一种适用于ups的新型电池巡检仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种适用于UPS的新型电池巡检仪。
【背景技术】
[0002]电池巡检仪一般指快速测试锂离子电池、镍氢电池、聚合物电池、铅酸蓄电池等多类电池(组)的仪器。如:手机电池测试仪、对讲机电池测试仪笔记本电池检测仪等；广泛适用于各类电池生产厂家流水线生产检测和用户现场的电池维护。电池巡检仪所属现代词，指的是用于蓄电池电压测量的直流电源柜配套产品。目前市场上的电池巡检仪主要侧重于电池电压、电流及内阻的测量精确度。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是在提供蓄电池的电压电流测量以外，精确的计算当前蓄电池的剩余容量和放电剩余时间，提高不间断电源系统的稳定性和可靠性，及时提醒用户进行蓄电池维护和更换，预防断电情况的发生，更加安全可靠。
[0004]本发明的技术方案是:所述的电池巡检仪包括DSP主芯片、DSP电路、时钟电路、存储电路、电流检测电路、电压检测电路、温度电路和显示及人机交互电路，所述的时钟电路、存储电路、电流检测电路、电压检测电路、温度电路和显示及人机交互电路均与DSP电路之间进行双向通信。
[0005]所述的DSP电路包括TMS320F2812主芯片、TPS767D301电源芯片以及附属电路，TPS767D301芯片提供3.3V和1.8VDC电源供主芯片工作，主芯片采集信号，做出逻辑运算，发出驱动指令。
[0006]所述的时钟电路包括PCF8563时钟芯片、晶振和锂电池，采用I2C通信，将时间信息传送至DSP主芯片。
[0007]所述的存储电路包括多个24C512存储芯片，并分别设置不同的地址，存放蓄电池充放电特性曲线矩阵和时间节点，所述的存储芯片通过I2C与DSP主芯片通信。
[0008]所述的电流检测电路包括霍尔传感器、放大器和若干并联的电阻，所述的霍尔传感器采集组电池充放电电流，利用若干电阻并联转化成电压，所述的放大器连接在并联电阻后端，通过放大器整流成直流，通过DSP主芯片的A/D功能采样。
[0009]所述的电压检测电路包括选通芯片⑶4515和光耦AQW214，所述的选通芯片驱动光耦进行隔离，在任意一个时刻仅有一个光耦导通，通过差分放大电路采样电压差额并反馈至DSP主芯片。
[0010]本发明除了电池电压、充放电电流的测量以外，增加了蓄电池当前容量和剩余放电时间的计算，采用更贴近实际的放电曲线查表计算法，准确的计算出当前铅酸蓄电池剩余容量，并实时计算出蓄电池在当前放电电流下的放电剩余时间。利用存储芯片24C512在存放蓄电池放电过程曲线，在再次放电时查表并计算蓄电池容量及剩余时间，计算结果更接近实际值，及时提醒用户进行蓄电池维护和更换，能够更好的保护UPS系统，预防断电情况的发生，更加安全可靠。
【附图说明】
[0011]图1是本发明的结构原理图。
[0012]图2是DSP电路的电路原理图。
[0013]图3是时钟电路的电路原理图。
[0014]图4是存储电路的电路原理图。
[0015]图5是电流检测电路的电路原理图。
[0016]图6是电压检测电路的电路原理图。
【具体实施方式】
[0017]一种适用于UPS的新型电池巡检仪，所述的电池巡检仪包括DSP主芯片、DSP电路、时钟电路、存储电路、电流检测电路、电压检测电路、温度电路和显示及人机交互电路，所述的时钟电路、存储电路、电流检测电路、电压检测电路、温度电路和显示及人机交互电路均与DSP电路之间进行双向通信。
[0018]所述的DSP电路包括TMS320F2812主芯片、TPS767D301电源芯片以及附属电路，TPS767D301芯片提供3.3V和1.8VDC电源供主芯片工作，主芯片采集信号，做出逻辑运算，发出驱动指令。
[0019]所述的时钟电路包括PCF8563时钟芯片、晶振和锂电池，采用I2C通信，将时间信息传送至DSP主芯片。
[0020]所述的存储电路包括多个24C512存储芯片，并分别设置不同的地址，存放蓄电池充放电特性曲线矩阵和时间节点，所述的存储芯片通过I2C与DSP主芯片通信。
[0021]所述的电流检测电路包括霍尔传感器、放大器和若干并联的电阻，所述的霍尔传感器采集组电池充放电电流，利用若干电阻并联转化成电压，所述的放大器连接在并联电阻后端，通过放大器整流成直流，通过DSP主芯片的A/D功能采样。
[0022]所述的电压检测电路包括选通芯片⑶4515和光耦AQW214，所述的选通芯片驱动光耦进行隔离，在任意一个时刻仅有一个光耦导通，通过差分放大电路采样电压差额并反馈至DSP主芯片。
[0023]本发明首先通过人机交互界面对蓄电池额定容量及UPS额定功率。定时对蓄电池进行电压及电流检测，并分别存放至多个存储芯片24C512中，在第一个放电周期内，存储一个完整的放电曲线。在以后每一个等电流放电周期内，通过电压检测电路和电流检测电路采样实时电压电流数据，并通过相同的时间节点进行比较计算，得出电池剩余容量和剩余放电时间。并对参数变化明显的电池进行详细检测，如下降明显则报警。例如:
上次放电参数曲线数据为
12 00 00 13 05 13 05 13 04……01 10。
[0024]ο
[0025]ο
