CN218216679U - 一种电池防反接检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电池防反接检测装置，电池防反接检测装置包括：开关组件，其输入端与电池正接入端连接，输出端与UPS设备的正极连接；电池防反接检测电路，并联于电池正接入端和电池负接入端之间，且与开关组件的输入端连接，用于在检测到电池正接入端与电池负极连接时，生成电池反接信号；脱扣器控制电路，与电池防反接检测电路的输出端及开关组件的控制端均连接，用于根据接收的电池反接信号控制开关组件处于脱扣状态，阻断电池大电流的输入，即使将开关组件内部开关合上，开关组件内部触点也不会接通，有效保护UPS设备和人身安全，避免不必要的损失，且电路结构简单，有效降低成本。

Description

一种电池防反接检测装置

技术领域

本实用新型涉及电源保护技术领域，尤其涉及一种电池防反接检测装置。

背景技术

电池作为一种可储存能量的储能设备，已广泛使用于航空航天、交通运输、移动通信、光伏储能等各种领域，因此，针对电池的管理或应用也就得到了相关应用。

用户在使用不间断电源(Uninterruptiable Power Supply,简称UPS)对大电池进行充放电时，如果UPS设备输出电流线与电池极性接反，相当于和UPS机器设备里的整流电压串联，电流较大，易烧坏保险丝，严重时可能就会导致电池、设备的损坏以及造成人身安全的伤害等问题，甚至发生严重火灾等无法预判的危险事故。现有UPS电源设计有防反接二极管，电池与设备输出电流反接时，防反接二极管虽隔断了回路，但二极管长时间反接同样会发生不可预测的后果。因此，目前UPS电源设计缺少防反接的电池检测电路。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述背景技术中的问题，提供一种电池防反接检测装置，设置于UPS电源的前端，当电池与UPS设备接反时，控制开关组件处于脱扣状态，阻断电池大电流的输入，从而保护UPS设备和人身安全，避免不必要的损失，且电路结构简单，有效降低成本。

