全在線蓄電池組充放電測試設備的製作方法

2023-08-01 01:15:51 2

專利名稱：全在線蓄電池組充放電測試設備的製作方法
全在線蓄電池組充放電測試設備
技術領域：
本發明是涉及通信網內電源維護設備，特別是涉及一種全在線蓄電池組充放電測 試設備。
背景技術：
通信行業現有無線基站電源後備蓄電池維護管理，因無線基站數量多規模大、維 護工作勞動強度高、成本高、風險大、維護工作任務繁重，以及浪費能源問題，致使大部分的 電池容量放電測試維護工作未能落實到位，導致對無線通信基站後備蓄電池組的實際容量 不了解，應急保障供電時長不清楚，常因市電中斷不能有效地進行應急發電調度管理，往往 導致無線基站通信中斷事故的發生，蓄電池被提前報廢，這些問題一直困擾著整個通信行 業電源維護管理工作者和具體維護工作人員。為實現無線通信基站電源後備蓄電池組全在線無人值守智能化監控管理，由遠程 監控自動完成在線蓄電池充放電的容量測試，及時掌控現網所有在線電池組容量及保障供 電時長的數據，降低維護人員的勞動強度，減少維護 成本開支、提高網絡運行質量和整體維 護工作效率，提升網絡安全運營的綜合維護管理水平，採取科學有效的維護管理技術，延長 蓄電池組使用壽命，實現全網在線蓄電池組充放電容量自動檢測及系統自動維護管理。

發明內容本發明要解決的主要的技術問題，在於提供一種可在全在線綜合型蓄電池組設備 系統中使用的的全在線蓄電池組充放電測試設備，同時該全在線蓄電池組充放電測試設備 可以作為蓄電池組在線充電與放電的維護測試。本發明是這樣實現的一種全在線蓄電池組充放電測試設備，其特徵在於包括 一 DC-DC主機工作電源，一控制單元，一正負極性轉換開關、第二安全保護電路，相互並接 的一安全保護電路、一自動限流充電和等電位連接安全控制電路、一 DC-DC變換器，以及相 互串接的一恆流放電負載智能控制電路和一放電負載電路，所述正負極性轉換開關輸入並 接於安全保護電路、自動限流充電和等電位連接安全控制電路、DC-DC變換器，輸出並接第 二安全保護電路；所述控制單元再進一步包括一 MCU單元、以及均與該MCU單元連接的一電 流/電壓數據採集及轉換控制電路、蓄電池組單體電壓檢測設備、數據存儲器、遠程通信電 路、LCD顯示和鍵盤輸入；所述設備中DC-DC主機工作電源的輸出與所述恆流放電負載智能 控制電路、DC-DC變換器、控制單元連接；所述DC-DC變換器分別與所述電流/電壓數據採 集及轉換控制電路及MCU單元連接；MCU單元還分別與所述恆流放電負載智能控制電路、自 動限流充電和等電位連接安全控制電路連接；被測蓄電池組並聯DC-DC變換器，以及恆流 放電負載智能控制電路、DC-DC主機工作電源的輸入，提供主機正常工作電源。較佳的，上述技術方案還包括一電源正反向極性工作保護電路，該電源正反向極 性工作保護電路的輸出分別與所述恆流放電負載智能控制電路，以及相互並聯的DC-DC變 換器、DC-DC主機工作電源連接。或者是所述DC-DC變換器、DC-DC主機工作電源、所述恆流放電負載智能控制電路均具有正反向極性電源工作的特點。較佳的，上述技術方案還包括一 AC/DC開關電源，所述主機工作電源為DC-DC電 源，該AC/DC開關電源的輸入和輸出分別連接所述主機工作電源和市電。較佳的，上述技術方案還包括一電流檢測電路，該電流檢測電路可為一個傳感器， 所述電流檢測電路在該設備中耦合監測所述被測蓄電池組的充放電工作電源的一個輸入 端，為全在線蓄電池組充放電測試設備檢測在線被測蓄電池組的充電、放電電流。較佳的，所述安全保護電路為一大功率二極體，其兩端串行連接於通信蓄電池組 與通信電源系統設備的直流配電屏之間，保證蓄電池組始終處於安全在線工作狀態，不影 響對通信系統設備的正常安全供電。
