CN102608371B - 蓄电池检测装置及其欠压保护方法 - Google Patents

蓄电池检测装置及其欠压保护方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种蓄电池检测装置及其欠压保护方法,包括欠压保护开关,电压取样电路,欠压比较电路,电流判断电路。该方法包括判断工作电压信号VS是否大于最低基准电压信号VON;当VS<VON时,断开欠压保护开关;当VS<VON,接通欠压保护开关,然后判断EN信号;当EN为低电平时,判断VS是否小于欠压保护点VOFF_H;当VS>VOFF_H时,继续判断EN信号;当VS<VOFF_H时,断开欠压保护开关;当EN为高电平时,判断VS是否小于欠压保护点VOFF_L;当VS>VOFF_L时,继续判断EN信号;当VS<VOFF_L时,接通所述欠压保护开关。本发明能够保护蓄电池的使用寿命。

Description

蓄电池检测装置及其欠压保护方法
技术领域
[0001] 本发明涉及电子技术领域,特别涉及一种蓄电池检测装置,以及蓄电池检测装置的欠压保护方法。
背景技术
[0002] 蓄电池是不间断供电系统的关键组成部分,在通信、铁路、电力、数据中心等供电系统中得到了广泛的应用。同时,蓄电池作为不间断供电系统的薄弱环节,其可靠性尤为重要,蓄电池检测装置为蓄电池提供在线的诊断,越来越受到重视。当交流电源停电时,不间断供电系统需要通过蓄电池给用户负载供电,同时蓄电池检测装置也由蓄电池供电。当蓄电池放电降至终止电压时,需要切离用户负载和蓄电池检测装置,以对蓄电池进行保护。用户负载可以由不间断供电系统自动切离或通过维护人员手动切离,至于蓄电池检测装置,由于接线很复杂,一般需要自动切离。由于蓄电池与蓄电池检测装置构成放电回路,如果不切离蓄电池检测装置,蓄电池会对蓄电池检测装置进行小电流放电,以致损耗蓄电池的使用寿命。
[0003] 如图1、图2所示,现有的蓄电池检测装置与蓄电池的供电方式通常有两种,其中,图1是将蓄电池检测装置并联在每个蓄电池的正极端和负极端;图2是将蓄电池检测装置并联在若干个串联的蓄电池组的正极端和负极端。现有的蓄电池检测装置的欠压保护方法,为在蓄电池检测装置上只设置一个固定的欠压保护点来对蓄电池进行保护;即当对蓄电池取样后的电压小于固定的欠压保护点时,断开欠压保护开关,以切离与蓄电池连接的用户负载。由于蓄电池在不同放电率下的终止电压不同,欠压保护点也应该不同,欠压保护点设高了,蓄电池检测装置会在用户负载切离前进行保护,就失去蓄电池检测的意义;欠压保护点设低了,蓄电池检测装置会在用户负载切离后,而蓄电池检测装置并没有被切离,则蓄电池与蓄电池检测装置构成放电回路,蓄电池对蓄电池检测装置进行小电流放电至比终止电压还低的电压,以致损耗蓄电池的使用寿命。
发明内容
[0004] 本发明所要解决的技术问题是,克服以上不足,提供一种能够保护蓄电池使用寿命的蓄电池检测装置的欠压保护方法。
[0005] 为了解决上述技术问题,本发明的技术方案是:一种蓄电池检测装置,包括
[0006] 欠压保护开关,用于接通或断开蓄电池与用户负载、蓄电池检测装置的放电回路;
[0007] 电压取样电路,用于实时采集蓄电池的工作电压信号Vs ;
[0008] 欠压比较电路,设置一个最低基准电压信号Vw和两个受控的欠压保护点Vwf h和Vcwy其中,Vwf h > Voff l > Von ;并将所述电压取样电路的采集的工作电压信号Vs与所述最低基准电压信号Vm进行比较;如果工作电压信号Vs小于最低基准电压信号Vm信号,则断开所述欠压保护开关,断开蓄电池与用户负载、蓄电池检测装置的放电回路;如果工作电压信号\大于最低基准电压信号Vm信号,则接通所述欠压保护开关,接通蓄电池与用户负载、蓄电池检测装置的放电回路;