本实用新型提供一种电池防反接检测装置，包括：

开关组件，其输入端与电池正接入端连接，输出端与UPS设备的正极连接；

电池防反接检测电路，并联于电池正接入端和电池负接入端之间，且与所述开关组件的输入端连接，用于在检测到电池正接入端与电池负极连接时，生成电池反接信号；

脱扣器控制电路，与所述电池防反接检测电路的输出端及所述开关组件的控制端均连接，用于根据接收的所述电池反接信号控制所述开关组件处于脱扣状态。

在其中一个实施例中，所述开关组件包括多组相互并联的空气开关和脱扣器单元；

每一组所述空气开关，其输入端与电池正接入端连接，其输出端与UPS设备的正极连接；

脱扣器单元，与每一组所述空气开关的控制端均连接，用于在接收到所述电池反接信号时，分闸控制每一组所述空气开关处于脱扣状态。

在其中一个实施例中，所述脱扣器单元包括分励脱扣器。

在其中一个实施例中，所述电池防反接检测装置还包括：

脱扣器线圈，串联在所述脱扣器控制电路和所述脱扣器单元之间；

保险丝，串联在所述开关组件的输出端与UPS设备的正极之间；

第一电容，并联于UPS设备的正极与UPS设备的负极之间；

第二电容，与第一电容相互并联。

在其中一个实施例中，所述电池防反接检测电路包括：

第一限流单元，其第一端与电池正接入端连接；

第二限流单元，其第一端与电池负接入端连接；

隔离光耦，其第一端与所述第一限流单元的第二端连接，第二端与所述第二限流单元的第二端连接，第三端接地，第四端与直流电源连接，第五端与所述脱扣器控制电路连接；

其中，在电池正接入端与电池负极连接时，所述隔离光耦处于截止状态，所述隔离光耦输出所述电池反接信号；及

在电池正接入端与电池正极连接时，所述隔离光耦处于导通状态，所述隔离光耦输出电池正接信号。

在其中一个实施例中，所述电池反接信号为低电平信号，所述电池正接信号为高电平信号。

在其中一个实施例中，所述第一限流单元包括依次串联的电阻R1、电阻R2及电阻R3；

所述第二限流单元包括依次串联的电阻R4、电阻R5及电阻R6。

在其中一个实施例中，所述电池防反接检测电路还包括：

第一分压单元，其第一端与所述隔离光耦的第一端及所述第一限流单元的第二端均连接，第二端与所述隔离光耦的第二端及所述第二限流单元的第二端均连接；

瞬态二极管，与所述第一分压单元相互并联；

第二分压单元，其第一端与所述隔离光耦的第三端连接，第二端接地，第三端与所述隔离光耦的第五端连接，第四端与所述脱扣器控制电路连接。

在其中一个实施例中，所述第一分压单元包括依次串联的电阻R7和电阻R8；

所述第二分压单元包括：

电阻R9，其第一端与所述隔离光耦的第三端连接；

电阻R10，其第一端与所述电阻R9的第二端、所述隔离光耦的第五端及所述脱扣器控制电路均连接，第二端接地。

在其中一个实施例中，所述电池防反接检测电路还包括：

电阻R11，其第一端与直流电源连接；

发光二极管，其正极与所述电阻R11的第二端连接，负极与所述隔离光耦的第四端连接。

于本实用新型上述实施例提供的电池防反接检测装置中，通过设置开关组件、电池防反接检测电路以及脱扣器控制电路，将电池防反接检测装置设置于UPS电源的前端，当电池与UPS设备接反时，电池防反接检测电路检测生成电池防反接信号，脱扣器控制电路根据电池反接信号控制开关组件瞬时处于脱扣状态，阻断电池大电流的输入，即使将开关组件内部开关合上，开关组件内部触点也不会接通，有效保护UPS设备和人身安全，避免不必要的损失，且电路结构简单，有效降低成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。

图1为本实用新型一实施例中提供的一种电池防反接检测装置的电路结构示意图；

图2为本实用新型另一实施例中提供的一种电池防反接检测装置的结电路构示意图；

图3为本实用新型另一实施例中提供的一种电池防反接检测电路的电路结构示意图。

附图标号说明：10、开关组件；20、电池防反接检测电路；30、脱扣器控制电路；21、第一限流单元；22、第二电流单元；23、隔离光耦；24、第一分压单元；25、第二分压单元。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在使用本文中描述的“包括”、“具有”、和“包含”的情况下，除非使用了明确的限定用语，例如“仅”、“由……组成”等，否则还可以添加另一部件。除非相反地提及，否则单数形式的术语可以包括复数形式，并不能理解为其数量为一个。

应当理解，尽管本文可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件和另一个元件区分开。例如，在不脱离本实用新型的范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件，并且类似地，第二元件可以被称为第一元件。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为了说明本实用新型上述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

在本实用新型的一个实施例中，如图1所示，提出一种电池防反接检测装置，电池防反接检测装置包括开关组件10、电池防反接检测电路20以及脱扣器控制电路30。开关组件10的输入端与电池正接入端BAT+连接，输出端与UPS设备的正极UPS_BUS+连接；电池防反接检测电路20并联于电池正接入端BAT+和电池负接入端BAT-之间，且与开关组件10的输入端连接，用于在检测到电池正接入端BAT+与电池负极连接时，生成电池反接信号；脱扣器控制电路30与电池防反接检测电路20的输出端及开关组件10的控制端均连接，用于根据接收的电池反接信号控制开关组件10处于脱扣状态，提前对开关进行控制，使得在UPS电源设备的前端完成对电池的接入检测，起到先知先觉的作用，防止电池错误接入，保护UPS机器设备和人身安全。

于本实用新型上述实施例提供的电池防反接检测装置中，通过设置开关组件、电池防反接检测电路以及脱扣器控制电路，将电池防反接检测装置设置于UPS电源的前端，当电池与UPS设备接反时，电池防反接检测电路检测生成电池防反接信号，脱扣器控制电路根据电池反接信号控制开关组件瞬时处于脱扣状态，阻断电池大电流的输入，即使将开关组件内部开关合上，开关组件内部触点也不会接通，有效保护UPS设备和人身安全，避免不必要的损失，且电路结构简单，有效降低成本。

在一个实施例中，电池防反接检测装置还包括控制器MCU(图中未示出)，控制器MCU与电池防反接检测电路20连接，用于接收电池防反接检测电路20输送的干接点信号，并对干接点信号进行判断，便于警醒通过显示屏或者蜂鸣器等形式告知用户。

在一个实施例中，如图2所示，开关组件10包括多组相互并联的空气开关和脱扣器单元；其中，每一组空气开关的输入端与电池正接入端连接，每一组空气开关的输出端与UPS设备的正极UPS_BUS+连接；脱扣器单元与每一组空气开关的控制端均连接(图中未示意)，用于在接收到电池反接信号时，分闸控制每一组空气开关处于脱扣状态。