所述第二安全保護電路包括一大功率雙向電源靜態開關管、一直流接觸器以及一 用於控制和保護該大功率雙向電源靜態開關管和直流接觸器工作的自動控制保護電路，且 所述大功率雙向電源靜態開關管和直流接觸器並聯連接。該第二安全保護電路保證被測蓄 電池組充電或放電測試過程中均能能實時在線不間斷安全供電。同時也是完成充放電轉換 控制和完成等電位連接的主要電路之一。本發明的優點在於1、該全在線蓄電池組測試設備的設計與應用，以在線通信後備蓄電池組兩端的電 壓為測試設備的輸入工作電源，滿足蓄電池充放電特性、相關通信電源運行維護規程標準 及蓄電池組維護測試要求，放電檢測全在線式並維護了在線通信蓄電池組的充、放電安全 節能。2、該全在線蓄電池組充放電測試設備系統的設計與應用，具有在線蓄電池組對通 信設備負荷安全節能放電功能以及在線智能負載恆流放電功能。同時滿足在線各種不同通 信設備負荷電流的情況下，均能實現在線蓄電池組的恆流放電容量測試適用於現網不同的 各種通信設備負荷供電電源後備蓄電池組進行在線恆流放電測試。3、該全在線蓄電池組充放電測試設備系統的設計與應用，不僅具備在線蓄電池組 恆流放電測試功能，同時還具有對在線蓄電池組的恆流充電和穩壓限流充電維護功能。4、全在線蓄電池組充放電測試設備同時具備在線通信設備節能放電和在線負載 放電功能，以及正負電源極性轉換控制在線充放電測試功能，綜合性強，使用範圍廣泛。5、全在線蓄電池組充放電測試設備，滿足在線不同正負電源的通信蓄電池組在線 恆流充放電測試，智能化程度高，功能強，使用靈活安全。6、通過無縫連接技術，與被測試的電池組進行串接，保證被測的蓄電池組始終處 於安全在線狀態，不影響對通信系統設備的正常安全供電，實現被測的蓄電池組以測試設 備設定的放電參數在線對實際負荷放電和在線智能負載放電。7、當在線通信設備實際負荷，滿足被測蓄電池組恆流放電時，該設備系統自動關 閉在線智能負載放電；當在線通信設備實際負荷不滿足被測蓄電池組恆流放電時，該設備 系統將自動控制在線智能負載恆流放電，實現被測蓄電池組在線恆流放電容量測試目的。8、完成放電容量測試之後，由在線整流器輸出工作電源通過該測試設備自動控制 進行在線限流充電、恆流充電和穩壓限流充電，以及完成在線等電位安全連接，自動將被測 蓄電池組恢復到原在線正常安全工作狀態。9、與傳統使用智能化假負載進行離線測試對比，有效地解決了離線放電操作、供電及恢復在線全過程維護測試安全隱患問題，具有節能、操作簡便安全、在線供電安全、測 試結束自動進行在線充電及恢復等電位連接等優點。10、與先進的在線「蓄電池組放電測試設備」對比，並具有蓄電池組在線安全節能 放電測試功能與在線恆流智能負載放電測試功能，滿足現網各種不同的通信設備負荷的蓄 電池組恆流放電測試，更加實用，並具備在線安全節能充放電維護測試功能。11、單體電池在線檢測和告警保護功能，在「設備」電路設計中採用單體無線電壓 測試管理系統或單體有線電壓測試管理系統，維護檢測操作簡便，提高系統維護工作安全。
12、該全在線蓄電池組充放測試設備系統的輸出具有穩壓限流、穩流限壓控制保 護功能，以及輸出過電流、過電壓保護及過壓關機保護功能，具備通信後備電池組在線放電 容量檢測和安全供電保護特點。13、該全在線蓄電池組測試設備系統具備維護操作、參數設置簡單，智能化程度 高，保護功能強等特點，該全在線式電池組放電測試系統操作界面友好，依照系統提示操 作，即可完成通信在線電池組容量檢測，並自動保存數據，以便維護分析與管理；14、該全在線式電池組放電測試系統MCU單元的控制系統設置一路交流備份電 源，以便適時查閱、讀取、拷貝測試數據，以及歷史事件記錄；15、該全在線式電池組放電測試系統的MCU單元的控制系統輸出，具有標準數據 接口，以及USB接口和IP網絡接口，使用靈活方便。

