专利名称：Ups蓄电池自动维护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电子电路技术，涉及一种UPS蓄电池自动维护装置。
背景技术：
随着IT技术的迅速发展，UPS(不间断电源系统)广泛应用于信息与电子处理的领域，其能够使外部供电系统出现故障或中断时，保证系统的正常工作和安全退出(如计算机的存盘、关机等)。UPS电源系统一般由整流器、逆变器和蓄电池等三部分组成。目前在中小型UPS电源中被广泛使用的是免维护的密封铅酸蓄电池，它一般占UPS电源总成本的1/3-2/5。由于蓄电池的故障而引起的UPS电源不能正常工作的比例大约占1/3以上。对于长延时的UPS电源蓄电池的成本有时远远超过UPS电源主机的成本。在正常使用的情况下蓄电池的使用寿命一般可达3-5年，对于长期搁置不用的蓄电池，必须每隔一定时间重新充电放电一次以达到激活电池的目的。对于很少发生停电的UPS电源，也必须每隔一定周期人为地中断交流市电的输入，以使UPS电源中的蓄电池放电一次然后再加市电重新充电，这样有利于延长蓄电池的使用寿命，并保证蓄电池的可供实际使用的总容量总是处于非常接近于蓄电池的标称容量。另外，当停电时，现有的UPS系统将由蓄电池逆变输出，而只要一来电将马上转为市电供电，并为蓄电池补充充电。蓄电池具有一定的记忆效应，如果每次放电都不充分，那样它的可供使用的放电容量将逐渐减少，从而导致停电时不能进行有效的输出。由此看来经常性地维护保养，即按时对其进行充、放电是何等的重要。如果蓄电池组长期的只充电而不放电，或每次都不充分地放电到规定值(公共电网供电正常或短时间的停切电)，时间一长，将因蓄电池的极板发生质变(充不进或放不出电)而报废，从而缩短整个UPS系统的使用寿命。UPS系统中蓄电池的维护周期较长(一般是3到7个月之间)，人工维护费时费力，也是不现实的。因此，急需一种能够自动对蓄电池进行维护的系统，以改变UPS系统中蓄电池过早报废的现状。国外某些高端产品中，已经具备了电池的在线监测和简单的程序维护功能，但因其功能较单一，且成本较高，而没有被普遍采用。而在中低端产品中大都没有自动维护功能；国内的UPS产业中以中小企业为主，其经济实力和技术创新能力都非常有限，生产的产品基本上没有蓄电池维护功能，也未发现市场上有专门的自动维护器出售。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种UPS蓄电池自动维护装置，该装置能够显著解决UPS蓄电池的维护困难问题，防止蓄电池的过早失效和提高其可靠性，从而能够延长UPS蓄电池的使用寿命。
本实用新型的UPS蓄电池自动维护装置包括单片机、单片机电源、蓄电池最佳放电标准采样单元、交流电停电断相自动判断保护单元、交流电自动切换单元和蓄电池最佳维护时间单元。所述的蓄电池最佳放电标准采样单元的输入端与蓄电池的正负极相接，输出端连接单片机；所述的单片机电源的输入端与蓄电池的正负极相接，输出端连接单片机以提供电源；所述的交流电停电断相自动判断保护单元受单片机的控制，其输入端连接有市电，输出端连接蓄电池的机头的一输入极；所述的交流电自动切换单元受单片机的控制，其输出端连接蓄电池机头的另一输入极；所述的蓄电池最佳维护时间单元与单片机相连接。
这里，所述的单片机内植有蓄电池自动维护的智能程序，其控制UPS蓄电池充分放电之后再进行充电。
所述的蓄电池最佳放电标准采样单元由分压电路、稳态电路和比较电路组成，其中，分压电路将蓄电池的容量电压值进行分压，稳态电路设定蓄电池的最佳放电标准稳态值，比较电路将蓄电池的容量电压值与蓄电池的最佳放电标准稳态值进行比较，如果蓄电池的实时状态的容量电压值小于或等于蓄电池的最佳放电标准稳压值，则将代表“是”的逻辑信号输送给单片机；如果蓄电池的实时状态的容量电压值大于蓄电池的最佳放电标准稳压值，则将代表“否”的逻辑信号输送给单片机。
所述的交流电停电断相自动判断保护单元由整流电路和控制电路组成，对输入的市电进行整流，并且判断当出现停电情形时，由控制电路输送逻辑信号到单片机。
所述的交流电自动切换单元由整流电路和控制电路组成，其控制蓄电池机头的输入极的关闭与断开状态，当接收到单片机控制输送的外接市电的停电信号后，使蓄电池机头的输入极保持断开状态，以使UPS蓄电池继续放电直至蓄电池最佳放电标准采样单元采样到蓄电池的实时状态的容量电压值等于蓄电池的最佳放电标准稳压值的时候，单片机发出控制信号输送到交流电自动切换单元，该单元的控制电路使蓄电池机头的输入极关闭，以对UPS蓄电池进行充电。
所述的蓄电池最佳维护时间单元采用数码显示电路，其设定UPS蓄电池自行维护的周期，当到达维护时刻，单片机将控制交流电自动切换单元使蓄电池电源机头的输入极强行断开以进行完全放电，直至蓄电池最佳放电标准采样单元采样到蓄电池的实时状态的容量电压值等于蓄电池的最佳放电标准稳压值的时候，再对UPS蓄电池系统重新充电。
本实用新型的UPS蓄电池自动维护装置具有以下优点1.自动适应电池电压，系统由于采用了大范围稳压技术，可以自动适应24V到96V之间的各型号蓄电池组。用户使用时只需将系统与蓄电池连接，系统可以自动变换出稳定的直流电供各部件使用，不会出现电压过低无法启动或电压过高烧毁器件的情况；2.设定周期自动维护，系统启动后，用户根据电池容量和供电情况，可以自行设定对蓄电池进行维护的周期，时间在1～6个月之间。到达维护时间时系统自动启动维护程序，对蓄电池进行一次完整的充放电，充分激活电池；3.断电来电保护，在遇外部市电停电时，UPS电源由蓄电池供电，经逆变后向负载提供交流220V。在蓄电池供电过程中，若市电恢复供电，在维护系统的控制下，逆变过程不会马上终止，而是要等到蓄电池完成一次完整的放电周期后，才会转入正常的市电供电；4.电池放电终止电压保护，当蓄电池放电到一定深度时，维护系统能够检测蓄电池状态，自动转入充电程序，有效地防止由于过度放电引起的蓄电池极板损坏。
下面参照附图和具体实施方式
对本实用新型的UPS蓄电池自动维护装置作进一步详细地说明。
图1是本实用新型的原理结构示意图；图2是本实用新型的交流电自动切换单元的一实施例电路图；图3是本实用新型的交流电停电断相自动判断保护单元的一实施例电路图。
具体实施方式
图1所示的本实用新型的UPS蓄电池自动维护装置包括单片机、单片机电源、蓄电池最佳放电标准采样单元、交流电停电断相自动判断保护单元、交流电自动切换单元和蓄电池最佳维护时间单元。所述的蓄电池最佳放电标准采样单元的输入端与蓄电池的正负极相接，输出端连接单片机；所述的单片机电源的输入端与蓄电池的正负极相接，输出端连接单片机以提供电源；所述的交流电停电断相自动判断保护单元受单片机的控制，其输入端连接有市电，输出端连接蓄电池的机头的一输入极；所述的交流电自动切换单元受单片机的控制，其输出端连接蓄电池机头的另一输入极；所述的蓄电池最佳维护时间单元与单片机相连接。
