一种连续循环充放电机车电源的制作方法

本发明涉及电源领域，具体涉及一种连续循环充放电机车电源。

背景技术：

机车专用电源是专为铁路机车监控供电设备研发、生产的定制型电源。现已有部分产品成功应用于铁路无线通信基站、铁路站台调度、铁路备用电源装置、铁路机车基础电源系统，适用于各种火车设备dc24/dc12v供电设备。例如kj160系列电源是专为铁路机车监控供电设备研发、生产的定制型电源。现已有部分产品成功应用于铁路无线通信基站、铁路站台调度、铁路备用电源装置、铁路机车基础电源系统，适用于各种火车设备dc24/dc12v供电设备。90--264vdc输入，具有低待机功耗、高功率因数、体积小、效率高、工作稳定等特性。

现有电源一般是接入市电，通过整流电路将其变成适用于设备电源规范的供电输出，一旦出现市电断电设备就面临停机风险，为了解决这个问题，目前常用的方式是准备可充放电的蓄电池或者发电机作为备用电源，但这种状态存在一个缺陷就是，一旦出现断电，设备仍然会出现短暂的断电现象，需要停机等待重新启动，从而容易造成设备故障。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种连续循环充放电机车电源，结合多种供电模式的连续切换，以保证市电断电的状态下可以有效进入蓄电池供电状态，整个过程机组不会出现断电重启现象。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种连续循环充放电机车电源，包括：

一个可充电蓄电池以及至少一个备用蓄电池，所述备用蓄电池择一投入运行，所述可充电蓄电池和备用蓄电池的输出端分别与一个切换开关的输入端连接；

所述可充电蓄电池的输入端通过一个充电模块与市电连接，所述切换开关的输出端连接至逆变器，所述逆变器的输出端依次串联整流模块和稳压器；

与所述充电模块输入端连接的电流信号检测模块，以及与所述电流信号检测模块连接的处理器，所述处理器与所述切换开关连接；

初始状态下，可充电蓄电池通过切换开关与所述逆变器导通，市电断电时，处理器控制切换开关接通备用蓄电池和逆变器，备用蓄电池和逆变器接通后断开所述可充电蓄电池与逆变器的连接。

本方案将市电经充电模块将电能经由可充电蓄电池进行供电，同时设计一个或多个备用蓄电池，当市电断电时，切换备用蓄电池供电，由于市电是经过可充电蓄电池进行间接供电，因此即使市电断电，可充电蓄电池内仍有一部分余量电能可保证供电不间断，使得在切换备用蓄电池时机组不会出现短时间的断电，也就是设备无需停机即完成了电源的切换。

进一步的，所述可充电蓄电池和备用蓄电池的输出端分别并联有一个整流电路，整流电路输出端分别连接至切换开关，可充电蓄电池和备用蓄电池的输出端与切换开关之间分别串联有一个由所述处理器控制的断路开关；

当所述可充电蓄电池和备用蓄电池同时通过所述切换开关接入逆变器时，处理器控制所述断路开关断开，所述可充电蓄电池和备用蓄电池经整流电路整流后由切换开关输入逆变器，当可充电蓄电池和备用蓄电池择一通过所述切换开关接入逆变器时，所述断路开关闭合整流电路断开。

该设计的目的是为了保证切换过程中，逆变器的输入电流一致，避免出现电力振荡，由于充电蓄电池和备用蓄电池采用并联接入，其输出电压不变，因此仅需对其电流进行整流即可，当切换过程结束，形成单个电池供电状态下，整流电路断开，供电电流恢复。

进一步的，所述可充电蓄电池和备用蓄电池的输出功率相同，所述整流电路用于将可充电蓄电池和备用蓄电池的输出电路整流至其额定功率的二分之一。

进一步的，所述切换开关包括：

壳体，以及安装在壳体内由电机驱动其旋转的旋转部，以旋转部为中心固定一段圆心角大于270°的弧形导电柱；

以所述旋转部为中心的连续三个象限点上分别设置有第一接线柱、第二接线柱以及第三接线柱，所述第一接线柱、第二接线柱以及第三接线柱的相向端分别固定一段弧形接线管；

所述弧形导电柱依次穿过所述弧形接线管，使得第一接线柱和第三接线柱之间形成电性连接；

所述第一接线柱和第二接线柱分别与可充电蓄电池和备用蓄电池连接，所述第三接线柱与逆变器连接；

所述电机与处理器连接，所述处理器控制弧形导电柱顺时针或逆时针旋转，用于切换第三接线柱与第一接线柱和第二接线柱之间的电性连接状态。

该设计可以保证开关在切换过程中，只有当备用蓄电池接入系统后，可充电蓄电池才断开连接，整个过程进行一次操作即可完成，无需多路开关反复切换。

进一步的，所述弧形接线管的弧度与弧形导电柱的弧度相同。

进一步的，所述弧形接线管内设置有与所述处理器连接的压力传感器或行程开关，用于反馈第一接线柱、第二接线柱以及第三接线柱之间的电性连接状态，所述处理器根据反馈的信息控制所述断路开关的状态。

