一种可控充放电切换电路及其配电终端的制作方法

本实用新型涉及电池充放电领域，具体而言，涉及一种可控充放电切换电路及其配电终端。

背景技术：

随着科技的发展，信息化、自动化程度的不断提高，电力、通信、金融、化工、交通等行业对供电系统的可靠性与稳定性提出了更高的要求。阀控式密封铅酸蓄电池因其优良特性，而被广泛用作后备电池，它是电源供电的最后保障。

现有存量dtu(配网自动化终端)中的铅酸蓄电池使用寿命不尽如人意，没有达到不少于3年的技术规范要求，实际使用寿命约1-2年，甚至有些案例中，电池寿命还不到1年。这种情况，不但增加了dtu(含电池)的使用成本，同时也增加了运维工作量。更重要的是，电池平时处于浮充状态，电池的实际性能水平低、剩余寿命短；极端情况下，只有在交流失电时，才发现电池寿命已尽，无法使用了。这些对实际的运维工作带来很多的不便。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种可控充放电切换电路及其配电终端，解决了现有技术中电池平时处于浮充状态，电池的实际性能水平低、剩余寿命短的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种可控充放电切换电路，包括充电单元、放电单元、二极管d1、开关k1、蓄电池和负载，供电端第一输出端经整流电路整流后与负载连接，供电端第二输出端与充电单元连接，所述充电单元和放电单元并联连接在所述蓄电池的正负极上，所述蓄电池的正极与开关k1一端连接，所述开关k1另一端与负载正极连接，所述二极管d1并联连接在开关k1两端，所述蓄电池的负极与负载的负极连接。

作为优选方案，所述充电单元包括整流电路、滤波电路、降压电路、控制器、mos管和数据采集模块，所述供电端第二输出端与整流电路、滤波电路和降压电路依次连接，所述mos管串联连接在所述降压电路高压侧，所述降压电路低压侧与所述蓄电池连接，所述控制器通过数据采集模块与所述蓄电池连接，所述控制器输出端与mos管栅极连接。

作为优选方案，所述放电单元包括控制器、mos管、数据采集模块和放电电阻，所述蓄电池正极与mos管漏极连接，所述放电电阻r1串联连接在所述mos管源极和蓄电池负极之间，所述mos管栅极与控制器连接，所述控制器另一端通过数据采集模块与蓄电池连接。

作为优选方案，所述mos管为nmos管。

作为优选方案，所述控制器型号为stm8s103f3。

一种配电终端，包括上述任一项所述的可控充放电切换电路。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：通过设置充电单元和放电单元，可以实现对蓄电池充放电的灵活控制，并根据数据采集模块采集到的信息，实时监控电池的实际性能，避免发生电池寿命已尽，无法使用的情况；通过在电路中设置二极管和开关，实现蓄电池的单向充电，避免出现浮充现象。

附图说明

参照附图来说明本实用新型的公开内容。应当了解，附图仅仅用于说明目的，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。在附图中，相同的附图标记用于指代相同的部件。其中：

图1为根据本实用新型实施例提出的可控充放电切换电路的示意图；

图2为根据本实用新型实施例提出的充电单元的电路示意图；

图3为根据本实用新型实施例提出的放电单元的电路示意图。

具体实施方式

容易理解，根据本实用新型的技术方案，在不变更本实用新型实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本实用新型的技术方案的示例性说明，而不应当视为本实用新型的全部或者视为对本实用新型技术方案的限定或限制。

根据本实用新型的一实施方式结合图1示出。一种可控充放电切换电路，包括充电单元、放电单元、二极管d1、开关k1、蓄电池和负载，供电端第一输出端与整流电路连接，将交流电转换成直流电后，再与负载连接，为负载充电。

供电端第二输出端与充电单元连接，充电单元和放电单元并联连接在蓄电池的正负极上，蓄电池的正极与开关k1一端连接，开关k1另一端与负载正极连接，二极管d1并联连接在开关k1两端，且二极管d1的正负极分别与蓄电池的正极和负载的正极连接，蓄电池的负极与负载的负极连接。

在开关k1断开时，由于受到二极管d1的阻碍，从供电端第一输出端出来的电流无法达到蓄电池，可以避免造成蓄电池处于浮充状态，当供电端发生故障断开时，蓄电池可对负载供电。必要时，可以合上开关k1，供电端第一输出端对蓄电池进行充电。

