技术领域
[0001] 本
发明涉及电
力系统技术领域，尤其涉及一种永磁断路器储能电源的应急充电装置。
背景技术
[0002] 永磁断路器的控制系统
稳定性一直是困扰
电网运维人员的问题。目前市场上永磁操动机构
开关，主操作采用电磁能进行驱动，为防止电磁控制箱故障情况下断路器无法合闸引起线路故障扩大，永磁断路器分闸一般增加
弹簧储能机构作为备用，而合闸无机械备用机构，合闸操作只能通过
控制器储能电源驱动永磁机构实现动作。在实际生产中配网运维部
门经常发生断电后由于控制器的储能电源没有足够电源，导致无法合闸情况。目前针对永磁断路器合闸问题普遍采用24V
电池对储能电源充电措施，存在电池重量重、携带不便、无电池
电压监控等缺点。
发明内容
[0003] 本发明所要解决的技术问题在于，提供一种永磁断路器储能电源的应急充电装置，以保障正常的分合闸控制。
[0004] 为了解决上述技术问题，本发明提供一种永磁断路器储能电源的应急充电装置，包括：
[0005] 用于与永磁断路器储能电源电连接的充电头；
[0006] 220V/110V直流电压逆变
电路，与所述充电头电连接，经由电压选择开关的动作输出直流220V电压或直流110V电压，为永磁断路器储能电源充电；
[0007] 被充
电源电压显示模
块，用于显示永磁断路器储能电源被充至的电压，以供判断是否充满；
[0008] 锂电池以及与所述锂电池电连接、用于显示所述锂电池剩余电量的电池电量显示电路。
[0009] 进一步地，所述220V/110V直流电压逆变电路包括第一控
制芯片U1、
变压器T1、电感L1、光电
耦合器U4、稳压源U5、场效应管Q1、
二极管D1、D2、稳压二极管D3、负
温度系数热敏
电阻器NTC。
[0010] 进一步地，所述第一控制芯片U1的1号管脚分别连接电阻R11一端与电容C6一端，2号管脚分别连接电阻R18一端、电阻R11另一端、电容C6另一端，3号管脚分别连接电容C8一端与电阻R12一端，4号管脚分别连接电阻R13一端与电容C9一端，5号管脚连接地，6号管脚连接电阻R10一端，7号管脚分别连接电容C7一端、电感L1一端、
电解电容C5一端，8号管脚分别连接电阻R13一端、电容C10一端与光电耦合器U4的3号管脚一端。
[0011] 进一步地，所述场效应管Q1的G极分别连接R10一端与电阻R9一端，D极分别连接电阻R2一端与电容C3一端、变压器T1的初级线圈一端，S极分别连接电阻R12一端与电阻R1一端；二极管D1的正极分别连接电阻R2一端与电容C3一端，电阻R2与电容C3并联，D1的负极分别连接电感L1一端与变压器T1的12初级线圈一端、12V电源；二极管D2的正极连接变压器T1的78次级线圈一端，负极分别连接电解电容C4正极一端、电阻R24一端、电阻R23一端与电阻NTC一端；稳压二极管D3的正极分别连接电解电容C4负极一端、T1的56次级线圈一端、充电头J2的2号管脚一端、电阻R21一端，负极分别连接电阻R25一端、电阻R26一端与光电耦合器U4的1号管脚。
[0012] 进一步地，变压器T1的12初级线圈分别连接二极管D1的负极、电感L1一端与12V电源，34初级线圈分别连接电容C3一端、电阻R2一端、场效应管Q1的D极，56次级线圈连接地，78次级线圈连接二极管D2正极。
[0013] 进一步地，光电耦合器U4的1号管脚连接电阻R25一端、电阻R26一端与稳压二极管D3负极一端，2号管脚连接电阻R26一端、电容C11一端与稳压源U5的3号管脚一端，3号管脚连接电容C10一端、U1的8号管脚一端与电阻R13一端，4号管脚连接电阻R18一端与电阻R19一端；稳压源U5的1号管脚连接电阻R20一端、电阻R22一端与电容C11一端，2号管脚连接地，3号管脚连接电阻R26一端、电容C11一端与光电耦合器U4的2号管脚一端。
[0014] 进一步地，充电头J2的1号管脚连接电阻NTC一端，2号管脚分别连接地、变压器T1的56次级线圈一端、开关K2的2号管脚一端、稳压二极管D3的正极、电阻R21一端。
