包括电池放电管理的监控设备及电池放电管理方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种包括主要电源和副电源的电源的监控设备。
[0002]本发明还涉及一种用于执行对电池的放电的管理以保护监控设备的电源的方法。
【背景技术】
[0003]控制电路的主电源可能在某些意外情况下中断。当控制电路由于电源断供(outage)而关断时，有兴趣知道控制电路、或存在于控制电路中的数据的状态。为了存储某些有趣的数据，控制电路拥有数据存储电路。
[0004]为了确保存储电路在主电源断供之前和之后的操作，将副电源连接至存储电路，从而使得可以提供对于存储电路的正确操作所必须的电源。
[0005]以传统方式，此副电源是必须永久地做好准备供应控制电路的电池。
[0006]文献US5224011公开了一种系统，其中在主要电源断供的情况下使用电池来执行电路中的数据的备份。
[0007]文献US5089928使用备用电池以确保IXD在系统的主要电源断供之后的操作。该电池被手动激活。
[0008]然而，电池的寿命有限，这需要监控电池的状态以便指示其寿命的终止。
[0009]存在某些处理这种问题的文献。为了示例的目的，文献EP0279692描述了一种使用电池确保控制电路的操作的系统。通过激活包括指示在电池的端子处测量的电压的LED的测试电路，手动检查电池的状态。
[0010]在等待时段期间，电池的端子之一和/或内部电极之一可能氧化。于是，执行去氧(deoxidizat1n)操作以使得电池再次可操作是有利的。
[0011]在电池的端子钝化的情况下，文献US6118251描述了一种用于通过电脉冲序列执行电池的去钝的方法。
[0012]文献EP0444023描述了一种系统，用于通过直到电极上的盐晶已经消散且电力输送已经恢复之前、或者直到已经经过了最大时段之前，监控电池输送的电力而执行电池的去纯。
[0013]文献EP0891000描述了一种用于在电池的使用之前检查电池的状态的方法，并且实现电池的去钝以及电池的剩余寿命的计算。
【发明内容】
[0014]本发明的目的是提供一种具有副电源且提出更好的服务质量(特别是当执行故障检测时)的监控设备。
[0015]电源系统的监控设备包括:
[0016]-第一端子系列，被设计为连接至主电源，
[0017]-被连接以在主电源断供的情况下作为副电源向监控设备供电的电池，
[0018]-测量部件，被配置为测量电池的端子处的电压，
[0019]-管理电路，用于检测电池的故障，
[0020]-比较器，被配置为将测量部件所测量的电压与第一和第二阈值相比较，比较器的输出连接至管理电路，
[0021]-开关，被配置为禁止/使能放电电流在电池的端子处的流动，
[0022]-计数器，被配置为计数代表放电电流的量，计数器的输出连接至管理电路，
[0023]其中管理电路被配置为:根据所测量的电压与第一和第二阈值的比较、并且根据计数器的值，控制开关的状态。
[0024]本发明的另一目的是提供一种容易实施的、用于执行对监控设备中的电池放电的管理、而同时确保用于工业集成的可靠且可重复实现的方法。
[0025]电源的放电的管理方法的特征在于其包括以下步骤:
[0026]-提供电源的监控设备，其配备有:
[0027]〇第一端子系列，被设计为连接至主电源，
[0028]〇存储单元，被配置为记录与所测量的电源的电量相联系的指示符，
[0029]O电池，被连接以在主电源断供的情况下向存储电路的至少一部分供电，
[0030]〇测量部件，被配置为测量电池的端子处的电压，
[0031]〇管理电路，连接至测量部件并且被配置为检测电池故障，
[0032]-检测电池的存在，
[0033]-测量电池的端子处的电压，
[0034]-将在电池的端子处测量的电压与第一和第二阈值相比较，
[0035]-如果所测量的电压包含在第一与第二阈值之间，则将放电电流施加到电池的端子。
【附图说明】
[0036]从下面对仅为了非限制示例的目的而给出且在附图中表示的本发明的特定实施例的描述中，其它优点和特征将变得更明显，其中:
[0037]图1a和图1b以示意方式表示监控设备的两个实施例，
[0038]图2表示用于执行对电池状态的管理的步骤的流程图，
[0039]图3表示在电池放电的管理方法的范围中将由电池输送的电流的进展进行图案化的时间和周期，
[0040]图4表示电池的端子上测量的电压针对时间的变型示例。
【具体实施方式】
