專利名稱：一種直流電源與鉛酸蓄電池并聯(lián)供電方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用二次電池或二次半電池的方法及裝置，尤其是涉及一種直流電源與鉛酸蓄電池并聯(lián)供電方法及其裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有電動(dòng)汽車車載大部分電器的直流用電源比較復(fù)雜，維護(hù)不便，尤其是DC-DC抗沖擊能力一般較弱，不能根據(jù)負(fù)載的情況自動(dòng)改變供電，在大電流輸出時(shí)輸出電壓會(huì)被迅速拉低，影響供電效率的提高，而且，主DC-DC與充電模塊之間無(wú)隔離元件，不能保證充電的安全。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出一種穩(wěn)定安全、維護(hù)方便的直流電源與鉛酸蓄電池并聯(lián)供電方法。
本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問(wèn)題是彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出一種為實(shí)施上述方法而專門設(shè)計(jì)的直流電源與鉛酸蓄電池并聯(lián)供電裝置。
對(duì)于直流電源與鉛酸蓄電池并聯(lián)供電方法來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的技術(shù)問(wèn)題是這樣加以解決的這種直流電源與鉛酸蓄電池并聯(lián)供電方法，由鉛酸蓄電池和向鉛酸蓄電池提供充電電流的充電模塊組成的供電支路，所述充電模塊的一端連接至直流電源的正極，所述充電模塊的另一端連接至鉛酸蓄電池的負(fù)極，還包括由DC-DC模塊組成的主供電支路，所述DC-DC模塊的輸入端也連接至直流電源的正極，所述DC-DC模塊的輸出端連接至負(fù)載。采用直流電源與鉛酸蓄電池并聯(lián)的方案，可以利用電池輸出電壓特性較硬的特點(diǎn)，即其輸出電壓不會(huì)隨著輸出電流的增加而迅速下降，能夠有效地克服了瞬間過(guò)載時(shí)輸出電壓過(guò)低的缺陷，保證輸出穩(wěn)定的電壓。
這種直流電源與鉛酸蓄電池并聯(lián)供電方法的特點(diǎn)是采用由至少兩塊單端反激式DC-DC模塊并聯(lián)組成的大功率DC-DC系統(tǒng)取代所述主供電支路的DC-DC模塊；可以有效地提高瞬態(tài)輸出功率的范圍和承受瞬態(tài)沖擊的能力，使得輸出功率調(diào)整靈活，以滿足大多數(shù)負(fù)載的供電需要，并增強(qiáng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定魯棒性。將各個(gè)模塊并聯(lián)使用，各自單個(gè)模塊的獨(dú)立性比較強(qiáng)，其維修維護(hù)也相對(duì)比較方便。
采用隔離二極管隔離DC-DC模塊和充電模塊，在負(fù)載達(dá)到設(shè)定允許的最大負(fù)載后繼續(xù)增加，DC-DC模塊輸出電壓下降至低于鉛酸蓄電池的電壓且差值大于隔離二極管的正向?qū)▔航禃r(shí)，鉛酸蓄電池切入供電?？梢蕴岣叱潆姷陌踩?，還可以使鉛酸蓄電池在絕大部分時(shí)間內(nèi)是處于充電狀態(tài)，電量充足，工作性能比較好。
對(duì)于直流電源與鉛酸蓄電池并聯(lián)供電方法來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的技術(shù)問(wèn)題可以是這樣擇優(yōu)加以解決的采用由2～10塊單端反激式DC-DC模塊并聯(lián)組成的大功率DC-DC系統(tǒng)取代所述主供電支路的DC-DC模塊。
所述充電模塊是單端反激式DC-DC充電模塊。
對(duì)于直流電源與鉛酸蓄電池并聯(lián)供電方法來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的技術(shù)問(wèn)題可以是這樣進(jìn)一步加以解決的所述單端反激式DC-DC模塊是采用電流模式(Current Mode)控制的PWM芯片的單端反激式開(kāi)關(guān)電源。
