CN112751377A - 一种基于温度补偿的电源控制***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于温度补偿的电源控制***及方法，涉及电源技术领域，所述***包括：主电源阵列和副电源阵列；所述主电源阵列和副电源阵列均由多个以区块链网络结构互相串联的电源组成；所述***还包括：主电源阵列监测保护电路单元、副电源阵列监测保护电路单元、双路充电管理监测单元、双路放电管理监测单元和多路切换电路单元；所述主电源阵列监测保护单元分别连接主电源阵列、双路充电管理监测单元和多路切换电路单元；所述副电源阵列监测保护电路单元分别连接副电源阵列、双路放电管理监测单元和多路切换电路单元。有充放电效率高和充放电效果好的优点。
Description
技术领域
本发明涉及电源技术领域，特别是涉及一种基于温度补偿的电源控制***及方法。
背景技术
所谓的温度补偿就是让温度传感器的自由端的参考温度能做到更加的适当。大多数的温度传感器都需要温度补偿，常用的温度补偿方法有电桥补偿法。
在一些电子产品中,会用到一些正温度系数和负温度系数的电子元件,以电阻为例正温度系数的随温度升高,电阻值升高,负温度系数的正好相反。应用中比如做一块传感器,如果单用一种温度系数的元件,误差相对会比较大,如果用正负温度系数的元件相结合,正好正负相平衡,误差相对会比较小。
脉冲式充电法，这种充电法不仅遵循蓄电池固有的充电接受率，而且能够提高蓄电池充电接受率，从而打破了蓄电池指数充电接受曲线的限制，这也是蓄电池充电理论的新发展。脉冲充电方式首先是用脉冲电流对电池充电，然后让电池停充一段时间，如此循环。充电脉冲使蓄电池充满电量，而间歇期使蓄电池经化学反应产生的氧气和氢气有时间重新化合而被吸收掉，使浓差极化和欧姆极化自然而然地得到消除，从而减轻了蓄电池的内压，使下一轮的恒流充电能够更加顺利地进行，使蓄电池可以吸收更多的电量。间歇脉冲使蓄电池有较充分的反应时间，减少了析气量，提高了蓄电池的充电电流接受率。
变电流间歇充电法，这种充电方法建立在恒流充电和脉冲充电的基础上。其特点是将恒流充电段改为限压变电流间歇充电段。充电前期的各段采用变电流间歇充电的方法，保证加大充电电流，获得绝大部分充电量。充电后期采用定电压充电段，获得过充电量，将电池恢复至完全充电态。通过间歇停充，使蓄电池经化学反应产生的氧气和氢气有时间重新化合而被吸收掉，使浓差极化和欧姆极化自然而然地得到消除，从而减轻了蓄电池的内压，使下一轮的恒流充电能够更加顺利地进行，使蓄电池可以吸收更多的电量。
但现有技术中，往往采用单一的充电方式，且充放电过程一旦开始，难以控制，导致充放电的效果都不好。
发明内容
鉴于此，本发明的目的是提供一种基于温度补偿的电源控制***及方法，具有充放电效率高和充放电效果好的优点。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于温度补偿的电源控制***，所述***包括：主电源阵列和副电源阵列；所述主电源阵列和副电源阵列均由多个以区块链网络结构互相串联的电源组成；所述***还包括：主电源阵列监测保护电路单元、副电源阵列监测保护电路单元、双路充电管理监测单元、双路放电管理监测单元和多路切换电路单元；所述主电源阵列监测保护单元分别连接主电源阵列、双路充电管理监测单元和多路切换电路单元；所述副电源阵列监测保护电路单元分别连接副电源阵列、双路放电管理监测单元和多路切换电路单元。
进一步的，所述主电源阵列监测保护电路单元包括：电流采样电路、电压采样电路、均流电路、电流限制电路和电压放大器；所述电流采样电路与均流电路连接；所述均流电路与电流限制电路连接；所述电压采样电路与电压放大器连接。
进一步的，所述双路充电管理监测单元包括均流电压基准单元、采样调理单元、PWM控制单元、双管驱动单元、同步降压单元、电流采样单元和电压采样单元；主电源阵列通过两路同步降压单元分别为副电源阵列充电，在充电过程中，分别通过电流采样单元和电压采样单元对副电源阵列的充电电流和充电电压进行实时采样，同时主电源阵列通过均流电压基准单元驱动采样调理单元接收采样数据，再分为两路后分别控制PWM控制单元，再通过双管驱动单元分别对充电电流和充电电压进行调整，从而达到副电源阵列电压、电流的高度一致。
进一步的，所述双路放电管理监测单元包括电流镜像采样电路单元、电流镜像采样电路单元、均流MOS管、均流MOS管、均流电压基准单元、放电均流单元和DC-DC电源单元；所述电流镜像采样电路单元分别采样监测副电源阵列的放电电流，与均流电压基准单元进行比较，监测放电过程在均流MOS管导通时DSON阻值上的压降，当其中两组电池放电电流不一致时，通过均流单元的输出信号控制外部均流MOS管的导通程度线性调节电池的放电电流，从而达到两路副电源阵列均流放电。
