專利名稱：一種蓄電池恒流放電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種控制蓄電池放電的裝置，屬電源裝置技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
蓄電池作為一種供電裝置廣泛應(yīng)用于發(fā)電廠、水電站、變電站(所)等電力部門，也是礦山、冶金、石化、鐵路等企業(yè)不可缺少的設(shè)備。隨著技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)蓄電池供電的要求也越來越高，在有些場(chǎng)合下，要求蓄電池能給予恒流放電，以配合各種精密用電設(shè)備進(jìn)行正常工作和運(yùn)轉(zhuǎn)。目前在容量100Ah～2000Ah、電壓等級(jí)220V、110V、48V的各種型號(hào)和規(guī)格的蓄電池中普遍存在放電恒流精度低等缺陷。另外，在采用IGBT作大功率開關(guān)器件時(shí)，由于IGBT產(chǎn)生的干擾能量與其斬波電流的平方成正比，大功率IGBT在導(dǎo)通的上升沿或關(guān)斷的下降沿產(chǎn)生的干擾能量會(huì)通過光電隔離器件原副邊的等效電容(5-10pF)搞合到原邊，由于干擾能量較大，有時(shí)會(huì)在發(fā)光二極管上產(chǎn)生一個(gè)尖峰電壓，使光電隔離器件誤導(dǎo)通或關(guān)斷，從而產(chǎn)生次振蕩等異?，F(xiàn)象，損壞大功率IGBT。由于已有技術(shù)的這些缺點(diǎn)，特別是在保證恒流放電精度上的不足，已經(jīng)不能滿足廣大用戶的需要，解決蓄電池恒流放電的問題是技術(shù)人員所面臨的新課題。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種具有精度高、操作簡(jiǎn)便、噪音低、抗干擾能力強(qiáng)的蓄電池恒流放電裝置。
解決上述問題的技術(shù)方案是一種蓄電池恒流放電裝置，它由蓄電池組E、分流器FL、開關(guān)K、恒流調(diào)整電路WK1、WK2、WK3和負(fù)載R1、R2、R3組成，所述分流器FL和開關(guān)K串接在供電回路中，恒流調(diào)整電路WK1、WK2、WK3分別與負(fù)載R1、R2、R3串接成供電分支電路，各分支電路并接在供電回路中，所述負(fù)載阻值之比為R1∶R2∶R3＝1∶2∶4，恒流調(diào)整管WK1、WK2、WK3、WK選用大功率絕緣柵雙極晶體管IGBT。
上述蓄電池恒流放電裝置，所述大功率絕緣柵雙極晶體管IGBT分別設(shè)有驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路包括3個(gè)光電隔離器件TLP1、TLP2、TLP3和二極管D1、D2組成，其中，TLP1構(gòu)成光電隔離輸入電路，其輸入端PWM連接微機(jī)控制信號(hào)端，其輸出端接TLP2的輸入端第2腳，TLP2、TLP3兩個(gè)光電隔離器件組成全橋驅(qū)動(dòng)電路，它們的第3腳并接在一起，TLP3的第2腳經(jīng)電阻R12接地，TLP2、TLP3的6、7腳并接在一起作為輸出端，兩者的輸出分別經(jīng)電阻R13、R14接于絕緣柵雙極晶體管IGBT的G極和E極，在G極和E極之間還跨接電阻R15，在TLP2、TLP3的2、3腳之間分別連接二極管D1和D2。
上述蓄電池恒流放電裝置，增設(shè)微調(diào)分支電路，所述微調(diào)分支電路由恒流調(diào)整管WK和負(fù)載電阻R4串接組成，它與其它分支電路并聯(lián)，電阻R4的阻值大于R3的阻值。
上述蓄電池恒流放電裝置，在絕緣柵雙極晶體管IGBT的G極和E極之間連接串聯(lián)的穩(wěn)壓管Z1、Z2。
上述蓄電池恒流放電裝置，在絕緣柵雙極晶體管IGBT的C極和E極之間接有串聯(lián)的電阻R、電容C組成的阻容吸收電路。
