CN111999662B - 用于检测不间断电源的电池的外部开关状态的新方法 - Google Patents

用于检测不间断电源的电池的外部开关状态的新方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111999662B
CN111999662B CN202010984347.XA CN202010984347A CN111999662B CN 111999662 B CN111999662 B CN 111999662B CN 202010984347 A CN202010984347 A CN 202010984347A CN 111999662 B CN111999662 B CN 111999662B
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
ups
external switch
voltage
time
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010984347.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN111999662A (zh
Inventor
蒋余健
张冬宇
张登科
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Santak Electronic Shenzhen Co Ltd
Original Assignee
Santak Electronic Shenzhen Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Santak Electronic Shenzhen Co Ltd filed Critical Santak Electronic Shenzhen Co Ltd
Priority to CN202010984347.XA priority Critical patent/CN111999662B/zh
Publication of CN111999662A publication Critical patent/CN111999662A/zh
Priority to TW110134393A priority patent/TW202212850A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111999662B publication Critical patent/CN111999662B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3842—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC combining voltage and current measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/327—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明提供一种用于检测UPS的电池的外部开关状态的方法，包括如下步骤：步骤一：监测UPS的电池电流；步骤二：如果所述电池电流低于预设的电流阈值，关闭所述UPS的电池充电器一段时间并在该一段时间内监测所述UPS的电池电压；以及步骤三：如果所述电池电压低于预设的电压阈值，则判断所述电池的外部开关是断开的。

