PL236236B1 - System for charging 12-volt VRLA monoblocks, in particular of many 48V storage batteries - Google Patents
System for charging 12-volt VRLA monoblocks, in particular of many 48V storage batteries Download PDFInfo
- Publication number
- PL236236B1 PL236236B1 PL426387A PL42638718A PL236236B1 PL 236236 B1 PL236236 B1 PL 236236B1 PL 426387 A PL426387 A PL 426387A PL 42638718 A PL42638718 A PL 42638718A PL 236236 B1 PL236236 B1 PL 236236B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- input
- foto
- relay
- mos
- led
- Prior art date
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 5
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000004224 protection Effects 0.000 description 1
- 230000019635 sulfation Effects 0.000 description 1
- 238000005670 sulfation reaction Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
Description
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest układ do ładowania 12-woltowych monobloków VRLA, zwłaszcza wielu baterii akumulatorów o napięciu 48V - mający zastosowanie w systemie zasilania urządzeń telekomunikacyjnych.The subject of the invention is a system for charging 12-volt VRLA monoblocks, especially many batteries with a voltage of 48V - applicable in the power supply system of telecommunications devices.
Infrastruktura techniczna, tworząca sieci telekomunikacyjne, dla zachowania ciągłości pracy wymaga bezprzerwowego dostarczania energii także w razie zaniku napięcia 230/400V w sieci elektroenergetycznej AC. W związku z tym, typowy system zasilania DC urządzeń telekomunikacyjnych w obiekcie składa się z siłowni AC/DC z zespołami prostownikowymi zasilanymi napięciem sieci 230/400V oraz rezerwowego źródła zasilania w postaci baterii akumulatorów (najczęściej o napięciu znamionowym 48V) połączonych z odbiorami energii DC. Wymagane napięcie baterii akumulatorów VRLA uzyskuje się poprzez szeregowe połączenie identycznych monobloków/akumulatorów (np. o napięciu znamionowym 12V).The technical infrastructure that forms the telecommunications networks requires uninterrupted power supply in the event of a 230 / 400V AC power failure in the event of a power failure. Therefore, a typical DC power supply system for telecommunications devices in the facility consists of an AC / DC power plant with rectifier units powered by 230 / 400V mains voltage and a backup power source in the form of a battery bank (usually with a rated voltage of 48V) connected with DC energy receivers. The required battery voltage VRLA is obtained by serial connection of identical monoblocks / batteries (e.g. with a rated voltage of 12V).
W stanie normalnej pracy prostowniki podają na odbiory energii DC i na baterie VRLA „napięcie buforowania” 54V (13,50V/akumulator) i wtedy baterie, pobierając niewielki prąd konserwujący, nie ulegają ani rozładowaniu, ani przyśpieszonej degradacji. Po zaniku napięcia sieci elektroenergetycznej AC zasilanie urządzeń będących „odbiorami energii DC” przejmują baterie VRLA.In normal operation, the rectifiers supply DC power loads and VRLA batteries with the "buffering voltage" of 54V (13.50V / battery), and then the batteries, consuming a small maintenance current, are neither discharged nor accelerated degrading. After a power failure in the AC power network, the VRLA batteries take over the power to the devices that are "DC consumers".
Ponieważ rozładowaną baterię VRLA należy możliwie szybko naładować - po powrocie napięcia AC realizują to prostowniki siłowni, natomiast po kontrolnym rozładowaniu (realizowanym dla pomiaru dysponowanej pojemności baterii) - realizuje to przetwornica DC/DC zawarta w urządzeniu kontrolnopomiarowym.Because the discharged VRLA battery should be recharged as quickly as possible - after the AC voltage is restored, it is done by the power plant rectifiers, while after the control discharge (performed to measure the available battery capacity) - it is done by the DC / DC converter included in the control and measurement device.
