本实用新型专利技术公开了一种车载发电机组直流操作电源监控及充电装置，包括监控部分和充电部分，所述监控部分包括通讯板、上位机、一通讯管理机、N个电池、N/2个电池检测模块、通信连接线、一霍尔型电流传感器、N个温度传感器、电池连接线和铜排，所述充电部分包括DC‑DC变换电路单元、恒压控制电路单元、过压保护电路单元和第三光耦，监控部分对电池的电压、电流和温度等参数进行处理及显示，并在欠压、过压，过热的情况下，其控制充电部分对电池进行充断电。
【技术实现步骤摘要】
一种车载发电机组直流操作电源监控及充电装置
本技术涉及充电
，尤其涉及一种车载发电机组直流操作电源监控及充电装置。
技术介绍
直流操作电源系统通常由充电设备、馈电网络、电池组和监控组成，在电力行业简称“直流电源”，为各种继电保护、自动装置、信号装置等二次设备、断路器分合闸以及事故照明等设备提供控制和动力电源。直流操作电源广泛应用于各种变电站、水电站、电厂以及电气化铁路和城市轨道交通、钢铁、化工等部门，它的输出质量及可靠性直接关系到变电站的安全运行和平稳供电，因此直流操作电源被人们称为变电站的“心脏”。早期的直流操作电源大部分采用传统的相控电源，但相控电源在效率、纹波、电磁辐射、热辐射、噪声等方面不尽人意，监控系统不完善，难以较好的满足无人值守的要求，难以满足先进的测量、保护及自动化设备的要求：此外，由于相控电源的纹波系数大，浮充电压易波动，会出现蓄电池脉动充放电现象，对蓄电池损害大，也大大缩短电池寿命。直流操作电源的可靠性与稳定性直接影响到发、变电、通信等运行的安全性应用计算机技术对直流操作电源的运行状态实行监控，对提高操作电源系统的可靠性、稳定性具有十分重要意义。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是：提供一种车载发电机组直流操作电源监控及充电装置，监控电池状态，自动、可靠、稳定地给车载发电机组直流操作电源充电。为了解决上述问题，本技术采取的技术方案是：一种车载发电机组直流操作电源监控及充电装置，包括监控部分和充电部分，所述监控部分包括通讯板、上位机、一通讯管理机、N个电池、N/2个电池检测模块、通信连接线、一霍尔型电流传感器、N个温度传感器、电池连接线和铜排，每条电池连接线包括H型的连接头、连接套和第一导线，所述连接套套在连接头上且与第一导线连接，每个电池的正负电极柱上通过螺母固定安装所述电池连接线的H型的连接头和铜排，所述N个电池通过铜排串联，与相邻的两个电池正负电极柱相接的四条电池连接线的第一导线与一个电池检测模块连接，所述N/2个电池检测模块之间通过通信连接线依次串联，且一个电池检测模块通过通信连接线与通讯管理机连接，所述电池检测模块用于检测N个电池的电压且将N个电池的电压数据传送给通讯管理机，所述N个温度传感器分别一一对应地黏贴在N个电池外表面以用于检测N个电池温度，所述N个温度感器的输出线与通讯管理机连接，所述霍尔型电流传感器套在铜排上以用于检测电池电流，所述霍尔型电流传感器的输出线与通讯管理机连接，所述通讯管理机通过通信连接线与上位机通讯连接，所述上位机配备为处理并显示检测数据，其中N为整数且为偶数，所述通讯板包括RS232转TTL电平转换电路、MCU单元、可控MOS管和电源模块，所述MCU单元通过RS232转TTL电平转换电路与上位机通讯以接收上位机传输过来的控制指令，所述RS232转TTL电平转换电路与MCU单元连接，所述可控MOS管的栅极与MCU单元连接，所述电源模块输出端与MCU单元的电源端、可控MOS管的源极、RS232转TTL电平转换电路连接且供电；所述充电部分包括DC-DC变换电路单元、恒压控制电路单元、过压保护电路单元和第三光耦；所述DC-DC变换电路单元包括一次侧滤波电路、脉冲变压器、二次侧滤波电路、可控开关元件和固定频率电流模式控制器；所述一次侧滤波电路连接在脉冲变压器的初级线圈的输入端，