專利名稱：實(shí)時(shí)在線式不間斷直流電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種實(shí)時(shí)在線式不間斷直流電源。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代生活中，各種各樣的電源充滿了我們的左右，隨著科技的發(fā)展，人民生活水平的日益提高，我們對(duì)不間斷直流電源的需求越來越大，要求則越來越高?，F(xiàn)有的技術(shù)是通過將二次電池組的輸出直接并聯(lián)于AC/DC模塊和負(fù)載設(shè)備之間，來獲得實(shí)時(shí)在線、零切換時(shí)間；或是通過檢測電路，不斷檢測系統(tǒng)是否掉電，來決定是否進(jìn)行電路切換，由二次電池組提供輸出電源。
第一種方式，將會(huì)使二次電池組一直處于浮充狀態(tài)，這是以犧牲二次電池組壽命為代價(jià)的，對(duì)于二次電池組來說，一直處于浮充狀態(tài)，也就是一直處于過充狀態(tài)，久而久之，電池的壽命就在等待中耗盡了。同時(shí)由于二次電池組一直處于浮充狀態(tài)，無法對(duì)電池的真實(shí)荷電量和性能進(jìn)行判斷，對(duì)電池的智能管理也就無法實(shí)現(xiàn)。
第二種方式，由于系統(tǒng)是通過不斷檢測系統(tǒng)是否掉電，來決定是否由二次電池組提供輸出電源，這將會(huì)因切換電路，而不能獲得實(shí)時(shí)在線、零切換時(shí)間。
在現(xiàn)有技術(shù)中無論電池處于什么狀態(tài)，都采用同一種固定的充電模式，極大的損壞了電池組的壽命，另外無法正確判斷電池的荷電量和性能，由于缺乏對(duì)電池真實(shí)情況的了解，將會(huì)導(dǎo)致電池臨近失效而不知，在系統(tǒng)掉電時(shí)無法得到足夠的輸出，造成事故。
現(xiàn)有技術(shù)中由于沒有配置通訊功能的模塊，無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。
現(xiàn)有技術(shù)中由于沒用采用模塊式設(shè)計(jì)，當(dāng)用戶對(duì)功率有不同需求時(shí)，無法通過靈活搭配不同功率的模塊，來滿足各種要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需解決的技術(shù)問題，是為了克服在通常已有技術(shù)中，不間斷直流電源實(shí)現(xiàn)完全實(shí)時(shí)在線、零切換時(shí)間和避免二次電池組長期處于浮充狀態(tài)之間的矛盾，而提供的一種實(shí)時(shí)在線式不間斷直流電源。
本發(fā)明是依靠以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種實(shí)時(shí)在線式不間斷直流電源，它包括AC/DC變換模塊，用于在有交流電輸入時(shí)，將交流電源變換成直流電源對(duì)負(fù)載供電；二次電池組，用于在無交流輸入時(shí)對(duì)負(fù)載供電；充電單元，用于在監(jiān)控單元的控制下對(duì)二次電源進(jìn)行充電；所述AC/DC變換模塊的輸出電壓高于二次電池組的輸出電壓值，所述AC/DC變換模塊和二次電池組的輸出電路中分別串接有二極管，AC/DC變換模塊輸出電路中的二極管導(dǎo)通則由AC/DC轉(zhuǎn)換模塊向負(fù)載供電，二次電池組的輸出電路中的二極管導(dǎo)通則由二次電池組向負(fù)載供電。
在本發(fā)明中，所述監(jiān)控單元為CPU監(jiān)控單元，用于檢測二次電池組的狀態(tài)參數(shù)，計(jì)算二次電池組的荷電量，控制充電單元的充電，所述CPU監(jiān)控單元用于根據(jù)二次電池組的狀態(tài)，控制充電單元對(duì)二次電池組進(jìn)行小電流維護(hù)式充電或普通充電。
在本發(fā)明中它還包括現(xiàn)場顯示單元，用于對(duì)所述CPU監(jiān)控單元檢測到的二次電池組的狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行結(jié)果顯示。
另外本發(fā)明中還包括遠(yuǎn)程通訊單元，用于對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。
