CN110518663B - 一种充电控制方法及*** - Google Patents

一种充电控制方法及*** Download PDF

Info

Publication number
CN110518663B
CN110518663B CN201910816736.9A CN201910816736A CN110518663B CN 110518663 B CN110518663 B CN 110518663B CN 201910816736 A CN201910816736 A CN 201910816736A CN 110518663 B CN110518663 B CN 110518663B
Authority
CN
China
Prior art keywords
charging
storage battery
super capacitor
current
preset
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910816736.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110518663A (zh
Inventor
陈阳源
朱单单
曾松彬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhangzhou Kehua Electric Technology Co Ltd
Original Assignee
Zhangzhou Kehua Technology Co Ltd
Kehua Data Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhangzhou Kehua Technology Co Ltd, Kehua Data Co Ltd filed Critical Zhangzhou Kehua Technology Co Ltd
Priority to CN201910816736.9A priority Critical patent/CN110518663B/zh
Publication of CN110518663A publication Critical patent/CN110518663A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110518663B publication Critical patent/CN110518663B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/345—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering using capacitors as storage or buffering devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/061—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for DC powered loads
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本发明公开了一种充电控制方法及***，根据超级电容和蓄电池的充电特性为超级电容和蓄电池设置了一套充电策略：当超级电容作为主充电对象(因超级电容优先供电，所以其优先充电)时，将电池充电回路断开，并基于超级电容的充电特性(宽范围的充电电流)为超级电容充电，直至超级电容的电压与蓄电池的电压平衡，从而避免了充电大电流损害蓄电池，且满足了超级电容的快速充电；当蓄电池作为主充电对象时(蓄电池和超级电容的充电回路均保持导通)，基于蓄电池的充电特性(恒充电电流)为蓄电池充电，同时基于蓄电池和超级电容的阻抗匹配情况为超级电容充电，从而满足了蓄电池的充电电流精确控制要求，且缩短了整个***的充电时间。