Description

用于检测不间断电源的电池的外部开关状态的新方法
技术领域
本发明属于电力电源领域，尤其涉及一种用于检测不间断电源的电池的外部开关状态的新方法。
背景技术
不间断电源(UPS)是一种向负载提供不间断、优质、可靠的交流电能，并具有实时保护和监测监控供电状态功能的供电设备，对改善供电质量、保证设备正常运行有着重要的作用。具体地，UPS将储能装置(例如蓄电池，多为铅酸免维护蓄电池)与主机相连接，一旦市电供电中断时，蓄电池立即对逆变器供电以保证UPS电源的交流输出电压。因此，在UPS的应用过程中，电池是否正确连接到主机直接关系到能否实现不间断供电，有必要检测电池的外部开关的状态。
参见图1所示的UPS拓扑的电池充电电路。电池1通过外部开关2连接至充电器3，充电器3包括三个彼此串联的开关管Q1、Q2和Q3以及分别与开关管Q1、Q2和Q3并联的二极管D1、D2和D3，在市电工作模式下，UPS给负载供电的同时通过充电器3给电池1充电，通过电流检测部件5检测的电池的电流信号SI和通过电压检测部件6检测的电池的电压信号SV传输给UPS数据处理单元4，电池1并联有用于滤除高频纹波的电容7。当电池容量快饱和时，充电电流较小，此时，如果外部开关断开，由于电池充电器正常工作会给电容充电，UPS依然能够检测到的正常的电压，就会误以为外部开关正常连接。为了解决这个问题，现有技术会采用专门的部件(图中未示出)检测外部开关的状态并将外部开关的状态信号SS传输给UPS数据处理单元4，但这需要外接信号线，通过检测接到电池端的硬件信号来判断外部开关的状态。
发明内容
因此，本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种用于检测UPS的电池的外部开关状态的方法，包括如下步骤：
步骤一：监测UPS的电池电流；
步骤二：如果所述电池电流低于预设的电流阈值，关闭所述UPS的电池充电器一段时间并在该一段时间内监测所述UPS的电池电压；以及
步骤三：如果所述电池电压低于预设的电压阈值，则判断所述电池的外部开关是断开的。
根据本发明的用于检测UPS的电池的外部开关状态的方法，优选地，在所述步骤一中，周期性地监测UPS的电池电流。
根据本发明的用于检测UPS的电池的外部开关状态的方法，优选地，在所述步骤一中，每间隔一小时监测一次UPS的电池电流。
根据本发明的用于检测UPS的电池的外部开关状态的方法，优选地，在所述步骤二中，所述一段时间依赖所述UPS的具体电路型号来设置。
根据本发明的用于检测UPS的电池的外部开关状态的方法，优选地，所述一段时间取决于所述UPS中与所述电池并联的电容两端电压的下降斜率。
本发明还提供了另一种用于检测UPS的电池的外部开关状态的方法，包括如下步骤：
步骤一：增大所述UPS的电池的充电电压并限制所述UPS的电池的充电电流，同时监测电池电压；
步骤二：如果所监测的电池电压在预设时间内达到目标值，则判断所述电池的外部开关是断开的。
根据本发明的另一种用于检测UPS的电池的外部开关状态的方法，优选地，在步骤一中，增大所述充电电压预设的幅值。
根据本发明的另一种用于检测UPS的电池的外部开关状态的方法，优选地，所述预设的幅值为10V。
根据本发明的另一种用于检测UPS的电池的外部开关状态的方法，优选地，所述目标值等于所述预设时间内与所述电池并联的电容两端能够达到的电压。
与现有技术相比，本发明的优点在于：无需设置专门的部件就能够检测电池的外部开关状态，操作简单，成本低。
附图说明
以下参照附图对本发明实施例作进一步说明，其中：
图1为UPS拓扑的电池充电电路；
图2为根据本发明第一实施例的检测UPS的电池的外部开关状态的方法流程图；
图3示出根据本发明第一实施例的UPS电池的充电电流、充电电压、电池电压、电池电流、外部开关状态、充电器状态的变化以及相应的开关状态检测结果；
图4为根据本发明第二实施例的检测UPS的电池的外部开关状态的方法流程图；以及
图5示出根据本发明第二实施例的UPS电池的充电电流、电池电压、电池电流、外部开关状态、充电器电压的变化以及相应的开关状态检测结果。
具体实施方式
为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图通过具体实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
第一实施例
该实施例提供了一种用于检测UPS的电池的外部开关状态的方法，参见图2所示的该方法的流程图，其包括如下步骤：
步骤一：控制UPS在市电模式下工作，从而给UPS的电池充电；
步骤二：监测UPS的电池电流；
步骤三：如果所监测的UPS的电池电流低于预设的电流阈值，关闭UPS的电池充电器一段时间并在该段时间内监测UPS的电池电压，该电流阈值根据电池在基本充饱的情况下的电流来设置，通常默认为1A，对于容量较小的电池可以设置为0.5A，本领域技术人员能够理解，在电池领域，一般小于18AH为小密电池(即小容量电池)，大于200AH为大密电池(即大容量电池)，二者之间的为中大密电池(即中大容量电池)，断开充电器的一段时间依据UPS的具体电路型号来设置，特别地依赖于电容两端电压的下降斜率；