[0009] 电流判断电路,用于采集蓄电池的工作电流信号Is与其设置的基准电流信号Ivef进行比较;
[0010] 如果工作电流信号Is大于基准电流信号Ivef信号,则电流判断电路的使能信号EN输出高电平信号;此时,所述电流判断电路判定蓄电池为大电流放电,欠压保护点设置为V0FF_L ;当所述工作电压信号\小于欠压保护点AVu时,断开所述欠压保护开关;当所述工作电压信号Vs大于欠压保护点VotU时,重新判断电流判断电路的使能信号EN ;
[0011] 如果工作电流信号Is小于基准电流信号Ivef信号,则电流判断电路的输出的使能信号EN为低电平;此时,所述电流判断电路判定蓄电池为小电流放电,所述欠压保护点设置为Vtw H ;此时,当所述工作电压信号Vs小于欠压保护点Vtw H时,断开所述欠压保护开关;当所述工作电压信号Vs大于欠压保护点Vott h时,重新判断电流判断电路的使能信号EN。
[0012] 本发明还提供了一种利用上述蓄电池检测装置的欠压保护方法,包括以下步骤:
[0013] 步骤SI,开始,然后执行步骤S2 ;
[0014] 步骤S2,判断所述电压取样电路实时采集的工作电压信号Vs是否大于所述欠压比较电路设置的最低基准电压信号Vm ;
[0015] 当所述工作电压信号Vs小于所述最低基准电压信号Vm信号,执行步骤S7 ;
[0016] 当所述工作电压信号Vs大于所述最低基准电压信号Vm信号,执行步骤S3 ;
[0017] 步骤S3,接通所述欠压保护开关,以接通蓄电池与用户负载、蓄电池检测装置的放电回路,然后执行步骤S4;
[0018] 步骤S4,判断电流判断电路输出的使能信号EN是否为低电平;
[0019] 当所述电流判断电路输出的使能信号EN为低电平时,则所述电流判断电路判定蓄电池为小电流放电,将所述欠压比较电路的欠压保护点设置为Vtw H,然后执行步骤S5 ;
[0020] 当所述电流判断电路输出的使能信号EN为高电平时,则所述电流判断电路判定蓄电池为大电流放电,将所述欠压比较电路的欠压保护点设置为然后执行步骤S6 ;
[0021] 步骤S5,判断所述工作电压信号Vs是否小于所述欠压保护点Vtw Η ;
[0022] 当所述工作电压信号Vs大于欠压保护点Vtw Η时,重新执行步骤S4 ;
[0023] 当所述工作电压信号Vs小于欠压保护点Vtw Η时,执行步骤S7 ;
[0024] 步骤S6,判断所述工作电压信号Vs是否小于所述欠压保护点Vtw;;
[0025] 当所述工作电压信号Vs大于欠压保护点时,重新执行步骤S4 ;
[0026] 当所述工作电压信号Vs小于欠压保护点时,执行步骤S7 ;
[0027] 步骤S7,断开所述欠压保护开关,以断开蓄电池与用户负载、蓄电池检测装置的放电回路,执行步骤S8 ;
[0028] 步骤S8,结束。
[0029] 进一步的,所述步骤S4中,判断电流判断电路输出的使能信号EN是否为低电平的步骤如下:将电流判断电路,采集蓄电池的工作电流信号Is与其设置的基准电流信号Ivef进行比较;当所述工作电流信号Is大于基准电流信号Ivef信号,则电流判断电路输出的输出的使能信号EN为高电平;当所述工作电流信号Is小于基准电流信号Ivef信号,则电流判断电路输出的使能信号EN为低电平。[0030] 进一步的,所述欠压保护点Vcwh的范围是可调节的。
[0031] 进一步的,所述欠压保护点Vtw;的范围是可调节的。
[0032] 与现有技术相比,本发明蓄电池检测装置在欠压比较电路中设置了两个受控的大小不同的欠压保护点Vtw H和还设置了电流判断电路,并且根据电流判断电路输出的输出的使能信号EN的高低电平,判断蓄电池是处于小电流放电状态,还是处于大电流放电状态,从而选择相应的欠压保护点为Vtwjl或即当蓄电池处于小电流放电状态时,将欠压保护点设置为Vcwh ;当当蓄电池处于大电流放电状态时,将欠压保护点设置为虽然蓄电池在小电流放电状态和大电流放电状态两种情况下的终止电压虽然不同,但是可以根据本发明蓄电池检测装置的欠压保护方法自动的灵活设置不同的欠压保护点,以及时断开蓄电池与蓄电池检测电路,以及蓄电池与用户负载,以使蓄电池与蓄电池检测电路、用户负载构成的放电回路,以使蓄电池在小电流状态下的使用寿命不会被损耗,在大电流状态下又能使蓄电池检测电路实时的检测蓄电池的工作状态。