下面參照附圖結合實施例對本發明作進一步的說明。圖1是本發明全在線蓄電池組充放電測試設備實施例一的原理結構框圖。圖2是本發明全在線蓄電池組充放電測試設備實施例二的原理結構框圖。圖3是實施例一或實施例二與-48V通信電源系統無縫連接操作示意圖。圖4和圖5是實施例一或實施例二與-48V通信電源系統的放電、充電連接原理示 意圖。圖6和圖7是實施例一或實施例二與+24V通信電源系統的放電、充電連接原理示 意圖。圖8是實施例一應用於-48V通信電源系統時在線放電狀態下的原理結構框圖，其 中省略控制單元部分。圖9是實施例一應用於-48V通信電源系統時在線充電狀態下的原理結構框圖，其 中省略控制單元部分。圖10是實施例二應用於-48V通信電源系統時在線放電狀態下的原理結構框圖， 其中省略控制單元部分。圖11是實施例二應用於-48V通信電源系統時在線充電狀態下的原理結構框圖， 其中省略控制單元部分。
具體實施方式本發明的全在線蓄電池組充放電測試設備是應用於一種全在線蓄電池組設備系 統，所述全在線蓄電池組設備系統通常還包括一被測蓄電池組和通信設備。該通信設備由該蓄電池組作為後備電源供電。現舉以下2個實施例，並說明其工作原理。實施例一請參閱圖1所示，本實施例的全在線蓄電池組充放電測試設備，包括一 DC-DC主機 工作電源1，一控制單元2，一安全保護電路3、一自動限流充電和等電位連接安全控制電路 4、一恆流放電負載智能控制電路5、一放電負載電路6、一 DC-DC變換器12，以及一正負極 性轉換開關11、第二安全保護電路10等各電路模塊。所述控制單元2再進一步包括一 MCU 單元21、以及均與該MCU單元21連接的一電流/電壓數據採集及轉換控制電路22、蓄電池 組單體電壓檢測設備23、數據存儲器24、遠程通信電路25、IXD顯示和鍵盤輸入26。所述安全保護電路3、自動限流充電和等電位連接安全控制電路4、DC-DC變換器 12相互並接的，所述恆流放電負載智能控制電路5和放電負載電路6相互串接。所述正負極性轉換開關11的輸入並接於安全保護電路3、自動限流充電和等電位 連接安全控制電路4、DC-DC變換器12，輸出並接第二安全保護電路10。所述設備中DC-DC主機工作電源1的輸出與所述恆流放電負載智能控制電路5、所 述控制單元2連接；所述DC-DC變換器12分別與所述電流/電壓數據採集及轉換控制電路22及MCU 單元連接；MCU單元2還分別與所述恆流放電負載智能控制電路5、自動限流充電和等電位 連接安全控制電路4連接；被測蓄電池組並聯DC-DC變換器12，以及恆流放電負載智能控制電路5、DC_DC主 機工作電源1的輸入，提供主機正常工作電源。上述各電路模塊的功能表述如下所述DC-DC主機工作電源1 為所述恆流放電負載智能控制電路5、所述控制單元 2提供工作電源；所述控制單元2 本電路模塊以MCU單元21的系統程序指令為控制模式，以控制 恆流放電負載智能控制電路5、自動限流充電和等電位連接安全控制電路4 ；所述安全保護電路3 可為一大功率二極體，其兩端經正負極性轉換開關11串行 連接於通信蓄電池組與通信電源系統設備的直流配電屏之間，保證被測的蓄電池組始終處 於安全在線狀態，不影響對通信系統設備的正常安全供電；所述自動限流充電和等電位連接安全控制電路4:在完成被測蓄電池組放電測試 結束後，自動進行在線限流充電，以及進行等電位安全連接恢復被測蓄電池組至在線正常 工作；所述恆流放電負載智能控制電路5 根據放電設備系統的設置參數，自動完成被 測蓄電池組進行在線假負載恆流放電的控制與測試；所述放電負載電路6 由恆流放電負載智能控制電路5控制被測蓄電池組允許通 過放電負載電流的工作電路；所述第二安全保護電路10 包括一大功率雙向電源靜態開關管、一直流接觸器以 及一用於控制和保護該大功率雙向電源靜態開關管和直流接觸器工作的自動控制保護電 路(均未圖示)，且所述大功率雙向電源靜態開關管和直流接觸器並聯連接。