Description

一种充电控制方法及***
技术领域
本发明涉及UPS后备电源领域，特别是涉及一种充电控制方法及***。
背景技术
UPS(Uninterruptible Power Supply，不间断电源)设备广泛应用于大风电主控以及变流***中，以为***中的负载提供稳定且不间断的电力供应。目前，UPS设备的工作原理为：当市电正常时，UPS设备将市电经AC/DC变换器整流成直流电，而后将直流电经DC/AC变换器逆变成交流电供应给***负载使用(整流逆变的目的是稳定市电电压)；当市电中断时，UPS设备立即将自身的后备电源储存的直流电接入设备内直流母线(即AC/DC变换器与DC/AC变换器之间的连接线路)，以经DC/AC变换器逆变成交流电继续供应给***负载使用，从而维持***负载的正常工作。
目前，采用蓄电池和超级电容共同作为UPS设备的后备电源(目的：克服蓄电池的寿命问题和超级电容储能密度低的问题)。现有技术中，当市电正常时，若蓄电池和超级电容需要充电，则蓄电池充电回路和超级电容充电回路从直流母线上获取电能相应为蓄电池和超级电容充电，直至充满电；当市电中断时，蓄电池或超级电容将自身存储的直流电供给直流母线。但是，超级电容对充电电流的要求范围较宽，其允许大电流快速充电；而蓄电池对充电电流较为敏感，其需要精确控制充电电流的大小，现有技术并未针对二者的充电特性提出一种合理的充电控制方法，从而降低了后备电源的可靠性。
因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域的技术人员目前需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种充电控制方法及***，当超级电容作为主充电对象时，将电池充电回路断开，并基于超级电容的充电特性为超级电容充电，从而避免了充电大电流损害蓄电池，且满足了超级电容的快速充电；当蓄电池作为主充电对象时，基于蓄电池的充电特性为蓄电池充电，同时基于蓄电池和超级电容的阻抗匹配情况为超级电容充电，从而满足了蓄电池的充电电流精确控制要求，且缩短了整个***的充电时间。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种充电控制方法，应用于包括蓄电池和供电优先级高于所述蓄电池的超级电容的双后备***，充电控制方法包括：
当所述超级电容作为主充电对象时，控制所述蓄电池的充电回路保持断开状态，并控制***直流母线在预设充电电流范围内为所述超级电容充电，直至所述超级电容的电压与所述蓄电池的电压平衡；
当所述蓄电池作为主充电对象时，控制所述蓄电池和所述超级电容的充电回路均保持导通状态，并在所述蓄电池的充电电流等于预设充电电流阈值的充电条件下，控制所述***直流母线为所述蓄电池和所述超级电容恒电流充电；
其中，所述超级电容的充电优先级高于所述蓄电池。
优选地，所述双后备***还包括反激式开关电路；所述反激式开关电路包括原边连接所述***直流母线、副边连接所述蓄电池和所述超级电容的变压器，与所述变压器的原边串联连接的开关管和电流互感器，及用于输出所述开关管的驱动信号的脉宽调制器；
相应的，所述控制***直流母线在预设充电电流范围内为所述超级电容充电的过程，包括：
获取所述电流互感器检测的所述变压器的原边电流；
利用所述脉宽调制器调整用于控制所述开关管导通情况的驱动信号，使所述原边电流位于预设原边电流范围内，以实现控制***直流母线在预设充电电流范围内为所述超级电容充电。
优选地，所述在所述蓄电池的充电电流等于预设充电电流阈值的充电条件下，控制所述***直流母线为所述蓄电池和所述超级电容恒电流充电的过程，包括：
获取所述蓄电池的充电回路上的电池充电电流；
利用所述脉宽调制器调整用于控制所述开关管导通情况的驱动信号，使所述电池充电电流等于预设充电电流阈值，以实现控制所述***直流母线为所述蓄电池和所述超级电容恒电流充电。
优选地，所述利用所述脉宽调制器调整用于控制所述开关管导通情况的驱动信号，使所述电池充电电流等于预设充电电流阈值的过程，包括：
当所述电池充电电流不等于预设充电电流阈值时，调整所述脉宽调制器的反馈电压，以使所述脉宽调制器基于新反馈电压调整用于控制所述开关管导通情况的驱动信号，直至所述电池充电电流等于所述预设充电电流阈值。
优选地，所述充电控制方法还包括：
当所述***直流母线上的电压小于预设电压阈值时，控制所述蓄电池和所述超级电容的充电回路均保持断开状态，以停止所述蓄电池和所述超级电容的充电。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种充电控制***，应用于包括蓄电池和供电优先级高于所述蓄电池的超级电容的双后备***，包括：
电容充电控制模块，用于当所述超级电容作为主充电对象时，控制所述蓄电池的充电回路保持断开状态，并控制***直流母线在预设充电电流范围内为所述超级电容充电，直至所述超级电容的电压与所述蓄电池的电压平衡；
电池充电控制模块，用于当所述蓄电池作为主充电对象时，控制所述蓄电池和所述超级电容的充电回路均保持导通状态，并在所述蓄电池的充电电流等于预设充电电流阈值的充电条件下，控制所述***直流母线为所述蓄电池和所述超级电容恒电流充电；
其中，所述电容充电控制模块的控制优先级高于所述电池充电控制模块。
优选地，所述双后备***还包括反激式开关电路；所述反激式开关电路包括原边连接所述***直流母线、副边连接所述蓄电池和所述超级电容的变压器，与所述变压器的原边串联连接的开关管和电流互感器，及用于输出所述开关管的驱动信号的脉宽调制器；