[0033] 由于本发明设置了两个受控的大小不同的欠压保护点Vtw Η和并且能够根据蓄电池在不同的放电率下的终止电压的不同,设置不同的欠压保护点;因此,不会存在现有技术中欠压保护点设置过高,使蓄电池检测装置失去意义的情况,也不会存在现有技术中欠压保护点设置过低,使蓄电池小电流放电至比终止电压还低的情况,因此,本发明蓄电池检测装置及其欠压保护方法能够使蓄电池在大电流放电状态时,能够使用户负载充分利用蓄电池储存的能量,并且实时检测蓄电池的工作状态;而蓄电池在小电流放电状态时,及时断开所有与蓄电池连接的放电回路,以使蓄电池的使用寿命不会被损耗。
附图说明
[0034] 图1是现有的蓄电池检测装置的一实施例的结构示意图;
[0035] 图2是现有的蓄电池检测装置的另一实施例的结构示意图;
[0036] 图3是本发明蓄电池检测装置实施例的结构示意图;
[0037] 图4是本发明蓄电池检测装置的欠压保护方法的流程图。
具体实施方式
[0038] 下面结合附图对本发明作详细描述:
[0039] 请参考图3,本发明蓄电池检测装置,包括
[0040] 欠压保护开关,用于接通或断开蓄电池与用户负载、蓄电池检测装置的放电回路;
[0041] 电压取样电路,用于实时采集蓄电池的工作电压信号Vs ;
[0042] 欠压比较电路,设置一个最低基准电压信号Vw和两个受控的欠压保护点Vwf h和Vcwy其中,Vwf h > Voff l > Von ;并将所述电压取样电路的采集的工作电压信号Vs与所述最低基准电压信号Vm进行比较;如果工作电压信号Vs小于最低基准电压信号Vm信号,则断开所述欠压保护开关,断开蓄电池与用户负载、蓄电池检测装置的放电回路;如果工作电压信号Vs大于最低基准电压信号Vm信号,则接通所述欠压保护开关,接通蓄电池与用户负载、蓄电池检测装置的放电回路;
[0043] 电流判断电路,用于采集蓄电池的工作电流信号Is与其设置的基准电流信号Ivef进行比较;
[0044] 如果工作电流信号Is大于基准电流信号Ivef信号,则电流判断电路的使能信号EN输出高电平信号;此时,所述电流判断电路判定蓄电池为大电流放电,欠压保护点设置为V0FF_L ;当所述工作电压信号\小于欠压保护点AVu时,断开所述欠压保护开关;当所述工作电压信号Vs大于欠压保护点VotU时,重新判断电流判断电路的使能信号EN ;
[0045] 如果工作电流信号Is小于基准电流信号Ivef信号,则电流判断电路的使能信号EN输出低电平信号;此时,所述电流判断电路判定蓄电池为小电流放电,所述欠压保护点设置为Vtw H ;此时,当所述工作电压信号Vs小于欠压保护点Vtw H时,断开所述欠压保护开关;当所述工作电压信号Vs大于欠压保护点Vcw h时,重新判断电流判断电路的使能信号EN。
[0046] 本发明蓄电池检测装置与蓄电池以及用户负载的连接方式,请参考图1、图2所
/Jn ο
[0047] 请参考图4,本发明一种利用上述蓄电池检测装置的欠压保护方法,包括以下步骤:
[0048] 步骤SI,开始,然后执行步骤S2 ;
[0049] 步骤S2,判断所述电压取样电路实时采集的工作电压信号Vs是否大于所述欠压比较电路设置的最低基准电压信号Vm ;
[0050] 当所述工作电压信号Vs小于所述最低基准电压信号Vm信号,执行步骤S7 ;
[0051] 当所述工作电压信号Vs大于所述最低基准电压信号Vm信号,执行步骤S3 ;