步骤四：如果所监测的UPS的电池电压比较稳定，则判断电池的外部开关是闭合的；如果所监测的UPS的电池电压降低至预设电压阈值，则判断电池的外部开关是断开的，该电压阈值取决于电容的放电速率和设置的时间间隔(即关闭充电器的时长)。
为了帮助理解该第一实施例，本发明人借助于图3解释电池的外部开关的状态检测过程。图3示出根据本发明的第一实施例的UPS电池的充电电流、UPS检测的电池电压、充电电压、电压阈值、电流阈值、外部开关状态和充电器状态随时间的变化关系以及相应的开关状态检测结果。
首先采用恒定的电流，优选为恒定的大电流(例如，对于容量为100AH的电池，厂家一般给的默认大充电电流是100AH x(0.15～0.25)＝15A～20A)给UPS电池充电，此时，UPS检测到电池电压上升，电池电压在t1时刻到达设定阈值，采用恒定的电压给电池充电，充电电流逐渐降低，电池电压略微回落后达到平衡，电池容量慢慢地接近饱和，充满。在这个过程中，电池的外部开关一直处于闭合状态。在t2时刻，充电电流低于电流设定的电流阈值，此时关闭电池充电器一直到t3时刻，在这个过程中，由于外部开关是闭合的，所以UPS检测到的电池电压一直是正常的，所以检测结果是外部开关闭合。在t3时刻打开电池充电器继续给电池充电。在t4时刻断开电池的外部开关(人为地断开或者是由于故障断开)，如果充电器保持充电状态，那么检测到的电池电压由于其并联电容的存在而没有变化，这样UPS就会误以为电池的外部开关闭合。为了正确的判断外部开关的状态，在t5时刻断开充电器，此时，如果外部开关为断开的，那么UPS就会检测到电池电压的降低，此时检测到的电池电压是由电池两端并联的电容提供的，在t6时刻，检测的电池电压降低到设定的电压阈值时，就判断为外部开关断开，如图3所示的情况。如果外部开关为闭合的，UPS检测到的电压由电池提供，此时电池电压会比较稳定。
在具体实施过程中，为了保证电池的正常充电，周期性地监测电池电流并在电流低于阈值时断开电池充电器进行开关状态的检测，即每间隔一个周期的时间监测一次电池电流，该周期取决于UPS的电池充电周期，即从开始充电到充饱所需的时间，例如1小时，不同的UPS电路和电池型号的充电周期是不同的。也就是说，在该实施例中，在电池充饱的前提下检测电池的外部开关状态。
第二实施例
该实施例提供了一种用于检测UPS的电池的外部开关状态的方法，参见图4所示的该方法的流程图，其包括如下步骤：
步骤一：控制UPS在市电模式下工作，从而给UPS的电池充电；
步骤二：增大充电电压(优选的增大预设的幅值(例如10V))并限制充电电流，同时监测电池电压，特别地，充电电流值根据电池容量设置，例如1A，电池容量小时可以设置为0.5A；
步骤三：如果监测的电池电压在预设时间内达到目标值，就判断电池的外部开关断开。在该实施例中，该目标值取决于充电电流、充电时间和与电池并联的电容器的电容值。判断依据是：电池相当于一个较大容量的电容，采用预设的充电电流将其充电到设定的目标电压需要较长的时间，但是，如果电池的外部开关断开，此时充电器将给与电池并联的电容充电，同样大小的充电电流将会在较短的时间内使得电容两端达到目标电压。
例如，电池充电器正常以540V的电压给电池充电，UPS***将充电电压增加至550V并将充电电流限制在1A，如果电池的外部开关是断开的，那么检测到的电池电压在一段时间内(例如1s)将会达到目标值，例如550V。该目标值可以根据具体情况人为设置。
为了便于理解该第二实施例，发明人借助于图5解释电池的外部开关的状态检测过程。图5示出了本发明实施例的UPS电池的充电电流、检测的电池电压、外部开关状态、目标电压、电流阈值和电压阈值随时间的变化关系以及相应的开关状态检测结果。
在该实施例中，首先采用恒定的大电流给UPS电池充电，此时，电池电压上升，然后当电池电压在t1时刻到达设定阈值的时候，再采用恒定的电压给电池充电，充电电流逐渐降低，电池电压略微回落后达到平衡，电池容量在慢慢地接近饱和，被充满。在这个过程中，电池的外部开关一直处于闭合状态。
在电池基本充饱的t2时刻，将充电器的目标电压提高一直到t3时刻，t2和t3之间的时间间隔根据电容上的电压的上升斜率设置。电容上电压的计算公式是：(充电电流x充电时间)/电容值。
由于限制了充电电流，即使充电电压升高，在这段时间内的电池电压也不会有明显的变化。但是，如果电池的外部开关是断开的，如图5所示的t4时刻将外部开关断开，此时再抬高充电电压，例如在t5时刻抬高充电电压到t6时刻，这个过程中充电器给电容充电，在很短的时间内就可以使电容两端达到很高的电压。例如，如果以1A的电流给384μF的电容充电0.5s，那么电容两端的电压能达到1302V，如果检测的电压达到该目标值，就判断电池的外部开关断开。
本发明的检测UPS电池的外部开关状态的方法无需设置专门的检测部件，操作简单，成本低。
虽然本发明已经通过优选实施例进行了描述，然而本发明并非局限于这里所描述的实施例，在不脱离本发明范围的情况下还包括所作出的各种改变以及变化。