相应的，所述电容充电控制模块中控制***直流母线在预设充电电流范围内为所述超级电容充电的过程，包括：
获取所述电流互感器检测的所述变压器的原边电流；
利用所述脉宽调制器调整用于控制所述开关管导通情况的驱动信号，使所述原边电流位于预设原边电流范围内，以实现控制***直流母线在预设充电电流范围内为所述超级电容充电。
优选地，所述电池充电控制模块包括：
设于所述蓄电池的充电回路上的电流检测元件，用于检测所述蓄电池的充电回路上的电池充电电流；
分别与所述电流检测元件和所述脉宽调制器连接的电流调整模块，用于当所述蓄电池作为主充电对象时，在所述蓄电池和所述超级电容的充电回路均保持导通状态的情况下，利用所述脉宽调制器调整用于控制所述开关管导通情况的驱动信号，使所述电池充电电流等于预设充电电流阈值，以实现控制所述***直流母线为所述蓄电池和所述超级电容恒电流充电。
优选地，所述电流调整模块包括：
与所述电流检测元件连接的第一差分放大器，用于将表征所述电池充电电流的检测信号进行差分放大，得到差分放大信号；
分别与所述第一差分放大器和所述脉宽调制器连接的第二差分放大器，用于将所述差分放大信号与预设信号阈值进行作差，并将二者的差值进行信号放大后叠加至所述脉宽调制器的反馈电压，以使所述脉宽调制器基于新反馈电压调整用于控制所述开关管导通情况的驱动信号，最终使所述电池充电电流等于预设充电电流阈值。
优选地，所述充电控制***还包括：
充电结束控制模块，用于当所述***直流母线上的电压小于预设电压阈值时，控制所述蓄电池和所述超级电容的充电回路均保持断开状态，以停止所述蓄电池和所述超级电容的充电。
本发明提供了一种充电控制方法，根据超级电容和蓄电池的充电特性为超级电容和蓄电池设置了一套充电策略：当超级电容作为主充电对象(因超级电容优先供电，所以其优先充电)时，将电池充电回路断开，并基于超级电容的充电特性(宽范围的充电电流)为超级电容充电，直至超级电容的电压与蓄电池的电压平衡，从而避免了充电大电流损害蓄电池，且满足了超级电容的快速充电；当蓄电池作为主充电对象时(蓄电池和超级电容的充电回路均保持导通)，基于蓄电池的充电特性(恒充电电流)为蓄电池充电，同时基于蓄电池和超级电容的阻抗匹配情况为超级电容充电(即蓄电池和超级电容同时充电)，从而满足了蓄电池的充电电流精确控制要求，且缩短了整个***的充电时间。
本发明还提供了一种充电控制***，与上述充电控制方法具有相同的有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种充电控制方法的流程图；
图2(a)为本发明实施例提供的一种双后备***的组成部分一的具体结构示意图；
图2(b)为本发明实施例提供的一种双后备***的组成部分二的具体结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种电流调整模块的具体结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种充电控制方法及***，当超级电容作为主充电对象时，将电池充电回路断开，并基于超级电容的充电特性为超级电容充电，从而避免了充电大电流损害蓄电池，且满足了超级电容的快速充电；当蓄电池作为主充电对象时，基于蓄电池的充电特性为蓄电池充电，同时基于蓄电池和超级电容的阻抗匹配情况为超级电容充电，从而满足了蓄电池的充电电流精确控制要求，且缩短了整个***的充电时间。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参照图1，图1为本发明实施例提供的一种充电控制方法的流程图。
该充电控制方法应用于包括蓄电池和供电优先级高于蓄电池的超级电容的双后备***，充电控制方法包括：
步骤S1：当超级电容作为主充电对象时，控制蓄电池的充电回路保持断开状态，并控制***直流母线在预设充电电流范围内为超级电容充电，直至超级电容的电压与蓄电池的电压平衡。
需要说明的是，本申请的双后备***包括蓄电池和超级电容，考虑到超级电容的循环寿命远高于蓄电池的循环寿命，所以在市电中断时优先使用超级电容为***直流母线供电，待超级电容没电时再由蓄电池为***直流母线供电(即超级电容的供电优先级高于蓄电池)，从而在一定程度上降低了蓄电池的使用率，延长了蓄电池的使用寿命；而且，当超级电容和蓄电池中其中一个后备电源出现故障时，另一个后备电源还可为***提供一定的后备时间保存重要数据，以防止重要数据丢失，从而提高了***整体的后备能力。
具体地，已知超级电容的供电优先级高于蓄电池，可以理解的是，超级电容的充电优先级同样高于蓄电池。其中，超级电容的充电原理为：在市电正常且超级电容作为主充电对象(可以理解的是，当超级电容的电压小于蓄电池的电压时，超级电容作为主充电对象)的情况下，控制超级电容的充电回路保持导通状态，为超级电容充电。考虑到超级电容对充电电流的要求范围较宽，其允许大电流快速充电，所以本申请根据经验提前为超级电容设置一个较宽的充电电流范围，当超级电容作为主充电对象时，控制***直流母线在所设充电电流范围内为超级电容充电，直至超级电容的电压与蓄电池的电压平衡(超级电容的电压与蓄电池的电压基本相等时，认为超级电容的电压与蓄电池的电压平衡)，以为后续超级电容和蓄电池同时充电打下基础。
需要说明的是，在超级电容以大电流快速充电的过程中，控制蓄电池的充电回路保持断开状态(即此过程中蓄电池不充电)，从而避免充电大电流损害蓄电池。
步骤S2：当蓄电池作为主充电对象时，控制蓄电池和超级电容的充电回路均保持导通状态，并在蓄电池的充电电流等于预设充电电流阈值的充电条件下，控制***直流母线为蓄电池和超级电容恒电流充电。