上述脱扣器单元和多组空气开关相互结合的方式，当电池错误接入电池接入端口时，脱扣器单元会立刻触发，使得每一组空气开关脱扣，即使空气开关闭合，空气开关内部触点也不会接通，瞬间跳开，阻断电池电压的输入，显著提高了UPS设备的安全可靠性，防止反接造成电池的大电流放电损坏UPS设备。如果电池接入是正确的，电池防反接检测电路则生成电池正接信号，脱扣器单元不会工作，空气开关闭合。

作为示例，脱扣器单元包括但不限于分励脱扣器；分励脱扣器用于远距离操作低压断路器分闸控制，需要进行分闸操作时，按动常开按钮使分励脱扣器的电磁铁得电吸动衔铁，通过传动机构推动自由脱扣机构，使低压断路器掉闸。

请继续参考图2，电池防反接检测装置还包括脱扣器线圈、保险丝F1、第一电容C1以及第二电容C2。具体地，脱扣器线圈串联在脱扣器控制电路和脱扣器单元之间；保险丝F1串联在开关组件10的输出端与UPS设备的正极UPS_BUS+之间；第一电容C1并联于UPS设备的正极UPS_BUS+与UPS设备的负极UPS_BUS-之间；第二电容C2与第一电容C1相互并联。

在一个实施例中，如图3所示，电池防反接检测电路20包括：第一限流单元21、第二限流单元22以及隔离光耦23。第一限流单元21的第一端与电池正接入端BAT+连接；第二限流单元22的第一端与电池负接入端BAT-连接；隔离光耦23的第一端与第一限流单元21的第二端连接，隔离光耦23的第二端与第二限流单元22的第二端连接，隔离光耦23的第三端接地，隔离光耦23的第四端与直流电源VDD连接，隔离光耦23的第五端与脱扣器控制电路20连接。

具体地，在电池正接入端BAT+与电池负极连接时，隔离光耦23处于截止状态，隔离光耦23输出电池反接信号；及在电池正接入端BAT+与电池正极连接时，隔离光耦23处于导通状态，隔离光耦输出电池正接信号。

作为示例，电池反接信号为低电平信号，电池正接信号为高电平信号。

作为示例，隔离光耦23由光敏二极管D2和光敏三极管组合构成，将电池正极输入的电信号变成光信号，再重新将光信号变换成电信号，单方向传输，抗干扰能力较强，具有较好的隔离作用，避免强电对电池正极产生的弱电信号产生干扰影响。在电池正接入端BAT+处接入电池正极时，电池正极输入的电流经过第一限流单元21后，隔离光耦23导通，一部分电流通过隔离光耦23后，再经过第二限流单元22回到电池负接入端BAT-。

在一个实施例中，请继续参考图3，第一限流单元21包括依次串联的电阻R1、电阻R2及电阻R3；第二限流单元22包括依次串联的电阻R4、电阻R5及电阻R6。

具体地，电阻R1的第一端与电池正接入端BAT+连接，电阻R1的第二端与电阻R2的第一端连接；电阻R2的第二端与电阻R3的第一端连接；电阻R3的第二端与隔离光耦的第一端连接。

具体地，电阻R4的第一端与电池负接入端BAT-连接，电阻R4的第二端与电阻R5的第一端连接；电阻R5的第二端与电阻R6的第一端连接；电阻R6的第二端与隔离光耦的第二端连接。

在一个实施例中，请继续参考图3，电池防反接检测电路20还包括：第一分压单元24、瞬态二极管D1以及第二分压单元25。第一分压单元24的第一端与隔离光耦23的第一端及第一限流单元21的第二端均连接，第一分压单元24的第二端与隔离光耦23的第二端及第二限流单元22的第二端均连接；瞬态二极管D1与第一分压单元24相互并联；第二分压单元25的第一端与隔离光耦23的第三端连接，第二端接地，第三端与隔离光耦23的第五端连接，第四端与所述脱扣器控制电路20连接。

具体地，第一分压单元24包括依次串联的电阻R7和电阻R8；电阻R7的第一端与隔离光耦23的第一端及第一限流单元21的第二端均连接，电阻R7的第二端与电阻R8的第一端连接，电阻R8的第二端与隔离光耦23的第二端及第二限流单元22的第二端均连接。