进一步的，所述双路充电管理监测单元在监测电池充电电压、充电电流的同时，结合双路放电管理监测单元监测电池放电的电压、电流，从而使电池的充、放电结合。
一种基于温度补偿的电眼控制方法，所述方法执行以下步骤：
步骤1：主电源阵列监测保护电路单元监测主电源阵列，副电源阵列监测保护电路单元监测副电源阵列；
步骤2：根据监测结果，多路切换电路单元，进行电路切换，控制***的充放电；
步骤3：双路充电管理监测单元，控制电路进行充电；双路放电管理监测单元，控制电路进行放电。
进一步的，所述方法还包括进行***的温度补偿的步骤；通过采用温度补偿***实现温度补偿，所述温度补偿***包括：压力传感单元、压力信号放大器、温度信号放大器、多路复用开关、A/D转换单元和处理器组成；所述压力传感单元由压力传感器和温度补偿电阻组成，所述温度补偿电阻连接于压力传感器的激励端；主电源阵列或副电源阵列两端加载于压力传感单元的激励端，所述温度信号放大器连接于压力传感单元的激励端，压力信号放大器连接于压力传感单元的信号输出端，所述压力信号放大器及温度信号放大器经过多路复用开关连接于A/D转换单元，A/D转换单元连接于处理器；主电源阵列或副电源阵列为压力传感器提供激励电流，温度补偿电阻对压力传感器进行温度补偿，压力传感单元检测压力和温度信号并转化为电压信号，压力信号放大器和温度信号放大器将压力、温度信号放大，A/D转换单元将模拟信号转化为数字信号送入处理器中，处理器对信号进行处理。
与现有技术相比，本发明实现的有益效果：通过屏蔽、滤波和滤波器设计，实现良好的电磁兼容性能；通过温度补偿电路实现良好的温漂控制，提高控制与检测精度。本发明的电源管理***体积小、功耗低、可靠性强，解决了电源管理设备在充放电控制和检测调理时面临的精度控制要求高、温漂控制困难的问题。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式来进一步详细说明本发明：
图1为本发明实施例公开的基于温度补偿的电源控制***的***结构示意图。
图2为本发明实施例公开的基于温度补偿的电源控制方法的方法流程示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1和图2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例1
一种基于温度补偿的电源控制***，所述***包括：主电源阵列和副电源阵列；所述主电源阵列和副电源阵列均由多个以区块链网络结构互相串联的电源组成；所述***还包括：主电源阵列监测保护电路单元、副电源阵列监测保护电路单元、双路充电管理监测单元、双路放电管理监测单元和多路切换电路单元；所述主电源阵列监测保护单元分别连接主电源阵列、双路充电管理监测单元和多路切换电路单元；所述副电源阵列监测保护电路单元分别连接副电源阵列、双路放电管理监测单元和多路切换电路单元。
具体的，通过串接电阻来达到均流的***功耗比较高，在***稳定性、灵活性方面比较差。同时还需电流采集模块，***费用成本比较高。在一些对***稳定性要求比较高、大电流放电、需严格限制***功耗开销的场景下，就变得不实用了。
实施例2
在上一实施例的基础上，所述主电源阵列监测保护电路单元包括：电流采样电路、电压采样电路、均流电路、电流限制电路和电压放大器；所述电流采样电路与均流电路连接；所述均流电路与电流限制电路连接；所述电压采样电路与电压放大器连接。
实施例3
在上一实施例的基础上，所述双路充电管理监测单元包括均流电压基准单元、采样调理单元、PWM控制单元、双管驱动单元、同步降压单元、电流采样单元和电压采样单元；主电源阵列通过两路同步降压单元分别为副电源阵列充电，在充电过程中，分别通过电流采样单元和电压采样单元对副电源阵列的充电电流和充电电压进行实时采样，同时主电源阵列通过均流电压基准单元驱动采样调理单元接收采样数据，再分为两路后分别控制PWM控制单元，再通过双管驱动单元分别对充电电流和充电电压进行调整，从而达到副电源阵列电压、电流的高度一致。
具体的，变电压间歇充电法，在变电流间歇充电法的基础上又有人提出了变电压间歇充电法。与变电流间歇充电方法不同之处在于第一阶段的不是间歇恒流，而是间歇恒压。在每个恒电压充电阶段，由于是恒压充电，充电电流自然按照指数规律下降，符合电池电流可接受率随着充电的进行逐渐下降的特点。
实施例4