Ładowanie baterii akumulatorów VRLA (tu-48V) wyłącznie do „napięcia buforowania” 54V pozostawia ich monobloki/akumulatory nieco niedoładowane, co skutkuje zasiarczaniem i w efekcie spadkiem ich pojemności. Wobec tego baterie ładuje się do napięcia wyższego (tzw. ładowanie absorpcyjne), korzystając np. w siłowni z jej funkcji „ładowanie podwyższonym napięciem” (producenci dla akumulatora 12V zalecają napięcie 14,40V/monoblok). Rozrzuty technologiczne powodują jednak, że podczas ładowania baterii do napięcia 57,4V (4 x 14,40V) niektóre jej monobloki/akumulatory będą miały jeszcze niskie napięcie, gdy na innych pojawi się już napięcie powyżej dopuszczalnego (ok. 15V), skutkując wydzielaniem wodoru i w efekcie spadkiem ich pojemności. Dla uniknięcia tego zjawiska - albo pozostawia się monobloki/akumulatory VRLA nieco niedoładowane, ładując ich łańcuchy napięciem niższym (typowo 55,5V), albo stosuje się indywidualne ładowanie monobloków (US09816980), albo na zaciskach monobloków instaluje się tzw. „wyrównywacze napięcia”, których zadaniem jest „rozładowywanie” akumulatorów o zbyt wysokim napięciu (US 5504415) i ew. doładowywanie akumulatorów o napięciu za niskim (względem wartości średniej).Charging the VRLA battery (tu-48V) only to the "buffering voltage" of 54V leaves their monoblocks / batteries slightly undercharged, which results in sulphation and, as a result, a drop in their capacity. Therefore, the batteries are charged to a higher voltage (the so-called absorption charging), using, for example, in a gym with its "increased voltage charging" function (manufacturers recommend a voltage of 14.40V / monoblock for a 12V battery). However, technological spreads mean that when charging the battery to a voltage of 57.4V (4 x 14.40V), some of its monoblocks / batteries will still have a low voltage, while on others there is already a voltage above the permissible (approx. 15V), resulting in the release of hydrogen and, as a result, a decrease in their capacity. To avoid this phenomenon - either the VRLA monoblocks / batteries are left slightly undercharged, charging their chains with a lower voltage (typically 55.5V), or individual monoblock charging (US09816980) is used, or the so-called monoblocks are installed on the terminals of the monoblocks. "Voltage equalizers" whose task is to "discharge" batteries with too high a voltage (US 5504415) and possibly recharge batteries with a voltage that is too low (relative to the average value).
Znane jest rozwiązanie, w którym dla doładowania tzw. „opóźnionego” akumulatora/bloku (tzn. takiego, który nie osiągnął wymaganego końcowego napięcia, eliminującego zjawisko zasiarczania) wchodzącego w skład baterii akumulatorów - po pełnym naładowaniu całej baterii (tzw. ładowaniu absorpcyjnym) ręcznie dołącza się do niego na kilka godzin ładowarkę, np. akumulatorów samochodowych. Wadą rozwiązania jest konieczność ręcznego dołączenia ładowarki oraz fakt, że jeżeli jeden akumulator pozostał niedoładowany, to co najmniej na jednym z pozostałych zostało przekroczone zalecane napięcie ładowania, powodując uwalnianie wodoru (i trwały spadek pojemności). Dlatego rozwiązanie to jest sporadycznie stosowane.There is a known solution in which the so-called "Delayed" battery / block (i.e. one that has not reached the required final voltage, eliminating the sulfation phenomenon) included in the accumulator battery - after the entire battery is fully charged (the so-called absorption charging), the charger is manually connected for a few hours, e.g. car batteries. The disadvantage of this solution is the need to manually connect the charger and the fact that if one battery remained undercharged, the recommended charging voltage was exceeded on at least one of the others, causing hydrogen release (and a permanent drop in capacity). Therefore, this solution is used sporadically.
Znane jest rozwiązanie ładowarki akumulatorów, zapewniającej równoległe ładowanie wszystkich monobloków (US6586909). Wadą rozwiązania jest konieczność stosowania wielu ładowarek.There is known a solution of a battery charger ensuring parallel charging of all monoblocks (US6586909). The disadvantage of this solution is the necessity to use multiple chargers.
Znane jest z opisu patentowego US986650 firmy Boeing rozwiązanie, dotyczące rozładowania i ładowania szeregowo połączonych cel (ogniw) akumulatorów lithium-ion, gdzie dla każdej celi zastosowano dołączone na stałe indywidualne kontrolery, połączone z kontrolerami rozładowania i ładowania całej baterii. Wadą rozwiązania jest przede wszystkim wysoki koszt, akceptowalny przez wytwórcę samolotów, ale zbyt wysoki dla europejskich operatorów telekomunikacyjnych.There is known from the patent US986650 of the Boeing company a solution for discharging and charging serially connected lithium-ion battery cells (cells), where for each cell individual permanently attached controllers connected with discharge and charge controllers of the entire battery were used. The disadvantage of the solution is primarily the high cost, acceptable to the aircraft manufacturer, but too high for European telecommunications operators.
Znany jest z patentu P.210402 układ do wyrównywania napięć ogniw baterii akumulatorów, zwłaszcza dla siłowni telekomunikacyjnych prądu stałego, w którym za pomocą przekaźników, np. elektronicznych Foto MOS, dołącza się do jej ogniw/bloków albo układ pomiaru napięcia, albo obciążenie prądowe, przy czym dołączane okresowo obciążenie zapobiega przekroczeniu dopuszczalnego napięcia „najgorszego” bloku (z reguły o zaniżonej pojemności) podczas ładowania tzw. absorpcyjnego, tzn.There is known from the patent P.210402 a system for equalizing the voltages of battery cells, especially for DC telecommunications power plants, in which by means of relays, e.g. electronic Foto MOS, either a voltage measurement system or a current load is connected to its cells / blocks, the periodically connected load prevents exceeding the permissible voltage of the "worst" block (usually with low capacity) during the charging of the so-called absorptive, i.e.
PL 236 236 B1 ładowania malejącym prądem do napięcia 14,4V/ogniwo. Rozwiązanie jest idealne przy „słabym” pojedynczym akumulatorze, ale nie sprawdza się, gdy akumulatory wchodzące w skład baterii mają bardzo zróżnicowane rzeczywiste pojemności i upływności.The charging current decreases to a voltage of 14.4V / cell. This solution is ideal for a "weak" single battery, but it does not work when the batteries in the battery have very different real capacities and leakages.
Znany jest z katalogu firmy „Linear Technology” układ scalony LTC4020 do optymalnego ładowania baterii akumulatorów. Wadą tego rozwiązania jest zbyt niski dla akumulatorów stosowanych w telekomunikacji prąd ładowania oraz zbyt niskie do naładowania akumulatorów ołowiowych VRLA, końcowe napięcie ładowania całej baterii o znamionowym napięciu 48V (maks. 55V przy wymaganym napięciu ok. 57V).The LTC4020 integrated circuit for optimal battery charging is known from the "Linear Technology" catalog. The disadvantage of this solution is the charging current too low for batteries used in telecommunications and too low to charge VRLA lead batteries, the final charging voltage of the entire battery with a rated voltage of 48V (max. 55V with the required voltage of approx. 57V).
Znany jest z „XV Krajowej Konferencji Elektroniki” (Darłówko Wsch., 6-10.06.2016) artykuł „Innowacyjne systemy wyrównywania napięć na 12-woltowych akumulatorach ołowiowych pracujących w połączeniu szeregowym”.Known from the "XV National Conference of Electronics" (Darłówko Wsch., 6-10.06.2016), the article "Innovative voltage equalization systems for 12-volt lead-acid batteries operating in series".
Opisywane rozwiązanie polega na wyrównywaniu napięć na poszczególnych akumulatorach (12V) A1 do A4 baterii akumulatorów 48V, głównie podczas ich ładowania tzw. absorpcyjnego, poprzez sekwencyjne dołączanie, za pomocą 10 tranzystorów MOS FET z kanałem typu n, akumulatora pomocniczego A5 i doładowywaniu lub rozładowaniu (zależnie od zmierzonego napięcia) poszczególnych bloków 12V tej baterii. Wadą tego rozwiązania jest konieczność stosowania specjalizowanego układu sterującego i znaczącej liczby elementów (tranzystorów i biernych elementów aplikacyjnych) oraz dodatkowego akumulatora lub spełniającej jego rolę dwukierunkowej przetwornicy DC/DC.The described solution consists in equalizing the voltages on individual batteries (12V) A1 to A4 of 48V battery banks, mainly during their charging, the so-called absorption, by sequentially connecting, by means of 10 n-channel MOS FET transistors, auxiliary battery A5 and recharging or discharging (depending on the measured voltage) individual 12V blocks of this battery. The disadvantage of this solution is the need to use a specialized control system and a significant number of elements (transistors and passive application elements) and an additional battery or a bidirectional DC / DC converter fulfilling its role.
Znane też jest rozwiązanie polegające na przekazywaniu ładunku z jednego monobloku do drugiego (US5710504) poprzez kondensator. Podobne rozwiązanie zapewnia układ scalony LTC3305, przy czym energia pomiędzy monoblokami jest przekazywana poprzez pomocniczy akumulator. Wadą rozwiązania jest występowanie znacznych gabarytów kondensatora.Also known is a solution that transfers the charge from one monoblock to another (US5710504) through a capacitor. A similar solution is provided by the LTC3305 integrated circuit, whereby the energy between the monoblocks is transferred via the auxiliary battery. The disadvantage of this solution is the presence of large capacitor dimensions.
Układ do optymalnego ładowania 12-woltowych monobloków wielu baterii akumulatorów VRLA, zwłaszcza o znamionowym napięciu 48V według wynalazku charakteryzuje się tym, że biegun dodatni (+) zasilacza jest połączony z wejściem trzecim układu zamiany polaryzacji, którego wejście czwarte jest połączone z biegunem ujemnym (-) zasilacza, a do bieguna dodatniego (+) akumulatora pierwszego jest dołączone wyjście czwarte przekaźnika Foto MOS pierwszego, którego wejście trzecie jest połączone z wejściem trzecim przekaźnika Foto MOS trzeciego, z wejściem trzecim przekaźnika Foto MOS piątego i z wyjściem pierwszym układu zamiany polaryzacji, którego wyjście drugie jest połączone z wejściem trzecim przekaźnika Foto MOS drugiego i wejściem trzecim przekaźnika Foto MOS czwartego, natomiast wyjście czwarte przekaźnika Foto MOS drugiego jest połączone z biegunem ujemnym (-) monobloku pierwszego i biegunem dodatnim (+) monobloku drugiego, którego biegun ujemny (-) jest połączony z biegunem dodatnim (+) monobloku trzeciego oraz z wyjściem czwartym przekaźnika Foto MOS trzeciego, przy czym biegun ujemny (-) monobloku trzeciego jest połączony z biegunem dodatnim (+) monobloku czwartego i z wyjściem czwartym przekaźnika Foto MOS czwartego, a biegun ujemny (-) monobloku czwartego jest połączony z wyjściem czwartym przekaźnika Foto MOS piątego, a ponadto katoda diody LED przekaźnika Foto MOS pierwszego jest połączona z wejściem pierwszym, katoda diody LED przekaźnika Foto MOS drugiego jest połączona z wejściem trzecim, katoda diody LED przekaźnika Foto MOS trzeciego jest połączona z wejściem piątym, katoda diody LED przekaźnika czwartego jest połączona z wejściem siódmym, katoda diody LED przekaźnika piątego jest połączona z wejściem dziewiątym, natomiast anoda diody LED przekaźnika Foto MOS pierwszego jest połączona z wejściem drugim, anoda diody LED przekaźnika Foto MOS drugiego jest połączona z wejściem czwartym, anoda diody LED przekaźnika Foto MOS trzeciego jest połączona z wejściem szóstym, anoda diody LED przekaźnika Foto MOS czwartego jest połączona z wejściem ósmym, anoda diody LED przekaźnika Foto MOS piątego jest połączona z wejściem dziesiątym, a wejście piąte układu zamiany polaryzacji jest połączone z wejściem jedenastym, dołączonym do wyjścia zewnętrznego układu sterującego. Korzystnie w układzie wejście pierwsze, trzecie, piąte, siódme i dziewiąte są połączone ze wspólnym ujemnym punktem odniesienia, natomiast wejście drugie, czwarte, szóste, ósme i dziesiąte są połączone z indywidualnymi wyjściami zewnętrznego układu sterującego. Korzystnie w układzie wejście drugie, czwarte, szóste, ósme i dziesiąte są połączone ze wspólnym dodatnim punktem odniesienia, natomiast wejście pierwsze, trzecie, piąte, siódme i dziewiąte są połączone z indywidualnymi wyjściami zewnętrznego układu sterującego.The circuit for optimal charging of 12-volt monoblocks of multiple VRLA battery banks, especially those with a rated voltage of 48V, according to the invention, is characterized in that the positive pole (+) of the power supply is connected to the third input of the polarity reversal circuit, the fourth input of which is connected to the negative pole (- ) of the power supply, and the positive (+) pole of the first battery is connected to the fourth output of the first Foto MOS relay, the third input of which is connected to the third input of the third Foto MOS relay, to the third input of the fifth Foto MOS relay and to the first output of the polarity reversal circuit whose output the second is connected to the third input of the second Foto MOS relay and the third input of the fourth Foto MOS relay, while the fourth output of the second Foto MOS relay is connected to the negative (-) pole of the first monoblock and the positive (+) pole of the second monoblock, whose negative (-) pole it is connected to the positive pole (+) m on the third block and with the fourth output of the third Foto MOS relay, where the negative pole (-) of the third monoblock is connected to the positive pole (+) of the fourth monoblock and to the fourth output of the Foto MOS relay of the fourth, and the negative pole (-) of the fourth monoblock is connected to the output in the fourth Foto MOS relay of the fifth, and in addition, the LED cathode of the Foto MOS relay of the first is connected to the first input, the LED cathode of the Foto MOS relay of the second is connected to the third input, the LED cathode of the Foto MOS relay of the third is connected to the fifth input, the cathode of the LED of the fourth relay is connected to the seventh input, the LED cathode of the fifth relay is connected to the ninth input, and the LED anode of the first Foto MOS relay is connected to the second input, the LED anode of the Foto MOS relay of the second is connected to the fourth input, the anode of the LED of the relay The photo of the third MOS is connected to the input sz On the eighth, the LED anode of the Photo MOS of the fourth is connected to the eighth input, the anode of the LED of the Foto MOS of the fifth is connected to the tenth input, and the fifth input of the polarity conversion circuit is connected to the eleventh input connected to the output of the external control circuit. Preferably, in the circuit, the first, third, fifth, seventh and ninth input are connected to a common negative reference point, while the second, fourth, sixth, eighth and tenth inputs are connected to individual outputs of the external control circuit. Preferably, in the circuit, the second, fourth, sixth, eighth and tenth input are connected to a common positive reference point, while the first, third, fifth, seventh and ninth inputs are connected to individual outputs of the external control circuit.
Zaletą rozwiązania według wynalazku jest to, że bateria akumulatorów o napięciu znamionowym 48V może być zawsze ładowana wyłącznie do „napięcia buforowania” 54V, a uruchamiany po nim proces tzw. ładowania absorpcyjnego, tożsamy z okresowym ładowaniem wyrównawczym (dokładnie do napięcia zalecanego przez producenta bloków akumulatorowych) nie wymaga uruchamiania w siłowniAn advantage of the solution according to the invention is that the battery of 48V rated voltage can always be charged only to the 54V "buffering voltage", and the so-called absorption charging, identical to periodic equalizing charging (exactly to the voltage recommended by the manufacturer of battery blocks) does not require starting in the engine room
PL 236 236 B1 ani w urządzeniu kontrolno-pomiarowym dodatkowej funkcji „ładowania podwyższonym napięciem”. Podczas tego ładowania bateria pozostaje dołączona do prostowników siłowni i odbiorów DC, i jest cały czas gotowa spełnić rolę rezerwy energetycznej siłowni AC/DC, nawet dla udarów prądowych na poziomie tysięcy amperów, co ma miejsce np. przy zadziałaniu indywidualnych zabezpieczeń prądowych odbiorników energii DC.No in the control and measurement device of the additional function "charging with increased voltage". During this charging, the battery remains connected to the rectifiers of the power plant and DC loads, and is still ready to act as an energy reserve of the AC / DC power plant, even for current surges at the level of thousands of amperes, which takes place, for example, when individual current protections of DC energy receivers are activated.
Układ do ładowania 12-woltowych monobloków VRLA, zwłaszcza wielu baterii akumulatorów o napięciu 48V, według wynalazku, jest uwidoczniony w przykładzie wykonania dla jednej baterii akumulatorów, złożonej z 4 monobloków o znamionowym napięciu 12V każdy na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia schemat blokowy układu, zaś Fig. 2 uwidocznia schemat blokowy przedmiotowego układu przy realizacji pierwszego sposobu sterowania, a Fig. 3 uwidocznia schemat blokowy przedmiotowego układu przy realizacji drugiego sposobu sterowania.A circuit for charging a 12-volt VRLA monoblock, in particular a plurality of 48V battery banks, according to the invention is shown in an embodiment for one battery bank consisting of 4 monoblocks with a rated voltage of 12V each in the drawing, in which Fig. 1 shows a block diagram. the system, and Fig. 2 shows a block diagram of the system in the implementation of the first method of control, and Fig. 3 shows a block diagram of the system of the system in the implementation of the second control method.
W układzie do ładowania 12-woltowych monobloków VRLA, zwłaszcza wielu baterii akumulatorów o napięciu 48V, według wynalazku, biegun dodatni (+) zasilacza ZAS jest połączony z wejściem trzecim 3 układu zamiany polaryzacji UZP, którego wejście czwarte 4 jest połączone z biegunem ujemnym (-) zasilacza ZAS, a do bieguna dodatniego (+) akumulatora pierwszego blok-1 jest dołączone wyjście czwarte 4 przekaźnika Foto MOS pierwszego PM-1, którego wejście trzecie 3 jest połączone z wejściem trzecim 3 przekaźnika Foto MOS trzeciego PM-3, z wejściem trzecim 3 przekaźnika Foto MOS piątego PM-5 i z wyjściem pierwszym 1 układu zamiany polaryzacji UZP, którego wyjście drugie 2 jest połączone z wejściem trzecim 3 przekaźnika Foto MOS drugiego PM-2 i wejściem trzecim 3 przekaźnika Foto MOS czwartego PM-4, natomiast wyjście czwarte 4 przekaźnika Foto MOS drugiego PM-2 jest połączone z biegunem ujemnym (-) monobloku pierwszego blok-1 i biegunem dodatnim (+) monobloku drugiego blok-2, którego biegun ujemny (-) jest połączony z biegunem dodatnim (+) monobloku trzeciego blok-3 oraz z wyjściem czwartym 4 przekaźnika Foto MOS trzeciego PM-3, przy czym biegun ujemny (-) monobloku trzeciego blok-3 jest połączony z biegunem dodatnim (+) monobloku czwartego blok-3 i z wyjściem czwartym 4 przekaźnika Foto MOS czwartego PM-4, a biegun ujemny (-) monobloku czwartego blok-4 jest połączony z wyjściem czwartym 4 przekaźnika Foto MOS piątego PM-5, a ponadto katoda 2 diody LED przekaźnika Foto MOS pierwszego PM-1 jest połączona z wejściem pierwszym s1, katoda 2 diody LED przekaźnika Foto MOS drugiego PM-2 jest połączona z wejściem trzecim s3, katoda 2 diody LED przekaźnika Foto MOS trzeciego PM-3 jest połączona z wejściem piątym (s5), katoda 2 diody LED przekaźnika czwartego PM-4 jest połączona z wejściem siódmym s7, katoda 2 diody LED przekaźnika piątego PM-5 jest połączona z wejściem dziewiątym s9, natomiast anoda 1 diody LED przekaźnika Foto MOS pierwszego PM-1 jest połączona z wejściem drugim s2, anoda 1 diody LED przekaźnika Foto MOS drugiego PM-2 jest połączona z wejściem czwartym s4, anoda 1 diody LED przekaźnika Foto MOS trzeciego PM-3 jest połączona z wejściem szóstym s6, anoda 1 diody LED przekaźnika Foto MOS czwartego PM-4 jest połączona z wejściem ósmym s8, anoda 1 diody LED przekaźnika Foto MOS piątego PM-5 jest połączona z wejściem dziesiątym s10, a wejście piąte 5 układu zamiany polaryzacji UZP jest połączone z wejściem jedenastym s11, dołączonym do wyjścia zewnętrznego układu sterującego. Korzystnie w układzie wejście pierwsze s1, trzecie s3, piąte s5, siódme s7 i dziewiąte s9 jest połączone ze wspólnym ujemnym punktem odniesienia -O, natomiast wejście drugie s2, czwarte s4, szóste s6, ósme s8 i dziesiąte s10 są połączone z indywidualnymi wyjściami zewnętrznego układu sterującego. Korzystnie w układzie wejście drugie s2, czwarte s4, szóste s6, ósme s8 i dziesiąte s10 są połączone ze wspólnym dodatnim punktem odniesienia +O, natomiast wejście pierwsze s1_, trzecie s3, piąte s5, siódme s7 i dziewiąte s9 są połączone z indywidualnymi wyjściami zewnętrznego układu sterującego.In the system for charging 12-volt VRLA monoblocks, especially many 48V battery banks, according to the invention, the positive (+) pole of the ZAS power supply is connected to the third input 3 of the UZP polarity reversal circuit, the fourth input of which is connected to the negative pole (- ) of the ZAS power supply, and the fourth output 4 of the Foto MOS relay of the first PM-1 is connected to the positive pole (+) of the battery of the first block-1, the third input of which 3 is connected to the third input 3 of the Foto MOS relay of the third PM-3, with the third input 3 of the Photo MOS relay of the fifth PM-5 and with the first output 1 of the UZP polarity conversion