本實(shí)用新型采用IGBT器件進(jìn)行斬波控制，實(shí)現(xiàn)蓄電池恒流放電的全自動(dòng)控制。它將大功率開關(guān)器件與微機(jī)控制結(jié)合，具有精度高，操作簡(jiǎn)便，噪音低，抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。采用這種結(jié)構(gòu)的蓄電池恒流放電裝置，可以根據(jù)放電電流的大小由恒流調(diào)整管WK1、WK2、WK3任意進(jìn)行組合匹配，對(duì)放電電流的大小實(shí)施粗調(diào)，再由WK進(jìn)行微調(diào)以提高放電精度，放電精度可以達(dá)到0.2％。恒流調(diào)整管中的大功率絕緣柵雙極晶體管IGBT及其驅(qū)動(dòng)電路可以避免光電隔離器件誤導(dǎo)通或關(guān)斷，不會(huì)產(chǎn)生次振蕩等異?，F(xiàn)象而損壞大功率絕緣柵雙極晶體管IGBT?？蓱?yīng)用于各類發(fā)電廠、水電站、變電站(所)，和其他使用蓄電池的用戶(如礦山、冶金、石化、鐵路等)，以及蓄電池生產(chǎn)廠家，適用于容量100Ah---4000Ah，電壓等級(jí)220V、110V、48V的各種型號(hào)和規(guī)格的蓄電池。


圖1是本實(shí)用新型的主電路原理圖；圖2是絕緣柵雙極晶體管IGBT的驅(qū)動(dòng)電路電原理圖(即圖1中的WK～WK3電原理圖)。
具體實(shí)施方式
從圖1可以看到，本實(shí)用新型由蓄電池組E、分流器FL、恒流調(diào)整管WK1、WK2、WK3、WK、電源開關(guān)K、電容和電阻組成。分流器FL用于提供回路電流控制信號(hào)給計(jì)算機(jī)，電源開關(guān)K用于控制電路的通斷。恒流調(diào)整管WK1、WK2、WK3、WK構(gòu)成的分支電路(當(dāng)然也可設(shè)置更多的分支電路)相并聯(lián)，由蓄電池供電，電容C和電阻R組成阻容吸收電路，跨接在恒流調(diào)整管WK1、WK2、WK3、WK的兩端。電阻R1、R2、R3是放電負(fù)載電阻，分別由恒流調(diào)整管WK1、WK2、WK3、WK控制，電阻R1、R2、R3的阻值按1∶2∶4的規(guī)律配置，當(dāng)它們組合時(shí)，可有8種模式供選擇。各恒流調(diào)整管WK1、WK2、WK3、WK分支電路還與計(jì)算機(jī)連接，電流調(diào)整的具體過程由計(jì)算機(jī)控制。
恒流調(diào)整管WK1、WK2、WK3、WK選用大功率絕緣柵雙極晶體管IGBT，各IGBT都有各自的驅(qū)動(dòng)電路。
驅(qū)動(dòng)電路包括3個(gè)光電隔離器件TLP1、TLP2、TLP3、二極管D1、D2、電阻R10～R14、穩(wěn)壓管Z1、Z2。
本實(shí)用新型在工作時(shí)恒流調(diào)整管WK1、WK2、WK3可以根據(jù)所需電流的大小進(jìn)行任意組合，其組合有8種模式，這些組合對(duì)放電電流的大小實(shí)施粗調(diào)，恒流調(diào)整管WK可進(jìn)行微調(diào)，以提高放電精度，放電精度可以達(dá)到0.2％。
絕緣柵雙極晶體管IGBT的驅(qū)動(dòng)過程如下正向驅(qū)動(dòng)過程由計(jì)算機(jī)發(fā)出的PWM信號(hào)為低電平時(shí)，TLP1的2腳到3腳產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電流，TLP1的6腳和7腳輸出高電平，電流經(jīng)TLP2的2腳到3腳，再經(jīng)D2和R3到VSS；對(duì)TLP3的2腳到3腳而言，施加了一個(gè)0.6V的反向截止電壓，因而TLP2的6腳和7腳輸出高電平，TLP3的6腳和7腳輸出低電平，經(jīng)過電阻R4在LGBT的柵極(GE)之間施加正向15V驅(qū)動(dòng)電壓，因而IGBT導(dǎo)通，輸出低電平。
反向關(guān)斷過程當(dāng)PWM信號(hào)為高電平時(shí)，TLP1的2腳到3腳無驅(qū)動(dòng)電流，TLP1的6腳和7腳輸出低電平，電流由+12V經(jīng)R2到TLP3的2腳和3腳，再經(jīng)D1和TLP1的6腳和7腳到VSS；對(duì)TLP2的2腳到3腳而言，施加了一個(gè)0.6V的反向截止電壓，TLP2的6腳和7腳輸出低電平，TLP3的6腳和7腳輸出高電平，經(jīng)電阻R5和R4在IGBT的柵極(GE)之間施加反向15V關(guān)斷電壓，IGBT關(guān)斷，輸出高電平。