采用如上技術(shù)方案后，當(dāng)有交流輸入電源時(shí)，與AC/DC變換模塊串接的二極管導(dǎo)通，與二次電池組串接的二極管截止，輸出電源由AC/DC變換模塊提供，二次電池組無需處于常見的長期浮充狀態(tài)，而是處于閑置狀態(tài)，給予電池更好的保護(hù)；當(dāng)沒有交流輸入電源時(shí)，與AC/DC變換模塊串接的二極管截止，與二次電池組串接的二極管導(dǎo)通，輸出電源由二次電池組提供，完全實(shí)時(shí)在線，零切換時(shí)間。CPU監(jiān)控單元實(shí)時(shí)檢測電池狀態(tài)參數(shù)，如電壓、電流、溫度等，計(jì)算二次電池組的荷電量，根據(jù)實(shí)際情況，決定是否對(duì)電池進(jìn)行充電以及充電方式，可有效避開在惡劣工況下對(duì)電池充電，以及過充、過放等情況，自動(dòng)維護(hù)電池性能，實(shí)行智能管理。CPU監(jiān)控單元根據(jù)檢測到的電池狀態(tài)參數(shù)，判斷電池的充放電性能，由現(xiàn)聲顯示單元顯示結(jié)果。具有遠(yuǎn)程通訊單元，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。整個(gè)系統(tǒng)采用模塊式設(shè)計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)接口，可根據(jù)需要搭配不同功率的模塊，滿足各種要求。


以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2為本發(fā)明的工作流程圖。
圖3為本發(fā)明的CPU監(jiān)控單元的軟件流程圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例參照附圖，一種實(shí)時(shí)在線式不間斷直流電源，它包括AC/DC變換模塊，二次電池組，充電單元，CPU監(jiān)控單元，現(xiàn)場顯示單元和遠(yuǎn)程通訊單元。充電單元與二次電池組、二極管D2依次串接，然后與AC/DC轉(zhuǎn)換模塊、二極管D1并接在一起向負(fù)載設(shè)備提供直流電源。
實(shí)施例中結(jié)合輸出標(biāo)稱電壓為DC48V，功率為1KW的電源，進(jìn)行說明，具體指標(biāo)如下輸入電源AC220V±15％或AC110V±15％；輸出電源DC48V(44V-54V)；最大輸出電流20A；交流斷電后，電池供電持續(xù)時(shí)間大于12h；AC/DC變換模塊以恒壓源方式設(shè)計(jì)，可根據(jù)用戶需求調(diào)整AC/DC模塊功率大小，在本實(shí)施例中參數(shù)如下輸入AC220V±15％或AC110V±15％；輸出DC54V±0.5V；最大輸出電流20A；二次電池組可根據(jù)用戶需求配備不同類別和型號(hào)的電池，本實(shí)施例中參數(shù)如下標(biāo)稱電壓DC48V，容量40Ah充電單元是由CPU監(jiān)控單元調(diào)控輸出的AC/DC變換模塊，可根據(jù)需要進(jìn)行恒流或恒壓充電，其功率亦可根據(jù)用戶需求調(diào)整，本實(shí)施例中參數(shù)如下輸入AC220V±15％或AC110V±15％；電流輸出范圍0.5A～2A；最大輸出電壓DC52V±0.1V；CPU監(jiān)控單元是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分，它具備以下功能實(shí)時(shí)監(jiān)控二次電池組在系統(tǒng)運(yùn)行過程中的狀態(tài)，能夠在線測量二次電池組的電流、溫度、電壓等數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；處理、分析檢測的數(shù)據(jù)，計(jì)算電池組的荷電量、電池的健康度，依照數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行SOC估算和SOH評(píng)判，判斷根據(jù)預(yù)定的管理策略確定對(duì)電池采取管理措施。當(dāng)電池組安全閥值大于設(shè)定值時(shí)，不需要對(duì)電池組充電，可將電池組的狀態(tài)進(jìn)行現(xiàn)場顯示或通過通訊接口傳送至上位機(jī)。當(dāng)電池組安全閥值小于設(shè)定值時(shí)，判斷電池組是否提供輸出電源，如果在進(jìn)行提供輸出電源，則不進(jìn)行充電；如果處于閑置狀態(tài)，再通過判斷荷電量決定是否充電。當(dāng)充電條件優(yōu)越時(shí)且電池健康度大于設(shè)定值時(shí)，對(duì)電池組進(jìn)行普通充電，如果充電條件比較惡劣時(shí)，但荷電量又低于設(shè)定的最低荷電量時(shí)則對(duì)電池組進(jìn)行小電流維護(hù)式充電。