Claims (9)

1.一种用于检测UPS的电池的外部开关状态的方法，所述电池通过所述外部开关连接至所述UPS的充电器，所述电池和所述外部开关构成的串联电路并联有电容，所述方法包括如下步骤：
步骤一：监测UPS的电池电流；
步骤二：如果所述电池电流低于预设的电流阈值，关闭所述UPS的电池充电器一段时间并在该一段时间内监测所述UPS的电池电压，所述电池电压为所述电容两端的电压；以及
步骤三：如果所述电池电压低于预设的电压阈值，则判断所述电池的外部开关是断开的。
2.根据权利要求1所述的用于检测UPS的电池的外部开关状态的方法，其中，在所述步骤一中，周期性地监测UPS的电池电流。
3.根据权利要求2所述的用于检测UPS的电池的外部开关状态的方法，其中，在所述步骤一中，每间隔一小时监测一次UPS的电池电流。
4.根据权利要求1所述的用于检测UPS的电池的外部开关状态的方法，其中，在所述步骤二中，所述一段时间依赖所述UPS的具体电路型号来设置。
5.根据权利要求4所述的用于检测UPS的电池的外部开关状态的方法，其中，所述一段时间取决于所述电容两端电压的下降斜率。
6.一种用于检测UPS的电池的外部开关状态的方法，所述电池通过所述外部开关连接至所述UPS的充电器，所述电池和所述外部开关构成的串联电路并联有电容，所述方法包括如下步骤：
步骤一：增大所述UPS的电池的充电电压并限制所述UPS的电池的充电电流，同时监测电池电压，所述电池电压为所述电容两端的电压；
步骤二：如果所监测的电池电压在预设时间内达到目标值，则判断所述电池的外部开关是断开的。
7.根据权利要求6所述的用于检测UPS的电池的外部开关状态的方法，其中，在步骤一中，增大所述充电电压预设的幅值。
8.根据权利要求7所述的用于检测UPS的电池的外部开关状态的方法，其中，所述预设的幅值为10V。
9.根据权利要求6所述的用于检测UPS的电池的外部开关状态的方法，其中，所述目标值等于所述预设时间内所述电容两端能够达到的电压。
CN202010984347.XA 2020-09-18 2020-09-18 用于检测不间断电源的电池的外部开关状态的新方法 Active CN111999662B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010984347.XA CN111999662B (zh) 2020-09-18 2020-09-18 用于检测不间断电源的电池的外部开关状态的新方法
TW110134393A TW202212850A (zh) 2020-09-18 2021-09-15 用於檢測不斷電電源供應器的電池的外部開關狀態的新方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010984347.XA CN111999662B (zh) 2020-09-18 2020-09-18 用于检测不间断电源的电池的外部开关状态的新方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111999662A CN111999662A (zh) 2020-11-27
CN111999662B true CN111999662B (zh) 2023-01-06

Family

ID=73474547

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010984347.XA Active CN111999662B (zh) 2020-09-18 2020-09-18 用于检测不间断电源的电池的外部开关状态的新方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN111999662B (zh)
TW (1) TW202212850A (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI762372B (zh) * 2021-07-06 2022-04-21 大陸商美律電子(深圳)有限公司 儲能裝置及其電源供應方法
CN114019389A (zh) * 2021-10-22 2022-02-08 杭州华塑科技股份有限公司 一种电池开路检测方法、装置、电子设备和存储介质

