专利名称：全在线蓄电池组充放电测试设备的制作方法
技术领域：
全在线蓄电池组充放电测试设备
技术领域：
本实用新型是涉及通信网内电源维护设备，特别是涉及一种全在线蓄电池组充放 电测试设备。
背景技术：
通信行业现有无线基站电源后备蓄电池维护管理，因无线基站数量多规模大、维 护工作劳动强度高、成本高、风险大、维护工作任务繁重，以及浪费能源问题，致使大部分的 电池容量放电测试维护工作未能落实到位，导致对无线通信基站后备蓄电池组的实际容量 不了解，应急保障供电时长不清楚，常因市电中断不能有效地进行应急发电调度管理，往往 导致无线基站通信中断事故的发生，蓄电池被提前报废，这些问题一直困扰着整个通信行 业电源维护管理工作者和具体维护工作人员。为实现无线通信基站电源后备蓄电池组全在线无人值守智能化监控管理，由远程 监控自动完成在线蓄电池充放电的容量测试，及时掌控现网所有在线电池组容量及保障供 电时长的数据，降低维护人员的劳动强度，减少维护成本开支、提高网络运行质量和整体维 护工作效率，提升网络安全运营的综合维护管理水平，采取科学有效的维护管理技术，延长 蓄电池组使用寿命，实现全网在线蓄电池组充放电容量自动检测及系统自动维护管理。
实用新型内容本实用新型要解决的主要的技术问题，在于提供一种可在全在线综合型蓄电池组 设备系统中使用的的全在线蓄电池组充放电测试设备，同时该全在线蓄电池组充放电测试 设备可以作为蓄电池组在线充电与放电的维护测试。本实用新型是这样实现的一种全在线蓄电池组充放电测试设备，其特征在于 包括一 DC-DC主机工作电源，一控制单元，一正负极性转换开关、第二安全保护电路，相互 并接的一安全保护电路、一自动限流充电和等电位连接安全控制电路、一 DC-DC变换器，以 及相互串接的一恒流放电负载智能控制电路和一放电负载电路，所述正负极性转换开关输 入并接于安全保护电路、自动限流充电和等电位连接安全控制电路、DC-DC变换器，输出并 接第二安全保护电路；所述控制单元再进一步包括一 MCU单元、以及均与该MCU单元连接的 一电流/电压数据采集及转换控制电路、蓄电池组单体电压检测设备、数据存储器、远程通 信电路、LCD显示和键盘输入；所述设备中DC-DC主机工作电源的输出与所述恒流放电负载 智能控制电路、DC-DC变换器、控制单元连接；所述DC-DC变换器分别与所述电流/电压数 据采集及转换控制电路及MCU单元连接；MCU单元还分别与所述恒流放电负载智能控制电 路、自动限流充电和等电位连接安全控制电路连接；被测蓄电池组并联DC-DC变换器，以及 恒流放电负载智能控制电路、DC-DC主机工作电源的输入，提供主机正常工作电源。较佳的，上述技术方案还包括一电源正反向极性工作保护电路，该电源正反向极 性工作保护电路的输出分别与所述恒流放电负载智能控制电路，以及相互并联的DC-DC变 换器、DC-DC主机工作电源连接。或者是所述DC-DC变换器、DC-DC主机工作电源、所述恒流放电负载智能控制电路均具有正反向极性电源工作的特点。较佳的，上述技术方案还包括一 AC/DC开关电源，所述主机工作电源为DC-DC电 源，该AC/DC开关电源的输入和输出分别连接所述主机工作电源和市电。较佳的，上述技术方案还包括一电流检测电路，该电流检测电路可为一个传感器， 所述电流检测电路在该设备中耦合监测所述被测蓄电池组的充放电工作电源的一个输入 端，为全在线蓄电池组充放电测试设备检测在线被测蓄电池组的充电、放电电流。较佳的，所述安全保护电路为一大功率二极管，其两端串行连接于通信蓄电池组 与通信电源系统设备的直流配电屏之间，保证蓄电池组始终处于安全在线工作状态，不影 响对通信系统设备的正常安全供电。