图2示出了本实用新型的交流电自动切换单元的一实施例电路图，由图可知，光电耦合器U1、继电器J和大功率晶闸管Q3构成了控制电路，这里，光电耦合器U1的一端通过限流电阻R1与单片机相连，另一端连接继电器开关J和大功率晶闸管Q3，所述的继电器开关J与二极管D1并联后连接于三极管Q2的集电极，三极管Q2的基极通过电阻R2与单片机连接，晶闸管Q3与旁路电阻R4、电容C1并联后再连接插座CON，所述的插座CON连接机头。该单元在工作时，当接收到单片机控制输送的外接市电的停电信号后，大功率晶闸管Q3控制断开蓄电池机头的输入极，以使UPS蓄电池继续放电直至蓄电池最佳放电标准采样单元采样到蓄电池的实时状态的容量电压值等于蓄电池的最佳放电标准稳压值的时候，单片机发出控制信号使光电耦合器U1和继电器J联合动作，同时大功率晶闸管Q3控制关闭蓄电池机头的输入极，以对UPS蓄电池进行充电。
图3示出了本实用新型的交流电停电断相自动判断保护单元的一实施例电路图，由图可知，整流桥B1，旁路电容C2和限流电阻R6构成了整流电路，光电耦合器U2判断当出现停电情形时，将此逻辑信号输送到单片机。
以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干变型和改进，这些变化也应视为属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种UPS蓄电池自动维护装置，其特征在于包括单片机、单片机电源、蓄电池最佳放电标准采样单元、交流电停电断相自动判断保护单元、交流电自动切换单元和蓄电池最佳维护时间单元，所述的单片机内植有蓄电池自动维护的智能程序，其控制UPS蓄电池充分放电之后再进行充电；所述的蓄电池最佳放电标准采样单元的输入端与蓄电池的正负极相接，输出端连接单片机；所述的单片机电源的输入端与蓄电池的正负极相接，输出端连接单片机；所述的交流电停电断相自动判断保护单元受单片机的控制，其输入端连接有市电，输出端连接蓄电池的机头的一输入极；所述的交流电自动切换单元受单片机的控制，其输出端连接蓄电池机头的另一输入极；所述的蓄电池最佳维护时间单元与单片机相连接。
2.如权利要求1所述的UPS蓄电池自动维护装置，其特征在于所述的蓄电池最佳放电标准采样单元由分压电路、稳态电路和比较电路组成，其中，分压电路将蓄电池的容量电压值进行分压，稳态电路设定蓄电池的最佳放电标准稳态值，比较电路将蓄电池的容量电压值与蓄电池的最佳放电标准稳态值进行比较，并将比较结果的逻辑信号输送到单片机。
3.如权利要求2所述的UPS蓄电池自动维护装置，其特征在于所述的交流电停电断相自动判断保护单元由整流电路和控制电路组成，对输入的市电进行整流，并且判断当出现停电情形时，由控制电路输送逻辑信号到单片机。
4.如权利要求3所述的UPS蓄电池自动维护装置，其特征在于所述的交流电自动切换单元由整流电路和控制电路组成，其控制蓄电池机头的输入极的关闭与断开状态。
5.如权利要求4所述的UPS蓄电池自动维护装置，其特征在于所述的蓄电池最佳维护时间单元采用数码显示电路，其设定UPS蓄电池自行维护的周期。
专利摘要本实用新型涉及一种UPS蓄电池自动维护装置，其包括单片机、单片机电源、蓄电池最佳放电标准采样单元、交流电停电断相自动判断保护单元、交流电自动切换单元和蓄电池最佳维护时间单元，所述的蓄电池最佳放电标准采样单元与蓄电池相接，输出端连接单片机；所述的单片机电源连接单片机；所述的交流电停电断相自动判断保护单元连接有市电，输出端连接蓄电池的机头；所述的交流电自动切换单元受单片机的控制，其输出端连接蓄电池机头；所述的蓄电池最佳维护时间单元与单片机相连接。该实用新型具有以下优点1.自动适应电池电压；2.设定周期自动维护；3.断电来电保护；4.电池放电终止电压保护。
文档编号H02J7/00GK2930056SQ20062012254
公开日2007年8月1日 申请日期2006年7月20日 优先权日2006年7月20日
发明者杨遂来, 董希琳, 袁狄平, 王兴波 申请人:中国人民武装警察部队学院