該第二安全保 護電路10保證被測蓄電池組充電或放電測試過程中均能實時在線不間斷安全供電。同時也是完成充放電轉換控制和完成等電位連接的主要電路之一。所述正負極性轉換開關11 為連接正負工作電源極性的選擇轉換開關，適用於正負不同的通信電源在線蓄電池組的充電、放電測試控制轉換。所述DC-DC變換器12 為一高頻開關電源電路，其輸出電壓、電流為連續可調，同 時具有恆流限壓、穩壓限流，過電壓、過電流、短路等高可靠性的自動控制保護功能。本實施例還可包括一 AC/DC開關電源7和一電流檢測電路8，該AC/DC開關電源7 的輸入和輸出分別連接所述DC-DC主機工作電源1和市電，用以將市電引入以作為主機電 源的交流輸入供電電源；所述電流檢測電路8可為一個傳感器，所述電流檢測電路8連接所 述全在線蓄電池組充放電測試設備的各接線端，為全在線蓄電池組充放電測試設備檢測在 線被測蓄電池組的充電、放電電流。請再參考圖1，為了將本實施例的全在線蓄電池組充放電測試設備應用時連接方 便，將所述放電負載電路6、恆流放電負載智能控制電路5、DC_DC主機工作電源1的兩個輸 入端分別引出一電源輸出線，使之具有第一接線端子A和第二接線端子B。再將並接的電 源正負極性轉換開關11和第二安全保護電路10的輸出兩端公共點上，分別引出一電源輸 出線，具有兩個接線端，其中一個接線端為第三接線端子D，另一接線端在設備內經電流檢 測8與第二接線端子B進行了連接，其輸出保持與在線的蓄電池組進行串聯連接。第一接 線端子A、第二接線端子B以及第三接線端子D都同時與電流/電壓數據採集及轉換控制電 路22連接。所述第一接線端子A端，連接在線工作電源的負極或正極，或連接被測蓄電池 組側接在線工作電源的負極或正極接線端；所述第二接線端子B端，連接至被測在線蓄電 池組側連接在線電源工作地的正極或負極接線端子；所述第三端子D端，為連接到通信電 源系統供電直流電源工作接地的正極或負極匯集排(電源工作地)。在本實施例中，可選擇地，所述DC-DC變換器12、DC_DC主機工作電源1、所述恆流 放電負載智能控制電路5均具有正反向極性電源工作的特點。可實現以最佳安全的操作方 式，適用於不同正、負的通信電源在線蓄電池組的充放電維護測試。無論工作電源是正極 還是負極接地，該設備進行在線維護測試時，只需操作蓄電池組側連接的電源工作接地端， 避免了操作碰地短路的風險，並具有對在線蓄電池組恆流限壓充電及穩壓限流充電維護功 能，維護測試使用更加靈活、安全簡便。實施例二請參閱圖2，本實施例二與實施例一相比，二者的區別在於本實施例二的全在線 蓄電池組充放電測試設備還包括一電源正反向極性工作保護電路9，該電源正反向極性工 作保護電路9的輸出與所述恆流放電負載智能控制電路5和放電負載電路6串接後，再串 接至相互並聯的DC-DC變換器12、DC-DC主機工作電源1，其餘結構均與實施例一相同。說明實施例一中的分布在所述DC-DC變換器12、恆流放電負載智能控制電路5 以及DC-DC主機工作電源1的輸入電源正反向極性工作保護電路功能，而實施例二是將由 一電源正反向極性工作保護電路9的輸出供給DC-DC變換器12、恆流放電負載智能控制電 路5以及DC-DC主機工作電源1三個功能模塊。因此，上述兩個實施例具有相同的功能。輸入連接的電源正反向極性工作保護電路上引出一電源輸出線，具有第一接線端 子A，以及第二接線端子B。