具体地，蓄电池的充电原理为：在市电正常且蓄电池作为主充电对象(当超级电容的电压与蓄电池的电压平衡且蓄电池的电压未到达预设电池满电电压时，蓄电池作为主充电对象)的情况下，控制蓄电池的充电回路保持导通状态，为蓄电池充电。考虑到蓄电池对充电电流较为敏感，其需要精确控制充电电流的大小，所以本申请根据经验提前为蓄电池设置一个充电电流阈值(＜超级电容对应的充电电流范围的上限)，当蓄电池作为主充电对象时，控制***直流母线在所设充电电流阈值下为蓄电池充电，直至蓄电池的电压充至预设电池满电电压，控制蓄电池的充电回路断开，以停止为蓄电池充电，从而防止蓄电池过充。而且，为了缩短***整体的充电时间，本申请在蓄电池作为主充电对象时，同样控制超级电容的充电回路保持导通状态，以同时为超级电容充电(在蓄电池的充电电流等于预设充电电流阈值的情况下，基于蓄电池和超级电容的阻抗匹配情况为超级电容提供充电电流)，直至超级电容的电压充至预设电容满电电压，控制超级电容的充电回路断开，以停止为超级电容充电，从而防止超级电容过充。
本发明提供了一种充电控制方法，根据超级电容和蓄电池的充电特性为超级电容和蓄电池设置了一套充电策略：当超级电容作为主充电对象(因超级电容优先供电，所以其优先充电)时，将电池充电回路断开，并基于超级电容的充电特性(宽范围的充电电流)为超级电容充电，直至超级电容的电压与蓄电池的电压平衡，从而避免了充电大电流损害蓄电池，且满足了超级电容的快速充电；当蓄电池作为主充电对象时(蓄电池和超级电容的充电回路均保持导通)，基于蓄电池的充电特性(恒充电电流)为蓄电池充电，同时基于蓄电池和超级电容的阻抗匹配情况为超级电容充电(即蓄电池和超级电容同时充电)，从而满足了蓄电池的充电电流精确控制要求，且缩短了整个***的充电时间。
在上述实施例的基础上：
请参照图2(a)、图2(b)及图3，图2(a)为本发明实施例提供的一种双后备***的组成部分一的具体结构示意图，图2(b)为本发明实施例提供的一种双后备***的组成部分二的具体结构示意图，图3为本发明实施例提供的一种电流调整模块的具体结构示意图。
作为一种可选地实施例，双后备***还包括反激式开关电路；反激式开关电路包括原边连接***直流母线、副边连接蓄电池和超级电容的变压器，与变压器的原边串联连接的开关管和电流互感器，及用于输出开关管的驱动信号的脉宽调制器；
相应的，控制***直流母线在预设充电电流范围内为超级电容充电的过程，包括：
获取电流互感器检测的变压器的原边电流；
利用脉宽调制器调整用于控制开关管导通情况的驱动信号，使原边电流位于预设原边电流范围内，以实现控制***直流母线在预设充电电流范围内为超级电容充电。
具体地，本申请的双后备***还包括反激式开关电路(参照图2(a)及图2(b)，其中，JPN1和JPN2表示集成电路芯片，可通过二者相应实现蓄电池和超级电容的充电回路的软关闭)，下面对反激式开关电路进行介绍：
反激式开关电路包括变压器、开关管、电流互感器及脉宽调制器(可选用DC2843B)，其工作原理为：变压器在电气连通时将***直流母线的电压进行变压处理，然后供给蓄电池和超级电容所在的充电回路。变压器的电气连通情况由开关管控制，当开关管导通时，变压器电气连通；当开关管断开时，变压器电气未连通。开关管的导通情况由脉宽调制器输出的驱动信号控制，以NMOS管为例(其他类型的开关管同理)，脉宽调制器输出高电平时，NMOS管导通；脉宽调制器输出低电平时，NMOS管断开。电流互感器可检测变压器的原边电流。
可以理解的是，超级电容在预设充电电流范围内充电，对应变压器的原边电流在一定原边电流范围内变化。基于此，本申请根据变压器的原边电流与超级电容的充电电流的关系，提前为变压器的原边电流设置一个原边电流范围，也就是说，控制变压器的原边电流位于预设原边电流范围内，也就实现了超级电容在预设充电电流范围内充电。此外，由于变压器的原边电流由开关管在周期内的导通时间(即开关管的驱动信号的占空比)控制，所以本申请利用脉宽调制器调整驱动信号的占空比，目的是使电流互感器检测到的变压器的原边电流位于预设原边电流范围内，以实现控制***直流母线在预设充电电流范围内为超级电容充电。
作为一种可选地实施例，在蓄电池的充电电流等于预设充电电流阈值的充电条件下，控制***直流母线为蓄电池和超级电容恒电流充电的过程，包括：
获取蓄电池的充电回路上的电池充电电流；
利用脉宽调制器调整用于控制开关管导通情况的驱动信号，使电池充电电流等于预设充电电流阈值，以实现控制***直流母线为蓄电池和超级电容恒电流充电。
具体地，本申请可在蓄电池的充电回路上设置电流检测元件(如串接一个电流检测电阻)，用于检测蓄电池的充电回路上的电池充电电流，以为后续控制蓄电池的充电电流等于预设充电电流阈值打下基础。
可以理解的是，蓄电池的充电电流等于预设充电电流阈值，对应变压器的原边电流等于一定值。已知变压器的原边电流由开关管的驱动信号的占空比控制，所以本申请利用脉宽调制器调整驱动信号的占空比，目的是使蓄电池的充电电流等于预设充电电流阈值，以实现控制***直流母线为蓄电池恒电流充电。而且，由于蓄电池充电时，超级电容的充电回路处于导通状态，所以超级电容的充电回路同样可从***直流母线中获取电能充电，超级电容的充电电流具体由蓄电池和超级电容的阻抗匹配情况决定(说明在蓄电池的充电电流等于预设充电电流阈值的情况下，超级电容的充电电流也为恒定值)，以实现控制***直流母线为超级电容恒电流充电。
作为一种可选地实施例，利用脉宽调制器调整用于控制开关管导通情况的驱动信号，使电池充电电流等于预设充电电流阈值的过程，包括：