进一步的，所述弧形导电柱的两端设计为锥形，设计为锥形是为了方便弧形导电柱能够稳定的接入弧形接线管。

进一步的，所述备用蓄电池在市电正常供电状态下充满作为备用，备用蓄电池的类型包括交直流充电池、太阳能充电池。

本发明的有益效果是：和传统的电源相比，本发明利用了市电和可充电蓄电池的串联作为市电供电电路，使得市电在供电的过程中仍有余量存储在可充电蓄电池中，当市电断开时，可充电蓄电池的余量可支持短时间内的供电，也就保证了在切换备用蓄电池时不会造成机组的临时停机，避免设备二次启动，有效保护了设备，维护了设备的正常工作。

附图说明

图1是本发明系统示意图；

图2是本发明的另一种实施例系统示意图；

图3是切换开关状态一示意图；

图4是切换开关状态二示意图；

图5是切换开关状态三示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

参考图1所示，一种连续循环充放电机车电源，包括：

一个可充电蓄电池以及至少一个备用蓄电池，备用蓄电池择一投入运行，可充电蓄电池和备用蓄电池的输出端分别与一个切换开关的输入端连接；

可充电蓄电池的输入端通过一个充电模块与市电连接，切换开关的输出端连接至逆变器，逆变器的输出端依次串联整流模块和稳压器；

与充电模块输入端连接的电流信号检测模块，以及与电流信号检测模块连接的处理器，处理器与切换开关连接；

初始状态下，可充电蓄电池通过切换开关与逆变器导通，市电断电时，处理器控制切换开关接通备用蓄电池和逆变器，备用蓄电池和逆变器接通后断开可充电蓄电池与逆变器的连接。

可选的，在一种连续循环充放电机车电源中，可充电蓄电池和备用蓄电池的输出端分别并联有一个整流电路，整流电路输出端分别连接至切换开关，可充电蓄电池和备用蓄电池的输出端与切换开关之间分别串联有一个由处理器控制的断路开关；当可充电蓄电池和备用蓄电池同时通过切换开关接入逆变器时，处理器控制断路开关断开，可充电蓄电池和备用蓄电池经整流电路整流后由切换开关输入逆变器，当可充电蓄电池和备用蓄电池择一通过切换开关接入逆变器时，断路开关闭合整流电路断开。可充电蓄电池和备用蓄电池的输出功率相同，整流电路用于将可充电蓄电池和备用蓄电池的输出电路整流至其额定功率的二分之一。

进一步的，切换开关包括：

壳体1，以及安装在壳体1内由电机驱动其旋转的旋转部2，以旋转部2为中心固定一段圆心角大于270°的弧形导电柱3；

以旋转部2为中心的连续三个象限点上分别设置有第一接线柱4、第二接线柱5以及第三接线柱6，第一接线柱4、第二接线柱5以及第三接线柱6的相向端分别固定一段弧形接线管7；

弧形导电柱3依次穿过弧形接线管7，使得第一接线柱4和第三接线柱6之间形成电性连接；

第一接线柱4和第二接线柱5分别与可充电蓄电池和备用蓄电池连接，第三接线柱6与逆变器连接；

电机与处理器连接，处理器控制弧形导电柱3顺时针或逆时针旋转，用于切换第三接线柱6与第一接线柱4和第二接线柱5之间的电性连接状态。参考图3-5所示，是三种接通状态，图3所示是本电源的初始状态，第一接线柱4与第三接线柱6导通，其中第一接线柱4接的是可充电蓄电池，也就是在该状态下是采用市电供电。当市电断电后，处理器根据电流信号检测模块检测到断电情况，控制电机转动，使得弧形导电柱3旋转，从而进入图4所示的状态二，该状态下第一接线柱4、第二接线柱5以及第三接线柱6导通，也就是第一接线柱4、第二接线柱5与第三接线柱6形成并联关系，可充电蓄电池和备用蓄电池同时投入运行，此时处理器还控制断路开关打开，使得可充电蓄电池和备用蓄电池分别经由整流电路后接入逆变器。持续该状态继续旋转弧形导电柱3，进入如图5所示的状态三，该状态下第二接线柱5与第三接线柱6导通，也就是备用蓄电池投入运行，同时处理还控制断路开关闭合，整流电路断开，使得可充电蓄电池和备用蓄电池输出正常。

作为一种优选实施例，弧形接线管7的弧度与弧形导电柱3的弧度相同。弧形导电柱3的两端设计为锥形

在另一个方面，为了提高处理的控制准确，本实施例中还提供了一个信号反馈控制，在弧形接线管7内设置有与处理器连接的压力传感器或行程开关，用于反馈第一接线柱4、第二接线柱5以及第三接线柱6之间的电性连接状态，处理器根据反馈的信息控制断路开关的状态。

在本实施例中，备用蓄电池在市电正常供电状态下充满作为备用，备用蓄电池的类型包括交直流充电池、太阳能充电池。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

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