由于TLP2、TLP3及相關(guān)器件對(duì)稱布局設(shè)計(jì)，TLP2、TLP3的3腳相連在一起，干擾能量通過TLP2、TLP3原副邊的等效電容耦合到原邊時(shí)，產(chǎn)生的尖峰電壓大部分可以相互抵消，避免了光電隔離器件誤導(dǎo)通或關(guān)斷。
權(quán)利要求1.一種蓄電池恒流放電裝置，其特征在于它由蓄電池組E、分流器FL、開關(guān)K、恒流調(diào)整電路WK1、WK2、WK3和負(fù)載R1、R2、R3組成，所述分流器FL和開關(guān)K串接在供電回路中，恒流調(diào)整電路WK1、WK2、WK3分別與負(fù)載R1、R2、R3串接成供電分支電路，各分支電路并接在供電回路中，所述負(fù)載阻值之比為R1∶R2∶R3＝1∶2∶4，恒流調(diào)整管WK1、WK2、WK3、WK選用大功率絕緣柵雙極晶體管IGBT。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池恒流放電裝置，其特征在于所述大功率絕緣柵雙極晶體管IGBT分別設(shè)有驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路包括3個(gè)光電隔離器件TLP1、TLP2、TLP3和二極管D1、D2組成，其中，TLP1構(gòu)成光電隔離輸入電路，其輸入端PWM連接微機(jī)控制信號(hào)端，其輸出端接TLP2的輸入端第2腳，TLP2、TLP3兩個(gè)光電隔離器件組成全橋驅(qū)動(dòng)電路，它們的第3腳并接在一起，TLP3的第2腳經(jīng)電阻R12接地，TLP2、TLP3的6、7腳并接在一起作為輸出端，兩者的輸出分別經(jīng)電阻R13、R14接于絕緣柵雙極晶體管IGBT的G極和E極，在G極和E極之間還跨接電阻R15，在TLP2、TLP3的2、3腳之間分別連接二極管D1和D2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蓄電池恒流放電裝置，其特征在于增設(shè)微調(diào)分支電路，所述微調(diào)分支電路由恒流調(diào)整管WK和負(fù)載電阻R4串接組成，它與其它分支電路并聯(lián)，電阻R4的阻值大于R3的阻值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的蓄電池恒流放電裝置，其特征在于在絕緣柵雙極晶體管IGBT的G極和E極之間連接串聯(lián)的穩(wěn)壓管Z1、Z2。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的蓄電池恒流放電裝置，其特征在于在絕緣柵雙極晶體管IGBT的C極和E極之間接有串聯(lián)的電阻R、電容C組成的阻容吸收電路。
專利摘要一種蓄電池恒流放電裝置，屬電源技術(shù)領(lǐng)域，用于解決蓄電池放電的精度和抗干擾問題。其技術(shù)方案是它由蓄電池組E、分流器FL、開關(guān)K、恒流調(diào)整電路WK1、WK2、WK3和負(fù)載R1、R2、R3組成，所述分流器FL和開關(guān)K串接在供電回路中，恒流調(diào)整電路分別與負(fù)載R1、R2、R3串接成供電分支電路，各分支電路并接在供電回路中，所述負(fù)載阻值之比為R1∶R2∶R3＝1∶2∶4，恒流調(diào)整管選用大功率絕緣柵雙極晶體管IGBT。本實(shí)用新型可根據(jù)放電電流的大小由恒流調(diào)整管分支電路進(jìn)行任意組合，實(shí)施粗調(diào)，再由微調(diào)電路獲得更高的放電精度，放電精度可以達(dá)到0.2％。本實(shí)用新型還具有抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02J7/00GK2817171SQ20052002428
公開日2006年9月13日 申請(qǐng)日期2005年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月15日
發(fā)明者馮西正, 周立安, 楊占群 申請(qǐng)人:保定中恒電氣有限公司