所述充電模塊也是采用電流模式控制的PWM芯片的單端反激式開(kāi)關(guān)電源。
所述電流模式控制的PWM芯片是UC3842或UC3843芯片。由Unitrode公司推出的該系列控制芯片，包括誤差放大器、PWM比較器、PWM鎖存器、振蕩器、內(nèi)部基準(zhǔn)電源和欠壓鎖定單元，是目前流行的電流模式控制的PWM信號(hào)發(fā)生器，具有精度高、電壓穩(wěn)定、外圍電路簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在輸出電壓范圍是4.9～5.1V、功率為20～60W的小型功率開(kāi)關(guān)電源中。
對(duì)于直流電源與鉛酸蓄電池并聯(lián)供電裝置來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的技術(shù)問(wèn)題是這樣加以解決的這種直流電源與鉛酸蓄電池并聯(lián)供電裝置，包括由鉛酸蓄電池和向鉛酸蓄電池提供充電電流的充電模塊組成的供電支路，所述充電模塊的一端連接至直流電源的正極，所述充電模塊的另一端連接至鉛酸蓄電池的負(fù)極，還包括由DC-DC模塊組成的主供電支路，所述DC-DC模塊的輸入端也連接至直流電源的正極，所述DC-DC模塊的輸出端連接至負(fù)載。
這種直流電源與鉛酸蓄電池并聯(lián)供電裝置的特點(diǎn)是所述主供電支路的DC-DC模塊是由至少兩塊單端反激式DC-DC模塊并聯(lián)組成的大功率DC-DC系統(tǒng)；在所述充電模塊與大功率DC-DC系統(tǒng)之間設(shè)有隔離二極管，充電模塊連接至鉛酸蓄電池正極的一端與隔離二極管的正極相連接，隔離二極管的負(fù)極與大功率DC-DC系統(tǒng)的輸出端相連接，大功率DC-DC系統(tǒng)的輸出端直接與負(fù)載相連接，鉛酸蓄電池的正極經(jīng)隔離二極管與負(fù)載相連接。
對(duì)于直流電源與鉛酸蓄電池并聯(lián)供電裝置來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的技術(shù)問(wèn)題可以是這樣擇優(yōu)加以解決的所述主供電支路的DC-DC模塊是由2～10塊單端反激式DC-DC模塊并聯(lián)組成的大功率DC-DC系統(tǒng)。
所述充電模塊是單端反激式DC-DC充電模塊。
對(duì)于直流電源與鉛酸蓄電池并聯(lián)供電裝置來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的技術(shù)問(wèn)題可以是這樣進(jìn)一步加以解決的所述單端反激式DC-DC模塊是采用電流模式控制的PWM芯片的單端反激式開(kāi)關(guān)電源。
所述充電模塊也是采用電流模式控制的PWM芯片的單端反激式開(kāi)關(guān)電源。
所述電流模式控制的PWM芯片是UC3842或UC3843芯片。
本發(fā)明裝置利用電池輸出電壓特性較硬的特點(diǎn)能夠有效地克服了瞬間過(guò)載時(shí)輸出電壓過(guò)低的缺陷，保證輸出穩(wěn)定的電壓；采用多塊模塊并聯(lián)輸出的電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式，可以有效地提高瞬態(tài)輸出功率的范圍和承受瞬態(tài)沖擊的能力，使得輸出功率調(diào)整靈活，以滿足大多數(shù)負(fù)載的供電需要，并增強(qiáng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定魯棒性；將各個(gè)模塊并聯(lián)使用，各自單個(gè)模塊的獨(dú)立性比較強(qiáng)，其維修維護(hù)也相對(duì)比較方便；采用隔離二極管隔離DC-DC模塊和充電模塊，可以提高充電的安全性，還可以使鉛酸蓄電池在絕大部分時(shí)間內(nèi)是處于充電狀態(tài)，電量充足，工作性能比較好。


