一种多级储能元件并联充放电系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种多级储能元件并联充放电系统，包括控制器和多个并联支路，所述多个并联支路之间并联连接，每个并联支路包括串联连接的储能元件和开关电路；所述控制器与每个并联支路中的开关电路相连，所述控制器用于检测市电电压，在市电电压正常时，控制开关电路关闭，使得市电电压能够为储能元件进行充电，在市电电压失常时，控制开关电路开启，使得储能元件为外部设备进行供电。

A parallel charging and discharging system with multi-stage energy storage elements

【技术实现步骤摘要】
一种多级储能元件并联充放电系统
本技术涉及不间断供电
，特别是涉及一种多级储能元件并联充放电系统。
技术介绍
随着科技的发展和社会的进步，人们对电子产品的要求越来越高。生活中常用的电子设备在没有内部电池的情况下，一旦遇到突然停电的情况下，这些电子设备将不能正常工作，从而会给用户带来不可避免的麻烦。为解决不间断供电技术，我们采用输出多级电池并联充放电系统，在市电正常工作的时候，此电路在满足给本身电子设备工作的情况下，也同时在给外部电池工作，直到所有电池充满。一旦遇到市电不正常时，外部电池将继续给电子设备工作，以保证在掉电的情况下电子设备正常工作，从而避免给用户带来不必要的麻烦。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种多级储能元件并联充放电系统，保证在掉电的情况下电子设备能够正常工作，从而避免给用户带来不必要的麻烦。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种多级储能元件并联充放电系统，包括控制器和多个并联支路，所述多个并联支路之间并联连接，每个并联支路包括串联连接的储能元件和开关电路；所述控制器与每个并联支路中的开关电路相连，所述控制器用于检测市电电压，在市电电压正常时，控制开关电路关闭，使得市电电压能够为储能元件进行充电，在市电电压失常时，控制开关电路开启，使得储能元件为外部设备进行供电。所述控制器还与每个并联支路中的储能元件相连，用于检测储能元件的容量，并根据容量控制与该储能元件串联的开关电路的开启和关闭。所述开关电路包括第一功率开关管、第二功率开关管、续流二极管、储能滤波电感和滤波储能电容；所述第一功率开关管的源极与第二功率开关管的源极相连，所述第一功率开关管的漏极分别与所述储能滤波电感的一端和续流二极管的负极相连；所述储能滤波电感的另一端与储能元件的正极相连，所述续流二极管的正极与储能元件的负极相连，所述滤波储能电容的正极与储能元件的正极，负极与储能元件的负极相连；所述第二功率开关管的漏极与总线电压的正极相连；所述第一功率开关管的栅极和第二功率开关管的栅极分别与控制器的两个输出控制端相连。所述开关电路的储能元件负极和总线电压负极之间还连接有电流采样电阻，所述电流采样电阻的两端分别通过一个电阻与电流采样运放的正相输入端和反相输入端相连，所述电流采样运放的输出端与控制器的输入端相连，所述电流采样运放的输出端和电流采样运放的反相输入端之间还连接有反馈电阻。所述开关电路和市电之间通过AC-DC转换器连接。有益效果由于采用了上述的技术方案，本技术与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本技术通过控制器对多级储能元件并联充放电系统中的开关电路进行控制，在市电正常工作的时候，控制器控制开关电路关闭，使得市电能够为储能元件进行充电，在市电不正常时，控制器打开开关电路，使得储能元件能够为外部设备进行供电，保证在掉电的情况下电子设备能够正常工作，从而避免给用户带来不必要的麻烦。附图说明图1是本技术的原理方框图；图2是本技术中开关电路的电路图。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本技术。应理解，这些实施例仅用于说明本技术而不用于限制本技术的范围。此外应理解，在阅读了本技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。本技术的实施方式涉及一种多级储能元件并联充放电系统，如图1所示，包括控制器和多个并联支路，所述多个并联支路之间并联连接，每个并联支路包括串联连接的储能元件和开关电路；所述控制器与每个并联支路中的储能元件和开关电路相连，所述开关电路和市电之间通过AC-DC转换器连接。所述控制器用于检测市电电压，在市电电压正常时，控制开关电路关闭，使得市电电压能够为储能元件进行充电，在市电电压失常时，控制开关电路开启，使得储能元件为外部设备进行供电。