[0015] 进一步地，所述被充电源电压显示模块为芯片J3，其1号管脚分别连接电解电容C2负极一端、电解电容C1一端、电容C13一端，2号管脚连接12V电源、3号管脚连接
输出电压。
[0016] 进一步地，所述锂电池包括多节
串联的电池单元BT1、BT2、BT3、BT4；所述电池电量显示电路包括四个电量指示灯LED2-LED5、输出端分别与四个电量指示灯连接的四个
放大器U3-1～U3-4、分别连接在四个电量指示灯的正极的电阻R3-R6，其中：
[0017] 放大器U3-4的同向输入端分别连接电阻R29一端、放大器U3-1的同向输入端、放大器U3-2的同向输入端、放大器U3-3的同向输入端、电容C14一端，反向输入端分别连接电阻R15一端、电阻R16一端；
[0018] 放大器U3-3的同向输入端分别连接电阻R29一端、放大器U3-1的同向输入端、放大器U3-2的同向输入端、放大器U3-4的同向输入端、电容C14一端，反向输入端分别连接电阻R16一端、电阻R17一端；
[0019] 放大器U3-2的同向输入端分别连接电阻R29一端、放大器U3-1的同向输入端、放大器U3-3的同向输入端、放大器U3-4的同向输入端、电容C14一端，反向输入端分别连接电阻R17一端、电阻R27一端；
[0020] 放大器U3-1的同向输入端分别连接电阻R29一端、放大器U3-2的同向输入端、放大器U3-3的同向输入端、放大器U3-4的同向输入端、电容C14一端，反向输入端分别连接电阻R27一端、电阻R28一端。
[0021] 进一步地，所述应急充电装置还包括用于为所述锂电池进行充电的充电
接口J1，其1号端分别连接电阻R19一端、电容C10一端、电解电容C12负极、电阻R1一端、电阻R9一端、电解电容C5一端、U1的5号管脚一端、电容C9一端、电容C8一端、电阻R30一端，2号端连接电池单元BT1负极，3号端分别连接电池单元BT4正极、开关K1的2号端、电解电容C1正极、电解电容C2正极。
[0022] 本发明
实施例的有益效果在于：可为永磁断路器储能电源提供充电，从而实现开关的正常分合闸控制；具有操作简单，携带方便，安全可靠的特点，同时该设备具备充电功能、被充设备电压监控功能、输出自适应功能，能够很好解决储能电源故障引起的合闸问题。
附图说明
[0023] 为了更清楚地说明本发明实施例或
现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，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的附图。
[0024] 图1是本发明实施例一种永磁断路器储能电源的应急充电装置的电路结构示意图。
具体实施方式
[0025] 以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。
[0026] 请参照图1所示，本发明实施例提供一种永磁断路器储能电源的应急充电装置，包括：
[0027] 用于与永磁断路器储能电源电连接的充电头；
[0028] 220V/110V直流电压逆变电路，与所述充电头电连接，经由电压选择开关的动作输出直流220V电压或直流110V电压，为永磁断路器储能电源充电；
[0029] 被充电源电压显示模块，用于显示永磁断路器储能电源被充至的电压，以供判断是否充满；
[0030] 锂电池以及与所述锂电池电连接、用于显示所述锂电池剩余电量的电池电量显示电路。
[0031] 具体地，220V/110V直流电压逆变电路包括第一控制芯片U1、变压器T1、电感L1、光电耦合器U4、稳压源U5、场效应管Q1、二极管D1、D2、稳压二极管D3、负温度系数