circuit, the second output 2 of which is connected to the third input 3 of the second PM-2 Foto MOS relay and the third input 3 of the fourth PM-4 Foto MOS relay, while the fourth output is 4 of the Foto MOS relay of the second PM-2 is connected to the negative pole (-) of the monoblock of the first block-1 and the positive pole (+) of the monoblock of the second block-2, the negative pole of which (-) is connected to the positive pole (+) of the third block-3 monoblock and to the fourth output 4 of the Foto MOS relay of the third PM-3, while the negative pole (-) of the third block-3 monoblock is connected to the positive pole (+) of the monoblock of the fourth block-3 and with the fourth output 4 of the Foto MOS relay of the fourth PM-4, and the negative pole (-) of the monoblock of the fourth block-4 is connected to the fourth output 4 of the Foto MOS relay of the fifth PM-5, and furthermore, the cathode 2 of the LED of the Foto MOS relay the first PM-1 is connected to the first input s1, the cathode 2 of the Foto MOS LED of the second PM-2 is connected to the third input s3, the cathode 2 of the Foto MOS LED of the third PM-3 is connected to the fifth input (s5), the cathode 2 LEDs of the fourth PM-4 relay are connected to the seventh input s7, the cathode 2 of the LEDs of the fifth PM-5 relay is connected to the ninth input s9, and the anode 1 of the LED of the first PM-1 Foto MOS relay is connected to the second input s2, and The node 1 of the Foto MOS LED of the second PM-2 is connected to the fourth input s4, the anode 1 of the Foto MOS LED of the third PM-3 is connected to the sixth input s6, the anode 1 of the LED of the Foto MOS of the fourth PM-4 is connected to The eighth input s8, anode 1 of the Foto MOS LED of the fifth PM-5 is connected to the tenth input s10, and the fifth input 5 of the polarity reversal circuit UZP is connected to the eleventh input s11 connected to the output of the external control circuit. Preferably, the first input s1, third s3, fifth s5, seventh s7 and ninth s9 are connected to the common negative reference point -O, while the second input s2, fourth s4, sixth s6, eighth s8 and tenth s10 are connected to individual outputs of the external control system. Preferably, the second input s2, fourth s4, sixth s6, eighth s8 and tenth s10 are connected to the common positive reference point + O, while the first input s1_, third s3, fifth s5, seventh s7 and ninth s9 are connected to individual outputs of the external control system.
W przedmiotowym układzie bateria akumulatorów BAT złożona z czterech połączonych szeregowo monobloków blok-1, blok-2, blok-3, blok-4 jest ciągle ładowana do napięcia buforowania (ok. 54V) za pomocą prostownika PR, który jednocześnie zasila włączone równolegle z baterią BAT obciążenie OBC, przy czym do wspólnego obciążenia OBC może być dołączonych (nie wykazanych na rysunkach Fig. 1-Fig. 3) równolegle wiele baterii i wiele prostowników. W razie zaniku napięcia zasilającego prostownik (lub prostowniki) PR, obciążenie OBC jest zasilane z (jednej lub wielu połączonych równolegle) baterii BAT, a po powrocie napięcia zasilającego - prostownik (prostowniki) PR przejmuje ponownie zasilanie obciążenia i ładuje baterie BAT do napięcia buforowania (z reguły według charakterystyki IU). Gdy prąd ładowania spadnie do poziomu prądu konserwującego baterie, uruchamia się „układ do ładowania 12-woltowych monobloków VRLA, zwłaszcza wielu baterii akumulatorów o napięciu 48V”. Poszczególne monobloki baterii ładowane są kolejno do ustalonego napięcia. Dla pierwszej baterii (jak na rysunkach Fig. 1-Fig. 3) w celu naładowania monobloku pierwszego blok-1 wysterowuje się przekaźnikIn the system in question, the BAT battery pack consisting of four monoblocks connected in series, block-1, block-2, block-3, block-4, is constantly charged to the buffering voltage (approx. 54V) with the use of a PR rectifier, which simultaneously supplies power in parallel with the battery BAT is an OBC load, whereby a common OBC load (not shown in Fig. 1-Fig. 3) may be connected in parallel with multiple batteries and multiple rectifiers. In the event of a power failure to the PR rectifier (or rectifiers), the OBC load is supplied from (one or more in parallel) BAT batteries, and after the supply voltage returns - the PR rectifier (rectifiers) takes over the load again and charges the BAT batteries to the buffering voltage ( usually according to IU characteristics). When the charging current drops to the level that conserves the batteries, the "circuit for charging 12 volt VRLA monoblocks, especially many 48 volt battery banks" is activated. The individual monoblocks of the batteries are charged sequentially to a set voltage. For the first battery (as in Fig. 1-Fig. 3), a relay is actuated to charge the monoblock of the first block-1.
