CN116131618B - 一种老化测试装置、方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种老化测试装置、方法及系统，老化测试装置包括：采样模块、控制模块及故障检测模块；采样模块用于实时采集市电的第一电压、整流模块输出的第二电压、BUCK模块输出的第三电压、升压模块输出的第四电压、逆变模块输出的第五电压；控制模块用于根据第一电压、第二电压、第三电压、第四电压、第五电压，控制BUCK模块逐步工作、升压模块逐步工作、逆变模块逐步工作；故障检测模块用于在BUCK模块逐步工作、升压模块逐步工作以及逆变模块逐步工作的过程中，根据第一电压、第二电压、第三电压、第四电压、第五电压，确定应急电源装置的老化测试结果。本发明实施例能够提高应急电源装置的老化测试的效率。

Description

一种老化测试装置、方法及系统
技术领域
本发明涉及电力电子领域，尤其涉及一种老化测试装置、方法及系统。
背景技术
应急电源电路板主要在市电异常时输出交流电供整个系统的正常工作，应急电源电路板在市电正常时需要实现蓄电池充电功能，在市电异常时需要将蓄电池的直流电转换为交流电输出。由于应急电源电路板包括很多功率器件模块，在生产过程中需要对电路功率器件老化，确保应急电源电路板出厂后功率器件能稳定工作。
应急电源电路板主要包括了整流电路、充电电路(BUCK电路)以及放电电路，其中放电电路包括了升压电路和逆变电路。应急电源电路板的老化测试主要包括了整流电路、充电电路以及放电电路的老化测试，采用传统的控制方法需要接入电池或者隔离直流源，单独进行充电老化测试。充电老化测试完成一段时间后，再利用电池作为放电电路老化测试的电源，实现放电电路的老化测试，这种控制策略使得应急电源电路板在老化测试时需要接入电池，应急电源电路板老化时接线复杂，充电和放电分开老化测试，相当于需要耗费人力对同一电路板进行两次老化测试，老化测试效率较低，导致老化测试成本较高。
发明内容
本发明实施例提供了一种老化测试装置、方法及系统，能够解决应急电源电路板的老化测试的效率较低的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明实施方式采用的一个技术方案是：提供一种老化测试装置，所述老化测试装置与应急电源装置连接，所述应急电源装置包括依次连接的整流模块、BUCK模块、升压模块及逆变模块，所述整流模块还用于接入市电；
所述老化测试装置包括：
采样模块、控制模块及故障检测模块；
所述采样模块与所述应急电源装置连接，所述采样模块用于实时采集所述市电的第一电压、所述整流模块输出的第二电压、所述BUCK模块输出的第三电压、所述升压模块输出的第四电压、所述逆变模块输出的第五电压；
所述采样模块和所述应急电源装置均与所述控制模块连接，所述控制模块用于根据所述第一电压、第二电压、第三电压、第四电压、第五电压，控制所述BUCK模块逐步工作、升压模块逐步工作、逆变模块逐步工作；
所述故障检测模块与所述采样模块连接，所述故障检测模块用于在所述BUCK模块逐步工作、所述升压模块逐步工作以及所述逆变模块逐步工作的过程中，根据所述第一电压、第二电压、第三电压、第四电压、第五电压，确定所述应急电源装置的老化测试结果。
在一些实施例中，所述控制模块包括：
BUCK控制单元、升压控制单元及逆变控制单元；
所述采样模块和所述BUCK模块均与所述BUCK控制单元连接，所述BUCK控制单元用于根据所述第二电压和第三电压控制所述BUCK模块逐步工作；
所述采样模块和所述升压模块均与所述升压控制单元连接，所述升压控制单元用于根据所述第三电压和第四电压控制所述升压模块逐步工作；
所述采样模块和所述逆变模块均与所述逆变控制单元连接，所述逆变控制单元用于根据所述第四电压和第五电压控制所述逆变模块逐步工作。
在一些实施例中，所述控制模块还包括：
启动单元，所述采样模块和所述BUCK控制单元均与所述启动单元连接，所述启动单元用于当所述第一电压大于或等于第一阈值时，控制所述BUCK控制单元工作。
在一些实施例中，所述BUCK控制单元包括：
第一BUCK控制子单元、第二BUCK控制子单元、第三BUCK控制子单元，所述第一BUCK控制子单元、第二BUCK控制子单元、第三BUCK控制子单元均与所述采样模块连接，所述第一BUCK控制子单元、第二BUCK控制子单元、第三BUCK控制子单元均与所述BUCK模块连接；
所述第一BUCK控制子单元，用于当所述第三电压处于第一BUCK电压范围时，根据第一BUCK策略控制所述BUCK模块工作；
所述第二BUCK控制子单元，用于当所述第三电压处于第二BUCK电压范围时，根据第二BUCK策略控制所述BUCK模块工作；
所述第三BUCK控制子单元，用于当所述第三电压处于第三BUCK电压范围时，根据第三BUCK策略控制所述BUCK模块工作。
在一些实施例中，所述升压控制单元包括：
第一升压控制子单元、第二升压控制子单元、第三升压控制子单元，所述第一升压控制子单元、第二升压控制子单元、第三升压控制子单元均与所述采样模块连接，所述第一升压控制子单元、第二升压控制子单元、第三升压控制子单元均与所述升压模块连接；
所述第一升压控制子单元，用于当所述第四电压处于第一升压电压范围时，根据第一升压策略控制所述升压模块工作；
所述第二升压控制子单元，用于当所述第四电压处于第二升压电压范围时，根据第二升压策略控制所述升压模块工作；
所述第三升压控制子单元，用于当所述第四电压处于第三升压电压范围时，根据第三升压策略控制所述升压模块工作。
在一些实施例中，所述逆变控制单元包括：
第一逆变控制子单元、第二逆变控制子单元、第三逆变控制子单元，所述第一逆变控制子单元、第二逆变控制子单元、第三逆变控制子单元均与所述采样模块连接，所述第一逆变控制子单元、第二逆变控制子单元、第三逆变控制子单元均与所述逆变模块连接；
所述第一逆变控制子单元，用于当所述第五电压处于第一逆变电压范围时，根据第一逆变策略控制所述逆变模块工作；
所述第二逆变控制子单元，用于当所述第五电压处于第二逆变电压范围时，根据第二逆变策略控制所述逆变模块工作；
所述第三逆变控制子单元，用于当所述第五电压处于第三逆变电压范围时，根据第三逆变策略控制所述逆变模块工作。
在一些实施例中，所述老化测试装置还包括显示模块，所述显示模块与所述故障检测模块连接，用于显示所述应急电源装置的状态。
为解决上述技术问题，本发明实施方式采用的另一个技术方案是：提供一种老化测试方法，应用于如上所述的老化测试装置，所述老化测试方法包括：
实时采集市电的第一电压、整流模块输出的第二电压、BUCK模块输出的第三电压、升压模块输出的第四电压、逆变模块输出的第五电压；
根据所述第一电压、第二电压、第三电压、第四电压、第五电压，控制所述BUCK模块逐步工作、升压模块逐步工作、逆变模块逐步工作；
在所述BUCK模块逐步工作、所述升压模块逐步工作以及所述逆变模块逐步工作的过程中，根据所述第一电压、第二电压、第三电压、第四电压、第五电压，确定所述应急电源装置的老化测试结果。
在一些实施例中，所述根据所述第一电压、第二电压、第三电压、第四电压、第五电压，确定所述应急电源装置的老化测试结果包括：
根据所述第二电压和第三电压控制所述BUCK模块逐步工作；
根据所述第三电压和第四电压控制所述升压模块逐步工作；
根据所述第四电压和第五电压控制所述逆变模块逐步工作。
为解决上述技术问题，本发明实施方式采用的又一个技术方案是：提供一种老化测试系统，包括：应急电源装置和如上所述的老化测试装置；所述应急电源装置包括依次连接的整流模块、BUCK模块、升压模块及逆变模块，所述整流模块还用于接入市电；
所述老化测试装置包括：
采样模块、控制模块及故障检测模块；
所述采样模块与所述应急电源装置连接，所述采样模块用于实时采集所述市电的第一电压、所述整流模块输出的第二电压、所述BUCK模块输出的第三电压、所述升压模块输出的第四电压、所述逆变模块输出的第五电压；
所述采样模块和所述应急电源装置均与所述控制模块连接，所述控制模块用于根据所述第一电压、第二电压、第三电压、第四电压、第五电压，控制所述BUCK模块逐步工作、升压模块逐步工作、逆变模块逐步工作；
所述故障检测模块与所述采样模块连接，所述故障检测模块用于在所述BUCK模块逐步工作、所述升压模块逐步工作以及所述逆变模块逐步工作的过程中，根据所述第一电压、第二电压、第三电压、第四电压、第五电压，确定所述应急电源装置的老化测试结果。
区别于相关技术的情况，本发明实施例提供了一种老化测试装置、方法及系统，所述老化测试装置与应急电源装置连接，所述应急电源装置包括依次连接的整流模块、BUCK模块、升压模块及逆变模块，所述整流模块还用于接入市电；所述老化测试装置包括：采样模块、控制模块及故障检测模块；所述采样模块与所述应急电源装置连接，所述采样模块用于实时采集所述市电的第一电压、所述整流模块输出的第二电压、所述BUCK模块输出的第三电压、所述升压模块输出的第四电压、所述逆变模块输出的第五电压；所述采样模块和所述应急电源装置均与所述控制模块连接，所述控制模块用于根据所述第一电压、第二电压、第三电压、第四电压、第五电压，控制所述BUCK模块逐步工作、升压模块逐步工作、逆变模块逐步工作；所述故障检测模块与所述采样模块连接，所述故障检测模块用于在所述BUCK模块逐步工作、所述升压模块逐步工作以及所述逆变模块逐步工作的过程中，根据所述第一电压、第二电压、第三电压、第四电压、第五电压，确定所述应急电源装置的老化测试结果。本发明实施例能够提高应急电源装置的老化测试的效率，降低老化测试的成本。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是本发明实施例提供的一种老化测试系统的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种老化测试装置的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的应急电源装置的整流模块和BUCK模块的电路结构示意图；
图4是本发明实施例提供的应急电源装置的升压模块和逆变模块的电路结构示意图；
图5是本发明实施例提供的控制模块的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的BUCK控制单元的结构示意图；
图7是本发明实施例提供的升压控制单元的结构示意图；
图8是本发明实施例提供的逆变控制单元的结构示意图；
图9是本发明实施例提供的一种老化测试方法的流程示意图；
图10是本发明实施例提供的根据第一电压、第二电压、第三电压、第四电压、第五电压控制BUCK模块逐步工作、升压模块逐步工作、逆变模块逐步工作的流程示意图。
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，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例中的各个特征可以相互组合，均在本发明的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块的划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置示意图中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。