用以将车载发电机组输出的直流滤波后的电压输入到脉冲变压器的初级线圈中；所述脉冲变压器的初级线圈的输出端与可控开关元件的第一非控制端连接；所述可控开关元件的第二非控制端经电流采样电路后接地，所述可控开关元件的控制端与固定频率电流模式控制器的输出端连接；所述电流采样电路与固定频率电流模式控制器连接用以闭合回路输出电流的大小的控制；所述二次侧滤波电路的输入端与脉冲变压器的第一次级线圈连接，且用于将DC-DC变换后第一次级线圈得到的感应电压经滤波后输出充电电压；所述脉冲变压器的第二级线圈经二极管整流后输入给控制器供电单元再与固定频率电流模式控制器的电源端连接；所述恒压控制电路单元包括可控稳压源电路、第一光耦和输入稳压电源电路；所述可控稳压源电路的输入端与二次侧滤波电路的输出端连接；所述可控稳压源电路的输出端连接在第一光耦的负极输入端；所述输入稳压电源电路的输入端与二次侧滤波电路的输出端连接；所述输入稳压电源电路的输出端与第一光耦的正极输入端连接；所述第一光耦的第一输出端与固定频率电流模式控制器的补偿端连接；所述第一光耦的第二输出端经串联电阻后接地；所述过压保护电路单元包括12V基准电源发生电路、电压比较电路、分压采样电路和第二光耦；所述12V基准电源发生电路的输入端与二次侧滤波电路的输出端连接，所述12V基准电源发生电路的输出端与电压比较电路同相输入端连接；所述分压采样电路的输入端连接二次侧滤波电路的输出端，所述分压采样电路的输出端与电压比较电路反相输入端连接；所述电压比较电路的输出端与第二光耦的负极输入端连接；所述第二光耦的正极输入端经串联电阻后与12V基准电源发生电路的输出端连接；所述第二光耦的一输出端接地，另一输出端与固定频率电流模式控制器的RT/CT端连接；所述第三光耦的一输出端接地，另一输出端与固定频率电流模式控制器的RT/CT端连接，所述第三光耦的一输入端与可控MOS管的源极，所述第三光耦的另一输入端接地。与现有技术相比，本技术的有益效果是：检测每个电池的电压，并将电压数据传输给通信管理模块，而温度传感器检测每个电池的温度，并将温度数据传输给通信管理模块，霍尔型电流传感器检测串联电池的铜排上的电流，并将电流数据传输给通信管理模块，通信管理模块将电压数据、电流数据和温度数据传输给上位机，上位机处理这些数据并存储和显示数据内容，从而实现了对每个电池的电压情况和温度情况以及功率进行检测，避免欠压、过压，过热等情况，本技术采取模块化设计，不同数量的电池组可进行灵活配置，实现方案成本最低化，通过通信管理模块实现了远程监控，上位机通过通讯板给充电部分发送控制指令，以实现自动充电的目的，充电部分具有过流和过压保护功能，同时具有稳压功能，可稳定地给车载发电机组直流操作电源充电。附图说明图1所示为本系统的模块结构示意图。图2所示为电池连接线的结构示意图。图3所示了铜排的结构示意图。图4所示为电池连接线和铜排安装在电池的电极柱上的结构示意图。图5所示为电源模块对应的电路图。图6所示为MCU单元的最小系统。图7所示了充电部分的结构框图。图8所示了充电部分的具体电路图。图中，标识如下：电池1、上位机2、通讯管理机3、电池检测模块4、通信连接线5、霍尔型电流传感器6、N个温度传感器7、电池连接线8、H型的连接头8-1、连接套8-2、第一导线8-3、铜排9和通讯板10。具体实施方式为使本技术的内容更加清楚，下面结合附图，对本技术的具体实施方式作进一步详细描述。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本技术无关的、本领域普通技术人员已知的部件的表示和描述。实施例1一种车载发电机组直流操作电源监控及充电装置，包括监控部分和充电部分；监控部分对电池的电压、电流和温度等参数进行处理及显示，并在欠压、过压，过热的情况下，其控制充电部分对电池进行充电。