[0052] 步骤S3,接通所述欠压保护开关,以接通蓄电池与用户负载、蓄电池检测装置的放电回路,然后执行步骤S4;
[0053] 步骤S4,判断电流判断电路输出的使能信号EN是否为低电平,其步骤如下:将电流判断电路采集蓄电池的工作电流信号Is与其设置的基准电流信号Ivef进行比较;
[0054] 当所述工作电流信号Is大于基准电流信号Ivef信号,则电流判断电路输出的输出的使能信号EN为高电平;
[0055] 当所述工作电流信号Is小于基准电流信号Ivef信号,则电流判断电路输出的使能信号EN为低电平;
[0056] 当所述电流判断电路输出的使能信号EN为低电平时,则所述电流判断电路判定蓄电池为小电流放电,将所述欠压比较电路的欠压保护点设置为Vtw H,然后执行步骤S5 ;
[0057] 当所述电流判断电路输出的使能信号EN高电平时,则所述电流判断电路判定蓄电池为大电流放电,将所述欠压比较电路的欠压保护点设置为Vtw二,然后执行步骤S6 ;
[0058] 步骤S5,判断所述工作电压信号Vs是否小于所述欠压保护点Vtw H ;
[0059] 当所述工作电压信号Vs大于欠压保护点Vtw H时,重新执行步骤S4 ;
[0060] 当所述工作电压信号Vs小于欠压保护点Vtw H时,执行步骤S7 ;
[0061] 步骤S6,判断所述工作电压信号Vs是否小于所述欠压保护点Vtw;;
[0062] 当所述工作电压信号Vs大于欠压保护点时,重新执行步骤S4 ;
[0063] 当所述工作电压信号Vs小于欠压保护点时,执行步骤S7 ;
[0064] 步骤S7,断开所述欠压保护开关,以断开蓄电池与用户负载、蓄电池检测装置的放电回路,执行步骤S8 ;
[0065] 步骤S8,结束。[0066] 重复上述步骤SI至S8,以根据负载电流的大小调整蓄电池检测装置的欠压保护点,从而保护蓄电池的使用寿命。
[0067] 作为较佳的实施方式,所述欠压保护点Vwf h的范围是可调节的。
[0068] 作为较佳的实施方式,所述欠压保护点Vtw;的范围是可调节的。
[0069] 本发明蓄电池检测装置在欠压比较电路中设置了两个受控的大小不同的欠压保护点Vtw H和还设置了电流判断电路,并且根据电流判断电路输出的输出的使能信号EN的高低电平,判断蓄电池是处于小电流放电状态,还是处于大电流放电状态,从而选择相应的欠压保护点为Vtw Η或即当蓄电池处于小电流放电状态时,将欠压保护点设置为V<w—H ;当蓄电池处于大电流放电状态时,将欠压保护点设置为Vtw P虽然蓄电池在小电流放电状态和大电流放电状态两种情况下的终止电压虽然不同,但是可以根据本发明蓄电池检测装置的欠压保护方法自动的灵活设置不同的欠压保护点,以及时断开蓄电池与蓄电池检测电路,以及蓄电池与用户负载,以使蓄电池与蓄电池检测电路、用户负载构成的放电回路,以使蓄电池在小电流状态下的使用寿命不会被损耗,在大电流状态下又能使蓄电池检测电路实时的检测蓄电池的工作状态。
[0070] 由于本发明设置了两个受控的大小不同的欠压保护点Vtw H和并且能够根据蓄电池在不同的放电率下的终止电压的不同,设置不同的欠压保护点;因此,不会存在现有技术中欠压保护点设置过高,使蓄电池检测装置失去意义的情况,也不会存在现有技术中欠压保护点设置过低,使蓄电池小电流放电至比终止电压还低的情况,因此,本发明蓄电池检测装置及其欠压保护方法能够使蓄电池在大电流放电状态时,能够使用户负载充分利用蓄电池储存的能量,并且实时检测蓄电池的工作状态;而蓄电池在小电流放电状态时,及时断开所有与蓄电池连接的放电回路,以使蓄电池的使用寿命不会被损耗。

Claims (5)