在上一实施例的基础上，所述双路放电管理监测单元包括电流镜像采样电路单元、电流镜像采样电路单元、均流MOS管、均流MOS管、均流电压基准单元、放电均流单元和DC-DC 电源单元；所述电流镜像采样电路单元分别采样监测副电源阵列的放电电流，与均流电压基准单元进行比较，监测放电过程在均流MOS管导通时DSON阻值上的压降，当其中两组电池放电电流不一致时，通过均流单元的输出信号控制外部均流MOS管的导通程度线性调节电池的放电电流，从而达到两路副电源阵列均流放电。
具体的，通常情况下采用双组备用电源共同供电的方式来增加电池组的容量，同时当一组电池电量耗尽时，在不间断供电的情况下可以更换新电池。这样就需要对每组电池组的充电电流、充电电压、放电电流、放电电压进行监测。如果电池组的电流、电压存在误差就会造成电池组充电不平衡、放电不均匀而使电池组损坏或产生安全隐患。现有的监测技术，多数是通过均流电阻来检测电池的充放电压与电流的。首先要得到一个平均电流，也就是总的负载电流除以电池总数得到的电流值，各电池放电电流与该电流比较，如果该组电池的放电电流大于平均电流就会调低放电电压反之调高放电电压。
实施例5
在上一实施例的基础上，所述双路充电管理监测单元在监测电池充电电压、充电电流的同时，结合双路放电管理监测单元监测电池放电的电压、电流，从而使电池的充、放电结合。
实施例6
一种基于温度补偿的电眼控制方法，所述方法执行以下步骤：
步骤1：主电源阵列监测保护电路单元监测主电源阵列，副电源阵列监测保护电路单元监测副电源阵列；
步骤2：根据监测结果，多路切换电路单元，进行电路切换，控制***的充放电；
步骤3：双路充电管理监测单元，控制电路进行充电；双路放电管理监测单元，控制电路进行放电。
实施例7
在上一实施例的基础上，所述方法还包括进行***的温度补偿的步骤；通过采用温度补偿***实现温度补偿，所述温度补偿***包括：压力传感单元、压力信号放大器、温度信号放大器、多路复用开关、A/D转换单元和处理器组成；所述压力传感单元由压力传感器和温度补偿电阻组成，所述温度补偿电阻连接于压力传感器的激励端；主电源阵列或副电源阵列两端加载于压力传感单元的激励端，所述温度信号放大器连接于压力传感单元的激励端，压力信号放大器连接于压力传感单元的信号输出端，所述压力信号放大器及温度信号放大器经过多路复用开关连接于A/D转换单元，A/D转换单元连接于处理器；主电源阵列或副电源阵列为压力传感器提供激励电流，温度补偿电阻对压力传感器进行温度补偿，压力传感单元检测压力和温度信号并转化为电压信号，压力信号放大器和温度信号放大器将压力、温度信号放大，A/D转换单元将模拟信号转化为数字信号送入处理器中，处理器对信号进行处理。
具体的，蓄电池里面有大量的硫酸等可供电离的溶液，当插上电源，电流就通过里面的铅板(有些电池不是铅)电离溶液，这样就将电能转化为化学能；如果要使用，溶液就会转化为电能通过电极输送出去。这是原理上的描述，事实上，真实的情况十分复杂，可参考相关专业书籍。
所属技术领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***的具体工作过程及有关说明，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
需要说明的是，上述实施例提供的***，仅以上述各功能单元的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元来完成，即将本发明实施例中的单元或者步骤再分解或者组合，例如，上述实施例的单元可以合并为一个单元，也可以进一步拆分成多个子单元，以完成以上描述的全部或者部分功能。对于本发明实施例中涉及的单元、步骤的名称，仅仅是为了区分各个单元或者步骤，不视为对本发明的不当限定。
所属技术领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的存储装置、处理装置的具体工作过程及有关说明，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本领域技术人员应该能够意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元、方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，软件单元、方法步骤对应的程序可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD～ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。为了清楚地说明电子硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以电子硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不是用于描述或表示特定的顺序或先后次序。