热敏电阻器NTC，U1的1号管脚分别连接电阻R11一端与电容C6一端，2号管脚分别连接电阻R18一端、电阻R11另一端、电容C6另一端，3号管脚分别连接电容C8一端与电阻R12一端，4号管脚分别连接电阻R13一端与电容C9一端，5号管脚连接地，6号管脚连接电阻R10一端，7号管脚分别连接电容C7一端、电感L1一端、电解电容C5一端，8号管脚分别连接电阻R13一端、电容C10一端与光电耦合器U4的3号管脚一端。
[0032] 场效应管Q1的G极分别连接R10一端与电阻R9一端，D极分别连接电阻R2一端与电容C3一端、变压器T1的初级线圈一端，S极分别连接电阻R12一端与电阻R1一端。
[0033] 二极管D1的正极分别连接电阻R2一端与电容C3一端，电阻R2与电容C3并联，D1的负极分别连接电感L1一端与变压器T1的12初级线圈一端、12V电源。二极管D2的正极连接变压器T1的78次级线圈一端，负极分别连接电解电容C4正极一端、电阻R24一端、电阻R23一端与电阻NTC一端。稳压二极管D3的正极分别连接电解电容C4负极一端、T1的56次级线圈一端、充电头J2的2号管脚一端、电阻R21一端，负极分别连接电阻R25一端、电阻R26一端与光电耦合器U4的1号管脚。
[0034] 变压器T1的12初级线圈分别连接二极管D1的负极、电感L1一端与12V电源，34初级线圈分别连接电容C3一端、电阻R2一端、场效应管Q1的D极，56次级线圈连接地，78次级线圈连接二极管D2正极。
[0035] 光电耦合器U4的1号管脚连接电阻R25一端、电阻R26一端与稳压二极管D3负极一端，2号管脚连接电阻R26一端、电容C11一端与稳压源U5的3号管脚一端，3号管脚连接电容C10一端、U1的8号管脚一端与电阻R13一端，4号管脚连接电阻R18一端与电阻R19一端。
[0036] 稳压源U5的1号管脚连接电阻R20一端、电阻R22一端与电容C11一端，2号管脚连接地，3号管脚连接电阻R26一端、电容C11一端与光电耦合器U4的2号管脚一端。
[0037] 充电头J2的1号管脚连接电阻NTC一端，2号管脚分别连接地、变压器T1的56次级线圈一端、开关K2的2号管脚一端、稳压二极管D3的正极、电阻R21一端。
[0038] 本实施例中，电压选择开关采用单刀双掷开关K2，K2的1号端分别连接电阻R20一端与电阻R21一端，2号端分别连接地、J2的2号管脚、稳压二极管D3的正极、电阻R21一端、T1的56次级线圈一端，3号端连接LED指示灯LED-110V的负极。通过操作K2选择DC110V或DC220V输出，其中，将2号端与3号端连接时为选择DC110V输出，则LED指示灯LED-110V将亮起。LED指示灯LED-110V的正极连接电阻R8。
[0039] 被充电源电压显示模块为芯片J3，其1号管脚分别连接电解电容C2负极一端、电解电容C1一端、电容C13一端，2号管脚连接12V电源、3号管脚连接输出电压。当储能电源充满时，电压显示为DC235V以上，关闭应急电源开关，取下应急电源输出线，进行合闸操作。本实施例中，应急电源开关采用单刀单掷开关K1，其1号端分别连接12V电源、电容C13一端、电解电容C12正极、电阻R8一端、电阻R7一端、电阻R29一端、电阻R14一端、电阻R3一端、电阻R4一端、电阻R5一端、电阻R6一端，2号端分别连接直流充电插座J1的3号端、电解电容C1正极、电解电容C2正极。将K1的1号端与2号端连接时为K1闭合，断开1号端与2号端连接时为K1断开。
[0040] 锂电池包括多节串联的电池单元BT1、BT2、BT3、BT4。
[0041] 电池电量显示电路包括四个电量指示灯LED2-LED5、输出端分别与四个电量指示灯连接的四个放大器U3-1～U3-4、分别连接在四个电量指示灯的正极的电阻R3-R6，其中：
[0042] 放大器U3-4的同向输入端分别连接电阻R29一端、放大器U3-1的同向输入端、放大器U3-2的同向输入端、放大器U3-3的同向输入端、电容C14一端，反向输入端分别连接电阻R15一端、电阻R16一端；