PL 236 236 B1PL 236 236 B1
Foto MOS pierwszy PM-1 i przekaźnik Foto MOS drugi PM-2, dla naładowania monobloku drugiego blok-2 wysterowuje się przekaźnik Foto MOS drugi PM-2 i przekaźnik Foto MOS trzeci PM-3, dla naładowania monobloku trzeciego blok-3 wysterowuje się przekaźnik Foto MOS trzeci PM-3 i przekaźnik Foto MOS czwarty PM-4, a dla naładowania monobloku czwartego blok-4 wysterowuje się przekaźnik Foto MOS czwarty PM-4 i przekaźnik Foto MOS piąty PM-5. Wysterowane przekaźniki łączą, poprzez układ zamiany polaryzacji UZP, biegun dodatni „+” odpowiedniego monobloku z biegunem dodatnim zasilacza ZAS, natomiast jego biegun ujemny „-” z biegunem ujemnym zasilacza ZAS. Zależnie od wysterowania układ zamiany polaryzacji UZP podaje poprzez swoje styki, na przyłączone wejścia trzecie 3 przekaźników Foto MOS, albo napięcie dodatnie, albo napięcie ujemne. Zasilacz ZAS, o ustalonym maksymalnym napięciu (ok. 14,4V) i z ograniczeniem prądowym (prąd około 1A dla akumulatora 100 Ah) przez kilkanaście godzin realizuje ładowanie absorpcyjne według charakterystyki IU, umożliwiając pełne naładowanie monobloku do zalecanego przez producenta napięcia, z pełną gwarancją, iż na pozostałych monoblokach nie przekroczy się zalecanych napięć (będą nieco niższe niż podczas ładowania wyrównawczego). Pary odpowiednich przekaźników Foto-MOS można wysterować, albo podając napięcie dodatnie na anodę 1 diody LED przekaźnika Foto MOS pierwszego PM-1 i drugiego PM-2, lub drugiego PM-2 i trzeciego PM-3, lub trzeciego PM-3 i czwartego PM-4, lub czwartego PM-4 i piątego PM-5, przy czym katody 2 diod LED przekaźników Foto MOS pierwszego PM-1, drugiego PM-2, trzeciego PM-3, czwartego PM-4 i piątego PM-5 są połączone ze wspólnym ujemnym potencjałem odniesienia -O albo podając napięcie ujemne na katodę 2 diody FFD przekaźnika Foto MOS pierwszego PM-1 i drugiego PM-2, lub drugiego PM-2 i trzeciego PM-3, lub trzeciego PM-3 i czwartego PM-4, lub czwartego PM-4 i piątego PM-5, przy czym anody i diod LED przekaźników Foto MOS pierwszego PM-1, drugiego PM-2, trzeciego PM-3, czwartego PM-4 i piątego PM-5 są połączone ze wspólnym dodatnim potencjałem odniesienia +O. Układ zamiany polaryzacji UZP, sterowany napięciem na wejściu piątym 5, o wejściu dodatnim trzecim 3, wejściu ujemnym czwartym 4 oraz o wyjściach pierwszym 1 i drugim 2, może być wykonany w oparciu o przekaźnik elektromechaniczny z dwoma stykami przyłącznymi lub w oparciu o cztery odpowiednio połączone przekaźniki Foto MOS. W celu naładowania monobloków kolejnych baterii (nie zaznaczonych na rysunkach Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3) - do wyjść pierwszego 1 i drugiego 2 układu zamiaru polaryzacji UZP dołącza się kolejne pary przekaźników Foto MOS.Foto MOS, the first PM-1 and the Foto MOS relay, the second PM-2, to charge the monoblock of the second block-2, the Foto MOS relay, the second PM-2 and the Foto MOS relay, the third PM-3, are activated, to charge the monoblock of the third block-3, the relay is activated Foto MOS, the third PM-3 and the Foto MOS relay, the fourth, PM-4, and the Foto MOS relay, the fourth, PM-4, and the Foto MOS relay, the fifth, PM-5, are activated to charge the monoblock of the fourth block-4. The actuated relays connect the positive pole "+" of the appropriate monoblock with the positive pole of the ZAS power supply, while its negative pole "-" with the negative pole of the ZAS power supply through the UZP polarity reversal system. Depending on the actuation, the polarization conversion circuit UZP supplies either a positive voltage or a negative voltage to the connected third inputs of the 3 Photo MOS relays through its contacts. The ZAS power supply, with a fixed maximum voltage (about 14.4V) and current limitation (current about 1A for a 100 Ah battery), performs absorption charging according to the IU characteristics for several hours, enabling the monoblock to be fully charged to the voltage recommended by the manufacturer, with full warranty, that the recommended voltages will not be exceeded on the other monoblocks (they will be slightly lower than during the equalizing charge). The pairs of the relevant Foto-MOS relays can be actuated by either applying a positive voltage to the anode 1 of the LED of the Foto MOS relay of the first PM-1 and the second PM-2, or the second PM-2 and the third PM-3, or the third PM-3 