图1所本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种车载发电机组直流操作电源监控及充电装置，其特征在于，包括监控部分和充电部分，所述监控部分包括通讯板、上位机、一通讯管理机、N个电池、N/2个电池检测模块、通信连接线、一霍尔型电流传感器、N个温度传感器、电池连接线和铜排，每条电池连接线包括H型的连接头、连接套和第一导线，所述连接套套在连接头上且与第一导线连接，每个电池的正负电极柱上通过螺母固定安装所述电池连接线的H型的连接头和铜排，所述N个电池通过铜排串联，与相邻的两个电池正负电极柱相接的四条电池连接线的第一导线与一个电池检测模块连接，所述N/2个电池检测模块之间通过通信连接线依次串联，且一个电池检测模块通过通信连接线与通讯管理机连接，所述电池检测模块用于检测N个电池的电压且将N个电池的电压数据传送给通讯管理机，所述N个温度传感器分别一一对应地黏贴在N个电池外表面以用于检测N个电池温度，所述N个温度感器的输出线与通讯管理机连接，所述霍尔型电流传感器套在铜排上以用于检测电池电流，所述霍尔型电流传感器的输出线与通讯管理机连接，所述通讯管理机通过通信连接线与上位机通讯连接，所述上位机配备为处理并显示检测数据，其中N为整数且为偶数，所述通讯板包括RS232转TTL电平转换电路、MCU单元、可控MOS管和电源模块，所述MCU单元通过RS232转TTL电平转换电路与上位机通讯以接收上位机传输过来的控制指令，所述RS232转TTL电平转换电路与MCU单元连接，所述可控MOS管的栅极与MCU单元连接，所述电源模块输出端与MCU单元的电源端、可控MOS管的源极、RS232转TTL电平转换电路连接且供电；所述充电部分包括DC‑DC变换电路单元、恒压控制电路单元、过压保护电路单元和第三光耦；所述DC‑DC变换电路单元包括一次侧滤波电路、脉冲变压器、二次侧滤波电路、可控开关元件和固定频率电流模式控制器；所述一次侧滤波电路连接在脉冲变压器的初级线圈的输入端，用以将车载发电机组输出的直流滤波后的电压输入到脉冲变压器的初级线圈中；所述脉冲变压器的初级线圈的输出端与可控开关元件的第一非控制端连接；所述可控开关元件的第二非控制端经电流采样电路后接地，所述可控开关元件的控制端与固定频率电流模式控制器的输出端连接；所述电流采样电路与固定频率电流模式控制器连接用以闭合回路输出电流的大小的控制；所述二次侧滤波电路的输入端与脉冲变压器的第一次级线圈连接，且用于将DC‑DC变换后第一次级线圈得到的感应电压经滤波后输出充电电压；所述脉冲变压器的第二级线圈经二极管整流后输入给控制器供电单元再与固定频率电流模式控制器的电源端连接；所述恒压控制电路单元包括可控稳压源电路、第一光耦和输入稳压电源电路；所述可控稳压源电路的输入端与二次侧滤波电路的输出端连接；所述可控稳压源电路的输出端连接在第一光耦的负极输入端；所述输入稳压电源电路的输入端与二次侧滤波电路的输出端连接；所述输入稳压电源电路的输出端与第一光耦的正极输入端连接；所述第一光耦的第一输出端与固定频率电流模式控制器的补偿端连接；所述第一光耦的第二输出端经串联电阻后接地；所述过压保护电路单元包括12V基准电源发生电路、电压比较电路、分压采样电路和第二光耦；所述12V基准电源发生电路的输入端与二次侧滤波电路的输出端连接，所述12V基准电源发生电路的输出端与电压比较电路同相输入端连接；所述分压采样电路的输入端连接二次侧滤波电路的输出端，所述分压采样电路的输出端与电压比较电路反相输入端连接；所述电压比较电路的输出端与第二光耦的负极输入端连接；所述第二光耦的正极输入端经串联电阻后与12V基准电源发生电路的输出端连接；所述第二光耦的一输出端接地，另一输出端与固定频率电流模式控制器的RT/CT端连接；所述第三光耦的一输出端接地，另一输出端与固定频率电流模式控制器的RT/CT端连接，所述第三光耦的一输入端与可控MOS管的源极，所述第三光耦的另一输入端接地。...
