电路由双线圈一组常开触点磁保持继电器K1、电解电容C1~C2、二极管V4~V5组成。电解电容Cl和磁保持继电器Kl的动作线圈的线圈电阻构成RC电路，在蓄电池极性正确连接时，给Kl的动作线圈提供驱动脉冲信号，使Kl的常开触点闭合；电解电容C2和磁保持继电器Kl的复归线圈的线圈电阻构成RC电路，在蓄电池的极性相反连接时，给Kl的复归线圈提供脉冲驱动信号，使Kl的常开触点复归断开，此时蓄电池因继电器Kl触点断开没有接入电路，从而防止蓄电池反接损坏UPS ;二极管V4、V5使磁保持继电器的两组线圈仅有一组接入电路，避免两组线圈同时接入导致异常动作和异常损耗，并且可以防止电解电容因蓄电池极性反接而损坏。
[0027]参见图5所示，本发明的通信电路由电容C8~C11和C14、串口收发芯片D3、DB9接口 X2、光耦N2和N3、电阻R16~R19组成。电容C8~C11构成串口收发芯片D3的电荷泵电路，光耦N2和N3实现上位机串口和单片机Dl的串口隔离，配合串口收发芯片D3完成电平转换及串行数据的收发。
[0028]电路的工作流程:单片机主控电路通过通信电路与上位机通信接收命令、发送状态。单片机主控电路不断检测UPS端和蓄电池端的电压采样值，当蓄电池没有接入时，电压采样电路检测不到蓄电池端电压判断为故障状态；当蓄电池通过蓄电池防反接电路接入，若极性正确则磁保持继电器触点闭合，此时电压采样电路能检测到蓄电池电压不低于设定阈值，则判断蓄电池正常连接；若极性相反则磁保持继电器触点复归断开，此时电压采样电路检测不到蓄电池电压，判断为故障状态；若蓄电池未接入时，发生蓄电池防反接电路提供给蓄电池接入的接口短路时，电压采样电路检测不到电压值，判断为故障状态。在蓄电池正常连接时，假设UPS市电输入正常，则电压采样电路可以采样到UPS充电端口和蓄电池端电压值，此时单片机主控电路输出高电平控制V3导通从而控制充放电电路V2导通对蓄电池充电，由于V2的导通压降存在，使得UPS端的电压高于蓄电池端电压，因此单片机主控电路能通过两个采样值的大小判断出充电状态。在UPS市电输入异常需要转入蓄电池供电时，UPS的充电端口没有电压，由于已经判断出蓄电池正常连接，此时蓄电池通过充放电控制电路的V2反并联的体二极管立即投入放电，因为体二极管同样存在导通压降，电压采样电路能采样到电池端电压大于UPS端电压，判断为蓄电池放电状态并由单片机主控电路控制关断V3 ;当检测到蓄电池处于放电状态并且电压值达到设定低电压阈值时，来判断蓄电池放电低电压状态。
【主权项】
1.一种用于UPS和外接蓄电池间的检测和保护电路，其特征在于:包括单片机主控电路、电压采样电路、充放电控制电路、蓄电池防反接电路、通信电路，其中单片机主控电路与充放电控制电路相连，实现UPS对蓄电池充电和蓄电池放电控制；单片机主控电路和电压采样电路相连，实现根据电压采样电路的检测值判断状态并以此来控制充放电控制电路；单片机主控电路与通信电路相连，完成接收上位机命令、发送状态功能；所述充放电控制电路与外部UPS电源相连，并和蓄电池防反接电路相连，实现蓄电池连接正确后的充放电控制；蓄电池防反接电路与外部蓄电池相连，并和充放电控制电路相连，实现防止蓄电池反接；电压采样电路还分别与充放电控制电路前端、蓄电池防反接电路前端相连，完成UPS端和蓄电池端电压的检测。2.根据权利要求1所述的一种用于UPS和外接蓄电池间的检测和保护电路，其特征在于:所述单片机主控电路包括型号为STC12C2052AD的单片机D1，单片机Dl的VCC接口连接电压VCC，单片机Dl的VCC接口还通过电容C3接地，单片机Dl的GND接口接地，单片机Dl的X1、X2接口之间连接有晶振电路，所述晶振电路包括晶体振荡器G1，晶体振荡器Gl —端连接有电容C4、另一端连接有电容C5后接地，晶体振荡器Gl的两端还分别接入单片机Dl的Xl、X2接口，单片机Dl的RST接口、EC1/T0/P3.4接口连接有看门狗电路，所述看门狗电路包括型号为MAX706CSA的看门狗芯片D2，看门狗芯片D2的MR接口通过电容C7接地，看门狗芯片D2的GND引脚、PFI引脚共接接地，看门狗芯片D2的WDO引脚通过依次串联的电阻R9、电容C6接地，且电阻R9、电容C6之间引出导线连接至电压VCC，看门狗芯片D2的VCC引脚连接至电阻R9、电容C6之间，看门狗芯片D2的RST引脚通过电阻Rl I连接至一个三极管V6的基极，看门狗芯片D2的WDI引脚通过跳线器Xl与单片机Dl的EC1/T0/P3.4接口，所述三极管V6的集电极通过电阻R8接地，单片机Dl的RST接口连接至三极管V6的集电极，三极管V6的发射极接入电压VCC，且三极管V6的基极与发射极之间连接有电阻RlO。