因此CPU監(jiān)控單元可實(shí)現(xiàn)智能充電、放電、擱置、維護(hù)、報(bào)警等；具有自檢和診斷功能，能夠?qū)崟r(shí)的對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的故障進(jìn)行檢測和報(bào)警；根據(jù)用戶需求，保證電池必須的最低荷電量，確保交流斷電后，電池供電持續(xù)時(shí)間大于12h。
現(xiàn)場顯示單元清晰顯示系統(tǒng)狀態(tài)如電池荷電量、電池運(yùn)行狀態(tài)、電池健康度、電池故障報(bào)警、非正常使用報(bào)警、系統(tǒng)故障報(bào)警指示等，方便現(xiàn)場調(diào)試、維修。
遠(yuǎn)程通訊單元可根據(jù)用戶需求確定通訊方式和通訊協(xié)議，能與主機(jī)實(shí)現(xiàn)通訊，根據(jù)用戶需求傳遞所需信息(如電池狀態(tài)、系統(tǒng)狀態(tài)等)。
AC/DC變換模塊的輸出電壓Um為54V，高于二次電池組的輸出電壓值Ud52V。當(dāng)有交流輸入電源時(shí)，AC/DC變換模塊工作，二極管D1導(dǎo)通，二極管D2截止，由AC/DC變換模塊向負(fù)載提供電源。當(dāng)沒有交流輸入時(shí)，AC/DC變換模塊沒有輸出，二極管D2導(dǎo)通，二極管D1截止，由二次電池組向負(fù)載供電。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)時(shí)在線式不間斷直流電源，它包括AC/DC變換模塊，用于在有交流電輸入時(shí)，將交流電源變換成直流電源對(duì)負(fù)載供電；二次電池組，用于在無交流輸入時(shí)對(duì)負(fù)載供電；充電單元，用于在監(jiān)控單元的控制下對(duì)二次電池組進(jìn)行充電；其特征在于所述AC/DC變換模塊的輸出電壓高于二次電池組的輸出電壓值，所述AC/DC變換模塊和二次電池組的輸出電路中分別串接有二極管D1和D2，所述二極管D1導(dǎo)通則由AC/DC轉(zhuǎn)換模塊向負(fù)載供電，所述二極管D2導(dǎo)通則由二次電池組向負(fù)載供電。
2.按權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)在線式不間斷直流電源，其特征在于所述監(jiān)控單元為CPU監(jiān)控單元，用于檢測二次電池組的狀態(tài)參數(shù)，計(jì)算二次電池組的荷電量，控制充電單元的充電。
3.按權(quán)利要求2所述的實(shí)時(shí)在線式不間斷直流電源，其特征在于所述CPU監(jiān)控單元用于根據(jù)二次電池組的狀態(tài)，控制充電單元對(duì)二次電池組進(jìn)行小電流維護(hù)式充電或普通充電。
4.按權(quán)利要求1所述實(shí)時(shí)在線式不間斷直流電源，其特征在于它還包括現(xiàn)場顯示單元，用于對(duì)所述CPU監(jiān)控單元檢測到的電池狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行結(jié)果顯示。
5.按權(quán)利要求1所述實(shí)時(shí)在線式不間斷直流電源，其特征在于它還包括遠(yuǎn)程通訊單元，用于對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。
全文摘要
本發(fā)明為一種實(shí)時(shí)在線式不間斷直流電源，它包括AC/DC變換模塊，二次電池組，充電單元和CPU監(jiān)控單元，所述AC/DC變換模塊的輸出電壓高于二次電池組的輸出電壓值，所述AC/DC變換模塊和二次電池組的輸出電路中分別串接有二極管D1和D2，所述二極管D1導(dǎo)通則由AC/DC轉(zhuǎn)換模塊向負(fù)載供電，所述二極管D2導(dǎo)通則由二次電池組向負(fù)載供電。它完全實(shí)時(shí)在線，零切換時(shí)間；二次電池組無需處于長期浮充狀態(tài)，給予電池更好的保護(hù)；實(shí)時(shí)檢測電池狀態(tài)，自動(dòng)維護(hù)電池性能，實(shí)行智能管理。
文檔編號(hào)H02J7/02GK1556573SQ200410013808
公開日2004年12月22日 申請(qǐng)日期2004年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月6日
發(fā)明者楊桃, 邢志勇, 王波, 楊繼承, 楊 桃 申請(qǐng)人:春蘭(集團(tuán))公司