除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1，图1是本发明实施例提供的一种老化测试系统的结构示意图。该老化测试系统1000包括：应急电源装置100和老化测试装置200。老化测试装置200与应急电源装置100连接，老化测试装置200用于对应急电源装置100进行老化测试。
如图1所示，应急电源装置100包括依次连接的整流模块11、BUCK模块12、升压模块13及逆变模块14，整流模块11还用于接入市电。其中，应急电源装置100的老化测试主要是针对整流模块11、BUCK模块12、升压模块13及逆变模块14的老化测试。
当应急电源装置100接入市电后，整流模块11开始工作，此时开始整流模块11的功率器件的老化测试。BUCK模块12、升压模块13及逆变模块14的工作由老化测试装置200的老化测试装置200控制，在BUCK模块12、升压模块13及逆变模块14的工作的过程中，老化测试装置200对BUCK模块12、升压模块13及逆变模块14进行老化测试。
请参阅图3，图3是本发明实施例提供的应急电源装置的整流模块11和BUCK模块12的电路结构示意图。
如图3所示，整流模块11主要包括四个整流二极管组成的全桥整流器以及全桥整流器后接的滤波电容。市电经过整流模块11的整流后转换为直流电。其中，市电的电压为第一电压，整流模块11输出的直流电的电压为第二电压。
BUCK模块12主要包括开关管、二极管、电感及电容。该BUCK模块12的开关管、二极管、电感、电容组成经典的BUCK电路(降压式变换电路)。市电经过整流模块11整流后的直流电，再经过BUCK模块12降压。
其中，BUCK模块12输出的直流电的电压为第三电压。当BUCK模块12中的元器件的参数均固定且第二电压的值稳定后，第三电压的大小由BUCK模块的开关管的通断情况决定。
该BUCK模块12中的开关管以MOS管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor，MOSFET)为例，该MOS管的漏极与整流模块11连接，该MOS管的源极与电感连接，该MOS管的栅极与老化测试装置200连接。
该MOS管的栅极为该MOS管的控制端，该MOS管的通断由老化测试装置200控制。
请参阅图4，图4是本发明实施例提供的应急电源装置的升压模块13和逆变模块14的电路结构示意图。
如图4所示，升压模块13包括依次连接的两个开关管、变压器及四个整流二极管。升压模块13的两个开关管均以IGBT开关管为例，其中，该两个IGBT开关管的门极均与老化测试装置200连接。老化测试装置200控制两个IGBT开关管交替导通，使得变压器的初级线圈不断流过方向相反的电流。由电磁感应原理可知在变压器的次级会产生阻碍初级线圈电流变化的电动势，所以当两个IGBT开关管以高频率选择开通或关断时，变压器的次级就会得到源源不断的交流电压，再通过四个整流二极管整流，最后就得到直流电。两个IGBT开关管的门极为该两个IGBT开关管的控制端。
其中，升压模块13输出的直流电的电压为第四电压。当升压模块13中的元器件的参数固定且第三电压稳定后，第四电压的值由升压模块13中的两个开关管的通断情况决定。
逆变模块14包括四个开关管，该四个开关管组成了经典的全桥逆变电路。逆变模块14的四个开关管均以IGBT开关管为例，该四个IGBT开关管的门极均与老化测试装置200连接。老化测试装置200控制四个IGBT开关管交替导通，使得该逆变模块14将升压模块13输出的直流电转换为交流电。该四个IGBT开关管的门极为该四个IGBT开关管的控制端。
其中，逆变模块14输出的交流电的电压为第五电压。当逆变模块14中的元器件的参数固定且第四电压稳定后，第五电压的值由逆变模块14中的四个开关管的通断情况决定。
上述的整流模块11和BUCK模块12组成了一个充电电路，若应急电源装置100中存在电池，则市电经过该充电电路整流和降压后可为电池充电。上述的升压模块13和逆变模块14组成了一个放电电路，若应急电源装置100中存在电池，电池放电产生的直流电经过放电电路升压和逆变后可输出交流电。
本发明实施例中将整流模块11、BUCK模块12、升压模块13和逆变模块14依次连接，可以在市电上电后，直接对整流模块11、BUCK模块12、升压模块13和逆变模块14依次进行老化测试。
除此之外，BUCK模块12中的开关管、升压模块13中的两个开关管、逆变模块14中的四个开关管可以是任何可控开关，比如，集成门极换流晶闸管(IGCT)器件、门极关断晶闸管(GTO)器件、可控硅整流器(SCR)器件、结栅场效应晶体管(JFET)器件、MOS控制晶闸管(MCT)器件等。此外，BUCK模块12中的开关管、升压模块13中的两个开关管、逆变模块14中的四个开关管，均可作为并联连接的多个开关实现。
由于BUCK模块12的输出端、升压模块的输出端均有电容，在应急电源装置100开始工作时，电容充电会造成电路中有较大的电流流过，如果采用单一的PI控制策略很难保障BUCK模块12、升压模块13、逆变模块14均稳定在设定的输出电压值工作，并且可能会造成功率器件损坏。若第一电压、第二电压、第三电压、第四电压及第五电压的其中一个电压产生波动，采用单一的PI控制时，会造成后级的模块输出异常，从而导致应急电源装置的老化测试出现故障。
如图1所示，本发明实施例提供了一种老化测试装置200，该老化测试装置200与应急电源装置100连接，老化测试装置200用于对应急电源装置100中的整流模块11、BUCK模块12、升压模块13、逆变模块14进行老化测试。
该老化测试装置200包括：采样模块21、控制模块22及故障检测模块23。
其中，采样模块21与应急电源装置100连接，采样模块21用于实时采集市电的第一电压U1、整流模块11输出的第二电压U2、BUCK模块12输出的第三电压U3、升压模块13输出的第四电压U4、逆变模块14输出的第五电压U5。