所述第二安全保护电路包括一大功率双向电源静态开关管、一直流接触器以及一 用于控制和保护该大功率双向电源静态开关管和直流接触器工作的自动控制保护电路，且 所述大功率双向电源静态开关管和直流接触器并联连接。该第二安全保护电路保证被测蓄 电池组充电或放电测试过程中均能能实时在线不间断安全供电。同时也是完成充放电转换 控制和完成等电位连接的主要电路之一。本实用新型的优点在于1、该全在线蓄电池组测试设备的设计与应用，以在线通信后备蓄电池组两端的电 压为测试设备的输入工作电源，满足蓄电池充放电特性、相关通信电源运行维护规程标准 及蓄电池组维护测试要采放电检测全在线式并维护了在线通信蓄电池组的充、放电安全节 能。2、该全在线蓄电池组充放电测试设备系统的设计与应用，具有在线蓄电池组对通 信设备负荷安全节能放电功能，以及在线智能负载恒流放电功能。同时满足在线各种不同 通信设备负荷电流的情况下，均能实现在线蓄电池组的恒流放电容量测试。适用于现网不 同的各种通信设备负荷供电电源后备蓄电池组进行在线恒流放电测试。3、该全在线蓄电池组充放电测试设备系统的设计与应用，不仅具备在线蓄电池组 恒流放电测试功能，同时还具有对在线蓄电池组的恒流充电和稳压限流充电维护功能。4、全在线蓄电池组充放电测试设备同时具备在线通信设备节能放电和在线负载 放电功能，以及正负电源极性转换控制在线充放电测试功能，综合性强，使用范围广泛。5、全在线蓄电池组充放电测试设备，满足在线不同正负电源的通信蓄电池组在线 恒流充放电测试，智能化程度高，功能强，使用灵活安全。6、通过无缝连接技术，与被测试的电池组进行串接，保证被测的蓄电池组始终处 于安全在线状态，不影响对通信系统设备的正常安全供电，实现被测的蓄电池组以测试设 备设定的放电参数在线对实际负荷放电和在线智能负载放电。7、当在线通信设备实际负荷，满足被测蓄电池组恒流放电时，该设备系统自动关 闭在线智能负载放电；当在线通信设备实际负荷不满足被测蓄电池组恒流放电时，该设备 系统将自动控制在线智能负载恒流放电，实现被测蓄电池组在线恒流放电容量测试目的。8、完成放电容量测试之后，由在线整流器输出工作电源通过该测试设备自动控制 进行在线限流充电、恒流充电和稳压限流充电，以及完成在线等电位安全连接，自动将被测 蓄电池组恢复到原在线正常安全工作状态。9、与传统使用智能化假负载进行离线测试对比，有效地解决了离线放电操作、供电及恢复在线全过程维护测试安全隐患问题，具有节能、操作简便安全、在线供电安全、测 试结束自动进行在线充电及恢复等电位连接等优点。10、与先进的在线“蓄电池组放电测试设备”对比，并具有蓄电池组在线安全节能 放电测试功能与在线恒流智能负载放电测试功能，满足现网各种不同的通信设备负荷的蓄 电池组恒流放电测试，更加实用，并具备在线安全节能充放电维护测试功能。11、单体电池在线检测和告警保护功能，在“设备”电路设计中采用单体无线电压 测试管理系统或单体有线电压测试管理系统，维护检测操作简便，提高系统维护工作安全。12、该全在线蓄电池组充放测试设备系统的输出具有稳压限流、稳流限压控制保 护功能，以及输出过电流、过电压保护及过压关机保护功能，具备通信后备电池组在线放电 容量检测和安全供电保护特点。13、该全在线蓄电池组测试设备系统具备维护操作、参数设置简单，智能化程度 高，保护功能强等特点，该全在线式电池组放电测试系统操作界面友好，依照系统提示操 作，即可完成通信在线电池组容量检测，并自动保存数据，以便维护分析与管理；14、该全在线式电池组放电测试系统MCU单元的控制系统设置一路交流备份电 源，以便适时查阅、读取、拷贝测试数据，以及历史事件记录；15、该全在线式电池组放电测试系统的MCU单元的控制系统输出，具有标准数据 接口，以及USB接口和IP网络接口，使用灵活方便。