[0041]图1a图示了例如断路器的监控设备1，其被配置为监控一条或多条电源线。监控设备I设计为连接至电源线，并配置为测量该线的电特性，例如，该线上出现的电压和/或电线中流过的电流。在断路器的情况下，所监控的电源线的中断可能发生在故障检测的情况下。
[0042]监控设备I包括设计为连接至主电源2的电源端子系列。主电源是主要电源，即，其对监控设备I的大部分供电，或者首先对监控设备I的不同组件供电。
[0043]为了缓和主要电源2的故障，监控设备I包括由电池形成的第二电源3。电池3包括两个触点3a，其将电池3连接至监控设备I的组成元件。电池3配置为对监控设备的至少一部分供电，并且优选地仅对监控设备的一部分供电。监控设备监控可以是来自主要电源的主要电源线、或不同于电池的另一供电线的供电线。
[0044]以有利的方式，在主要电源2断供的情况下，由电池3对监控设备I的所有电路或仅一部分电路供电，以便保持较大自主性。
[0045]在特定实施例中，监控设备I包括存储电路4，其记录与所测量的电量相联系的指示符。以有利的方式，电池3至少对存储电路4供电。在断路器的情况下，存储电路4优选地记录与断路器跳闸的原因相联系的指示符。
[0046]电池3意味着通过化学氧化还原反应将化学能转换为电能的电化学设备。该电池可以是不可再充电的，并且称为不可重用的电池。在其它实施例中，该电池可以是可再充电的。
[0047]将副电源3放置在监控设备I中，以便防止安装与第一电源线系列分离的新电源线系列。这样，可以具有紧凑且确保几乎永久性的操作的监控设备I。
[0048]因为可能将监控设备I放置在恶劣的环境中，所以具有也能够承受这样的条件的副电源3是有利的。
[0049]在有利的实施例中，监控设备I配置为使得主电源2是待监控的电源线、或连接至待监控的电源线。待监控的电源线设计为对一个或多个其它电负载供电。如果监控设备I检测到电源线上的故障，则其将使得该线断开连接，这将导致主电源2不可用。
[0050]因此，在此结构中，当待监控的电源线被关断时，主要电源2不可用，并且必须切换至副电源3。
[0051]在图1a中表示的实施例中，监控设备I有利地包括控制电路A，其配置为例如通过微控制器分析待监控的电源线。存储电路4连接至控制电路。在图1中图示的实施例中，存储电路4形成控制电路A的部分。
[0052]在主要电源2断供的情况下，控制电路A、或控制电路的一部分(具体是存储电路4)优选地由电池3供电。
[0053]监控设备I还包括管理电路5，其配置为分析电池3的状态、以及具体地是检测电池3的可能故障。管理电路配置为当监控设备由其主要电源供电时检测电池3的故障。
[0054]检查电池3的状态的管理电路5的使用使得可以随着时间经过而知道副电源3是否能够对控制电路供电，并因此确保监控设备I的令人满意的操作。当监控设备由主要电源供应时，测量电池的端子处的电压。
[0055]测量部件6配置为测量电池3的端子处的电压Vbat。测量部件6连接至比较器7的输入，以通过电压Vbat向比较器7提供与电池3的状态有关的信息。比较器7连接至管理电路5，以便能够将一个或多个信号传送至管理电路5。在所图示的示例中，在例如微控制器的控制电路A中形成管理电路5、比较器7和存储设备。
[0056]测量部件6可以配置为例如通过时钟以周期性的计划(在由图3中的Atm表示的时段)执行对电池3的端子处的电压的测量。还可以在接收到测量信号时执行对电池3的测量。术语“测量的电压Vbat”可以表示电池3的端子处的电压、或代表此电压的量。在具体实施例中，每24h(即，Atm= 24h)测量电池的端子处的电压Vbat。
[0057]比较器7配置为将测量的电压Vbat与第一阈值V 0FF,以及与第二阈值Vmin相比较。第二阈值Vmin高于第一阈值V QFF。
[0058]第二阈值Vmin的值对应于可使用的(funct1nal)电池3。因此，如果所测量的电压Vbat大于第二阈值Vmin，则比较器7将代表此比较的第一数据传送至管理电路5，并且电池3被认为是可使用的。
[0059]包含在第一阈值Vtw与第二阈值Vmin之间的区间对应于可能存在能够纠正的问题的电池3。因此，如果所测量的电压Vbat包含在此区间内，则比较器7将关联的第二数据发送至管理电路5。
[0060]第一阈值V-的值对应于不可修理的有缺陷的电池3。因此，如果所测量的电压Vbat低于第一阈值V OFF^则比较器7传送代表此比较的第三数据，并且管理电路5认为电池3有缺陷。电池3例如必须被替换。
[0061]如果管理电路5接收第一数据，则其可以将此数据存储在存储器中。第一数据可以是信号的不存在。