当电池充电电流不等于预设充电电流阈值时，调整脉宽调制器的反馈电压，以使脉宽调制器基于新反馈电压调整用于控制开关管导通情况的驱动信号，直至电池充电电流等于预设充电电流阈值。
具体地，考虑到脉宽调制器的反馈端Vfb接入的反馈电压可影响脉宽调制器输出的驱动信号的占空比，所以本申请在控制电池充电电流等于预设充电电流阈值的过程中，可通过调整脉宽调制器的反馈电压来改变脉宽调制器输出的驱动信号的占空比，即当电池充电电流不等于预设充电电流阈值时，调整脉宽调制器的反馈电压，以使脉宽调制器基于新反馈电压调整输出的驱动信号的占空比，直至电池充电电流等于预设充电电流阈值。
进一步地，本申请可基于上述电池充电电流调整原理设置分别与电流检测元件和脉宽调制器连接的电流调整模块，用于当电池充电电流不等于预设充电电流阈值时，调整脉宽调制器的反馈电压，以使脉宽调制器基于新反馈电压调整输出的驱动信号的占空比，直至电池充电电流等于预设充电电流阈值。
更具体地，电流调整模块包括：与电流检测元件连接的第一差分放大器，用于将表征电池充电电流的检测信号进行差分放大，得到差分放大信号；分别与第一差分放大器和脉宽调制器连接的第二差分放大器，用于将差分放大信号与预设信号阈值进行作差，并将二者的差值进行信号放大后叠加至脉宽调制器的反馈电压，以使脉宽调制器基于新反馈电压调整用于控制开关管导通情况的驱动信号，最终使电池充电电流等于预设充电电流阈值(具体电路结构参照图3)。
当然，本申请也可选用其他硬件结构或是软件(如由控制器分别与电流检测元件和脉宽调制器连接，当电流检测元件检测到的电池充电电流不等于预设充电电流阈值时，控制器输出调整电压信号叠加至脉宽调制器的反馈电压，以使脉宽调制器基于新反馈电压调整用于控制开关管导通情况的驱动信号，最终使电池充电电流等于预设充电电流阈值)实现脉宽调制器的反馈电压的调整，本申请在此不做特别的限定，根据实际情况而定。
作为一种可选地实施例，充电控制方法还包括：
当***直流母线上的电压小于预设电压阈值时，控制蓄电池和超级电容的充电回路均保持断开状态，以停止蓄电池和超级电容的充电。
进一步地，考虑到***直流母线上的电压较低时，其只能满足于甚至无法满足于***负载的供电要求，所以本申请在***直流母线的电压较低时，不再为蓄电池和超级电容充电，只为***负载供电。
具体地，本申请设置一个电压阈值，认为：***直流母线上的电压小于所设电压阈值时，***直流母线只为***负载供电。所以当市电未中断时，若***直流母线上的电压小于预设电压阈值，则控制蓄电池和超级电容的充电回路均保持断开状态，从而停止蓄电池和超级电容的充电。
本发明还提供了一种充电控制***，应用于包括蓄电池和供电优先级高于蓄电池的超级电容的双后备***，充电控制***包括：
电容充电控制模块，用于当超级电容作为主充电对象时，控制蓄电池的充电回路保持断开状态，并控制***直流母线在预设充电电流范围内为超级电容充电，直至超级电容的电压与蓄电池的电压平衡；
电池充电控制模块，用于当蓄电池作为主充电对象时，控制蓄电池和超级电容的充电回路均保持导通状态，并在蓄电池的充电电流等于预设充电电流阈值的充电条件下，控制***直流母线为蓄电池和超级电容恒电流充电；
其中，电容充电控制模块的控制优先级高于电池充电控制模块(即超级电容的充电优先级高于蓄电池)。
作为一种可选地实施例，双后备***还包括反激式开关电路；反激式开关电路包括原边连接***直流母线、副边连接蓄电池和超级电容的变压器，与变压器的原边串联连接的开关管和电流互感器，及用于输出开关管的驱动信号的脉宽调制器；
相应的，电容充电控制模块中控制***直流母线在预设充电电流范围内为超级电容充电的过程，包括：
获取电流互感器检测的变压器的原边电流；
利用脉宽调制器调整用于控制开关管导通情况的驱动信号，使原边电流位于预设原边电流范围内，以实现控制***直流母线在预设充电电流范围内为超级电容充电。
作为一种可选地实施例，电池充电控制模块包括：
设于蓄电池的充电回路上的电流检测元件，用于检测蓄电池的充电回路上的电池充电电流；
分别与电流检测元件和脉宽调制器连接的电流调整模块，用于当蓄电池作为主充电对象时，在蓄电池和超级电容的充电回路均保持导通状态的情况下，利用脉宽调制器调整用于控制开关管导通情况的驱动信号，使电池充电电流等于预设充电电流阈值，以实现控制***直流母线为蓄电池和超级电容恒电流充电。
作为一种可选地实施例，电流调整模块包括：
与电流检测元件连接的第一差分放大器，用于将表征电池充电电流的检测信号进行差分放大，得到差分放大信号；
分别与第一差分放大器和脉宽调制器连接的第二差分放大器，用于将差分放大信号与预设信号阈值进行作差，并将二者的差值进行信号放大后叠加至脉宽调制器的反馈电压，以使脉宽调制器基于新反馈电压调整用于控制开关管导通情况的驱动信号，最终使电池充电电流等于预设充电电流阈值。
作为一种可选地实施例，充电控制***还包括：
充电结束控制模块，用于当***直流母线上的电压小于预设电压阈值时，控制蓄电池和超级电容的充电回路均保持断开状态，以停止蓄电池和超级电容的充电。
本申请提供的充电控制***的介绍请参考上述充电控制方法的实施例，本申请在此不再赘述。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种充电控制方法，其特征在于，应用于包括蓄电池和供电优先级高于所述蓄电池的超级电容的双后备***，充电控制方法包括：
当所述超级电容作为主充电对象时，控制所述蓄电池的充电回路保持断开状态，并控制***直流母线在预设充电电流范围内为所述超级电容充电，直至所述超级电容的电压与所述蓄电池的电压平衡；