並接的電源正負極性轉換開關11和第二安全保護電路10的輸 出兩端公共點上，分別引出一電源輸出線，具有兩個接線端，其中一個接線端為第三接線端子D，另一接線端在設備內經電流檢測1與第二接線端子B進行了連接，其輸出保持與在線的蓄電池組進行串聯連接。第一接線端子A、第二接線端子B以及第三接線端子D都同時與 電流/電壓數據採集及轉換控制電路22連接。所述第一接線端子A端，連接在線工作電源 的負極或正極，或連接被測蓄電池組側接在線工作電源的負極或正極接線端；所述第二接 線端子B端，連接至被測在線蓄電池組側連接在線電源工作地的正極或負極接線端子；所 述第三端子D端，連接到通信電源系統供電直流電源工作接地的正極或負極匯集排(電源 工作地)。請主要參考圖3，下面以-48V通信電源後備蓄電池組在線放電容量測試工作原理 為例，說明上述兩個實施例的全在線蓄電池組充放電測試設備的應用工作原理。如圖3至圖7所示，現有通信機房常用-48V或+24V的通信電源後備蓄電池組給 通信設備進行供電的原理框圖，一 48V或+24V整流器與一 -48V或+24VDC直流配電屏連接 後再與蓄電池組並接，對通信設備進行後備電源的提供。使用時，將全在線蓄電池組充放電測試設備通過「設備」無縫連接技術串行連接於 通信蓄電池組與通信電源系統設備的直流配電屏之間，保證蓄電池組始終處於安全在線工 作狀態，不影響對通信系統設備的正常安全供電。全在線蓄電池組充放電測試設備的輸入 工作電源由被測蓄電池組電源提供。操作過程中，蓄電池組僅拆電池組正極端子(電源工 作地線)，即與整流器供電電源的正極匯集線間進行串聯連接，操作簡單安全。在線無縫連接技術的操作過程如下所述通信電源系統的蓄電池組設備全在線無 縫連接操作，將全在線蓄電池組充放電測試設備串接在線蓄電池組的正極(電源工作地 線)，即與整流器供電電源的正極匯集線間進行串聯連接，全在線蓄電池組充放電測試設備 的接入應遵守「先接三，後拆一」的原則，電池組放電測試設備完成測試退出服務時，應遵守 「先接一，後拆三」的原則。再請參閱圖3至圖5，現以-48V通信電源被測蓄電池組為例，此時，上述三個實施 例的接線方法均相同，都採用「先接三，後拆一」，即為先接全在線蓄電池組充放電測試設 備的電源輸出線Li、L2、L3，即將該測試設備的三個接線端子B、A、D分別連接至蓄電池組 正極(即電池組側連接電源工作地的接線端子)接線端子、負極接線端子或直流配電屏輸 出一分路Al和-48V通信電源供電正極匯集排GD，後拆被測蓄電池組正極接線端原電源連 接線L5，即斷開蓄電池組正極接線端子與-48V通信電源供電正極匯集排GD的連接；「先接 一，後拆三」即為被測蓄電池組完成測試，並自動進行限流充電到等電位自動連接退出服 務，應先接被測蓄電池組正極端子Cl的原電源連接線L5，後拆Cl端電源線Li、Al端電源 線L2和⑶端電源線L3。請參考圖6和圖7，其是以+24V通信電源後備蓄電池組為例，其採用的「先接三， 後拆一」的連接順序與-48V通信電源被測蓄電池組的相同，但極性不同，具體表現在所述 第一接線端子A接被測蓄電池組的正極、第二接線端子B接該被測蓄電池組的負極，第三接 線端子D接+24V通信電源系統供電直流電源工作接地的負極匯集排(電源工作地)，其連 接電源正負極性與-48V的相反，放電測試工作電流方向也相反，但其在線放電容量測試工 作原理相同。如圖8所示，本發明實施例一應用於-48V通信電源系統時的在線放電原理如下所 述
