CN103176100B - 一种ups中检测蓄电池是否连接正常的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种UPS检测电池是否连接正常的一种方法和装置，该方法包括如下步骤：通过控制ChargeOn/Off开关，控制充电板继电器是否对电池进行充电，然后通过判断电池电压来检测电池是否连接正常。此方法应用简单，不需要增加额外的硬件电路即可实现。只需要对现有的数字处理器芯片加以有效利用即可，有明显的成本优势，且可靠性高。

Description

一种UPS中检测蓄电池是否连接正常的方法及装置

技术领域

本发明涉及不间断电源领域，特别涉及一种在不间断电源中如何检测蓄电池的连接是否正常的方法及检测电路。

背景技术

UPS（Uninterruptible Power System 　不间断电源）是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。主要用于给单台计算机、计算机网络***或其它电力电子设备提供不间断的电力供应。当市电输入正常时，UPS 不间断电源将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS就是一台交流市电稳压器，同时它还向机内电池充电；当市电中断（事故停电）时， UPS 立即将机内电池的电能，通过逆变转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。UPS不间断电源设备通常对电压过大和电压太低都提供保护。由于在市电输入正常时，UPS仅仅只是一台交流市电稳压器，在其中接入或者不接入蓄电池都不会影响向负载供电，因此，在市电输入正常时，往往不能直观了解蓄电池是否在线，如果实际应用中UPS的蓄电池没有接入到电路中，一旦市电不正常，需要切换到由蓄电池供电，而蓄电池没有在线，将会导致负载电源中断，可能千万损失，因此，UPS中需要对自身的蓄电池是否在线进行检测，如果蓄电池不在线则及时提醒使蓄电池在线。 

发明内容

本发明的目的是为为了解决以上问题，本发明提供一种在UPS中检测蓄电池的连接是否正常的方法和检测装置。

本发明的技术方案是：一种UPS中检测蓄电池是否连接正常的方法，UPS的充电板利用蓄电池接入点分别与蓄电池的正负极相连，通过充电板继电器K1控制是否向蓄电池充电，包括以下步骤：

步骤1、事先在确定蓄电池正常连接、市电输入正常时，断开充电板继电器K1，测量蓄电池接入点的电压，并保存；

步骤2、在市电输入正常时，吸合充电板继电器K1，测量蓄电池接入点的电压                                                ，并保存；

步骤3、将充电板继电器K1断开设定时间时间段；

步骤4、测量充电板继电器K1断开设定时间时蓄电池接入点的电压，并立即恢复充电板继电器至吸合状态；

步骤5、判断是否为真，若为真则说明蓄电池没有正常连接，否则蓄电池是正常连接。

进一步的，上述的UPS中检测蓄电池是否连接正常的方法中：所述设定时间根据UPS电路板上的储能电容大小确定，当UPS每节输入电池电压为12V时，UPS电路板上的储能电容为330uF时，设定时间为80ms。

本发明还提供了一种UPS中检测蓄电池是否连接正常的检测装置，包括与蓄电池相连的蓄电池充电板，在所述的蓄电池充电板上设置有微处理器、设置在蓄电池充电板上市电对所述的UPS的蓄电池充电的电路中的继电器（K1），控制蓄电池充电板是否向蓄电池充电的继电器、控制所述的继电器断开与吸合的控制电路、测量所述的蓄电池充电板与蓄电池相连的蓄电池接入点电压的电压检测电路；所述的微处理器通过控制电路控制所述的继电器断开与吸合； 

所述的充电板继电器断开与吸合的控制电路包括控制三极管（Q2）；所述的控制三极管（Q2）的集电极通过所述的继电器（K1）的线圈接电源，所述的控制三极管（Q2）的发射极接地，所述的控制三极管（Q2）的基极接由所述的微处理器提供的控制信号； 