本实施方式中的控制器可以采用STM3232位ARMCortexMCU，其融高性能、实时性、数字信号处理、低功耗、低电压于一身，同时保持高集成度的特点。本实施方式中的储能元件为电池。本实施方式通过控制器MCU检测市电的输入交流电压、各并联支路中电池的容量来完成整个系统的工作。其工作过程如下：当没有接入市电时，本系统控制器MCU的芯片工作电源将由电池提供，此后MCU将去检测各个并联支路的电池容量，判断电池容量是否处于正常范围内，从而实现判断电池是否能处于正常工作。如果第一条并联支路中的电池能正常工作，控制器MCU则控制第一条并联支路中的开关电路开启，使得第一条并联支路中的电池能够给外部设备提供电能，如果第一条并联支路中的电池不能工作，则根据第二条并联支路中的电池容量判断是否能够打开第二条并联支路中的开关电路，如果能则打开，不能则根据第三条并联支路中的电池容量判断是否能够打开第三条并联支路中的开关电路，以次类推直到最后一条并联支路。当本实施方式的系统在交流电接入时，MCU检测到有市电的输入交流电压，则关闭所有的开关支路，使得外部设备供电将由市电经AC-DC转换器提供，并且市电经过AC-DC转换器同时给每条并联支路中的电池以降压恒流方式进行充电，直到电池充满后退出充电。当停电时，MCU检测到没有市电交流电压，此时整个系统将按照上述方式使得系统中的电池为外部设备提供电能，从而实现不间断供电的功能。本实施方式的系统由多条充放电并联支路构成，每一条并联支路中均设置有一个开关电路，如图2所示，所述开关电路包括第一功率开关管Q1、第二功率开关管Q2、续流二极管D1、储能滤波电感L1和滤波储能电容EC1；所述第一功率开关管Q1的源极与第二功率开关管Q2的源极相连，所述第一功率开关管Q1的漏极分别与所述储能滤波电感L1的一端和续流二极管D1的负极相连；所述储能滤波电感L1的另一端与储能元件的正极相连，所述续流二极管D1的正极与储能元件的负极相连，所述滤波储能电容EC1的正极与储能元件的正极，负极与储能元件的负极相连；所述第二功率开关管Q2的漏极与总线电压的正极相连；所述第一功率开关管Q1的栅极和第二功率开关管Q2的栅极分别与控制器的两个输出控制端相连。当电池需要开始充电时，控制器的控制端PWM2发出低电平，打开第二功率开关管Q2，同时控制器的控制端PWM1以65Khz频率的pwm信号驱动第一功率开关管Q1，此时第一功率开关管Q1、续流二极管D1、滤波储能电容EC1和第一功率开关管L1构成了BUCK电路，开始给电池进行充电。当电池需要进行放电的时候，控制器的控制端PWM1和PWM2均产生恒定的低电平信号，打开第一功率开关管Q1和第二功率开关管Q2，此时电池可以开始对总线传输电能。由此可见，本实施方式中的第一功率开关管和第二功率开关管均被控制器控制，从而保证整个系统正常工作。所述开关电路的储能元件负极和总线电压负极之间还连接有电流采样电阻R5，所述电流采样电阻R5的两端分别通过一个电阻与电流采样运放U1的正相输入端和反相输入端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多级储能元件并联充放电系统，包括控制器和多个并联支路，其特征在于，所述多个并联支路之间并联连接，每个并联支路包括串联连接的储能元件和开关电路；所述控制器与每个并联支路中的开关电路相连，所述控制器用于检测市电电压，在市电电压正常时，控制开关电路关闭，使得市电电压能够为储能元件进行充电，在市电电压失常时，控制开关电路开启，使得储能元件为外部设备进行供电。/n

【技术特征摘要】
1.一种多级储能元件并联充放电系统，包括控制器和多个并联支路，其特征在于，所述多个并联支路之间并联连接，每个并联支路包括串联连接的储能元件和开关电路；所述控制器与每个并联支路中的开关电路相连，所述控制器用于检测市电电压，在市电电压正常时，控制开关电路关闭，使得市电电压能够为储能元件进行充电，在市电电压失常时，控制开关电路开启，使得储能元件为外部设备进行供电。


2.根据权利要求1所述的多级储能元件并联充放电系统，其特征在于，所述控制器还与每个并联支路中的储能元件相连，用于检测储能元件的容量，并根据容量控制与该储能元件串联的开关电路的开启和关闭。


3.根据权利要求1所述的多级储能元件并联充放电系统，其特征在于，所述开关电路包括第一功率开关管、第二功率开关管、续流二极管、储能滤波电感和滤波储能电容；所述第一功率开关管的源极与第二功率开关管的源极相连，所述第一功率开关管的漏极...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴佩刚，王飞，许景涛，张鏐春，戴鲁杰，孙子乂，赵祥龙，孙蕊，
申请(专利权)人：上海申睿电力电子有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31