如图2所示，充电单元包括整流电路、滤波电路、降压电路、控制器、mos管q1和数据采集模块，供电端第二输出端与整流电路、滤波电路和降压电路依次连接，交流电依次经过整流、滤波和降压，转换成平滑的直流电，mos管q1串联连接在降压电路高压侧，降压电路低压侧与蓄电池连接。

具体的，mos管q1为nmos管，mos管q1的漏极与降压电路的b端连接，mos管q1的源极与滤波电路的输入端连接，mos管q1栅极与控制器输出端连接。

本实施例中，控制器通过数据采集模块与蓄电池连接，数据采集模块为一系列传感设备，可以感知蓄电池的电压、电流、温度、气体释放、形变、环境温湿度，以及电源失电、电池故障状态等信息，数据采集模块将采集到的信息传输到控制器，控制器型号为stm8s103f3芯片，控制器通过分析判断，对mos管施加高低电平，使得mos管通断，从而实现对蓄电池的充电控制。例如，当数据采集模块检测到蓄电池充电电压过高时，超过设定阈值时，控制器对mos管施加低电平，使mos管截止，断开充电。

如图3所示，放电单元包括控制器、mos管q2、数据采集模块和放电电阻，蓄电池正极与mos管q2漏极连接，放电电阻r1串联连接在mos管q2源极和蓄电池负极之间，mos管q2栅极与控制器连接，控制器另一端通过数据采集模块与蓄电池连接。同样的，数据采集模块将采集到的信息传输到控制器，控制器通过分析判断，对mos管q2施加高低电平，使得mos管q2通断，从而实现对蓄电池的放电控制。

本实用新型实施例还提供了一种包括上述结构的可控充放电切换电路的配电终端。

应理解，数据采集模块采集信息，以及控制器接收信息，并对mos管进行控制属于本领域的公知常识，其工作原理在此不必赘述。

本实用新型的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本实用新型技术思想的前提下，对上述实施例进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本实用新型的保护范围内。

技术特征：

1.一种可控充放电切换电路，其特征在于，包括充电单元、放电单元、二极管d1、开关k1、蓄电池和负载，供电端第一输出端经整流电路整流后与负载连接，供电端第二输出端与充电单元连接，所述充电单元和放电单元并联连接在所述蓄电池的正负极上，所述蓄电池的正极与开关k1一端连接，所述开关k1另一端与负载正极连接，所述二极管d1并联连接在开关k1两端，所述蓄电池的负极与负载的负极连接。

2.根据权利要求1所述的可控充放电切换电路，其特征在于，所述充电单元包括整流电路、滤波电路、降压电路、控制器、mos管q1和数据采集模块，所述供电端第二输出端与整流电路、滤波电路和降压电路依次连接，所述mos管q1串联连接在所述降压电路高压侧，所述降压电路低压侧与所述蓄电池连接，所述控制器通过数据采集模块与所述蓄电池连接，所述控制器输出端与mos管q1栅极连接。

3.根据权利要求1所述的可控充放电切换电路，其特征在于，所述放电单元包括控制器、mos管q2、数据采集模块和放电电阻，所述蓄电池正极与mos管q2漏极连接，所述放电电阻r1串联连接在所述mos管q2源极和蓄电池负极之间，所述mos管q2栅极与控制器连接，所述控制器另一端通过数据采集模块与蓄电池连接。

4.根据权利要求2或3所述的可控充放电切换电路，其特征在于，所述mos管为nmos管。

5.根据权利要求2或3所述的可控充放电切换电路，其特征在于，所述控制器型号为stm8s103f3。

6.一种配电终端，其特征在于，包括权利要求1至3任一项所述的可控充放电切换电路。

技术总结
本实用新型提出了一种可控充放电切换电路及其配电终端，包括充电单元、放电单元、二极管D1、开关K1、蓄电池和负载，供电端第一输出端经整流电路整流后与负载连接，供电端第二输出端与充电单元连接，所述充电单元和放电单元并联连接在所述蓄电池的正负极上，所述蓄电池的正极与开关K1一端连接，所述开关K1另一端与负载正极连接，所述二极管D1并联连接在开关K1两端，所述蓄电池的负极与负载的负极连接。本实用新型通过设置充电单元和放电单元，可以实现对蓄电池充放电的灵活控制，并根据数据采集模块采集到的信息，实时监控电池的实际性能，避免发生电池寿命已尽，无法使用的情况。

技术研发人员：钱鸿;王学虎;高明;高福春
受保护的技术使用者：江苏大烨智能电气股份有限公司
技术研发日：2019.12.23
技术公布日：2020.07.24