下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。图1是本实用新型全在线蓄电池组充放电测试设备实施例一的原理结构框图。图2是本实用新型全在线蓄电池组充放电测试设备实施例二的原理结构框图。图3是实施例一或实施例二与-48V通信电源系统无缝连接操作示意图。图4和图5是实施例一或实施例二与-48V通信电源系统的放电、充电连接原理示 意图。图6和图7是实施例一或实施例二与+24V通信电源系统的放电、充电连接原理示 意图。图8是实施例一应用于-48V通信电源系统时在线放电状态下的原理结构框图，其 中省略控制单元部分。图9是实施例一应用于-48V通信电源系统时在线充电状态下的原理结构框图，其 中省略控制单元部分。图10是实施例二应用于-48V通信电源系统时在线放电状态下的原理结构框图， 其中省略控制单元部分。图11是实施例二应用于-48V通信电源系统时在线充电状态下的原理结构框图， 其中省略控制单元部分。
具体实施方式本实用新型的全在线蓄电池组充放电测试设备是应用于一种全在线蓄电池组设 备系统，所述全在线蓄电池组设备系统通常还包括一被测蓄电池组和通信设备。该通信设备由该蓄电池组作为后备电源供电。现举以下2个实施例，并说明其工作原理。实施例一请参阅图1所示，本实施例的全在线蓄电池组充放电测试设备，包括一 DC-DC主机 工作电源1，一控制单元2，一安全保护电路3、一自动限流充电和等电位连接安全控制电路 4、一恒流放电负载智能控制电路5、一放电负载电路6、一 DC-DC变换器12，以及一正负极 性转换开关11、第二安全保护电路10等各电路模块。所述控制单元2再进一步包括一 MCU 单元21、以及均与该MCU单元21连接的一电流/电压数据采集及转换控制电路22、蓄电池 组单体电压检测设备23、数据存储器24、远程通信电路25、IXD显示和键盘输入26。所述安全保护电路3、自动限流充电和等电位连接安全控制电路4、DC-DC变换器 12相互并接的，所述恒流放电负载智能控制电路5和放电负载电路6相互串接。所述正负极性转换开关11的输入并接于安全保护电路3、自动限流充电和等电位 连接安全控制电路4、DC-DC变换器12，输出并接第二安全保护电路10。所述设备中DC-DC主机工作电源1的输出与所述恒流放电负载智能控制电路5、所 述控制单元2连接；所述DC-DC变换器12分别与所述电流/电压数据采集及转换控制电路22及MCU 单元连接；MCU单元2还分别与所述恒流放电负载智能控制电路5、自动限流充电和等电位 连接安全控制电路4连接；被测蓄电池组并联DC-DC变换器12，以及恒流放电负载智能控制电路5、DC_DC主 机工作电源1的输入，提供主机正常工作电源。上述各电路模块的功能表述如下所述DC-DC主机工作电源1 为所述恒流放电负载智能控制电路5、所述控制单元 2提供工作电源；所述控制单元2 本电路模块以MCU单元21的系统程序指令为控制模式，以控制 恒流放电负载智能控制电路5、自动限流充电和等电位连接安全控制电路4 ；所述安全保护电路3 可为一大功率二极管，其两端经正负极性转换开关11串行 连接于通信蓄电池组与通信电源系统设备的直流配电屏之间，保证被测的蓄电池组始终处 于安全在线状态，不影响对通信系统设备的正常安全供电；所述自动限流充电和等电位连接安全控制电路4:在完成被测蓄电池组放电测试 结束后，自动进行在线限流充电，以及进行等电位安全连接恢复被测蓄电池组至在线正常 工作；所述恒流放电负载智能控制电路5 根据放电设备系统的设置参数，自动完成被 测蓄电池组进行在线假负载恒流放电的控制与测试；所述放电负载电路6 由恒流放电负载智能控制电路5控制被测蓄电池组允许通 过放电负载电流的工作电路；所述第二安全保护电路10 包括一大功率双向电源静态开关管、一直流接触器以 及一用于控制和保护该大功率双向电源静态开关管和直流接触器工作的自动控制保护电 路(均未图示)，且所述大功率双向电源静态开关管和直流接触器并联连接。该第二安全保 护电路10保证被测蓄电池组充电或放电测试过程中均能实时在线不间断安全供电。同时也是完成充放电转换控制和完成等电位连接的主要电路之一。所述正负极性转换开关11 为连接正负工作电源极性的选择转换开关，适用于正 负不同的通信电源在线蓄电池组的充电、放电测试控制转换。所述DC-DC变换器12 为一高频开关电源电路，其输出电压、电流为连续可调，同 时具有恒流限压、稳压限流，过电压、过电流、短路等高可靠性的自动控制保护功能。本实施例还可包括一 AC/DC开关电源7和一电流检测电路8，该AC/DC开关电源7 的输入和输出分别连接所述DC-DC主机工作电源1和市电，用以将市电引入以作为主机电 源的交流输入供电电源；所述电流检测电路8可为一个传感器，所述电流检测电路8连接所 述全在线蓄电池组充放电测试设备的各接线端，为全在线蓄电池组充放电测试设备检测在 线被测蓄电池组的充电、放电电流。请再参考图1，为了将本实施例的全在线蓄电池组充放电测试设备应用时连接方 便，将所述放电负载电路6、恒流放电负载智能控制电路5、DC_DC主机工作电源1的两个输 入端分别引出一电源输出线，使之具有第一接线端子A和第二接线端子B。再将并接的电 源正负极性转换开关11和第二安全保护电路10的输出两端公共点上，分别引出一电源输 出线，具有两个接线端，其中一个接线端为第三接线端子D，另一接线端在设备内经电流检 测8与第二接线端子B进行了连接，其输出保持与在线的蓄电池组进行串联连接。第一接 线端子A、第二接线端子B以及第三接线端子D都同时与电流/电压数据采集及转换控制电 路22连接。所述第一接线端子A端，连接在线工作电源的负极或正极，或连接被测蓄电池 组侧接在线工作电源的负极或正极接线端；所述第二接线端子B端，连接至被测在线蓄电 池组侧连接在线电源工作地的正极或负极接线端子；所述第三端子D端，为连接到通信电 源系统供电直流电源工作接地的正极或负极汇集排(电源工作地)。在本实施例中，可选择地，所述DC-DC变换器12、DC_DC主机工作电源1、所述恒流 放电负载智能控制电路5均具有正反向极性电源工作的特点。可实现以最佳安全的操作方 式，适用于不同正、负的通信电源在线蓄电池组的充放电维护测试。无论工作电源是正极 还是负极接地，该设备进行在线维护测试时，只需操作蓄电池组侧连接的电源工作接地端， 避免了操作碰地短路的风险，并具有对在线蓄电池组恒流限压充电及稳压限流充电维护功 能，维护测试使用更加灵活、安全简便。实施例二请参阅图2，本实施例二与实施例一相比，二者的区别在于本实施例二的全在线 蓄电池组充放电测试设备还包括一电源正反向极性工作保护电路9，该电源正反向极性工 作保护电路9的输出与所述恒流放电负载智能控制电路5和放电负载电路6串接后，再串 接至相互并联的DC-DC变换器12、DC-DC主机工作电源1，其余结构均与实施例一相同。说明实施例一中的分布在所述DC-DC变换器12、恒流放电负载智能控制电路5 以及DC-DC主机工作电源1的输入电源正反向极性工作保护电路功能，而实施例二是将由 一电源正反向极性工作保护电路9的输出供给DC-DC变换器12、恒流放电负载智能控制电 路5以及DC-DC主机工作电源1三个功能模块。因此，上述两个实施例具有相同的功能。输入连接的电源正反向极性工作保护电路上引出一电源输出线，具有第一接线端 子A，以及第二接线端子B。并接的电源正负极性转换开关11和第二安全保护电路10的输 出两端公共点上，分别引出一电源输出线，具有两个接线端，其中一个接线端为第三接线端子D，另一接线端在设备内经电流检测1与第二接线端子B进行了连接，其输出保持与在线 的蓄电池组进行串联连接。第一接线端子A、第二接线端子B以及第三接线端子D都同时与 电流/电压数据采集及转换控制电路22连接。所述第一接线端子A端，连接在线工作电源 的负极或正极，或连接被测蓄电池组侧接在线工作电源的负极或正极接线端；所述第二接 线端子B端，连接至被测在线蓄电池组侧连接在线电源工作地的正极或负极接线端子；所 述第三端子D端，连接到通信电源系统供电直流电源工作接地的正极或负极汇集排(电源 工作地)。请主要参考图3，下面以-48V通信电源后备蓄电池组在线放电容量测试工作原理 为例，说明上述两个实施例的全在线蓄电池组充放电测试设备的应用工作原理。如图3至图7所示，现有通信机房常用-48V或+24V的通信电源后备蓄电池组给 通信设备进行供电的原理框图，一 48V或+24V整流器与一 -48V或+24VDC直流配电屏连接 后再与蓄电池组并接，对通信设备进行后备电源的提供。使用时，将全在线蓄电池组充放电测试设备通过“设备”无缝连接技术串行连接于 通信蓄电池组与通信电源系统设备的直流配电屏之间，保证蓄电池组始终处于安全在线工 作状态，不影响对通信系统设备的正常安全供电。全在线蓄电池组充放电测试设备的输入 工作电源由被测蓄电池组电源提供。操作过程中，蓄电池组仅拆电池组正极端子(电源工 作地线)，即与整流器供电电源的正极汇集线间进行串联连接，操作简单安全。在线无缝连接技术的操作过程如下所述通信电源系统的蓄电池组设备全在线 无缝连接操作，将全在线蓄电池组充放电测试设备串接在线蓄电池组的正极(电源工作地 线)，即与整流器供电电源的正极汇集线间进行串联连接，全在线蓄电池组充放电测试设备 的接入应遵守“先接三，后拆一”的原则，电池组放电测试设备完成测试退出服务时，应遵守 “先接一，后拆三”的原则。再请参阅图3至图5，现以-48V通信电源被测蓄电池组为例，此时，上述三个实施 例的接线方法均相同，都采用“先接三，后拆一”，即为先接全在线蓄电池组充放电测试设 备的电源输出线Li、L2、L3，即将该测试设备的三个接线端子B、A、D分别连接至蓄电池组 正极(即电池组侧连接电源工作地的接线端子)接线端子、负极接线端子或直流配电屏输 出一分路Al和-48V通信电源供电正极汇集排GD，后拆被测蓄电池组正极接线端原电源连 接线L5，即断开蓄电池组正极接线端子与-48V通信电源供电正极汇集排GD的连接；“先接 一，后拆三”即为被测蓄电池组完成测试，并自动进行限流充电到等电位自动连接退出服 务，应先接被测蓄电池组正极端子Cl的原电源连接线L5，后拆Cl端电源线Li、Al端电源 线L2和⑶端电源线L3。请参考图6和图7，其是以+24V通信电源后备蓄电池组为例，其采用的“先接三， 后拆一”的连接顺序与-48V通信电源被测蓄电池组的相同，但极性不同，具体表现在所述 第一接线端子A接被测蓄电池组的正极、第二接线端子B接该被测蓄电池组的负极，第三接 线端子D接+24V通信电源系统供电直流电源工作接地的负极汇集排(电源工作地)，其连 接电源正负极性与-48V的相反，放电测试工作电流方向也相反，但其在线放电容量测试工 作原理相同。如图8所示，本实用新型实施例一应用于-48V通信电源系统时的在线放电原理如 下所述[0070] 选择其中一组-48V被测蓄电池组I进行在线容量放电测试，如图4中所示的被 测蓄电池组I进行在线放电容量测试，被测蓄电池组采用无缝连接不影响对通信设备的正 常供电，根据测试参数设置，以Ij^1电流进行在线容量的恒流放电测试，当在线通信设备 负载电流与在线工作的蓄电池组浮充电流之和(I设备+1浮充电流)大于被测蓄电池组 I进行的恒流放电电流Ijttl时，全在线蓄电池组充放电测试设备控制DC-DC变换器，以自 动稳流控制输出电压队，提高在线工作的电SU4aiffi= UeJUci，满足被测蓄电池组I在线对 通信设备负载恒流放电测试工作要求，自动禁止或关闭恒流放电负载智能控制电路对放电 负载电路的供电，保持恒定电流对在线通信设备负载进行放电Iittl = Ibim= W+Ifi5A = ID+1+IA = ImD+Iti^+lDc-Dc+Iie (IB1放电为被测蓄电池组I串接全在线蓄电池组充放电测 试设备输入工作的总电流，即为被测蓄电池组I的放电电流；I输入为全在线蓄电池组充放 电测试设备输入工作电流，Ijttll为被测蓄电池组I对通信设备负载供电电流，为其他 在线工作的蓄电池组浮充工作电流，I工e为全在线蓄电池组充放电测试设备控制单元提供 的工作电流，ID+1为DC-DC变换器输出工作的电流，IA为被测蓄电池组I给DC-DC变换器 (高频开关电源)、DC-DC主机工作电源和恒流放电负载智能控制电路与电池组放电负载电 路提供输入电源的工作电流之和，并等于I输人。)，此时，1恒流负载=0，Ia= 1恒流负载+Idc_dc+I 工控=IDC-DC+I工控)，在线通信设备工作电流I设备=I整流器+1放电D-i浮充，整流器或高频开关电 源输出电流I 小于通信设备负载工作电流I S|。在正常工作情况下，其-48V整流器或 高频开关输出电流为通信设备负载工作电流ISl、被测蓄电池组I放电电流IittD与 在线工作的蓄电池组浮充电流之和。放电过程，被测蓄电池组I的电压随着放电电流 和时间的延长，电池组电压也随之下降，通过全在线蓄电池组充放电测试设备自动稳流控 制调整输出电压U0,提升在线工作电压，使之保持被测蓄电池组I以恒定的电流进行容量放 电测试；当在线通信设备负载电流与在线工作的蓄电池组浮充电流之和(I设备+1浮充电 流)小于被测蓄电池组I进行的恒流放电电流I放电1时，全在线蓄电池组充放电测试设备 系统优先自动控制DC-DC变换器，以自动稳流限压控制输出电压队，提高在线输出稳定的电 压U4aiffi= U^msJUci，满足被测蓄电池组I在线优先对通信设备负载进行恒流供电，同时 根据实际在线通信设备负载限压稳流数值，自动开启辅助恒流放电负载智能控制电路，使 被测蓄电池组I电源经电源正反向极性工作保护电路和恒流放电负载智能控制电路向放 电负载电路供电，并自动控制调节放电负载电路的工作电流，使被测蓄电池组I在线恒流 放电。此时，被测蓄电池组I对在线通信设备负载和全在线蓄电池组充放电测试设备的控 制辅助恒流放电负载进行放电I放电丄=Ibi放电=ID+1+I输入=ID+1+IA = I放电d+I恒流负载+IDC-DC+I 工e，在线通信设备工作电流IIjMD-Iff^此时，正常工作的整流器或高频开关电源输 出电流I 器小于通信设备负载工作电流I设备和被测蓄电池组I放电电流I放电丨，且无电流 输出。在正常工作情况下，其-48V整流器或高频开关输出电流I 为通信设备负载工作 电流Iilg^被测蓄电池组I放电电流Ijmd与其他在线蓄电池组浮充电流之和。放电 过程，被测蓄电池组I的电压随着放电电流和时间的延长，电池组电压也随之下降，通过全 在线蓄电池组充放电测试设备自动稳流控制调整输出电压U0，提升在线工作电压，总之保 持被测蓄电池组I以恒定的电流进行放电容量测试。进行放电测试的全在线蓄电池组充放 电测试设备的保护功能具有设备在线电压限压保护、过压保护，被测蓄电池组放电低压保 护、单体电池放电终止低压保护，以及电池放电工作限流和过流保护。具体参数设置，用户可根据实际测试需求进行设定，为避免用户参数设置错误问题，全在线蓄电池组充放电测 试设备系统具有参数上限值设置安全保护功能，以保证全在线蓄电池组充放电测试设备系 统运行使用安全。在线放电结束后，自动充电到等电位恢复在线工作连接原理如图9所示被测蓄电池组I在线放电测试结束时，全在线蓄电池组充放电测试设备系统自动 控制DC-DC变换器、恒流放电负载智能控制电路和放电负载电路处于关闭状态(此时，被测 蓄电池组电压Uei低于在线工作电源的电压U在线电压，IDC_DC工作电流趋于0。)， 同时该设备系统自动控制自动限流充电和等电位连接安全控制电路进入充电恢复过程。初 始该限流充电过程的原理与全在线蓄电池组放电测试设备放电结束后的限流充电过程相 同，基本处于恒流充电状态。当在线工作电压U、充电电流，不能满足被测的蓄电池组 正常充电要求时，全在线蓄电池组充放电测试设备根据系统检测自动控制第二安全保护电 路和正负极性转换开关输出，以及DC-DC变换器的输出，使被测蓄电池组变限流充电状态 为稳压限流充电状态，并关闭自动限流充电和等电位连接安全控制电路中的自动限流充电 电路，自动控制DC-DC变换器的输出与在线电压串联提升被测蓄电池组的充电电压Uei = U 在线电压+Uo，并进行稳流限压和稳压限流充电。此时，-48V整流器或开关电源输出电流I
=I设备+1充电D+I浮充，被测蓄电池组I充电电流Ibi充电=I充电D-I输入=I充电D_(IDC_DC+I工控)。随
着稳流充电时间的延长，被测蓄电池组I电压也随之升高，当被测蓄电池组I电压达到设置 充电限压值时，全在线蓄电池组充放电测试设备系统自动控制DC-DC变换器的输出并进行 稳压限流充电，同时由该设备系统通过监测电池充电电流、电压、容量等进行智能诊断是否 完成电池充电；当完成电池充电时，该设备系统将自动关闭DC-DC变换器的输出结束充电， 同时由第二安全保护电路完成在线供电及等电位安全连接，进而系统自动完成正负极性转 换开关的切换，保持在线供电及等电位安全连接状态，恢复在线工作全过程。系统工作结 束ο如前所述的放电工作过程中，被测蓄电池组I在线安全供电由安全保护电路3和 第二安全保护电路10双重供电安全保护；而在充电过程中，若市电发生中断或整流器(高 频开关电源设备)故障，导致其他在线蓄电池组放电至在线低压的现象，由此第二安全保 护电路10中的大功率双向电源静态开关管正向导通连接于在线工作电源，以及进行等电 位安全连接保护，同时自动关闭DC-DC变换器12的输出，保证被测蓄电池组I充电或放电 测试过程中均能实时在线不间断安全供电。说明实施例一应用于+24V通信电源系统时，其在线放电及充电状态下的原理可 参照实施例一应用于-48V通信电源系统时的情形。二者的区别在于放电和充电测试工作 电流方向相反。再如图10和图11所示，是实施例二应用于-48V通信电源系统时在线放电和充电 状态下的原理结构框图，该实施例二应用于-48V通信电源系统时的情形，可参照实施例一 应用于-48V通信电源系统时的情形，二者基本相同，此处不再赘述。综上所述，全在线蓄电池组充放电测试设备均适用于正负通信工作电源设备的蓄 电池组充放电维护测试，其通过被测蓄电池组连接全在线蓄电池组充放电测试设备的第一 接线端子A (蓄电池组在线工作电源端负极或正极)和第二接线端子B (原蓄电池组在线工 作电源接地端正极或负极)两输入端子作为电池组在线充放电测试设备的工作电源。其第三接线端子D(在线电源工作接地端正极或负极)作为输出端子串接在被测蓄电池组与在 线通信设备工作电源之间连接于通信电源设备系统直流配电屏的正极或负极工作地汇集 排GD (即接电源工作地)。根据全在线蓄电池组充放电测试设备MCU单元的菜单选择、功能 及参数设置，系统自动控制正负极性转换开关及改变其输出电压(即第二和第三接线端子 B、D两端电压)，与被测蓄电池组的串联方式，变充电为放电及变放电为充电的功能转换， 从而实现电池组全在线蓄电池组充放电测试目的。
权利要求一种全在线蓄电池组充放电测试设备，其特征在于包括一DC DC主机工作电源，一控制单元，一正负极性转换开关、第二安全保护电路，相互并接的一安全保护电路、一自动限流充电和等电位连接安全控制电路、一DC DC变换器，以及相互串接的一恒流放电负载智能控制电路和一放电负载电路；所述正负极性转换开关输入并接于安全保护电路、自动限流充电和等电位连接安全控制电路、DC DC变换器，输出并接第二安全保护电路；所述控制单元再进一步包括一MCU单元、以及均与该MCU单元连接的一电流/电压数据采集及转换控制电路、蓄电池组单体电压检测设备、数据存储器、远程通信电路、LCD显示和键盘输入；所述设备中DC DC主机工作电源的输出与所述恒流放电负载智能控制电路、控制单元连接；所述DC DC变换器分别与所述电流/电压数据采集及转换控制电路及MCU单元连接；MCU单元还分别与所述恒流放电负载智能控制电路、自动限流充电和等电位连接安全控制电路、DC DC变换器、第二安全保护电路和正负极性转换开关等电路连接；被测蓄电池组并联DC DC变换器，以及恒流放电负载智能控制电路、DC DC主机工作电源的输入，提供主机正常工作电源。
2.如权利要求1所述的全在线蓄电池组充放电测试设备，其特征在于还包括一电源 正反向极性工作保护电路，该电源正反向极性工作保护电路的输出分别与所述恒流放电负 载智能控制电路，以及相互并联的DC-DC变换器、DC-DC主机工作电源连接。
3.如权利要求1所述的全在线蓄电池组充放电测试设备，其特征在于所述DC-DC变 换器、DC-DC主机工作电源、所述恒流放电负载智能控制电路均具有正反向极性电源工作的 特点。
4.如权利要求1或2所述的全在线蓄电池组充放电测试设备，其特征在于还包括一 AC/DC开关电源，所述主机工作电源为DC-DC电源，该AC/DC开关电源的输入和输出分别连 接所述主机工作电源和市电。
5.如权利要求3所述的全在线蓄电池组充放电测试设备，其特征在于还包括一电流 检测电路，所述电流检测电路在该设备中耦合监测所述被测蓄电池组的充放电工作电源的 一个输入端。
6.如权利要求5所述的全在线蓄电池组充放电测试设备，其特征在于所述电流检测 电路为一个传感器。
7.如权利要求1所述的全在线蓄电池组充放电测试设备，其特征在于所述安全保护 电路为一大功率二极管。
8.如权利要求1所述的全在线蓄电池组充放电测试设备，其特征在于所述第二安全 保护电路包括一大功率双向电源静态开关管、一直流接触器以及一用于控制和保护该大功 率双向电源静态开关管和直流接触器工作的自动控制保护电路，且所述大功率双向电源静 态开关管和直流接触器并联连接。
专利摘要本实用新型提供了一种全在线蓄电池组充放电测试设备，包括一DC-DC主机工作电源，一控制单元，一正负极性转换开关、第二安全保护电路，相互并接的一安全保护电路、一自动限流充电和等电位连接安全控制电路、一DC-DC变换器，以及相互串接的一恒流放电负载智能控制电路和一放电负载电路。该设备实现以最佳安全的操作方式，适用于不同正、负的通信电源在线蓄电池组的充电、放电维护测试。无论工作电源是正极还是负极接地，该设备进行在线维护测试时，只需操作蓄电池组侧连接的电源工作接地端，避免了操作碰地短路的风险，并具有对在线蓄电池组恒流限压及稳压限流充、放电维护功能，维护测试使用更加灵活、安全简便。
文档编号G01R31/36GK201656535SQ20102017592
公开日2010年11月24日 申请日期2010年4月9日 优先权日2010年4月9日
发明者林明星, 石卫涛 申请人:福州福光电子有限公司;石卫涛