選擇其中一組-48v被測蓄電池組i進行在線容量放電測試，如圖4中所示的被測蓄電池組i進行在線放電容量測試，被測蓄電池組採用無縫連接不影響對通信設備的正常 供電，根據測試參數設置，以ij^1電流進行在線容量的恆流放電測試，當在線通信設備負 載電流與在線工作的蓄電池組浮充電流之和(i設備+1浮充電流)大於被測蓄電池組i進 行的恆流放電電流ijttl時，全在線蓄電池組充放電測試設備控制dc-dc變換器，以自動穩 流控制輸出電壓隊，提高在線工作的電壓u··= u^utl，滿足被測蓄電池組i在線對通信 設備負載恆流放電測試工作要求，自動禁止或關閉恆流放電負載智能控制電路對放電負載 電路的供電，保持恆定電流對在線通信設備負載進行放電imi = ibim= id+1+ifl5a= id+i+ia =imid+itm^+w+iie (ibim為被測蓄電池組i串接全在線蓄電池組充放電測試設備 輸入工作的總電流，即為被測蓄電池組i的放電電流；ifli入λ全在線蓄電池組充放電測試設 備輸入工作電流，iittlls被測蓄電池組i對通信設備負載供電電流，iffie為其他在線工作的 蓄電池組浮充工作電流，i工e為全在線蓄電池組充放電測試設備控制單元提供的工作電流， id+1為dc-dc變換器輸出工作的電流，ia為被測蓄電池組i給dc-dc變換器(高頻開關電 源)、dc-dc主機工作電源和恆流放電負載智能控制電路與電池組放電負載電路提供輸入 電源的工作電流之和，並等於i輸人。)，此時，i恆流負載=0，ia = i恆流錢+idg_dg+i工控=ibc-dc+i 工控)，在線通信設備工作電流i設備=i籠器+1放電d-i 充，整流器或高頻開關電源輸出電流i 小於通信設備負載工作電流i S|。在正常工作情況下，其-48v整流器或高頻開關輸出 電流為通信設備負載工作電流is|、被測蓄電池組i放電電流iittd與在線工作的蓄 電池組浮充電流之和。放電過程，被測蓄電池組i的電壓隨著放電電流和時間的延長， 電池組電壓也隨之下降，通過全在線蓄電池組充放電測試設備自動穩流控制調整輸出電壓 隊，提升在線工作電壓，使之保持被測蓄電池組i以恆定的電流進行容量放電測試；當在線 通信設備負載電流與在線工作的蓄電池組浮充電流之和(i設備+1浮充電流)小於被測蓄 電池組i進行的恆流放電電流i放電1時，全在線蓄電池組充放電測試設備系統優先自動 控制dc-dc變換器，以自動穩流限壓控制輸出電壓u0,提高在線輸出穩定的電壓u4aiffi= u autl，滿足被測蓄電池組i在線優先對通信設備負載進行恆流供電，同時根據實際在線 通信設備負載限壓穩流數值，自動開啟輔助恆流放電負載智能控制電路，使被測蓄電池組i 電源經電源正反向極性工作保護電路和恆流放電負載智能控制電路向放電負載電路供電， 並自動控制調節放電負載電路的工作電流，使被測蓄電池組i在線恆流放電。此時，被測蓄 電池組i對在線通信設備負載和全在線蓄電池組充放電測試設備的控制輔助恆流放電負 載進行放電i放電1 = ibi放電=id+1+i輸入=id+i+ia =工放電d+i恆流負載+idc-dc+i工控，在線通信設備 工作電流ig= iotd-i此時，正常工作的整流器或高頻開關電源輸出電流i s小於 通信設備負載工作電流i和被測蓄電池組i放電電流ij^1，且無電流輸出。在正常工作 情況下，其-48v整流器或高頻開關輸出電流i s為通信設備負載工作電流i fj、被測蓄電 池組i放電電流ijmd與其他在線蓄電池組浮充電流之和。放電過程，被測蓄電池組 i的電壓隨著放電電流和時間的延長，電池組電壓也隨之下降，通過全在線蓄電池組充放電 測試設備自動穩流控制調整輸出電壓隊，提升在線工作電壓，總之保持被測蓄電池組i以恆 定的電流進行放電容量測試。進行放電測試的全在線蓄電池組充放電測試設備的保護功能 具有設備在線電壓限壓保護、過壓保護，被測蓄電池組放電低壓保護、單體電池放電終止 低壓保護，以及電池放電工作限流和過流保護。具體參數設置，用戶可根據實際測試需求進行設定，為避免用戶參數設置錯誤問題，全在線蓄電池組充放電測試設備系統具有參數上 限值設置安全保護功能，以保證全在線蓄電池組充放電測試設備系統運行使用安全。