当所述蓄电池作为主充电对象时，控制所述蓄电池和所述超级电容的充电回路均保持导通状态，并在所述蓄电池的充电电流等于预设充电电流阈值的充电条件下，控制所述***直流母线为所述蓄电池和所述超级电容恒电流充电；
其中，所述超级电容的充电优先级高于所述蓄电池；
所述双后备***还包括反激式开关电路；所述反激式开关电路包括原边连接所述***直流母线、副边连接所述蓄电池和所述超级电容的变压器，与所述变压器的原边串联连接的开关管和电流互感器，及用于输出所述开关管的驱动信号的脉宽调制器。
2.如权利要求1所述的充电控制方法，其特征在于，所述控制***直流母线在预设充电电流范围内为所述超级电容充电的过程，包括：
获取所述电流互感器检测的所述变压器的原边电流；
利用所述脉宽调制器调整用于控制所述开关管导通情况的驱动信号，使所述原边电流位于预设原边电流范围内，以实现控制***直流母线在预设充电电流范围内为所述超级电容充电。
3.如权利要求2所述的充电控制方法，其特征在于，所述在所述蓄电池的充电电流等于预设充电电流阈值的充电条件下，控制所述***直流母线为所述蓄电池和所述超级电容恒电流充电的过程，包括：
获取所述蓄电池的充电回路上的电池充电电流；
利用所述脉宽调制器调整用于控制所述开关管导通情况的驱动信号，使所述电池充电电流等于预设充电电流阈值，以实现控制所述***直流母线为所述蓄电池和所述超级电容恒电流充电。
4.如权利要求3所述的充电控制方法，其特征在于，所述利用所述脉宽调制器调整用于控制所述开关管导通情况的驱动信号，使所述电池充电电流等于预设充电电流阈值的过程，包括：
当所述电池充电电流不等于预设充电电流阈值时，调整所述脉宽调制器的反馈电压，以使所述脉宽调制器基于新反馈电压调整用于控制所述开关管导通情况的驱动信号，直至所述电池充电电流等于所述预设充电电流阈值。
5.如权利要求1-4任一项所述的充电控制方法，其特征在于，所述充电控制方法还包括：
当所述***直流母线上的电压小于预设电压阈值时，控制所述蓄电池和所述超级电容的充电回路均保持断开状态，以停止所述蓄电池和所述超级电容的充电。
6.一种充电控制***，其特征在于，应用于包括蓄电池和供电优先级高于所述蓄电池的超级电容的双后备***，包括：
电容充电控制模块，用于当所述超级电容作为主充电对象时，控制所述蓄电池的充电回路保持断开状态，并控制***直流母线在预设充电电流范围内为所述超级电容充电，直至所述超级电容的电压与所述蓄电池的电压平衡；
电池充电控制模块，用于当所述蓄电池作为主充电对象时，控制所述蓄电池和所述超级电容的充电回路均保持导通状态，并在所述蓄电池的充电电流等于预设充电电流阈值的充电条件下，控制所述***直流母线为所述蓄电池和所述超级电容恒电流充电；
其中，所述电容充电控制模块的控制优先级高于所述电池充电控制模块；
所述双后备***还包括反激式开关电路；所述反激式开关电路包括原边连接所述***直流母线、副边连接所述蓄电池和所述超级电容的变压器，与所述变压器的原边串联连接的开关管和电流互感器，及用于输出所述开关管的驱动信号的脉宽调制器。
7.如权利要求6所述的充电控制***，其特征在于，所述电容充电控制模块中控制***直流母线在预设充电电流范围内为所述超级电容充电的过程，包括：
获取所述电流互感器检测的所述变压器的原边电流；
利用所述脉宽调制器调整用于控制所述开关管导通情况的驱动信号，使所述原边电流位于预设原边电流范围内，以实现控制***直流母线在预设充电电流范围内为所述超级电容充电。
8.如权利要求7所述的充电控制***，其特征在于，所述电池充电控制模块包括：
设于所述蓄电池的充电回路上的电流检测元件，用于检测所述蓄电池的充电回路上的电池充电电流；
分别与所述电流检测元件和所述脉宽调制器连接的电流调整模块，用于当所述蓄电池作为主充电对象时，在所述蓄电池和所述超级电容的充电回路均保持导通状态的情况下，利用所述脉宽调制器调整用于控制所述开关管导通情况的驱动信号，使所述电池充电电流等于预设充电电流阈值，以实现控制所述***直流母线为所述蓄电池和所述超级电容恒电流充电。
9.如权利要求8所述的充电控制***，其特征在于，所述电流调整模块包括：
与所述电流检测元件连接的第一差分放大器，用于将表征所述电池充电电流的检测信号进行差分放大，得到差分放大信号；
分别与所述第一差分放大器和所述脉宽调制器连接的第二差分放大器，用于将所述差分放大信号与预设信号阈值进行作差，并将二者的差值进行信号放大后叠加至所述脉宽调制器的反馈电压，以使所述脉宽调制器基于新反馈电压调整用于控制所述开关管导通情况的驱动信号，最终使所述电池充电电流等于预设充电电流阈值。
10.如权利要求6-9任一项所述的充电控制***，其特征在于，所述充电控制***还包括：
充电结束控制模块，用于当所述***直流母线上的电压小于预设电压阈值时，控制所述蓄电池和所述超级电容的充电回路均保持断开状态，以停止所述蓄电池和所述超级电容的充电。
CN201910816736.9A 2019-08-30 2019-08-30 一种充电控制方法及*** Active CN110518663B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910816736.9A CN110518663B (zh) 2019-08-30 2019-08-30 一种充电控制方法及***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910816736.9A CN110518663B (zh) 2019-08-30 2019-08-30 一种充电控制方法及***

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110518663A CN110518663A (zh) 2019-11-29
CN110518663B true CN110518663B (zh) 2021-03-23

Family

ID=68628868

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910816736.9A Active CN110518663B (zh) 2019-08-30 2019-08-30 一种充电控制方法及***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110518663B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111010769B (zh) * 2019-12-24 2021-04-27 北京集创北方科技股份有限公司 充电电容的放大电路以及发光二极管的驱动电路

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN200953482Y (zh) * 2006-07-08 2007-09-26 漳州科华技术有限责任公司 一种用于三相并联不间断电源功率平衡检测的装置
CN102931687A (zh) * 2012-10-12 2013-02-13 华北电力大学（保定） 一种混合储能光伏电站的功率调节方法
CN105071518A (zh) * 2015-08-04 2015-11-18 北京机电工程研究所 一种总线型混合能源装置和混合能源的循环控制方法
CN106602694A (zh) * 2017-01-06 2017-04-26 上海微小卫星工程中心 基于超级电容的微纳卫星电源***
CN208386212U (zh) * 2018-07-27 2019-01-15 厦门理工学院 一种不间断电源
CN109494856A (zh) * 2018-10-23 2019-03-19 西安理工大学 太阳跟踪支架的混合蓄能供电装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7915866B2 (en) * 2006-11-13 2011-03-29 Psion Teklogix Inc. Supercapacitor backup power supply with bi-directional power flow
CN206406776U (zh) * 2017-01-05 2017-08-15 西安特锐德智能充电科技有限公司 一种恒流恒压复合拓扑的无线充电电路
CN107359670B (zh) * 2017-08-21 2020-06-09 上海空间电源研究所 一种空间高压蓄电池组双向均衡电路及其双向均衡方法
CN107508349A (zh) * 2017-08-31 2017-12-22 苏州惠华电子科技有限公司 一种充放电专用线束的状态检测及控制***