【技术特征摘要】
1.一种车载发电机组直流操作电源监控及充电装置，其特征在于，包括监控部分和充电部分，所述监控部分包括通讯板、上位机、一通讯管理机、N个电池、N/2个电池检测模块、通信连接线、一霍尔型电流传感器、N个温度传感器、电池连接线和铜排，每条电池连接线包括H型的连接头、连接套和第一导线，所述连接套套在连接头上且与第一导线连接，每个电池的正负电极柱上通过螺母固定安装所述电池连接线的H型的连接头和铜排，所述N个电池通过铜排串联，与相邻的两个电池正负电极柱相接的四条电池连接线的第一导线与一个电池检测模块连接，所述N/2个电池检测模块之间通过通信连接线依次串联，且一个电池检测模块通过通信连接线与通讯管理机连接，所述电池检测模块用于检测N个电池的电压且将N个电池的电压数据传送给通讯管理机，所述N个温度传感器分别一一对应地黏贴在N个电池外表面以用于检测N个电池温度，所述N个温度感器的输出线与通讯管理机连接，所述霍尔型电流传感器套在铜排上以用于检测电池电流，所述霍尔型电流传感器的输出线与通讯管理机连接，所述通讯管理机通过通信连接线与上位机通讯连接，所述上位机配备为处理并显示检测数据，其中N为整数且为偶数，所述通讯板包括RS232转TTL电平转换电路、MCU单元、可控MOS管和电源模块，所述MCU单元通过RS232转TTL电平转换电路与上位机通讯以接收上位机传输过来的控制指令，所述RS232转TTL电平转换电路与MCU单元连接，所述可控MOS管的栅极与MCU单元连接，所述电源模块输出端与MCU单元的电源端、可控MOS管的源极、RS232转TTL电平转换电路连接且供电；所述充电部分包括DC-DC变换电路单元、恒压控制电路单元、过压保护电路单元和第三光耦；所述DC-DC变换电路单元包括一次侧滤波电路、脉冲变压器、二次侧滤波电路、可控开关元件和固定频率电流模式控制器；所述一次侧滤波电路连接在脉冲变压器的初级线圈的输入端，用以将车载发电机组输出的直流滤波后的电压输入到脉冲变压器的初级线圈中；所述脉冲变压器的初级线圈的输出端与可控开关元件的第一非控制端连接；所述可控开关元件的第二非控制端经电流采样电路后接地，所述可控开关元件的控制端与固定频率电流模式控制器的输出端连接；所述电流采样电路与固定频率电流模式控制器连接用以闭合回路输出电流的大小的控制；所述二次侧滤波电路的输入端与脉冲变压器的第一次级线圈连接，且用于将DC-DC变换后第一次级线圈得到的感应电压经滤波后输出充电电压；所述脉冲变压器的第二级线圈经二极管整流后输入给控制器供电单元再与固定频率电流模式控制器的电源端连接；所述恒压控制电路单元包括可控稳压源电路、第一光耦和输入稳压电源电路；所述可控稳压源电路的输入端与二次侧滤波电路的输出端连接；所述可控稳压源电路的输出端连接在第一光耦的负极输入端；所述输入稳压电源电路的输入端与二次侧滤波电路的输出端连接；所述输入稳压电源电路的输出端与第一光耦的正极输入端连接；所述第一光耦的第一输出端与固定频率电流模式控制器的补偿端连接；所述第一光耦的第二输出端经串联电阻后接地；所述过压保护电路单元包括12V基准电源发生电路、电压比较电路、分压采样电路和第二光耦；所述12V基准电源发生电路的输入端与二次侧滤波电路的输出端连接，所述12V基准电源发生电路的输出端与电压比较电路同相输入端连接；所述分压采样电路的输入端连接二次侧滤波电路的输出端，所述分压采样电路的输出端与电压比较电路反相输入端连接；所述电压比较电路的输出端与第二光耦的负极输入端连接；所述第二光耦的正极输入端经串联电阻后与12V基准电源发生电路的输出端连接；所述第二光耦的一输出端接地，另一输出端与固定频率电流模式控制器的RT/CT端连接；所述第三光耦的一输出端接地，另一输出端与固定频率电流模式控制器的RT/CT端连接，所述第三光耦的一输入端与可控MOS管的源极，所述第三光耦的另一输入端接地。2.如权利要求1所述的一种车载发电机组直流操作电源监控及充电装置，其特征在于，在DC-DC变换电路单元中，所述固定频率电流模式控制器包括UC3845集成芯片、第四电阻...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋扬，陈堃，汪自虎，练林，孙健，李刚，李旻玮，龚辉民，杨宇坤，张航通，徐凌逊，滕远志，
申请(专利权)人：国网江苏省电力公司南京供电公司，南京亿数信息科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32
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