所述的蓄电池接入点电压的电压检测电路包括电池电压取样电路，所述的电压取样电路由蓄电池接入点接入，分别将该蓄电池接入点的电压取样输出到所述的微处理器；

所述的微处理器产生控制所述的继电器（K1）断开或者闭合的控制信号，接收电压检测电路输出的电压信号，判断UPS中检测蓄电池是否连接正常。

进一步的，上述的UPS中检测蓄电池是否连接正常的检测装置中：所述的电压取样电路中还包括分压电路，所述的分压电路产生分压后的输出电压输出到所述的微处理器。

进一步的，上述的UPS中检测蓄电池是否连接正常的检测装置中：在所述的电压取样电路与所述的微处理器之间还包括信号转换电路，所述的信号转换电路包括运算放大器；所述的运算放大器的同相输入端和异相端输入端分别接UPS中接蓄电池接入点的正、负极处，在运算放大器的异相端与输出之间设置电阻R11。

本发明提供一种在UPS在使用过程中当前的电池是否连接正常的检测方法，本方法方便简单，无需增加额外电路。

下面结合具体实施例对本发明作较为详细的描述。

附图说明

图1是本发明中设置有检测UPS中蓄电池是否正常连接电路的UPS控制电路原理图。

图2是本发明中使用的信号转换图。

图3是本发明的控制流程图。

具体实施方式

实施例1， 如图1所示，本实施例中，在UPS控制电路板中增加两个电路，一个是利用微处理器控制充电板继电器断开与吸合的控制电路，另一个是检测UPS输入电池电压的检测电路，电压检测电路检测到的电压输出到微处理器中，由微处理器判断蓄电池是否正常接入，如图1所示，本UPS的电路原理如下：

充电板输入是取自UPS功率电路中的BUS电压DC360V，以后通过两个保险丝F1和F2进入到电路板中，利用二极管D1、电感电容C1和开关管Q1以及变压器T1产生稳定的电压，这里由控制开关管开关的信号可以由微处理器CPU提供，CPU在图中没有画出，使成为一个开关稳压电源，通过变压器T1的次级输出由二极管D2和电感电容C2滤波后在继电器K1的控制下对UPS工作电源SPS供电和给蓄电池充电，对UPS工作电源SPS供电和给蓄电池充电的两个电路并联，给对UPS工作电源SPS供电的电路在接入负载时也加入保险丝F4，并通过二极管D4和电感电容C4稳压和滤波后输出到负载。给蓄电池充电的电路与对UPS工作电源SPS供电的电路相似，也是加了保险丝F3，通过二极管D3和电感电容C3稳压输出，分别与蓄电池的正、负极相连，这里将接入到蓄电池的正、负极的蓄电池接入点分别称为BAT.V＋，BAT.V－，本实施例的目的是检测在市电输出正常的情况下，BAT.V＋，BAT.V－两个点与蓄电池的正负极是否正常连接。

本实施例中，如前面说的充电板上增加了两个电路，其一是继电器的控制电路，其二是充电板上屯蓄电池接入点也就是BAT.V＋，BAT.V－两个点的电压检测电路。继电器的控制电路包括继电器K1、控制三极管Q2；继电器K1设置在对UPS的电池充电的电路中，控制三极管Q2的集电极通过继电器（K1）的线圈接电源，控制三极管Q2的发射极接地，控制三极管Q2的基极接由微处理器提供的控制信号。

BAT.V＋，BAT.V－两个点的电压检测电路包括电压取样电路，电压取样电路设置在UPS中接入蓄电池正、负极处，分别将该处的电压取样输出到微处理器；

BAT.V＋，BAT.V－的输出是两个电压，输入到CPU的是一个BAT.V＋的电压减去BAT.V－的电压的值，因此，在电路中还有一个减法器电路如图2所示的信号转换图其实就是一个得出BAT.V＋的电压减去BAT.V－的电压的电路，BAT.V＋，BAT.V－分别通过电阻R9和R8接运算放大器的“＋”端和“－”端，在R9与运算放大器的“＋”之间通过电阻R10接公共端，在接运算放大器的 “－”端与输出端之间串接电阻R11，然后通过二极管D6作为稳压二极管接入到CPU，二极管D6使CPU输入电压在0-3.3V，保护CPU接口。在CPU中进行A/D转换或者其它形式的信号进行保存。

