本发明涉及ups电源,具体是ups电源电量检测电路。
背景技术:
1、ups电源(uninterrupted power supply,不间断电源),一种含有储能装置的不间断电源,一般由多组电池组串联组成,广泛应用于备用电源系统和紧急电源系统中,再发生断电时,提供不间断电能,满足供电需求,为确保ups电源在不工作时,处于满电状态,需时刻检测ups电源的电量情况,现有技术中的ups电源的电量检测电路一般会对ups电源的总电量和每组电池组的单体电量单独进行检测,但是由于每种ups电源的电池组数量不同,使得技术中的ups电源电量检测电路无法根据ups电源的电池组数量自动改变电量检测的方式,可检测范围较小,并且无法计算出每组电池组所需的均电压,使得每组电池组出现电压不均衡的情况,降低ups电源的使用寿命,因此有待改进。
技术实现思路
1、本发明实施例提供ups电源电量检测电路,以解决上述背景技术中提出的问题。
2、依据本发明实施例中,提供ups电源电量检测电路,包括:第一电池模块,第二电池模块,第三电池模块,单体电量检测模块,总电量检测模块,中央控制模块,参数调节模块,均值检测模块,电量比较模块和均衡调节模块;
3、第一电池模块,用于与第一电池组连接并进行储能和放电;
4、第二电池模块,与第一电池模块连接,用于与第二电池组连接并进行储能和放电;
5、第三电池模块,与第二电池模块连接,用于与第三电池组连接并进行储能和放电;
6、单体电量检测模块,与第一电池模块、第二电池模块和第三电池模块连接,用于对第一电池模块、第二电池模块和第三电池模块进行电量检测并分别输出第一检测信号、第二检测信号和第三检测信号;
7、总电量检测模块,与单体电量检测模块、第一电池模块、第二电池模块和第三电池模块连接,用于在接收到第二检测信号时,对第一电池模块和第二电池模块串联连接的总电量进行检测并输出第一电量信号,在接收到第三检测信号时,对第一电池模块、第二电池模块和第三电池模块串联连接的总电量进行检测并输出第二电量信号;
8、参数调节模块,与中央控制模块连接,用于提供负值电能并根据中央控制模块输出的第一调节信号调节负值电能的电压值;
9、均值检测模块,与参数调节模块和总电量检测模块连接,用于将接收的第一电量信号或第二电量信号分别与接收的负值电能进行除法处理并分别输出第一均值电压和第二均值电压;
10、电量比较模块,与均值检测模块连接,用于比较第一均值电压分别与第一检测信号、第二检测信号和第三检测信号的电压大小,并分别输出第一比较信号、第二比较信号和第三比较信号;
11、中央控制模块,与电量比较模块、单体电量检测模块和总电量检测模块连接,用于输出第一调节信号并根据接收到的第一检测信号、第二检测信号和第三检测信号调节第一调节信号的占空比,在接收到的第一比较信号为低电平状态时,输出第一放电信号,在第一比较信号为高电平状态时,输出第一充电信号,在接收到的第二比较信号为低电平状态时,输出第二放电信号,在第二比较信号为高电平状态时,输出第二充电信号,在接收到的第三比较信号为低电平状态时,输出第三放电信号,在第三比较信号为高电平状态时,输出第三充电信号,接收第一电量信号和第二电量信号;
12、均衡调节模块,与中央处理模块、第一电池模块、第二电池模块和第三电池模块连接,用于接收第一放电信号、第二放电信号和第三放电信号并分别控制第一电池模块、第二电池模块和第三电池模块的放电工作,在接收第一充电信号、第二充电信号和第三充电信号并分别控制第一电池模块、第二电池模块和第三电池模块的储能工作。
13、作为本发明再进一步的方案:第一电池模块包括第一电池接口;所述第二电池模块包括第二电池接口;所述单体电量检测模块包括第一电阻器、第二电阻器、第三电阻器和第四电阻器;所述中央处理模块包括第一处理器;
14、优选的,第一电池接口的第一端连接第一电阻器的第一端,第一电阻器的第二端连接第一处理器的io9端并通过第二电阻器连接第一电池接口的第二端、第二电池接口的第一端和第三电阻器的第一端,第三电阻器的第二端连接第一处理器的io10端并通过第四电阻器连接第二电池接口的第二端。
15、作为本发明再进一步的方案:第三电池模块包括第三电池接口;所述单体电量检测模块还包括第五电阻器和第六电阻器;
16、优选的,第三电池接口的第一端连接第二电池接口的第二端和第五电阻器的第一端,第五电阻器的第二端连接第一处理器的io11端并通过第六电阻器连接第三电池接口的第二端。
17、作为本发明再进一步的方案:总电量检测模块包括第十一电阻器、第十二电阻器、第一模拟开关、第一三极管、第十二极管和第十一二极管;
18、优选的,第十一电阻器的第一端连接第一电池接口的第一端,第十一电阻器的第二端连接第一处理器的io12端和均值检测模块并通过第十二电阻器连接第一模拟开关的in1端和in2端,第一模拟开关的out1端和out2端分别连接第二电池接口的第二端和第三电池接口的第二端,第一模拟开关的ctrl1端连接第一三极管的集电极和第十二极管的阴极,第一模拟开关的ctrl2端连接第一三极管的基极和第十一二极管的阴极,第十电阻器的阳极和第十一二极管的阳极分别连接第三电阻器的第二端和第五电阻器的第二端,第一三极管的发射极接地。
19、作为本发明再进一步的方案:均值检测模块包括第七电阻器、第八电阻器、第九电阻器、第一运放和第一鉴相器;