and the fourth PM -4, or a fourth PM-4 and a fifth PM-5, the cathodes of the 2 LEDs of the Photo MOS relays of the first PM-1, second PM-2, third PM-3, fourth PM-4 and fifth PM-5 are connected to common negative reference potential -O or by applying a negative voltage to cathode 2 of the FFD diode of the Foto MOS of the first PM-1 and the second PM-2, or the second PM-2 and the third PM-3, or the third PM-3 and the fourth PM-4, or the fourth PM-4 and the fifth PM-5, wherein the anodes and LEDs of the Photo MOS relays of the first PM-1, second PM-2, third PM-3, fourth PM-4 and fifth PM-5 are connected to a common positive potential reference + o. The polarity reversal system UZP, controlled by the voltage at the fifth input 5, with a positive third input 3, a negative fourth input 4 and outputs first 1 and second 2, can be made based on an electromechanical relay with two connected contacts or on four properly connected Photo MOS relays. In order to charge the monoblocks of consecutive batteries (not shown in Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3) - successive pairs of Foto MOS relays are connected to the outputs of the first 1 and second 2 of the polarization intention circuit UZP.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL426387A PL236236B1 (en) | 2018-07-19 | 2018-07-19 | System for charging 12-volt VRLA monoblocks, in particular of many 48V storage batteries |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL426387A PL236236B1 (en) | 2018-07-19 | 2018-07-19 | System for charging 12-volt VRLA monoblocks, in particular of many 48V storage batteries |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL426387A1 PL426387A1 (en) | 2020-01-27 |
| PL236236B1 true PL236236B1 (en) | 2020-12-28 |
Family
ID=69184933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL426387A PL236236B1 (en) | 2018-07-19 | 2018-07-19 | System for charging 12-volt VRLA monoblocks, in particular of many 48V storage batteries |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL236236B1 (en) |
-
2018
- 2018-07-19 PL PL426387A patent/PL236236B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL426387A1 (en) | 2020-01-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112655131B (en) | Electric storage device and charging method | |
| US9537329B2 (en) | Battery management circuit maintaining cell voltages between a minimum and a maximum during charging and discharging | |
| US8581554B2 (en) | Battery charging method and apparatus | |
| US20130187466A1 (en) | Power management system | |
| KR20150081731A (en) | Battery pack, energy storage system including the battery pack, and method of operating the battery pack | |
| EP2996217B1 (en) | Power supply apparatus | |
| JP2019092257A (en) | Control device, control system, power storage apparatus, and program | |
| KR20150142673A (en) | Accumulator battery management system | |
| CN110875622B (en) | Method for restoring deeply discharged battery module and associated uninterruptible power supply system | |
| WO2017212815A1 (en) | Trickle charging power supply system | |
| JP5314626B2 (en) | Power supply system, discharge control method, and discharge control program | |
| JP7534058B2 (en) | Backup Power Supply | |
| US20170301963A1 (en) | Method and apparatus for performing string-level dynamic reconfiguration in an energy system | |
| CN114336837A (en) | Balance management system applied to battery module and control method thereof | |
| JP6214131B2 (en) | Battery pack charging system and battery pack charging method | |
| JP6932607B2 (en) | DC power supply system | |
| DE10153083B4 (en) | loader | |
| JP2002058170A (en) | Uninterruptible power system | |
| CN102668315A (en) | Method and apparatus for balancing discharging of each battery in battery group | |
| RU2488198C1 (en) | Stabilised combined power supply source | |
| CN108886249B (en) | Storage battery device, control method of storage battery device, and recording medium | |
| PL236236B1 (en) | System for charging 12-volt VRLA monoblocks, in particular of many 48V storage batteries | |
| CN101794985B (en) | High-voltage direct-current (HVDC) system battery charging protecting circuit structure | |
| PL236237B1 (en) | System for charging 12-volt monoblocks of VRLA single storage battery, in particular 48V | |
| CN209344812U (en) | A kind of battery protecting circuit and system |