在線放電結束後，自動充電到等電位恢復在線工作連接原理如圖9所示被測蓄電池組I在線放電測試結束時，全在線蓄電池組充放電測試設備系統自動 控制DC-DC變換器、恆流放電負載智能控制電路和放電負載電路處於關閉狀態(此時，被測 蓄電池組電壓Uei低於在線工作電源的電壓U在線電壓 ，I恆流負載和IDC_DC工作電流趨於0。)，同 時該設備系統自動控制自動限流充電和等電位連接安全控制電路進入充電恢復過程。初始 該限流充電過程的原理與全在線蓄電池組放電測試設備放電結束後的限流充電過程相同， 基本處於恆流充電狀態。當在線工作電SU4aiffi、充電電流，不能滿足被測的蓄電池組正 常充電要求時，全在線蓄電池組充放電測試設備根據系統檢測自動控制第二安全保護電路 和正負極性轉換開關輸出，以及DC-DC變換器的輸出，使被測蓄電池組變限流充電狀態為 穩壓限流充電狀態，並關閉自動限流充電和等電位連接安全控制電路中的自動限流充電電 路，自動控制DC-DC變換器的輸出與在線電壓串聯提升被測蓄電池組的充電電壓Uei = U4a ^+U0,並進行穩流限壓和穩壓限流充電。此時，-48V整流器或開關電源輸出電流I = I設備+1充電D+I浮充，被測蓄電池組I充電電流Im充電=I充電D-I輸入=I充電D-(IDC-DC+I工控)。 隨著穩流充電時間的延長，被測蓄電池組I電壓也隨之升高，當被測蓄電池組I電壓達到設 置充電限壓值時，全在線蓄電池組充放電測試設備系統自動控制DC-DC變換器的輸出並進 行穩壓限流充電，同時由該設備系統通過監測電池充電電流、電壓、容量等進行智能診斷是 否完成電池充電；當完成電池充電時，該設備系統將自動關閉DC-DC變換器的輸出結束充 電，同時由第二安全保護電路完成在線供電及等電位安全連接，進而系統自動完成正負極 性轉換開關的切換，保持在線供電及等電位安全連接狀態，恢復在線工作全過程。系統工作 結束。如前所述的放電工作過程中，被測蓄電池組I在線安全供電由安全保護電路3和 第二安全保護電路10雙重供電安全保護；而在充電過程中，若市電發生中斷或整流器(高 頻開關電源設備)故障，導致其他在線蓄電池組放電至在線低壓的現象，由此第二安全保 護電路10中的大功率雙向電源靜態開關管正嚮導通連接於在線工作電源，以及進行等電 位安全連接保護，同時自動關閉DC-DC變換器12的輸出，保證被測蓄電池組I充電或放電 測試過程中均能實時在線不間斷安全供電。說明實施例一應用於+24V通信電源系統時，其在線放電及充電狀態下的原理可 參照實施例一應用於-48V通信電源系統時的情形。二者的區別在於放電和充電測試工作 電流方向相反。再如圖10和圖11所示，是實施例二應用於-48V通信電源系統時在線放電和充電 狀態下的原理結構框圖，該實施例二應用於-48V通信電源系統時的情形，可參照實施例一 應用於-48V通信電源系統時的情形，二者基本相同，此處不再贅述。綜上所述，全在線蓄電池組充放電測試設備均適用於正負通信工作電源設備的蓄 電池組充放電維護測試，其通過被測蓄電池組連接全在線蓄電池組充放電測試設備的第一 接線端子A (蓄電池組在線工作電源端負極或正極)和第二接線端子B (原蓄電池組在線工 作電源接地端正極或負極)兩輸入端子作為電池組在線充放電測試設備的工作電源。其第 三接線端子D(在線電源工作接地端正極或負極)作為輸出端子串接在被測蓄電池組與在線通信設備工作電源之間連接於通信電源設備系統直流配電屏的正極或負極工作地匯集排GD (即接電源工作地)。根據全在線蓄電池組充放電測試設備MCU單元的菜單選擇、功能 及參數設置，系統自動控制正負極性轉換開關及改變其輸出電壓(即第二和第三接線端子 B、D兩端電壓)，與被測蓄電池組的串聯方式，變充電為放電及變放電為充電的功能轉換， 從而實現電池組全在線蓄電池組充放電測試目的。