20、优选的,第一运放的反相端连接第八电阻器的一端并通过第七电阻器连接第十一电阻器的第二端和第一处理器的io12端,第一运放的同相端通过第九电阻器接地,第八电阻器的另一端连接第一鉴相器的in2端,第一鉴相器的in1端连接参数调节模块,第一鉴相器的out端连接第一运放的输出端和电量比较模块。
21、作为本发明再进一步的方案:参数调节模块包括第一电源、第一电容、第一调节器、第二电容、第九二极管、第二电感、第三电容、第十电阻器和第九场效应管;
22、优选的,第一调节器的第七端连接第一电源并通过第一电容接地,第一调节器的第八端连接第二电感的一端和第九二极管的阴极并通过第二电容连接第一调节器的第一端,第二电感的另一端连接第三电容的一端、第十电阻器的一端和地端,第九二极管的阳极连接第一调节器的第六端、第三电容的另一端、第九场效应管的阴极和第一鉴相器的in1端,第九场效应管的漏极连接第十电阻器的另一端和第一调节器的第四端,第九场效应管的栅极连接第一处理器的io13端。
23、作为本发明再进一步的方案:电量比较模块包括第一比较器、第二比较器和第三比较器;
24、优选的,第一比较器的同相端连接第二比较器的同相端、第三比较器的同相端和第一运放的输出端,第一比较器的反相端、第二比较器的反相端和第三比较器的反相端分别连接第三电阻器的第二端、第一电阻器的第二端和第五电阻器的第二端。
25、作为本发明再进一步的方案:均衡调节模块包括第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管、第六场效应管、第七场效应管、第八场效应管、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七二极管、第八二极管和第一电感;
26、优选的,第一场效应管的源极、第二场效应管的源极、第三场效应管的源极、第四场效应管的源极、第五场效应管的源极、第六场效应管的源极、第七场效应管的源极和第八场效应管的源极分别连接第一二极管的阳极、第二二极管的阳极、第三二极管的阳极、第四二极管的阳极、第五二极管的阳极、第六二极管的阳极、第七二极管的阳极和第八二极管的阳极,第五二极管的阴极连接第六二极管的阴极、第七二极管的阴极和第八二极管的阴极并通过第一电感连接第四场效应管的漏极、第三场效应管的漏极、第二场效应管的漏极和第一场效应管的漏极,第一二极管的阴极连接第五场效应管的漏极和第一电池接口的第一端,第二二极管的阴极连接第六场效应管的漏极和第二电池接口的第一端,第三二极管的阴极连接第七场效应管的漏极和第三电池接口的第一端,第四二极管的阴极连接第八场效应管的漏极和第三电池接口的第二端,第一场效应管的栅极、第二场效应管的栅极、第三场效应管的栅极、第四场效应管的栅极、第五场效应管的栅极、第六场效应管的栅极、第七场效应管的栅极和第八场效应管的栅极分别连接第一处理器的io1端、io2端、io3端、io4端、io5端、io6端、io7端和io8端。
27、与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明ups电源电量检测电路可由总电量检测模块检测ups电源的总电量,由单体电量检测模块检测ups电源中每组电池组的电量情况,配合均值检测模块根据单体电量检测模块输出信号的数量,可计算出每组电池组所需的电量,再由电量比较模块检测出每组电池组与计算出的每组电池组的电量的大小关系,以便中央控制模块根据电量比较模块输出的信号状态控制均衡调节模块对第一电池模块、第二电池模块和第三电池模块进行充电和放电控制,使ups电源达到均衡电压,提高ups电源的使用寿命,并且根据ups电源的电池组数量改变电量检测模式,增大检测范围。
1.ups电源电量检测电路,其特征在于:
2.根据权利要求1所述的ups电源电量检测电路,其特征在于,所述第一电池模块包括第一电池接口;所述第二电池模块包括第二电池接口;所述单体电量检测模块包括第一电阻器、第二电阻器、第三电阻器和第四电阻器;所述中央处理模块包括第一处理器;
3.根据权利要求2所述的ups电源电量检测电路,其特征在于,所述第三电池模块包括第三电池接口;所述单体电量检测模块还包括第五电阻器和第六电阻器;
4.根据权利要求3所述的ups电源电量检测电路,其特征在于,所述总电量检测模块包括第十一电阻器、第十二电阻器、第一模拟开关、第一三极管、第十二极管和第十一二极管;
5.根据权利要求4所述的ups电源电量检测电路,其特征在于,所述均值检测模块包括第七电阻器、第八电阻器、第九电阻器、第一运放和第一鉴相器;
6.根据权利要求5所述的ups电源电量检测电路,其特征在于,所述参数调节模块包括第一电源、第一电容、第一调节器、第二电容、第九二极管、第二电感、第三电容、第十电阻器和第九场效应管;
7.根据权利要求6所述的ups电源电量检测电路,其特征在于,所述电量比较模块包括第一比较器、第二比较器和第三比较器;
8.根据权利要求7所述的ups电源电量检测电路,其特征在于,所述均衡调节模块包括第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管、第六场效应管、第七场效应管、第八场效应管、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七二极管、第八二极管和第一电感;