[0043] 放大器U3-3的同向输入端分别连接电阻R29一端、放大器U3-1的同向输入端、放大器U3-2的同向输入端、放大器U3-4的同向输入端、电容C14一端，反向输入端分别连接电阻R16一端、电阻R17一端；
[0044] 放大器U3-2的同向输入端分别连接电阻R29一端、放大器U3-1的同向输入端、放大器U3-3的同向输入端、放大器U3-4的同向输入端、电容C14一端，反向输入端分别连接电阻R17一端、电阻R27一端；
[0045] 放大器U3-1的同向输入端分别连接电阻R29一端、放大器U3-2的同向输入端、放大器U3-3的同向输入端、放大器U3-4的同向输入端、电容C14一端，反向输入端分别连接电阻R27一端、电阻R28一端。
[0046] 通过电量指示灯LED2-LED5点亮情况可以判断本实施例的应急充电装置的当前剩余电量，当LED2-LED5全部点亮时为电量100％状态，仅LED2亮时，为剩余25％电量。
[0047] 此外，还包括稳压二极管U2和开关指示灯LED1，LED1的正极分别连接电阻R7一端，负极分别连接稳压二极管U2的正极、电解电容C12负极一端、电容C13一端、电解电容C1负极一端、电解电容C2负极一端、接地。稳压二极管U2的正极分别连接LED1的负极一端、电解电容C12负极一端、电容C13一端、电解电容C1负极一端、电解电容C2负极一端、接地，负极分别连接电阻R29一端、电容C14一端、放大器U3-4的同向输入端、放大器U3-3的同向输入端、放大器U3-2的同向输入端、放大器U3-1的同向输入端。
[0048] 当本实施例的应急充电装置的锂电池容量显示低时，需使用AC220V转DC12V充电器(充电
电流2A)进行充电，充电接口为J1。J1的1号端分别连接电阻R19一端、电容C10一端、电解电容C12负极、电阻R1一端、电阻R9一端、电解电容C5一端、U1的5号管脚一端、电容C9一端、电容C8一端、电阻R30一端，2号端连接电池单元BT1负极，3号端分别连接电池单元BT4正极、开关K1的2号端、电解电容C1正极、电解电容C2正极。
[0049] 本实施例中，接地端包括：电容C7一端、变压器T1的次级线圈一端、电解电容C4负极一端、稳压二极管D3正极一端、电阻R21一端、J2的2号端、开关K2的2号端、稳压二极管U5正极一端、电容C9一端、电容C8一端、电阻R30一端、U1的5号管脚一端、电解电容C5负极一端、电阻R9一端、电阻R1一端、电解电容C12负极一端、电容C10一端、电阻R19一端、J1的1号端、电容C14一端、稳压二极管U2正极一端、LED1负极一端、电容C13一端、电解电容C12、电容C1、C2负极一端、J3的1号端。
[0050] 当永磁断路器因电源故障导致无法合闸时，电网运维部门人员通过携带的本发明实施例的应急充电装置，为永磁断路器储能电源进行充电，从而实现开关的正常分合闸控制。操作步骤如下：
[0051] 本发明实施例的应急充电装置的充电头J2的正负极输出线接至储能电源；
[0052] 通过操作电压选择开关K2选择DC110V或DC220V输出；
[0053] 打开电源开关K1，如此时是DC110V输出，则LED指示灯LED-110V亮起；
[0054] 通过被充电源电压显示模块J3判断是否充电完成；当储能电源充满时(电压显示为DC235V以上)，关闭电源开关K1，取下应急电源输出线；
[0055] 进行合闸操作。
[0056] 与相关技术相比较，本发明实施例具有如下有益效果：可为永磁断路器储能电源提供充电，从而实现开关的正常分合闸控制；具有操作简单，携带方便，安全可靠的特点，同时该设备具备充电功能、被充设备电压监控功能、输出自适应功能，能够很好解决储能电源故障引起的合闸问题。
[0057] 以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明
权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