采样模块21和应急电源装置100均与控制模块22连接，控制模块22用于根据第一电压U1、第二电压U2、第三电压U3、第四电压U4、第五电压U5，控制BUCK模块12逐步工作、升压模块13逐步工作、逆变模块14逐步工作。
故障检测模块23与采样模块21连接，故障检测模块23用于在BUCK模块12逐步工作、升压模块13逐步工作以及逆变模块14逐步工作的过程中，根据第一电压U1、第二电压U2、第三电压U3、第四电压U4、第五电压U5，确定应急电源装置100的老化测试结果。
具体的，采样模块21为电压采样电路，现有的或将来的电压采样电路均可运用于本发明实施例。
控制模块22和故障检测模块23均可由现场可编程逻辑门阵列(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)芯片及其外围的元器件组成。
控制模块22和故障检测模块23可包括中央处理单元(CPU)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、控制器、现场可编程门阵列(FPGA)设备等。控制模块22和故障检测模块23还可以被实现为计算设备的组合，例如，DSP与微处理器的组合、多个微处理器、结合DSP核心的一个或多个微处理器、或者任何其它此类配置。
故障检测模块23，根据实时采样的第二电压U2可检测整流模块11中的功率器件是否损坏，根据实时采样的第三电压U3可检测BUCK模块12中的功率器件是否损坏，根据实时采样的第四电压U4可检测升压模块13中的功率器件是否损坏，根据实时采样的第五电压U4可检测逆变模块14中的功率器件是否损坏。
以BUCK模块为例，若第二电压U2正常稳定输出，故障检测模块23检测到第三电压U3的值超过故障阈值，例如故障阈值为70V，则确定BUCK模块存在故障。同理，可确定整流模块11、升压模块13、逆变模块14是否存在故障。
具体的，在老化测试时，通过控制BUCK模块12的输出的第三电压U3缓慢上升，直到第三电压U3稳定后控制升压模块13开始工作且第四电压U4缓慢上升，直到第四电压U4稳定后逆变模块14开始工作且第五电压U5缓慢上升直到第五电压U5稳定，使第五电压U5稳定一段时间以完成老化测试。从而使得应急电源装置100各模块输出的电压在老化测试的过程中缓慢上升，避免了应急电源装置100各模块输出的电压产生突变的风险，从而保障应急电源装置100各个模块稳定工作。同时，故障检测模块23根据实时获取的应急电源装置100各模块的电压实现应急电源装置100的老化测试。
请参阅图2，图2是本发明实施例提供的一种老化测试装置的结构示意图。
在一些实施例中，老化测试装置200还包括显示模块24，显示模块24与故障检测模块23连接，用于显示应急电源装置100的状态。应急电源装置100的状态可包括应急电源装置100在进行老化测试，应急电源装置100老化测试完成且存在故障，应急电源装置100老化测试完成且不存在故障，等。
显示模块24可包括多个发光二极管。例如，该显示模块24可包括一个红色的发光二极管、一个黄色的发光二极管及一个绿色的发光二极管。上述的三个发光二极管可设置为，当应急电源装置100在进行老化测试时只亮黄色的发光二极管，当应急电源装置100老化测试完成且存在故障时只亮红色的发光二极管，当应急电源装置100老化测试完成且不存在故障时只亮绿色的发光二极管。
该显示模块24也可包括显示器、蜂鸣器等，用于向用户显示该应急电源装置100的状态。
在一些是实施例中，该老化测试装置200还包括存储模块，该存储模块与老化测试装置200中其余的模块均连接，该存储模块用于读取老化时间并存储老化测试装置200的测试数据。在老化测试装置200中断测试时，存储模块可以保存老化时间和测试数据，当再次启动老化测试时能够接着完成老化测试。该存储模块可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。
请参阅图5，图5是本发明实施例提供的控制模块的结构示意图。
在一些实施例中，控制模块22包括：BUCK控制单元221、升压控制单元222及逆变控制单元223。
采样模块21和BUCK模块12均与BUCK控制单元221连接，BUCK控制单元221用于根据第二电压和第三电压控制BUCK模块12逐步工作。
采样模块21和升压模块13均与升压控制单元222连接，升压控制单元222用于根据第三电压和第四电压控制升压模块13逐步工作。
采样模块21和逆变模块14均与逆变控制单元223连接，逆变控制单元223用于根据第四电压和第五电压控制逆变模块14逐步工作。
在一些实施例中，控制模块22还包括：启动单元224，采样模块21和BUCK控制单元221均与启动单元224连接，启动单元224用于当第一电压大于或等于第一阈值时，控制BUCK控制单元221工作。此时，BUCK控制单元221控制BUCK模块12开始工作。
具体的，当第一电压U1大于或等于第一阈值时，整流模块11正常工作的情况下，第二电压电压U2必然大于或等于第二阈值。
当第一电压大于或等于第一阈值时，BUCK控制单元221控制BUCK模块12开始工作。BUCK控制单元221根据第二电压U2和第三电压U3，向BUCK模块12输出BUCK控制信号。该BUCK控制信号为脉冲宽度调制(Pulse width modulation，PWM)信号，以下简称BUCK控制信号为PWM1信号。该PWM1信号被输入至BUCK模块12中的开关管的控制端，用于控制开关管的通断以控制第三电压U3的值缓慢上升。
当第三电压U3大于或等于第三阈值时，升压控制单元222控制升压模块13开始工作。升压控制单元222根据第三电压U3和第四电压U4，向升压模块13输出升压控制信号。该升压控制信号为脉冲宽度调制(Pulse width modulation，PWM)信号，以下简称升压控制信号为PWM2信号。该PWM2信号被输入至升压模块13中的两个开关管的控制端，用于控制该两个开关管的通断以控制第四电压U4的值缓慢上升。
当第四电压U4大于或等于第四阈值时，逆变控制单元223控制你逆变模块14开始工作。逆变控制单元223根据第四电压U4和第五电压U5，向逆变模块14输出逆变控制信号。该逆变控制信号为正弦脉宽调制(Sinusoidal Pulse Width Modulation，SPWM)信号，以下简称逆变控制信号为SPWM3信号。该SPWM3信号被输入逆变模块14中的四个开关管的控制端，用于控制该四个开关管的通断以控制第五电压U5的值缓慢上升。
在一些实施例中，第一阈值可设置为220V，第二阈值可设置为310V，第三阈值可设置为55V，第四阈值可设置为660V，第五阈值可设置为380V。
在一些实施例中，BUCK控制单元221可配置为，当第一电压U1大于或等于第一阈值的第一预设时间后，BUCK控制单元221控制BUCK模块12开始工作。
升压控制单元222可配置为，当第三电压大于或等于第三阈值的第二预设时间后，升压控制单元222控制升压模块13开始工作。
逆变控制单元223可配置为，当第四电压大于或等于第四阈值的第三预设时间后，逆变控制单元223控制逆变模块13开始工作。
第一预设时间、第二预设时间、第三预设时间可按照实际需求设置，例如1ms、1s等。
本实施例可以实现在第一电压U1稳定后再使BUCK模块12工作，在第三电压U3稳定后再使升压模块13工作，在第四电压U4稳定后再使逆变模块13工作。
请参阅图6，图6是本发明实施例提供的BUCK控制单元的结构示意图。
在一些实施例中，BUCK控制单元221包括：第一BUCK控制子单元2211、第二BUCK控制子单元2212、第三BUCK控制子单元2213，第一BUCK控制子单元2211、第二BUCK控制子单元2212、第三BUCK控制子单元2213均与采样模块21连接，第一BUCK控制子单元2211、第二BUCK控制子单元2212、第三BUCK控制子单元2213均与BUCK模块12连接。
第一BUCK控制子单元2211，用于当第三电压处于第一BUCK电压范围时，根据第一BUCK策略控制BUCK模块12工作。第二BUCK控制子单元2212，用于当第三电压处于第二BUCK电压范围时，根据第二BUCK策略控制BUCK模块12工作。第三BUCK控制子单元2213，用于当第三电压处于第三BUCK电压范围时，根据第三BUCK策略控制BUCK模块12工作。
具体的，BUCK模块12的输入为第二电压U2，输出为第三电压U3。第一BUCK控制子单元2211、第二BUCK控制子单元2212及第三BUCK控制子单元2213的其中一个单元，向BUCK模块12的开关管发送占空比为D3的PWM1信号，以控制第三电压U3的值。
在一些实施例中，第一BUCK电压范围可设置为0V至30V的电压范围，第二BUCK电压范围可设置为30V至50V的电压范围，第三BUCK电压范围可设置为50V至55V的电压范围。
在一些实施例中，第一BUCK策略为开环控制策略，第二BUCK策略为PI闭环控制策略，第三BUCK策略也为PI闭环控制策略。但第三BUCK策略的KI参数大于第二BUCK策略的KI参数。
以下对第一BUCK策略、第二BUCK策略、第三BUCK策略进行详细举例。
第一BUCK策略为开环控制策略，如下表1所示：
序号 第三电压U3(V) 占空比D3(％)
1 ≤5 1
2 ≤10 1.5
3 ≤20 2
4 ≤30 2.5
表1
如表1所示，当第三电压处于第一BUCK电压范围，且第一BUCK电压范围为0V至30V的电压范围时，第一BUCK策略可为：当第三电压大于0V且小于或等于5V时，PWM1信号的占空比D3为1％；当第三电压大于5V且小于或等于10V时，PWM1信号的占空比D3为1.5％；当第三电压大于10V且小于或等于20V时，PWM1信号的占空比D3为2％；当第三电压大于20V且小于或等于30V时，PWM1信号的占空比D3为2.5％。
当第三电压处于第二BUCK电压范围，且第二BUCK电压范围为30V至50V的电压范围时，第二BUCK策略可为：控制第三电压U3每200ms增加2V，且可设置PI闭环控制的PI参数为1000，KI参数为10。
当第三电压处于第三BUCK电压范围，且第三BUCK电压范围为50V至55V的电压范围时，第三BUCK策略可为：设置PI闭环控制的KP参数为6000，KI参数为25。
需要说明的是，第一BUCK电压范围、第二BUCK电压范围、第三BUCK电压范围、第一BUCK策略、第二BUCK策略、第三BUCK策略可根据实际需求设置。
第二BUCK策略中的PI闭环控制主要实现充电稳定控制，因此PI参数较小。充电控制处于稳定工作后，第二BUCK策略中的PI闭环控制为较快速地控制，便于后级的升压模块13工作。
请参阅图7，图7是本发明实施例提供的升压控制单元的结构示意图。
在一些实施例中，升压控制单元222包括：第一升压控制子单元2221、第二升压控制子单元2222、第三升压控制子单元2223，第一升压控制子单元2221、第二升压控制子单元2222、第三升压控制子单元2223均与采样模块21连接，第一升压控制子单元2221、第二升压控制子单元2222、第三升压控制子单元2223均与升压模块13连接。
第一升压控制子单元2221，用于当第四电压处于第一升压电压范围时，根据第一升压策略控制升压模块13工作。第二升压控制子单元2222，用于当第四电压处于第二升压电压范围时，根据第二升压策略控制升压模块13工作。第三升压控制子单元2223，用于当第四电压处于第三升压电压范围时，根据第三升压策略控制升压模块13工作。
在一些实施例中，第一升压电压范围可设置为0V至450V的电压范围，第二升压电压范围可设置为450V至600V的电压范围，第三升压电压范围可设置为600V至660V的电压范围。
在一些实施例中，第一升压策略为开环控制策略，第二升压策略为PI闭环控制策略，第三升压策略也为PI闭环控制策略。但第三升压策略的KI参数大于第二升压策略的KI参数。
具体的，升压模块13的输入为第三电压U3，输出为第四电压U4。第一升压控制子单元2221、第二升压控制子单元2222及第三升压控制子单元2223的其中一个单元，向升压模块13的两个开关管发送占空比为D4的PWM2信号，以控制第四电压U4的值。
以下对第一升压策略、第二升压策略及第三升压策略进行详细举例。
第一升压策略为开环控制策略，如下表2所示：
序号 输出电压U4(V) 占空比D4(％)
1 ≤30 1
2 ≤80 1.2
3 ≤150 1.8
4 ≤240 2
5 ≤300 2.2
6 ≤360 2.4
7 ≤450 2.8
表2
如表2所示，当第四电压处于第一升压电压范围，且第一升压电压范围为0V至450V的电压范围时，第一升压策略可为：当第四电压大于0V且小于或等于30V时，PWM2信号的占空比D4为1％；当第四电压大于30V且小于或等于80V时，PWM2信号的占空比D4为1.2％；当第四电压大于80V且小于或等于150V时，PWM2信号的占空比D4为1.8％；当第四电压大于150V且小于或等于240V时，PWM2信号的占空比D4为2％；当第四电压大于240V且小于或等于300V时，PWM2信号的占空比D4为2.2％；当第四电压大于300V且小于或等于360V时，PWM2信号的占空比D4为2.4％；当第四电压大于360V且小于或等于450V时，PWM2信号的占空比D4为2.8％。
需要注意的时，上述表2中的数据根据实际试验得到，能够保障升压模块13中的的两个开关管在关断时的尖峰电压及升压模块13中的二极管的反向恢复电压均处于正常工作范围。
当第四电压处于第二升压电压范围，且第二升压电压范围为450V至600V的电压范围时，第二升压策略可为：控制第四电压U4每隔200ms增加20V，且可设置PI闭环控制的PI参数为500，KI参数为5。
当第四电压处于第三升压电压范围，且第三升压电压范围为600V至660V的电压范围时，第二升压策略可为：设置KP参数为3500，KI参数为15。
需要说明的是，第一升压电压范围、第二升压电压范围、第二升压电压范围、第一升压策略、第二升压策略、第三升压策略可根据实际需求设置。
第二升压策略中的PI闭环控制主要实现升压闭环稳定控制，因此PI参数较小。升压控制处于稳定工作后，第三升压策略中的PI闭环控制为较快速地控制，确保升压模块13在逆变模块14开始工作之后还能保持稳定的输出。
请参阅图8，图8是本发明实施例提供的逆变控制单元的结构示意图。
在一些实施例中，逆变控制单元223包括：第一逆变控制子单元2231、第二逆变控制子单元2232、第三逆变控制子单元2233。第一逆变控制子单元2231、第二逆变控制子单元2232、第三逆变控制子单元2233均与采样模块21连接，第一逆变控制子单元2231、第二逆变控制子单元2232、第三逆变控制子单元2233均与逆变模块14连接。
第一逆变控制子单元2231，用于当第五电压处于第一逆变电压范围时，根据第一逆变策略控制逆变模块14工作。第二逆变控制子单元2232，用于当第五电压处于第二逆变电压范围时，根据第二逆变策略控制逆变模块14工作。第三逆变控制子单元2233，用于当第五电压处于第三逆变电压范围时，根据第三逆变策略控制逆变模块14工作。
在一些实施例中，第一逆变电压范围可设置为0V至200V的电压范围，第二逆变电压范围可设置为200V至300V的电压范围，第三逆变电压范围可设置为300V至380V的电压范围。
在一些实施例中，第一逆变策略为开环控制策略，第二逆变策略为PI闭环控制策略，第三逆变策略为PI闭环控制策略。但第三逆变策略的KI参数大于第二逆变策略的KI参数。
逆变模块14的输入为第四电压U4，输出为第五电压U5。第一逆变控制子单元2231、第二逆变控制子单元2232、第三逆变控制子单元2233的其中一个单元，向逆变模块14的四个开关管发送指令值为U51的SPWM3信号，以控制第五电压U5的值。
以下对第一逆变策略、第二逆变策略及第三逆变策略进行详细举例。
第一逆变策略为开环控制策略，如下表3所示：
序号 输出电压U5(V) 指令值U51(V)
1 ≤50 50
2 ≤80 80
3 ≤120 120
4 ≤200 200
表3
需要注意的是，对逆变模块14的控制主要是实现将直流电转换为正弦交流电，因此与对BUCK模块12的控制和对升压模块13的控制不同，对逆变模块14的控制采用的是SPWM调制。
第一逆变策略的开环控制不是发送固定的占空比，而是按照SPWM的调制方式发送占空比。
如表3所示，当第五电压处于第一逆变电压范围，且第一逆变电压范围为0V至200V的电压范围时，第一逆变策略可为：当第五电压大于0V且小于或等于50V时，SPWM3信号的指令值U51为50V；当第五电压大于50V且小于或等于80V时，SPWM3信号的指令值U51为80V；当第五电压大于80V且小于或等于120V时，SPWM3信号的指令值U51为120V；当第五电压大于120V且小于或等于200V时，SPWM3信号的指令值U51为200V。
当第五电压处于第二逆变电压范围，且第二逆变电压范围为200V至300V的电压范围时，第二逆变策略可为：控制第五电压每隔200ms增加10V，且可设置PI参数为1500，KI参数为2。
当第五电压处于第三逆变电压范围，且第三逆变电压范围为300V至380V时，第三逆变控制策略可为：设置KP参数为6500，KI参数为8。
需要说明的是，第一逆变电压范围、第二逆变电压范围、第二逆变电压范围、第一逆变策略、第二逆变策略、第三逆变策略可根据实际需求设置。
第二逆变策略中的PI闭环控制主要实现逆变输出稳定控制，因此PI参数较小。逆变控制处于稳定工作后，第三逆变策略中的PI闭环控制为较快速地控制，确保逆变模块14稳定在380V的输出。
本发明实施例提供了一种老化测试装置200，老化测试装置200与应急电源装置100连接，应急电源装置100包括依次连接的整流模块11、BUCK模块12、升压模块13及逆变模块14，整流模块11还用于接入市电；老化测试装置200包括：采样模块21、控制模块22及故障检测模块23；采样模块21与应急电源装置100连接，采样模块21用于实时采集市电的第一电压、整流模块11输出的第二电压、BUCK模块12输出的第三电压、升压模块13输出的第四电压、逆变模块14输出的第五电压；采样模块21和应急电源装置100均与控制模块22连接，控制模块22用于根据第一电压、第二电压、第三电压、第四电压、第五电压，控制BUCK模块12逐步工作、升压模块13逐步工作、逆变模块14逐步工作；故障检测模块23与采样模块21连接，故障检测模块23用于在BUCK模块12逐步工作、升压模块13逐步工作以及逆变模块14逐步工作的过程中，根据第一电压、第二电压、第三电压、第四电压、第五电压，确定应急电源装置100的老化测试结果。本发明实施例能够提高应急电源装置100的老化测试的效率，降低老化测试的成本。
请参阅图9，图9是本发明实施例提供的一种老化测试方法的流程示意图。
本发明实施例还提供了一种老化测试方法，应用于如上所述的老化测试装置200，老化测试方法包括如下步骤：
步骤S1、实时采集市电的第一电压、整流模块输出的第二电压、BUCK模块输出的第三电压、升压模块输出的第四电压、逆变模块输出的第五电压。
步骤S2、根据第一电压、第二电压、第三电压、第四电压、第五电压，控制BUCK模块逐步工作、升压模块逐步工作、逆变模块逐步工作。
步骤S3、在BUCK模块逐步工作、升压模块逐步工作以及逆变模块逐步工作的过程中，根据第一电压、第二电压、第三电压、第四电压、第五电压，确定应急电源装置的老化测试结果。
请参阅图10，图10是本发明实施例提供的根据第一电压、第二电压、第三电压、第四电压、第五电压控制BUCK模块逐步工作、升压模块逐步工作、逆变模块逐步工作的流程示意图。
在一些实施例中，根据第一电压、第二电压、第三电压、第四电压、第五电压确定应急电源装置的老化测试结果包括如下步骤：
步骤S21、根据所述第二电压和第三电压控制所述BUCK模块逐步工作。
步骤S22、根据所述第三电压和第四电压控制所述升压模块逐步工作。
步骤S23、根据所述第四电压和第五电压控制所述逆变模块逐步工作。
需要说明的是，上述老化测试方法应用于本发明实施例所提供的老化测试装置，未在老化测试方法实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例所提供的老化测试装置。本方法具备装置实施例的有益效果，此处不再赘述。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种老化测试装置，其特征在于，所述老化测试装置与应急电源装置连接，所述应急电源装置包括依次连接的整流模块、BUCK模块、升压模块及逆变模块，所述整流模块还用于接入市电；
所述老化测试装置包括：
采样模块、控制模块及故障检测模块；
所述采样模块与所述应急电源装置连接，所述采样模块用于实时采集所述市电的第一电压、所述整流模块输出的第二电压、所述BUCK模块输出的第三电压、所述升压模块输出的第四电压、所述逆变模块输出的第五电压；
所述采样模块和所述应急电源装置均与所述控制模块连接，所述控制模块用于根据所述第一电压、第二电压、第三电压、第四电压、第五电压，控制所述BUCK模块逐步工作、升压模块逐步工作、逆变模块逐步工作；
所述故障检测模块与所述采样模块连接，所述故障检测模块用于在所述BUCK模块逐步工作、所述升压模块逐步工作以及所述逆变模块逐步工作的过程中，根据所述第一电压、第二电压、第三电压、第四电压、第五电压，确定所述应急电源装置的老化测试结果；
其中，所述控制模块包括BUCK控制单元，所述BUCK控制单元包括：第一BUCK控制子单元、第二BUCK控制子单元、第三BUCK控制子单元，所述第一BUCK控制子单元、第二BUCK控制子单元、第三BUCK控制子单元均与所述采样模块连接，所述第一BUCK控制子单元、第二BUCK控制子单元、第三BUCK控制子单元均与所述BUCK模块连接；所述第一BUCK控制子单元，用于当所述第三电压处于第一BUCK电压范围时，根据第一BUCK策略控制所述BUCK模块工作；所述第二BUCK控制子单元，用于当所述第三电压处于第二BUCK电压范围时，根据第二BUCK策略控制所述BUCK模块工作；所述第三BUCK控制子单元，用于当所述第三电压处于第三BUCK电压范围时，根据第三BUCK策略控制所述BUCK模块工作；
其中，所述第一BUCK策略为开环控制策略，所述第二BUCK策略为PI闭环控制策略，所述第三BUCK策略为PI闭环控制策略，且所述第三BUCK策略的KI参数大于所述第二BUCK策略的KI参数，所述第三BUCK策略的KP参数大于所述第二BUCK策略的KP参数。
2.根据权利要求1所述的老化测试装置，其特征在于，所述控制模块还包括：升压控制单元及逆变控制单元；
所述采样模块和所述升压模块均与所述升压控制单元连接，所述升压控制单元用于根据所述第三电压和第四电压控制所述升压模块逐步工作；
所述采样模块和所述逆变模块均与所述逆变控制单元连接，所述逆变控制单元用于根据所述第四电压和第五电压控制所述逆变模块逐步工作。
3.根据权利要求2所述的老化测试装置，其特征在于，所述控制模块还包括：
启动单元，所述采样模块和所述BUCK控制单元均与所述启动单元连接，所述启动单元用于当所述第一电压大于或等于第一阈值时，控制所述BUCK控制单元工作。
4.根据权利要求3所述的老化测试装置，其特征在于，所述升压控制单元包括：
第一升压控制子单元、第二升压控制子单元、第三升压控制子单元，所述第一升压控制子单元、第二升压控制子单元、第三升压控制子单元均与所述采样模块连接，所述第一升压控制子单元、第二升压控制子单元、第三升压控制子单元均与所述升压模块连接；
所述第一升压控制子单元，用于当所述第四电压处于第一升压电压范围时，根据第一升压策略控制所述升压模块工作；
所述第二升压控制子单元，用于当所述第四电压处于第二升压电压范围时，根据第二升压策略控制所述升压模块工作；
所述第三升压控制子单元，用于当所述第四电压处于第三升压电压范围时，根据第三升压策略控制所述升压模块工作。
5.根据权利要求3所述的老化测试装置，其特征在于，所述逆变控制单元包括：
第一逆变控制子单元、第二逆变控制子单元、第三逆变控制子单元，所述第一逆变控制子单元、第二逆变控制子单元、第三逆变控制子单元均与所述采样模块连接，所述第一逆变控制子单元、第二逆变控制子单元、第三逆变控制子单元均与所述逆变模块连接；
所述第一逆变控制子单元，用于当所述第五电压处于第一逆变电压范围时，根据第一逆变策略控制所述逆变模块工作；
所述第二逆变控制子单元，用于当所述第五电压处于第二逆变电压范围时，根据第二逆变策略控制所述逆变模块工作；
所述第三逆变控制子单元，用于当所述第五电压处于第三逆变电压范围时，根据第三逆变策略控制所述逆变模块工作。
6.根据权利要求1至5任一项所述的老化测试装置，其特征在于，所述老化测试装置还包括显示模块，所述显示模块与所述故障检测模块连接，用于显示所述应急电源装置的状态。
7.一种老化测试方法，其特征在于，应用于权利要求1至6任一项所述的老化测试装置，所述老化测试方法包括：
实时采集市电的第一电压、整流模块输出的第二电压、BUCK模块输出的第三电压、升压模块输出的第四电压、逆变模块输出的第五电压；
根据所述第一电压、第二电压、第三电压、第四电压、第五电压，控制所述BUCK模块逐步工作、升压模块逐步工作、逆变模块逐步工作；
在所述BUCK模块逐步工作、所述升压模块逐步工作以及所述逆变模块逐步工作的过程中，根据所述第一电压、第二电压、第三电压、第四电压、第五电压，确定所述应急电源装置的老化测试结果；
其中，所述根据所述第一电压、第二电压、第三电压、第四电压、第五电压，确定所述应急电源装置的老化测试结果，包括：根据所述第二电压和第三电压控制所述BUCK模块逐步工作；
所述根据所述第二电压和第三电压控制所述BUCK模块逐步工作，包括：当所述第三电压处于第一BUCK电压范围时，根据第一BUCK策略控制所述BUCK模块工作；当所述第三电压处于第二BUCK电压范围时，根据第二BUCK策略控制所述BUCK模块工作；当所述第三电压处于第三BUCK电压范围时，根据第三BUCK策略控制所述BUCK模块工作；
其中，所述第一BUCK策略为开环控制策略，所述第二BUCK策略为PI闭环控制策略，所述第三BUCK策略为PI闭环控制策略，且所述第三BUCK策略的KI参数大于所述第二BUCK策略的KI参数，所述第三BUCK策略的KP参数大于所述第二BUCK策略的KP参数。
8.根据权利要求7所述的老化测试方法，其特征在于，所述根据所述第一电压、第二电压、第三电压、第四电压、第五电压，确定所述应急电源装置的老化测试结果，还包括：
根据所述第三电压和第四电压控制所述升压模块逐步工作；
根据所述第四电压和第五电压控制所述逆变模块逐步工作。
9.一种老化测试系统，其特征在于，包括：应急电源装置和如权利要求1-6任一项所述的老化测试装置；所述应急电源装置包括依次连接的整流模块、BUCK模块、升压模块及逆变模块，所述整流模块还用于接入市电；
所述老化测试装置包括：
采样模块、控制模块及故障检测模块；
所述采样模块与所述应急电源装置连接，所述采样模块用于实时采集所述市电的第一电压、所述整流模块输出的第二电压、所述BUCK模块输出的第三电压、所述升压模块输出的第四电压、所述逆变模块输出的第五电压；
所述采样模块和所述应急电源装置均与所述控制模块连接，所述控制模块用于根据所述第一电压、第二电压、第三电压、第四电压、第五电压，控制所述BUCK模块逐步工作、升压模块逐步工作、逆变模块逐步工作；
所述故障检测模块与所述采样模块连接，所述故障检测模块用于在所述BUCK模块逐步工作、所述升压模块逐步工作以及所述逆变模块逐步工作的过程中，根据所述第一电压、第二电压、第三电压、第四电压、第五电压，确定所述应急电源装置的老化测试结果；
其中，所述控制模块包括BUCK控制单元，所述BUCK控制单元包括：第一BUCK控制子单元、第二BUCK控制子单元、第三BUCK控制子单元，所述第一BUCK控制子单元、第二BUCK控制子单元、第三BUCK控制子单元均与所述采样模块连接，所述第一BUCK控制子单元、第二BUCK控制子单元、第三BUCK控制子单元均与所述BUCK模块连接；所述第一BUCK控制子单元，用于当所述第三电压处于第一BUCK电压范围时，根据第一BUCK策略控制所述BUCK模块工作；所述第二BUCK控制子单元，用于当所述第三电压处于第二BUCK电压范围时，根据第二BUCK策略控制所述BUCK模块工作；所述第三BUCK控制子单元，用于当所述第三电压处于第三BUCK电压范围时，根据第三BUCK策略控制所述BUCK模块工作；
其中，所述第一BUCK策略为开环控制策略，所述第二BUCK策略为PI闭环控制策略，所述第三BUCK策略为PI闭环控制策略，且所述第三BUCK策略的KI参数大于所述第二BUCK策略的KI参数，所述第三BUCK策略的KP参数大于所述第二BUCK策略的KP参数。
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