附圖是本發(fā)明的充電裝置一種具體實(shí)施方式
的組成方框圖。
具體實(shí)施例方式
下面對(duì)照附圖并結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
一種直流電源與鉛酸蓄電池并聯(lián)供電裝置，包括由鉛酸蓄電池B和向鉛酸蓄電池B提供充電電流的充電模塊1串聯(lián)組成的供電支路，所述充電模塊1的一端連接至直流電源的正極+E，所述充電模塊1的另一端連接至鉛酸蓄電池B的正極，還包括由DC-DC模塊2組成的主供電支路，所述DC-DC模塊2的輸入端也連接至直流電源的正極+E，所述DC-DC模塊2的輸出端連接至負(fù)載。
所述主供電支路的DC-DC模塊2是由六塊單端反激式DC-DC模塊組成的大功率DC-DC系統(tǒng)；
在所述充電模塊1是單端反激式DC-DC充電模塊，與大功率DC-DC系統(tǒng)之間設(shè)有隔離二極管D，充電模塊1連接至鉛酸蓄電池B正極的一端與隔離二極管D的正極相連接，隔離二極管D的負(fù)極與大功率DC-DC系統(tǒng)的輸出端相連接，大功率DC-DC系統(tǒng)的輸出端直接與負(fù)載相連接，鉛酸蓄電池B的正極經(jīng)隔離二極管D與負(fù)載相連接。
所述單端反激式DC-DC模塊是采用UC3842組成的PWM控制的單端反激式開(kāi)關(guān)電源。
所述充電模塊1也是采用UC3842組成的PWM控制的單端反激式開(kāi)關(guān)電源。其輸入為200V～288V高壓，輸出為13.8V/5A，對(duì)鉛酸蓄電池B充電。當(dāng)負(fù)載電流超過(guò)DC-DC模塊2所能提供的電流時(shí)，DC-DC模塊2輸出電壓被下拉，充電模塊1切入，對(duì)鉛酸蓄電池B充電，同時(shí)對(duì)負(fù)載進(jìn)行供電。
所述鉛酸蓄電池B是12V/36AH免維護(hù)鉛酸蓄電池，其能量主要是由充電模塊1提供，平時(shí)當(dāng)負(fù)載要求不高時(shí)，鉛酸蓄電池B始終處于充電狀態(tài)。鉛酸蓄電池的B電壓輸出特性較硬，只有在負(fù)載達(dá)到設(shè)定允許的最大負(fù)載后繼續(xù)增加，DC-DC模塊2輸出電壓下降至低于鉛酸蓄電池B的電壓且差值大于隔離二極管D的正向?qū)▔航禃r(shí)，鉛酸蓄電池B才切入供電，由充電狀態(tài)轉(zhuǎn)為放電狀態(tài)，對(duì)外輸出電流，與充電模塊1共同補(bǔ)償DC-DC模塊2所不足的輸出功率，與DC-DC模塊2共同對(duì)負(fù)載進(jìn)行供電。
所述隔離二極管D是100V/200A二極管，可以隔離DC-DC模塊2和充電模塊1，提高充電的安全性，還可以使鉛酸蓄電池B在絕大部分時(shí)間內(nèi)是處于充電狀態(tài)，電量充足，工作性能比較好。同時(shí)根據(jù)負(fù)載的情況，控制鉛酸蓄電池B切入供電。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種直流電源與鉛酸蓄電池并聯(lián)供電方法，由鉛酸蓄電池和向鉛酸蓄電池提供充電電流的充電模塊組成的供電支路，所述充電模塊的一端連接至直流電源的正極，所述充電模塊的另一端連接至鉛酸蓄電池的負(fù)極，還包括由DC-DC模塊組成的主供電支路，所述DC-DC模塊的輸入端也連接至直流電源的正極，所述DC-DC模塊的輸出端連接至負(fù)載，其特征在于采用由至少兩塊單端反激式DC-DC模塊并聯(lián)組成的大功率DC-DC系統(tǒng)取代所述主供電支路的DC-DC模塊；采用隔離二極管隔離DC-DC模塊和充電模塊，在負(fù)載達(dá)到設(shè)定允許的最大負(fù)載后繼續(xù)增加，DC-DC模塊輸出電壓下降至低于鉛酸蓄電池的電壓且差值大于隔離二極管的正向?qū)▔航禃r(shí)，鉛酸蓄電池切入供電。