1.一种蓄电池检测装置,其特征在于,包括 欠压保护开关,用于接通或断开蓄电池与用户负载、蓄电池检测装置的放电回路; 电压取样电路,用于实时采集蓄电池的工作电压信号\; 欠压比较电路,设置一个最低基准电压信号Vw和两个受控的欠压保护点Vtw H和Μ其中,Voffj > Voff l > Von ;并将所述电压取样电路采集的工作电压信号Vs与所述最低基准电压信号Vm进行比较;如果工作电压信号Vs小于最低基准电压信号Vm,则断开所述欠压保护开关,断开蓄电池与用户负载、蓄电池检测装置的放电回路;如果工作电压信号Vs大于最低基准电压信号Vw ,则接通所述欠压保护开关,接通蓄电池与用户负载、蓄电池检测装置的放电回路; 电流判断电路,用于采集蓄电池的工作电流信号IS与其设置的基准电流信号Ivef进行比较; 如果工作电流信号Is大于基准电流信号Ivef信号,则电流判断电路的使能信号EN输出高电平信号;此时,所述电流判断电路判定蓄电池为大电流放电,欠压保护点设置为;当所述工作电压信号\小于欠压保护点时,断开所述欠压保护开关;当所述工作电压信号Vs大于欠压保护点时,重新判断电流判断电路的使能信号EN ; 如果工作电流信号IS小于基准电流信号Ivef信号,则电流判断电路的使能信号EN输出低电平信号;此时,所述电流判断电路判定蓄电池为小电流放电,所述欠压保护点设置为Voffj ;此时,当所述工作电压信号\小于欠压保护点Vtw Η时,断开所述欠压保护开关;当所述工作电压信号Vs大于欠压保护点Vcw h时,重新判断电流判断电路的使能信号ΕΝ。
2.一种利用权利要求1所述蓄电池检测装置的欠压保护方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤SI,开始,然后执行步骤S2 ; 步骤S2,判断所述电压取样电路实时采集的工作电压信号Vs是否大于所述欠压比较电路设置的最低基准电压信号Vm ; 当所述工作电压信号\小于所述最低基准电压信号Vw,执行步骤S7 ; 当所述工作电压信号\大于所述最低基准电压信号Vw,执行步骤S3 ; 步骤S3,接通所述欠压保护开关,以接通蓄电池与用户负载、蓄电池检测装置的放电回路,然后执行步骤S4; 步骤S4,判断电流判断电路输出的使能信号EN是否为低电平; 当所述电流判断电路输出的使能信号EN为低电平时,则所述电流判断电路判定蓄电池为小电流放电,将所述欠压比较电路的欠压保护点设置为Vtw Η,然后执行步骤S5; 当所述电流判断电路输出的使能信号EN为高电平时,则所述电流判断电路判定蓄电池为大电流放电,将所述欠压比较电路的欠压保护点设置为Vtw u然后执行步骤S6 ; 步骤S5,判断所述工作电压信号Vs是否小于所述欠压保护点Vtw H ; 当所述工作电压信号Vs大于欠压保护点Vcw h时,重新执行步骤S4 ; 当所述工作电压信号Vs小于欠压保护点Vtw H时,执行步骤S7 ; 步骤S6,判断所述工作电压信号Vs是否小于所述欠压保护点; 当所述工作电压信号Vs大于欠压保护点Vtw;时,重新执行步骤S4 ; 当所述工作电压信号VS小于欠压保护点时,执行步骤S7 ;步骤S7,断开所述欠压保护开关,以断开蓄电池与用户负载、蓄电池检测装置的放电回路,执行步骤S8 ; 步骤S8,结束。
3.如权利要求2所述蓄电池检测装置的欠压保护方法,其特征在于,所述步骤S4中,判断电流判断电路输出的使能信号EN是否为低电平的步骤如下:将电流判断电路,采集蓄电池的工作电流信号IS与其设置的基准电流信号Ivef进行比较; 当所述工作电流信号IS大于基准电流信号Ivef信号,则电流判断电路输出的使能信号EN为高电平; 当所述工作电流信号IS小于基准电流信号Ivef信号,则电流判断电路输出的使能信号EN为低电平。
4.如权利要求2所述蓄电池检测装置的欠压保护方法,其特征在于,所述欠压保护点V0FF_n的范围是可调节的。
5.如权利要求2所述蓄电池检测装置的欠压保护方法,其特征在于,所述欠压保护点V0FF_L的范围是可调节的。
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