3.根据权利要求1所述的一种用于UPS和外接蓄电池间的检测和保护电路，其特征在于:所述充放电控制电路包括三极管V3、P沟道功率管V2，三极管V3的基极通过电阻R3连接至单片机主控电路中单片机Dl的P3.7/PCA0/PWM0接口，三极管V3的发射极接蓄电池负极，三极管V3的集电极通过电阻R2与功率管V2的栅极连接，功率管V2的栅极还连接至一个稳压二极管Vl的阳极，稳压二极管Vl的阴极与功率管V2的源极连接，且稳压二极管上并联有电阻Rl，功率管V2的源极连接至外部UPS电源，功率管V2的漏极连接至蓄电池防反接电路；所述电压采样电路包括电阻R4—R7，其中电阻R4与电阻R5串联构成串联支路一，串联支路一一端与功率管V2的源极连接，串联支路一另一端与三极管V3的发射极连接，电阻R4与R5之间通过导线与单片机主控电路中单片机Dl的PL 2/ADC2接口连接，电阻R6与电阻R7串联构成串联支路二，串联支路二一端与功率管V2的漏极连接，串联支路二另一端与三极管V3的发射极连接，电阻R6与R7之间通过导线与单片机主控电路中单片机Dl的PL 3/ADC3 接口连接。4.根据权利要求1所述的一种用于UPS和外接蓄电池间的检测和保护电路，其特征在于:所述蓄电池防反接电路包括双线圈一组常开触点磁保持继电器K1、电解电容Cl和C2、二极管V4和V5，其中电解电容Cl与继电器Kl的动作线圈串联构成RC电路一，电解电容C2与继电器Kl的复归线圈串联构成RC电路二，RC电路一中电解电容Cl端与一个二极管V4的阴极连接，RC电路二中电解电容C2端与一个二极管V5的阴极连接，二极管V4的阳极与RC电路二中复归线圈端共接后连接至外部蓄电池正极，二极管V5的阳极与RC电路一中动作线圈端共接后连接至外部蓄电池负极，且动作线圈与二极管V5阳极之间还通过导线接蓄电池负极，所述继电器Kl 一端与充放电控制电路中功率管V2的漏极连接，继电器Kl的另一端与二极管V4的阳极、RC电路二中复归线圈端共接后连接外部蓄电池正极。5.根据权利要求1所述的一种用于UPS和外接蓄电池间的检测和保护电路，其特征在于:所述通信电路包括型号为MAX202CSE的串口收发芯片D3，串口收发芯片D3的Cl+、Cl-接口之间连接有电容C11，串口收发芯片D3的C2+、C2-接口之间连接有电容C10，串口收发芯片D3的VCC、V+接口之间连接有电容C8，串口收发芯片D3的GND、V_接口之间连接有电容C9，由电容C8—C11构成串口收发芯片D3的电荷泵电路，串口收发芯片D3的VCC接口接入+5V电压，串口收发芯片D3的VCC接口还通过电容C14接地，串口收发芯片D3的GND接口、T2IN接口、R2IN接口分别接地，串口收发芯片D3的RlIN接口、R2IN接口、TlOUT接口分别连接至一个DB9接口 X4，串口收发芯片D3的RlOUT接口通过电阻R16连接至光耦N2的引脚2，光耦N2的引脚I接+5V电压，光耦N2的引脚3接蓄电池负极，光耦N2的引脚4通过上拉电阻R18接电源VCC，光耦N2的引脚4还与单片机主控电路中单片机Dl的RXD/P3.0接口连接，串口收发芯片D3的TI IN接口与一个光耦N3的引脚4连接，光耦N3的引脚4还通过上拉电阻R19接+5V电压，光耦N3的引脚3接地，光耦N3的引脚I接电源VCC，光耦N3的引脚2通过电阻R17与单片机主控电路中单片机Dl的TXD/P3.1接口连接。
【专利摘要】本发明公开了一种用于UPS和外接蓄电池间的检测和保护电路，该电路同时提供UPS和外接蓄电池间是否连接正常检测、充放电控制和蓄电池防反接电路，具体是一种用于UPS和外接蓄电池间的检测和保护电路。
【IPC分类】H02H7/18, H02J7/00, G01R31/02, G01R31/36
【公开号】CN104935042
【申请号】CN201510336987
【发明人】张广标, 翁斌, 张朋, 石险峰, 单夫来, 冯勇
【申请人】蚌埠依爱消防电子有限责任公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月17日