權利要求
一種全在線蓄電池組充放電測試設備，其特徵在於包括一DC-DC主機工作電源，一控制單元，一正負極性轉換開關、第二安全保護電路，相互並接的一安全保護電路、一自動限流充電和等電位連接安全控制電路、一DC-DC變換器，以及相互串接的一恆流放電負載智能控制電路和一放電負載電路；所述正負極性轉換開關輸入並接於安全保護電路、自動限流充電和等電位連接安全控制電路、DC-DC變換器，輸出並接第二安全保護電路；所述控制單元再進一步包括一MCU單元、以及均與該MCU單元連接的一電流/電壓數據採集及轉換控制電路、蓄電池組單體電壓檢測設備、數據存儲器、遠程通信電路、LCD顯示和鍵盤輸入；所述設備中DC-DC主機工作電源的輸出與所述恆流放電負載智能控制電路、控制單元連接；所述DC-DC變換器分別與所述電流/電壓數據採集及轉換控制電路及MCU單元連接；MCU單元還分別與所述恆流放電負載智能控制電路、自動限流充電和等電位連接安全控制電路、DC-DC變換器、第二安全保護電路和正負極性轉換開關等電路連接；被測蓄電池組並聯DC-DC變換器，以及恆流放電負載智能控制電路、DC-DC主機工作電源的輸入，提供主機正常工作電源。
2.如權利要求1所述的全在線蓄電池組充放電測試設備，其特徵在於還包括一電源 正反向極性工作保護電路，該電源正反向極性工作保護電路的輸出分別與所述恆流放電負 載智能控制電路，以及相互並聯的DC-DC變換器、DC-DC主機工作電源連接。
3.如權利要求1所述的全在線蓄電池組充放電測試設備，其特徵在於所述DC-DC變 換器、DC-DC主機工作電源、所述恆流放電負載智能控制電路均具有正反向極性電源工作的 特點。
4.如權利要求1或2所述的全在線蓄電池組充放電測試設備，其特徵在於還包括一 AC/DC開關電源，所述主機工作電源為DC-DC電源，該AC/DC開關電源的輸入和輸出分別連 接所述主機工作電源和市電。
5.如權利要求3所述的全在線蓄電池組充放電測試設備，其特徵在於還包括一電流 檢測電路，所述電流檢測電路在該設備中耦合監測所述被測蓄電池組的充放電工作電源的 一個輸入端。
6.如權利要求5所述的全在線蓄電池組充放電測試設備，其特徵在於所述電流檢測 電路為一個傳感器。
7.如權利要求1所述的全在線蓄電池組充放電測試設備，其特徵在於所述安全保護 電路為一大功率二極體。
8.如權利要求1所述的全在線蓄電池組充放電測試設備，其特徵在於所述第二安全 保護電路包括一大功率雙向電源靜態開關管、一直流接觸器以及一用於控制和保護該大功 率雙向電源靜態開關管和直流接觸器工作的自動控制保護電路，且所述大功率雙向電源靜 態開關管和直流接觸器並聯連接。
全文摘要
本發明提供了一種全在線蓄電池組充放電測試設備，包括一DC-DC主機工作電源，一控制單元，一正負極性轉換開關、第二安全保護電路，相互並接的一安全保護電路、一自動限流充電和等電位連接安全控制電路、一DC-DC變換器，以及相互串接的一恆流放電負載智能控制電路和一放電負載電路。該設備實現以最佳安全的操作方式，適用於不同正、負的通信電源在線蓄電池組的充電、放電維護測試。無論工作電源是正極還是負極接地，該設備進行在線維護測試時，只需操作蓄電池組側連接的電源工作接地端，避免了操作碰地短路的風險，並具有對在線蓄電池組恆流限壓及穩壓限流充、放電維護功能，維護測試使用更加靈活、安全簡便。
文檔編號G01R31/36GK101813755SQ20101016253
公開日2010年8月25日 申請日期2010年4月9日 優先權日2010年4月9日
發明者林明星, 石衛濤 申請人:福州福光電子有限公司;石衛濤