术语“包括”或者任何其它类似用语旨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/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (7)
1.一种基于温度补偿的电源控制***，其特征在于，所述***包括：主电源阵列和副电源阵列；所述主电源阵列和副电源阵列均由多个以区块链网络结构互相串联的电源组成；所述***还包括：主电源阵列监测保护电路单元、副电源阵列监测保护电路单元、双路充电管理监测单元、双路放电管理监测单元和多路切换电路单元；所述主电源阵列监测保护单元分别连接主电源阵列、双路充电管理监测单元和多路切换电路单元；所述副电源阵列监测保护电路单元分别连接副电源阵列、双路放电管理监测单元和多路切换电路单元。
2.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述主电源阵列监测保护电路单元包括：电流采样电路、电压采样电路、均流电路、电流限制电路和电压放大器；所述电流采样电路与均流电路连接；所述均流电路与电流限制电路连接；所述电压采样电路与电压放大器连接。
3.如权利要求2所述的***，其特征在于，所述双路充电管理监测单元包括均流电压基准单元、采样调理单元、PWM控制单元、双管驱动单元、同步降压单元、电流采样单元和电压采样单元；主电源阵列通过两路同步降压单元分别为副电源阵列充电，在充电过程中，分别通过电流采样单元和电压采样单元对副电源阵列的充电电流和充电电压进行实时采样，同时主电源阵列通过均流电压基准单元驱动采样调理单元接收采样数据，再分为两路后分别控制PWM控制单元，再通过双管驱动单元分别对充电电流和充电电压进行调整，从而达到副电源阵列电压、电流的高度一致。
4.如权利要求3所述的***，其特征在于，所述双路放电管理监测单元包括电流镜像采样电路单元、电流镜像采样电路单元、均流MOS管、均流MOS管、均流电压基准单元、放电均流单元和DC-DC电源单元；所述电流镜像采样电路单元分别采样监测副电源阵列的放电电流，与均流电压基准单元进行比较，监测放电过程在均流MOS管导通时DSON阻值上的压降，当其中两组电池放电电流不一致时，通过均流单元的输出信号控制外部均流MOS管的导通程度线性调节电池的放电电流，从而达到两路副电源阵列均流放电。
5.如权利要求4所述的***，其特征在于，所述双路充电管理监测单元在监测电池充电电压、充电电流的同时，结合双路放电管理监测单元监测电池放电的电压、电流，从而使电池的充、放电结合。
6.一种基于权利要求1至5之一所述***的基于温度补偿的电眼控制方法，其特征在于，所述方法执行以下步骤：
步骤1：主电源阵列监测保护电路单元监测主电源阵列，副电源阵列监测保护电路单元监测副电源阵列；
步骤2：根据监测结果，多路切换电路单元，进行电路切换，控制***的充放电；
步骤3：双路充电管理监测单元，控制电路进行充电；双路放电管理监测单元，控制电路进行放电。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括进行***的温度补偿的步骤；通过采用温度补偿***实现温度补偿，所述温度补偿***包括：压力传感单元、压力信号放大器、温度信号放大器、多路复用开关、A/D转换单元和处理器组成；所述压力传感单元由压力传感器和温度补偿电阻组成，所述温度补偿电阻连接于压力传感器的激励端；主电源阵列或副电源阵列两端加载于压力传感单元的激励端，所述温度信号放大器连接于压力传感单元的激励端，压力信号放大器连接于压力传感单元的信号输出端，所述压力信号放大器及温度信号放大器经过多路复用开关连接于A/D转换单元，A/D转换单元连接于处理器；主电源阵列或副电源阵列为压力传感器提供激励电流，温度补偿电阻对压力传感器进行温度补偿，压力传感单元检测压力和温度信号并转化为电压信号，压力信号放大器和温度信号放大器将压力、温度信号放大，A/D转换单元将模拟信号转化为数字信号送入处理器中，处理器对信号进行处理。
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2019
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