具体地，第二分压单元25包括：电阻R9和电阻R10；具体地，电阻R9，其第一端与隔离光耦23的第三端连接；电阻R10，其第一端与电阻R9的第二端、隔离光耦23的第五端及脱扣器控制电路30均连接，第二端接地。

在一个实施例中，请继续参考图3，电池防反接检测电路20还包括：电阻R11和发光二极管LED；电阻R11，其第一端与直流电源VDD连接；发光二极管LED，其正极与电阻R11的第二端连接，负极与隔离光耦23的第四端连接。在隔离光耦23导通时，发光二极管LED发光，起到指示告警的作用。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电池防反接检测装置，其特征在于，包括：

开关组件，其输入端与电池正接入端连接，输出端与UPS设备的正极连接；

电池防反接检测电路，并联于电池正接入端和电池负接入端之间，且与所述开关组件的输入端连接，用于在检测到电池正接入端与电池负极连接时，生成电池反接信号；

脱扣器控制电路，与所述电池防反接检测电路的输出端及所述开关组件的控制端均连接，用于根据接收的所述电池反接信号控制所述开关组件处于脱扣状态。

2.根据权利要求1所述的电池防反接检测装置，其特征在于，所述开关组件包括多组相互并联的空气开关和脱扣器单元；

每一组所述空气开关，其输入端与电池正接入端连接，其输出端与UPS设备的正极连接；

脱扣器单元，与每一组所述空气开关的控制端均连接，用于在接收到所述电池反接信号时，分闸控制每一组所述空气开关处于脱扣状态。

3.根据权利要求2所述的电池防反接检测装置，其特征在于，所述脱扣器单元包括分励脱扣器。

4.根据权利要求2所述的电池防反接检测装置，其特征在于，所述电池防反接检测装置还包括：

脱扣器线圈，串联在所述脱扣器控制电路和所述脱扣器单元之间；

保险丝，串联在所述开关组件的输出端与UPS设备的正极之间；

第一电容，并联于UPS设备的正极与UPS设备的负极之间；

第二电容，与第一电容相互并联。

5.根据权利要求1-4任一项所述的电池防反接检测装置，其特征在于，所述电池防反接检测电路包括：

第一限流单元，其第一端与电池正接入端连接；

第二限流单元，其第一端与电池负接入端连接；

隔离光耦，其第一端与所述第一限流单元的第二端连接，第二端与所述第二限流单元的第二端连接，第三端接地，第四端与直流电源连接，第五端与所述脱扣器控制电路连接；

其中，在电池正接入端与电池负极连接时，所述隔离光耦处于截止状态，所述隔离光耦输出所述电池反接信号；及

在电池正接入端与电池正极连接时，所述隔离光耦处于导通状态，所述隔离光耦输出电池正接信号。

6.根据权利要求5所述的电池防反接检测装置，其特征在于，所述电池反接信号为低电平信号，所述电池正接信号为高电平信号。

7.根据权利要求5所述的电池防反接检测装置，其特征在于，所述第一限流单元包括依次串联的电阻R1、电阻R2及电阻R3；

所述第二限流单元包括依次串联的电阻R4、电阻R5及电阻R6。

8.根据权利要求5所述的电池防反接检测装置，其特征在于，所述电池防反接检测电路还包括：

第一分压单元，其第一端与所述隔离光耦的第一端及所述第一限流单元的第二端均连接，第二端与所述隔离光耦的第二端及所述第二限流单元的第二端均连接；

瞬态二极管，与所述第一分压单元相互并联；

第二分压单元，其第一端与所述隔离光耦的第三端连接，第二端接地，第三端与所述隔离光耦的第五端连接，第四端与所述脱扣器控制电路连接。

9.根据权利要求8所述的电池防反接检测装置，其特征在于，所述第一分压单元包括依次串联的电阻R7和电阻R8；

所述第二分压单元包括：

电阻R9，其第一端与所述隔离光耦的第三端连接；

电阻R10，其第一端与所述电阻R9的第二端、所述隔离光耦的第五端及所述脱扣器控制电路均连接，第二端接地。

10.根据权利要求5所述的电池防反接检测装置，其特征在于，所述电池防反接检测电路还包括：

电阻R11，其第一端与直流电源连接；

发光二极管，其正极与所述电阻R11的第二端连接，负极与所述隔离光耦的第四端连接。

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