微处理器产生控制所述的继电器K1断开或者闭合的控制信号，接收电压检测电路输出的电压信号，判断UPS中检测蓄电池是否连接正常。

本实施例中，CPU中运行的软件的控制过程如下：

A、事先在确定蓄电池正常连接、市电输入正常时，断开充电板继电器K1，测量UPS输入电池电压，并保存；

B、在市电输入正常时，吸合充电板继电器K1,测量UPS输入电池电压，并保存；

C、将充电板继电器K1断开；

D、测量充电板继电器断开设定时间80ms时UPS输入电池电压值，并立即恢复充电板继电器至吸合状态；

E、判断是否为真，若为真则说明蓄电池没有正常连接，否则蓄电池是正常连接。

具体如图1、图2所示，在电池连接好时，正常充电模式下，CPU通过 charge on/off 信号端输出高电平，开通Q2，充电板继电器K1吸合，输出一部分给电池组充电，一部分为电源模块（SPS）提供工作电源；

R2~R7通过分压，输出电池取样信号BAT.V+与BAT.V-，此两个信号通过运算放大器给CPU提供电池电压检测信号BAT.V，检测电池电压；

检测电池连接状态：

CPU通过 charge on/off 信号端输出低电平，断开充电板继电器，

若电池已连接好，在充电继电器断开后，电池组可以继续为电源模块（SPS）提供工作电源，CPU检测电池电压下降幅度微弱，则判断电池已连接好；

若电池未连接，在充电继电器断开后，只有电容C3存储的电荷量为电源模块提供短暂的供电，维持UPS正常工作；同时，因电池未连接好，CPU检测电池电压下降幅度超过大，判断电池未连接好，则立刻通过 charge on/off 信号端输出高电平，吸合充电继电器为电源模块续电，并发出声光报警，通过显示屏显示电池故障。

CPU产生的控制信号控制继电器K1，控制是否给电池充电，如果没有电池，则同时控制是否给整个主板供电。如果没电池时，检测时间需要根据C3的大小来控制时间，我们现在选用的是330uF的电容，能够提供超过150ms的供电时间，当前选用的是80ms的检测时间，以达到可靠的目的，图3为控制流程图。

本实施例中确定蓄电池接入是否正常的方法，通过断开充电板继电器，快速检测电池电压当前的电压值，以确定直流是否正常。断开充电板继电器后，需快速检测电池电压值，当掉到有电池状态不可能掉到的电压值时确认电池未连接。并快速吸合充电板继电器。不然电源板上电容放完电后，将不能够继续为UPS工作电压SPS供电，将会使整个***断电。

Claims (2)

1.一种UPS中检测蓄电池是否连接正常的检测装置，包括与蓄电池相连的蓄电池充电板，在所述的蓄电池充电板上设置有微处理器、设置在蓄电池充电板上市电对所述的UPS的蓄电池充电的电路中的继电器(K1)、控制所述的继电器(K1)断开与吸合的控制电路、测量所述的蓄电池充电板与蓄电池相连的蓄电池接入点电压的电压检测电路；所述的继电器(K1)控制蓄电池充电板是否向蓄电池充电；所述的微处理器通过控制电路控制所述的继电器(K1)断开与吸合；其特征在于：

所述的继电器(K1)断开与吸合的控制电路包括控制三极管(Q2)；所述的控制三极管(Q2)的集电极通过所述的继电器(K1)的线圈接电源，所述的控制三极管(Q2)的发射极接地，所述的控制三极管(Q2)的基极接由所述的微处理器提供的控制信号；

所述的蓄电池接入点电压的电压检测电路包括电池电压取样电路，所述的电池电压取样电路由蓄电池接入点接入，分别将该蓄电池接入点的电压取样输出到所述的微处理器；

所述的微处理器产生控制所述的继电器(K1)断开或者闭合的控制信号，接收电压检测电路输出的电压信号，判断UPS中检测蓄电池是否连接正常；

所述的电池电压取样电路中还包括分压电路，所述的分压电路产生分压后的输出电压输出到所述的微处理器。

2.根据权利要求1所述的UPS中检测蓄电池是否连接正常的检测装置，其特征在于：在所述的电压取样电路与所述的微处理器之间还包括信号转换电路，所述的信号转换电路包括运算放大器；所述的运算放大器的同相输入端和异相端输入端分别接UPS中接蓄电池接入点的正、负极处，在运算放大器的异相端与输出之间设置电阻R11。