[0026]ο
[0027]12 00 30 13 01 12 98 13 00……01 10。
[0028] 0
[0029]ο
[0030]ο
[0031]13 00 00 10 10 10 09 10 08 ……01 10 本次放电参数曲线数据为
21 55 00 13 05 13 05 13 04……01 10。
[0032]ο
[0033]ο
[0034]ο
[0035]21 55 30 13 00 12 96 12 00……01 10。
[0036]ο
[0037]ο
[0038]ο
[0039]22 55 00 10 08 10 09 09 50 ……01 10
通过时间节点类比，以第一节、第二节、第三节蓄电池为例，第一次放电初始放电时电压分别为13.05VU3.05VU3.04V，放电电流为IlA0 30s后的电池电压为13.01VU2.98V、13.00V，放电电流为11A，放电I小时后，电池到达截止电压。显示屏声光报警，并发出保护信号。第二次放电初始放电时电压分别为13.05VU3.05VU3.04V，放电电流为11A。30s后的电池电压为13.00VU2.96VU2.00V，放电电流为11A。放电I小时后，第一节和第二节电池达到截止电压，第三节电池电压为9.5V。已超出截止电压，显示屏在第三节电池电压超出截止电压时报警，提示该节电池故障，寿命减少，提醒用户更换电池。
[0040]当前电池的剩余时间和剩余容量计算方式为:
上次剩余时间(容量)X电池衰减曲线函数=本次放电剩余时间(容量)
电池N+1次衰减曲线函数=(电池N次衰减函数/电池N-1次衰减函数)X电池N次衰减函数。
[0041]第二次放电第一时间节点时的电压差/第一次放电第一时间节点时的电压差=电池一次衰减函数。
[0042]第二次放电第二时间节点时的电压差/第一次放电第二时间节点时的电压差=电池二次衰减函数。
[0043]ο
[0044]ο
[0045]计算出结果后通过12864显示屏显示，并在电池电量即将耗尽时，对用户进行更高级别的声光告警。对于寿命已严重不足的蓄电池进行长期报警，提示用户及时维护。
[0046]优点:本发明通过查表计算方式，能够更精确的计算出当前蓄电池放电时的剩余容量和剩余时间，及时提示用户进行系统维护，从而让整个UPS系统更加安全可靠。
【主权项】
1.一种适用于UPS的新型电池巡检仪，其特征在于:所述的电池巡检仪包括DSP主芯片、DSP电路、时钟电路、存储电路、电流检测电路、电压检测电路、温度电路和显示及人机交互电路，所述的时钟电路、存储电路、电流检测电路、电压检测电路、温度电路和显示及人机交互电路均与DSP电路之间进行双向通信。2.根据权利要求1所述的一种适用于UPS的新型电池巡检仪，其特征在于:所述的DSP电路包括TMS320F2812主芯片、TPS767D301电源芯片以及附属电路，TPS767D301芯片提供3.3V和1.8VDC电源供主芯片工作，主芯片采集信号，做出逻辑运算，发出驱动指令。3.根据权利要求1所述的一种适用于UPS的新型电池巡检仪，其特征在于:所述的时钟电路包括PCF8563时钟芯片、晶振和锂电池，采用I2C通信，将时间信息传送至DSP主芯片。4.根据权利要求1所述的一种适用于UPS的新型电池巡检仪，其特征在于:所述的存储电路包括多个24C512存储芯片，并分别设置不同的地址，存放蓄电池充放电特性曲线矩阵和时间节点，所述的存储芯片通过I2C与DSP主芯片通信。5.根据权利要求1所述的一种适用于UPS的新型电池巡检仪，其特征在于:所述的电流检测电路包括霍尔传感器、放大器和若干并联的电阻，所述的霍尔传感器采集电池组充放电电流，利用若干电阻并联转化成电压，所述的放大器连接在并联电阻后端，通过放大器整流成直流，通过DSP主芯片的A/D功能采样。6.根据权利要求1所述的一种适用于UPS的新型电池巡检仪，其特征在于:所述的电压检测电路包括选通芯片⑶4515和光耦AQW214，所述的选通芯片驱动光耦进行隔离，在任意一个时刻仅有一个光耦导通，通过差分放大电路采样电压差额并反馈至DSP主芯片。
【专利摘要】本发明涉及一种适用于UPS的新型电池巡检仪。所述的电池巡检仪包括DSP主芯片、DSP电路、时钟电路、存储电路、电流检测电路、电压检测电路、温度电路和显示及人机交互电路，所述的时钟电路、存储电路、电流检测电路、电压检测电路、温度电路和显示及人机交互电路均与DSP电路之间进行双向通信。本发明除了电池电压、充放电电流的测量以外，增加了蓄电池当前容量和剩余放电时间的计算，采用更贴近实际的放电曲线查表计算法，准确的计算出当前铅酸蓄电池剩余容量，并实时计算出蓄电池在当前放电电流下的放电剩余时间。利用存储芯片24C512在存放蓄电池放电过程曲线，在再次放电时查表并计算蓄电池容量及剩余时间，计算结果更接近实际值，及时提醒用户进行蓄电池维护和更换，能够更好的保护UPS系统，预防断电情况的发生，更加安全可靠。
【IPC分类】G01R31/36
【公开号】CN105527574
【申请号】CN201410519393
【发明人】刘杰
【申请人】百纳德（扬州）电能系统有限公司
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2014年9月30日