2.按照權(quán)利要求1所述的直流電源與鉛酸蓄電池并聯(lián)供電方法，其特征在于采用由2～10塊單端反激式DC-DC模塊并聯(lián)組成的大功率DC-DC系統(tǒng)取代所述主供電支路的DC-DC模塊。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的直流電源與鉛酸蓄電池并聯(lián)供電方法，其特征在于所述充電模塊是單端反激式DC-DC充電模塊。
4.按照權(quán)利要求3所述的直流電源與鉛酸蓄電池并聯(lián)供電方法，其特征在于所述單端反激式DC-DC模塊、充電模塊是采用電流模式控制的PWM芯片的單端反激式開(kāi)關(guān)電源。
5.一種直流電源與鉛酸蓄電池并聯(lián)供電裝置，包括由鉛酸蓄電池和向鉛酸蓄電池提供充電電流的充電模塊組成的供電支路，所述充電模塊的一端連接至直流電源的正極，所述充電模塊的另一端連接至鉛酸蓄電池的負(fù)極，還包括由DC-DC模塊組成的主供電支路，所述DC-DC模塊的輸入端也連接至直流電源的正極，所述DC-DC模塊的輸出端連接至負(fù)載，其特征在于所述主供電支路的DC-DC模塊是由至少兩塊單端反激式DC-DC模塊并聯(lián)組成的大功率DC-DC系統(tǒng)；在所述充電模塊與大功率DC-DC系統(tǒng)之間設(shè)有隔離二極管，充電模塊連接至鉛酸蓄電池正極的一端與隔離二極管的正極相連接，隔離二極管的負(fù)極與大功率DC-DC系統(tǒng)的輸出端相連接，大功率DC-DC系統(tǒng)的輸出端直接與負(fù)載相連接，鉛酸蓄電池的正極經(jīng)隔離二極管與負(fù)載相連接。
6.按照權(quán)利要求5所述的直流電源與鉛酸蓄電池并聯(lián)供電裝置，其特征在于所述主供電支路的DC-DC模塊是由2～10塊單端反激式DC-DC模塊并聯(lián)組成的大功率DC-DC系統(tǒng)。
7.按照權(quán)利要求5或6所述的直流電源與鉛酸蓄電池并聯(lián)供電裝置，其特征在于所述充電模塊是單端反激式DC-DC充電模塊。
8.按照權(quán)利要求7所述的直流電源與鉛酸蓄電池并聯(lián)供電裝置，其特征在于所述單端反激式DC-DC模塊是采用電流模式控制的PWM芯片的單端反激式開(kāi)關(guān)電源。
9.按照權(quán)利要求8所述的直流電源與鉛酸蓄電池并聯(lián)供電裝置，其特征在于所述充電模塊是采用電流模式控制的PWM芯片的單端反激式開(kāi)關(guān)電源。
10.按照權(quán)利要求9所述的直流電源與鉛酸蓄電池并聯(lián)供電裝置，其特征在于所述電流模式控制的PWM芯片是UC3842或UC3843芯片。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種直流電源與鉛酸蓄電池并聯(lián)供電方法，采用由至少兩塊單端反激式DC－DC模塊并聯(lián)組成的大功率DC－DC系統(tǒng)取代主供電支路的DC－DC模塊；還采用隔離二極管隔離DC－DC模塊和充電模塊，在負(fù)載達(dá)到設(shè)定允許的最大負(fù)載后繼續(xù)增加，DC－DC模塊輸出電壓下降至低于鉛酸蓄電池的電壓且差值大于隔離二極管的正向?qū)▔航禃r(shí)，鉛酸蓄電池切入供電。還公開(kāi)了一種專門設(shè)計(jì)的供電裝置，采用多塊模塊并聯(lián)輸出的電路結(jié)構(gòu)，可以有效地提高瞬態(tài)輸出功率的范圍和承受瞬態(tài)沖擊的能力，使得輸出功率調(diào)整靈活，并增強(qiáng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定魯棒性，其維修維護(hù)也相對(duì)比較方便；采用隔離二極管可以提高充電的安全性，使鉛酸蓄電池在絕大部分時(shí)間內(nèi)處于充電狀態(tài)，電量充足，工作性能比較好。
文檔編號(hào)H02J7/34GK1885672SQ20051002117
公開(kāi)日2006年12月27日 申請(qǐng)日期2005年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月22日
發(fā)明者張建華, 于宏波, 齊俊, 李林 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司