7/18GK202111512SQ201120159008
公开日2012年1月11日 申请日期2011年5月18日 优先权日2011年5月18日
发明者冯立新, 孔震, 杨云贵, 王涛, 高帅卿 申请人:易程(苏州)新技术股份有限公司