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3330232B2 (ja) * 1994-07-15 2002-09-30 山洋電気株式会社 交直流無停電電源装置
CN2600968Y (zh) * 2003-01-17 2004-01-21 朱惠勇 一种ups不间断电源装置
CN202815145U (zh) * 2012-10-12 2013-03-20 广东易事特电源股份有限公司 Ups蓄电池断路检测装置
KR101440531B1 (ko) * 2012-07-09 2014-09-17 주식회사 엘지화학 전기 접촉기 진단 장치 및 방법
CN204967356U (zh) * 2015-09-18 2016-01-13 国网山西省电力公司大同供电公司 一种ups电源电路
CN103645412B (zh) * 2013-12-25 2017-08-25 华为技术有限公司 电池检测方法和装置
CN105259516B (zh) * 2015-11-11 2018-02-13 漳州科华技术有限责任公司 一种后备式ups输入开关异常检测装置
CN107785987A (zh) * 2016-08-25 2018-03-09 伊顿制造（格拉斯哥）有限合伙莫尔日分支机构 在线式不间断电源

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3330232B2 (ja) * 1994-07-15 2002-09-30 山洋電気株式会社 交直流無停電電源装置
CN2600968Y (zh) * 2003-01-17 2004-01-21 朱惠勇 一种ups不间断电源装置
KR101440531B1 (ko) * 2012-07-09 2014-09-17 주식회사 엘지화학 전기 접촉기 진단 장치 및 방법
CN202815145U (zh) * 2012-10-12 2013-03-20 广东易事特电源股份有限公司 Ups蓄电池断路检测装置
CN103645412B (zh) * 2013-12-25 2017-08-25 华为技术有限公司 电池检测方法和装置
CN204967356U (zh) * 2015-09-18 2016-01-13 国网山西省电力公司大同供电公司 一种ups电源电路
CN105259516B (zh) * 2015-11-11 2018-02-13 漳州科华技术有限责任公司 一种后备式ups输入开关异常检测装置
CN107785987A (zh) * 2016-08-25 2018-03-09 伊顿制造（格拉斯哥）有限合伙莫尔日分支机构 在线式不间断电源

Also Published As

Publication number Publication date
TW202212850A (zh) 2022-04-01
CN111999662A (zh) 2020-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107894567B (zh) 电池包以及电池包接口状态的检测***和检测方法
CN102082307B (zh) 锂电模块并联使用方法及***
US9077201B2 (en) Uninterruptible power supply device
CN111999662B (zh) 用于检测不间断电源的电池的外部开关状态的新方法
CN102280924B (zh) 一种继电保护装置持续供电***
CN202013570U (zh) 一种基于pcie接口的固态硬盘掉电保护装置
CN110266100A (zh) 电源切换电路和电源切换方法
CN203434637U (zh) 蓄能***
CN110828913B (zh) 电池充电方法及其充电***
CN102608371B (zh) 蓄电池检测装置及其欠压保护方法
CN106328179A (zh) 供电电路与供电方法
WO2023165300A1 (zh) 充电电路、装置及设备
CN101949982A (zh) 超级电容检测控制电路***
CN104300605A (zh) 一种电源电路及其控制方法
JP2000166102A (ja) バックアップ方法およびバックアップ装置
CN217741342U (zh) 一种通讯隔离控制电路、电池管理***及电源
CN102938570B (zh) 供电***及供电装置
CN108693429B (zh) 一种放电晶闸管的故障检测方法、装置及控制装置
CN114629207A (zh) 电池预充电电路、电池预充电方法及充电设备
CN109301890B (zh) 一种直流***蓄电池组电压均衡方法及***
CN113991820A (zh) 一种控制方法及储能供电***
CN108304059B (zh) 一种计算机异常断电自动关机***及方法
CN112816817A (zh) 一种切换单元状态检测方法及应用装置
JP2022532276A (ja) 電気装置、電力供給システム及び電気装置の製造方法
CN217307310U (zh) 电池预充电电路及充电设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant