CN217769595U - 一种ups电源的在线检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种UPS电源的在线检测装置，其包括逆变器、充电模块以及电池组，所述在线检测装置还包括主控单元和报警单元，每个单体蓄电池还配置有检测模块，所述检测模块包括：电压传感器，用于检测单体蓄电池的输出电压并输出电压信息；温度传感器，用于检测单体的温度并输出温度信息；开关控制模块，连接于相邻的两个单体蓄电池之间，用于控制单体蓄电池的接入或断开；主控单元，连接于电压检测模块以及温度传感器，在电压信息和/或温度信息超出预设安全范围时输出异常控制指令；所述开关控制模块，连接于主控单元，响应于异常控制指令控制其对应的单体蓄电池断开。本申请具有在单体蓄电池故障时，电池组也可正常工作的效果。

Description

一种UPS电源的在线检测装置

技术领域

本申请涉及电池管理技术领域，尤其是涉及一种UPS电源的在线检测装置。

背景技术

UPS（不间断电源）作为一种电池储能装置，主要用于为计算机网络系统以及其他需持续运行的负载进行不间断供电。

UPS主要包括逆变器、充电模块以及电池组；充电模块与市电以及电池组连接，电池组逆变器连接，逆变器与市电以及负载连接；在市电不断电的情况下，UPS将试点稳压后为负载供电，同时市电通过充电模块为电池组进行充电；当市电断电时，UPS切换至电池组进行电源输出，经逆变器为负载提供电源；其中大部分电池组由多个单体蓄电池串联组成。

但是在实际生活中，市电断电，UPS切换至电池组输出电源的情况比较少，使得电池组中蓄电池长时间处于只充不放的状态，从而导致蓄电池的储能放电能力下降，甚至出现损坏的情况发生，现有的UPS智能管理技术主要是以电池组为单元进行输出电压、电流以及温度检测，并不注重单体蓄电池的工作状态检测。

而在电池组为负载供电时，若电池组中的其中一个或多个单体蓄电池损坏，将导致整个电池组无法正常工作，继而使得UPS断电。

实用新型内容

为了解决因单体蓄电池故障而导致电池组整体无法工作的问题，本申请提供一种UPS电源的在线检测装置。

一种UPS电源的在线检测装置，包括逆变器、充电模块以及电池组，所述在线检测装置还包括主控单元和报警模块，每个单体蓄电池还配置有检测模块，所述检测模块包括：

电压传感器，用于检测单体蓄电池的输出电压并输出电压信息；

温度传感器，用于检测单体的温度并输出温度信息；

开关控制模块，连接于相邻的两个单体蓄电池之间，用于控制单体蓄电池的接入或断开；

主控单元，连接于电压检测模块以及温度传感器，在电压信息和/或温度信息超出预设安全范围时输出异常控制指令；

所述开关控制模块，连接于主控单元，响应于异常控制指令控制其对应的单体蓄电池断开。

通过采用上述技术方案，若电池中有一个或多个单体蓄电池出现损坏，导致损坏的蓄电池输出的电压值发生突变和/或温度骤增，而此时主控单元接收到该损坏的蓄电池对应的电压传感器发送的电压信息和/或温度传感器发送的温度信息超出主控单元内部预设的范围时，生成异常控制指令，开关控制模块响应主控单元发送的异常控制指令并控制出现损坏的该单体蓄电池从蓄电池串联电路中断开。

可选的，在线检测装置，还包括霍尔传感器以及市电控制模块；所述市电控制模块连接于市电以及充电模块之间；

霍尔传感器，用于检测市电电流并输出电流检测信息；

所述市电控制模块，与霍尔传感器连接，用于接收电流检测信息，并在电流检测信息超出预设安全范围时控制市电断开。

通过采用上述技术方案，当市电输入电流瞬间增大时，霍尔传感器输出此时检测到的电流检测信息至市电控制模块，市电控制模块接收电流检测信息，当该电流检测信息超出预设安全范围时控制市电与充电模块之间断开。

可选的，市电控制模块包括：比较器T2、三极管Q2、第一电压发生器、电磁继电器KM2以及开关K2；所述第一电压发生器，用于生成直流阈值电压信息；

比较器T2的正反馈输入端与霍尔传感器连接，比较器T2的负反馈输入端与第一电压发生器连接，比较器T2输出端与三极管Q2的基极连接；三极管Q2为NPN型三极管，三极管Q2的发射极另一端接地，三极管Q2的集电极与电磁继电器KM2一端连接，电磁继电器KM2另一端与电源VCC连接；开关K2为常闭开关，开关K2一端与市电连接，开关K2另一端与充电模块连接。

通过采用上述技术方案，当市电输入电流瞬间增大时，霍尔传感器输出的电流检测信息通过比较器T2正反馈输出端输入至比较器T2，同时第一电压比较器输出预设电压信息，并通过比较器T2负反馈输入端输入至比较器T2；当电流检测信息超过预设电压信息时，比较器T2输出端输出高电平信息至三极管Q2基极，此时电磁继电器KM2得电并吸附位于市电与充电模块之间的开关K2断开。

可选的，开关控制模块包括：比较器T、第二电压发生器、三极管Q、继电器KM以及开关K：所述第二电压发生器，用于生成直流阈值电压信息；

开关K为单刀双掷开关，开关K的1端与2端常闭；比较器T正反馈输入端与主控单元连接，比较器T负反馈输入端与第二电压发生器连接，比较器T输出端与三极管Q基极连接，三极管Q发射极与指示灯连接后接地，三极管Q集电极与继电器KM一端连接，继电器KM另一端与电源VCC连接，开关K的1端与蓄电池的正极连接，开关K的2端与串联的下一蓄电池的负极连接，开关K的3端与蓄电池的正极连接。

通过采用上述技术方案，当电池组中单体蓄电池损坏时，主控单元通过比较器T正反馈输入端发送对应单体蓄电池的异常控制指令，即高电平信息至对应开关控制模块中的比较器T，第二电压发生器发送预设电压信息，通过比较器T1输出端输出高电平信息至三极管Q基极，使继电器KM得电并控制开关K的1端与3端连接，从而控制损坏的单体蓄电池从蓄电池串联电路中断开。

可选的，开关控制模块连接有指示灯；所述指示灯响应开关控制模块控制其对应的单体蓄电池断开而点亮。

通过采用上述技术方案，在电池组中损坏的单体蓄电池所对应的开关控制模块控制该损坏的单体蓄电池从电池组中断开时，开关控制模块控制指示灯点亮。

可选的，电池组与逆变器之间连接有开关K2以及第二电压检测模块；

所述开关K2为常闭开关；

所述第二电压检测模块，用于检测电池组输出总电压值，并在输出总电压值超出预设范围时控制开关K2断开。

通过采用上述技术方案，电池组中出现多个蓄电池损坏，导致电池组输出总电压值过低时，第二电压检测模块接收该时刻电池组输出总电压值低于预设范围的电压值，控制开关K2断开，使电池组与逆变器之间断开。

可选的，在线检测装置，还包括报警模块、无线收发装置以及监控平台；

所述报警模块，连接于主控单元，用于接收异常控制指令并报警；

通过采用上述技术方案，若电池中有一个或多个单体蓄电池出现损坏，主控单元接收到该损坏的蓄电池对应的电压传感器发送的电压信息和/或温度传感器发送的温度信息超出主控单元内部预设的范围时，主控单元生成报警信息，并发送至报警模块，从而控制报警模块发出报警；同时主控单元发送报警信息至无线收发装置，通过无线收发装置将报警信息远程发送至监控平台，技术人员通过监控平台查看电池组的运行情况。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

具有在电池组中出现单体蓄电池损坏时，可以将该单体蓄电池从电池组中取出，使电池组能够继续正常工作的效果。

附图说明

图1是本申请UPS电源的在线检测装置连接图。

图2是本申请电池组检测连接图。

图3是本申请开关控制模块的电路连接图。

图4是本申请市电控制模块的电路连接图。

附图标记说明：1、主控单元；2、压力传感器；3、温度传感器；4、报警模块；5、无线收发装置；6、监控平台；7、电池组；71、开关控制模块；72、指示灯；8、市电控制模块；9、霍尔传感器；10、第二电压检测模块。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种UPS电源的在线检测装置。参照图1和图2，一种UPS电源的在线检测装置，包括逆变器、充电模块以及电池组7，所述在线检测装置还包括主控单元1、报警模块4、无线收发装置5以及监控平台6，每个单体蓄电池还配置有检测模块，所述检测模块包括：

电压传感器2，用于检测单体蓄电池的输出电压并输出电压信息；

所述电压传感器2连接于单体蓄电池的正极输出端；

温度传感器3，用于检测单体的温度并输出温度信息；

所述温度传感器3贴服与单体蓄电池外侧；

开关控制模块71，连接于相邻的两个单体蓄电池之间，用于控制单体蓄电池的接入或断开；

主控单元1，连接于电压检测模块以及温度传感器3，在电压信息和/或温度信息超出预设安全范围时输出异常控制指令；

所述开关控制模块71，连接于主控单元1，响应于异常控制指令控制其对应的单体蓄电池断开；

所述报警模块4，连接于主控单元1，用于接收异常控制指令并报警。

所述无线收发装置5，与主控单元1连接，用于接收报警信息并发送至监控平台6。

当市电掉电时，UPS内部切换至电池组7为负载继续供电，在电池组7供电过程当中，压力传感器2实时检测电池组7中对应单体蓄电池输出的电压值，并实时输出电压信息至主控单元1，通过主控单元1对电压信息进行检测；而温度传感器3实时检测电池组7中对应单体蓄电池工作时的温度值，并实时输出温度信息至主控单元1，通过主控单元1对温度信息进行检测；

若电池组中有一个或多个单体蓄电池出现损坏，导致损坏的蓄电池输出的电压值发生突变和/或温度骤增，而此时主控单元1接收到该损坏的蓄电池对应的电压传感器2发送的电压信息和/或温度传感器3发送的温度信息超出主控单元1内部预设的范围时，主控单元1生成报警信息，并将报警信息发送至报警模块4，从而控制报警模块4发出报警，进而提醒技术人员电池组7出现故障；

主控单元1生成报警信息的同时生成异常控制指令，开关控制模块71响应主控单元1发送的异常控制指令并控制损坏的单体蓄电池从蓄电池串联电路中断开；防止在出现在市电掉电，电池组7供电的情况下，因单体蓄电池出现损坏而导致整个电池组7无法输出电源情况发生；

在报警模块4发出报警的同时，主控单元1发送报警信息至无线收发装置5，通过无线收发装置5将报警信息远程发送至监控平台6，防止在报警模块4发出报警后，因技术人员没有在现场而无法将电池组7故障的消息及时传递给技术人员时，也可通过监控平台6让工作人员所得知。

参照图2，所述电池组7与负载之间连接有开关K2以及第二电压检测模块10；所述开关K2为常闭开关；

所述第二电压检测模块10，用于检测电池组7输出总电压值，并在输出总电压值超出预设范围时控制开关K2断开。

电池组7中出现多个蓄电池损坏时，导致电池组7输出总电压值过低，而无法通过逆变器升压并输出负载所需电压时，第二电压检测模块10接收该电池组7输出的总电压信息低于预设范围的总电压信息，控制开关K2断开，防止逆变器以及负载接收过低电压供电而造成损坏。

作为开关控制模块71的一种实施方式，参照图3，开关控制模块71包括：比较器T、第二电压发生器、三极管Q、继电器KM以及开关K：所述第二电压发生器，用于生成直流阈值电压信息；

开关K为单刀双掷开关，开关K的1端与2端常闭；比较器T正反馈输入端与主控单元1连接，比较器T负反馈输入端与第二电压发生器连接，比较器T输出端与三极管Q基极连接，三极管Q发射极与指示灯72连接后接地，三极管Q集电极与继电器KM一端连接，继电器KM另一端与电源VCC连接，开关K的1端与单体蓄电池的正极连接，开关K的2端与串联的下一单体蓄电池的负极连接，开关K的3端与单体蓄电池的正极连接。

当电池组7中一个或多个单体蓄电池损坏时，主控单元1通过比较器T正反馈输入端发送对应单体蓄电池的异常控制指令，即高电平信息至比较器T，第二电压发生器发送预设电压信息，当异常控制指令超出预设电压信息时，比较器T1输出端输出高电平信息至三极管Q基极，使三极管集电极与发射极导通，继电器KM得电并控制开关K的1端与3端连接，从而控制损坏的单体蓄电池从蓄电池串联电路中断开，防止因该损坏的单体蓄电池造成整体电池组7无法正常运行。

参照图3，所述开关控制模块71还连接有指示灯72；所述指示灯72响应开关控制模块71控制其对应的单体蓄电池断开而点亮。所述指示灯72设置于电池组7外壁上。

在开关控制模块71控制损坏的单体蓄电池从电池组7中断开时，开关控制模块71控制指示灯72点亮，从而使技术人员通过指示灯72的点亮确定损坏的单体蓄电池的编号，减少了技术人员的故障排查时间。

参照图4，所述在线检测装置还包括霍尔传感器9以及市电控制模块8；所述市电控制模块连接于市电以及充电模块之间；

霍尔传感器9，用于检测市电电流并输出电流检测信息；

所述市电控制模块8，与霍尔传感器9连接，用于接收电流检测信息，并在电流检测信息超出预设安全范围时控制市电断开。

当市电输入电流瞬间增大时，霍尔传感器9输出电流检测信息至市电控制模块8，市电控制模块8接收电流检测信息，当该电流检测信息超出预设安全范围时，控制市电与充电模块之间断开，进而防止因市电波动引起的电流增大而造成充电模块以及电池组7损坏。

作为市电控制模块8的一种实施方式，参照图4，市电控制模块8包括：比较器T2、三极管Q2、第一电压发生器、电磁继电器KM2以及开关K2；所述电压发生器，用于生成直流阈值电压信息；

比较器T2的正反馈输入端与霍尔传感器9连接，比较器T2的负反馈输入端与第一电压发生器连接，比较器T2输出端与三极管Q2的基极连接；三极管Q2为NPN型三极管，三极管Q2的发射极另一端接地，三极管Q2的集电极与电磁继电器KM2一端连接，电磁继电器KM2另一端与电源VCC连接；开关K2为常闭开关，开关K2一端与市电连接，开关K2另一端与充电模块连接。

当市电输入电流瞬间增大时，霍尔传感器9输出的电流检测信息通过比较器T2正反馈输出端输入至比较器T2；同时第一电压比较器输出预设电压信息，并通过比较器T2负反馈输入端输入至比较器T2；当电流检测信息超过预设电压信息时，比较器T2输出端输出高电平信息至三极管Q2基极，使三极管Q2的集电极和发射极之间导通，电磁继电器KM2得电并吸附开关K2断开，控制市电与充电模块断开，从而避免高电流市电流入充电模块，而造成充电模块内部电子器件以及电池组7中的单体蓄电池损坏。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种UPS电源的在线检测装置，包括逆变器、充电模块以及电池组(7)，其特征在于，所述在线检测装置还包括主控单元(1)和报警模块(4)，每个单体蓄电池还配置有检测模块，所述检测模块包括：

电压传感器（2），用于检测单体蓄电池的输出电压并输出电压信息；

温度传感器(3)，用于检测单体的温度并输出温度信息；

开关控制模块(71)，连接于相邻的两个单体蓄电池之间，用于控制单体蓄电池的接入或断开；

主控单元(1)，连接于电压检测模块以及温度传感器(3)，在电压信息和/或温度信息超出预设安全范围时输出异常控制指令；

所述开关控制模块(71)，连接于主控单元(1)，响应于异常控制指令控制其对应的单体蓄电池断开。

2.根据权利要求1所述的一种UPS电源的在线检测装置，其特征在于，在线检测装置，还包括霍尔传感器（9）以及市电控制模块（8）；所述市电控制模块（8）连接于市电以及充电模块之间；

霍尔传感器（9），用于检测市电电流并输出电流检测信息；

所述市电控制模块（8），与霍尔传感器（9）连接，用于接收电流检测信息，并在电流检测信息超出预设安全范围时控制市电断开。

3.根据权利要求2所述的一种UPS电源的在线检测装置，其特征在于，所述市电控制模块（8）包括：比较器T2、三极管Q2、第一电压发生器、电磁继电器KM2以及开关K2；所述第一电压发生器，用于生成直流阈值电压信息；

比较器T2的正反馈输入端与霍尔传感器（9）连接，比较器T2的负反馈输入端与第一电压发生器连接，比较器T2输出端与三极管Q2的基极连接；三极管Q2为NPN型三极管，三极管Q2的发射极另一端接地，三极管Q2的集电极与电磁继电器KM2一端连接，电磁继电器KM2另一端与电源VCC连接；开关K2为常闭开关，开关K2一端与市电连接，开关K2另一端与充电模块连接。

4.根据权利要求1所述的一种UPS电源的在线检测装置，其特征在于，所述开关控制模块(71)包括：比较器T、第二电压发生器、三极管Q、继电器KM以及开关K：所述第二电压发生器，用于生成直流阈值电压信息；

开关K为单刀双掷开关，开关K的1端与2端常闭；比较器T正反馈输入端与主控单元(1)连接，比较器T负反馈输入端与第二电压发生器连接，比较器T输出端与三极管Q基极连接，三极管Q发射极接地，三极管Q集电极与继电器KM一端连接，继电器KM另一端与电源VCC连接，开关K的1端与蓄电池的正极连接，开关K的2端与串联的下一蓄电池的负极连接，开关K的3端与蓄电池的正极连接。

5.根据权利要求1所述的一种UPS电源的在线检测装置，其特征在于，所述开关控制模块(71)连接有指示灯(72)；所述指示灯(72)响应开关控制模块(71)控制其对应的单体蓄电池断开而点亮。

6.根据权利要求4所述的一种UPS电源的在线检测装置，其特征在于，所述电池组(7)与逆变器之间连接有开关K3以及第二电压检测模块（10）；

所述开关K3为常闭开关；

所述第二电压检测模块（10），用于检测电池组(7)输出总电压值，并在输出总电压值超出预设范围时控制开关K2断开。

7.根据权利要求1所述的一种UPS电源的在线检测装置，其特征在于，在线检测装置，还包括报警模块（4）、无线收发装置(5)以及监控平台(6)；

所述报警模块（4），连接于主控单元(1)，用于接收异常控制指令并报警；

所述无线收发装置(5)，与主控单元(1)连接，用于接收报警信息并发送至监控平台(6)。

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