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN200953482Y (zh) * 2006-07-08 2007-09-26 漳州科华技术有限责任公司 一种用于三相并联不间断电源功率平衡检测的装置
CN102931687A (zh) * 2012-10-12 2013-02-13 华北电力大学（保定） 一种混合储能光伏电站的功率调节方法
CN105071518A (zh) * 2015-08-04 2015-11-18 北京机电工程研究所 一种总线型混合能源装置和混合能源的循环控制方法
CN106602694A (zh) * 2017-01-06 2017-04-26 上海微小卫星工程中心 基于超级电容的微纳卫星电源***
CN208386212U (zh) * 2018-07-27 2019-01-15 厦门理工学院 一种不间断电源
CN109494856A (zh) * 2018-10-23 2019-03-19 西安理工大学 太阳跟踪支架的混合蓄能供电装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN110518663A (zh) 2019-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7952231B1 (en) Method and system for providing supplemental power
US8203235B2 (en) AC and DC uninterruptible online power supplies
US20170040812A1 (en) Mobile terminal, dc-charging power source adaptor, and charging method
WO2022199585A1 (zh) 一种光伏发电***、功率控制装置及储能***
US9490661B2 (en) Uninterruptible power supply
US9543784B2 (en) Electric power supply system cooperated by a battery and a super capacitor
US20150069842A1 (en) Power supply conversion system and method of controlling the same
US9634512B1 (en) Battery backup with bi-directional converter
US11258281B2 (en) Intelligence AC to DC maximum power management method of a battery charger
CN101814756A (zh) 一种恒流恒压控制电路、充电电路及充电器
CN104167783A (zh) 一种电池持续供电的直流电源低纹波实现方法与电路
US20220376548A1 (en) Online interactive uninterruptible power supply and method for control thereof
JP2013021792A (ja) 電力給電システム
CN111953068B (zh) 电力转换***及其操作方法
WO2016082716A1 (zh) 一种电源装置及其工作方法
CN110518663B (zh) 一种充电控制方法及***
US20140167504A1 (en) Parallel boost voltage power supply with local energy storage
WO2022178839A1 (zh) 一种能源***及充放电控制方法
WO2014209274A1 (en) Uninterruptible power supply with inverter,charger, and active filter
RU167946U1 (ru) Источник бесперебойного питания
US11011926B2 (en) Adaptive charger
US9559538B1 (en) Switch mode battery charger with improved battery charging time
CN203951221U (zh) 一种不间断电源充电电路
CN208062839U (zh) 电池管理装置
CN216904351U (zh) 一种智能供电充电一体的电路

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: 363000 Beidou Industrial Park, Jinfeng Industrial Area, Fujian, Zhangzhou

Applicant after: ZHANGZHOU KEHUA TECHNOLOGY LIMITED BY SHARE Ltd.

Applicant after: Kehua Data Co.,Ltd.

Address before: 363000 Beidou Industrial Park, Jinfeng Industrial Area, Fujian, Zhangzhou

Applicant before: ZHANGZHOU KEHUA TECHNOLOGY LIMITED BY SHARE Ltd.

Applicant before: XIAMEN KEHUAHENGSHENG LIMITED BY SHARE Ltd.

CB02 Change of applicant information
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20211011

Address after: 363000 No. 11, Jinxing Road, Xiangcheng District, Zhangzhou City, Fujian Province

Patentee after: Zhangzhou Kehua Electric Technology Co., Ltd

Patentee after: Kehua Data Co., Ltd

Address before: 363000 Beidou Industrial Park, Jinfeng Industrial Zone, Zhangzhou City, Fujian Province

Patentee before: Zhangzhou Kehua Technology Co., Ltd

Patentee before: Kehua Data Co., Ltd

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20220418

Address after: 363000 No. 11, Jinxing Road, Xiangcheng District, Zhangzhou City, Fujian Province

Patentee after: Zhangzhou Kehua Electric Technology Co.,Ltd.

Address before: 363000 No. 11, Jinxing Road, Xiangcheng District, Zhangzhou City, Fujian Province

Patentee before: Zhangzhou Kehua Electric Technology Co.,Ltd.

Patentee before: Kehua Data Co., Ltd

TR01 Transfer of patent right