全在线蓄电池组放电测试设备的制作方法

专利名称：全在线蓄电池组放电测试设备的制作方法
技术领域：
本发明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。

发明内容本发明要解决的主要的技术问题，在于提供一种全在线蓄电池组放电测试设备， 实现在线蓄电池组对通信设备负荷安全节能放电和辅助恒流放电负载智能控制调节放电 负载电流的功能，其具有智能、操作简便和安全节能的功能。本发明是这样实现的一种全在线蓄电池组放电测试设备，包括一 DC-DC主机工 作电源，一控制单元，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、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；所述安 全保护电路的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，同时 并联连接于自动限流充电和等电位连接安全控制电路的两端；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、所述控制单元连接；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和DC-DC主机工作电源连接。较佳的，上述技术方案还包括一第二安全保护电路以及一正负极性转换开关；所述正负极性转换开关的输入并接于所述安全保护电路、自动限流充电和等电位连接安全控 制电路，输出并接所述第二安全保护电路。较佳的，所述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 DC-DC变换器，该DC-DC变换器分别与安全保护电 路、一自动限流充电和等电位连接安全控制电路并接，且该DC-DC变换器与所述控制单元 连接，以及与所述MCU单元连接。所述DC-DC变换器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，该AC/DC开关电源的输入和输出 分别连接所述DC-DC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，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。本发明的优点在于1、该全在线蓄电池组放电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求，放电检测全在线式并维护了放电安全节能。2、该全在线蓄电池组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、全在线蓄电池组放电测试设备具备在线通信设备节能放电和在线负载放电功 能，综合性强，使用范围广泛。4、全在线蓄电池组放电测试设备具有正负电源极性开关选择转换控制功能，满足 不同正、负通信电源的蓄电池组在线恒流放电测试使用，智能化程度高，功能强，使用灵活安全。5、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。6、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。7、完成放电容量测试之后，由在线整流器输出工作电源通过测试设备自动控制进 行在线限流充电，并完成等电位安全连接。8、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。9、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，并具备安全节能放电测试功能。10、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。11、该全在线蓄电池组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。12、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；13、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；14、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发明作进一步的说明。图1是本发明全在线蓄电池组放电测试设备的实施例一的原理结构框图。图2是本发明全在线蓄电池组放电测试设备的实施例二的原理结构框图。图3是本发明全在线蓄电池组放电测试设备的实施例三的原理结构框图。图4是本发明全在线蓄电池组放电测试设备的实施例四的原理结构框图。图5是实施例一与-48V通信电源系统无缝连接操作示意图。图6是实施例二与+24V通信电源系统无缝连接操作示意图。图7是实施例三或实施例四与-48V通信电源系统的接线示意图。图8是实施例三或实施例四与+24V通信电源系统的接线示意图。图9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10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11是实施例二应用于+24V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12是实施例二应用于+24V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13是实施例三应用于-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14是实施例三应用于-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15是本发明全在线蓄电池组放电测试设备的实施例五的原理结构框图。图16是实施例五应用于-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17是实施例五应用于-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18是本发明全在线蓄电池组放电测试设备的实施例六的原理结构框图。图19是本发明全在线蓄电池组放电测试设备的实施例七的原理结构框图。图20是本发明全在线蓄电池组放电测试设备的实施例八的原理结构框图。图21是实施例七应用于-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22是实施例七应用于-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。
具体实施方式本发明的全在线蓄电池组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7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、 以及一恒流放电负载智能控制电路5和一放电负载电路6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相互并接、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。所述安全保护电路3的两端串行连接于通信蓄电池组(见图4至图7)与通信电 源系统设备的直流配电屏(见图4至图7)之间，同时并联连接于自动限流充电和等电位连 接安全控制电路4的两端。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；MCU单元21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。被测蓄电池组并联恒流放电负载智能控制电路4、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控制被测蓄电池组允许通过 放电负载电流的工作电路。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 述全在线蓄电池组放电测试设备的各接线端，为全在线蓄电池组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。再将并接的自动限流 充电和等电位连接安全控制电路4、安全保护电路3的输出两端D+1端和D-1端公共点上， 分别引出一电源输出线，其中一电源输出线具有第三接线端子D，另一电源输出线经电流检 测电路8连接第二接线端子B。所述第一接线端子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。本实施例的全在线蓄电池组放电测试设备的输入接线端子A(负极)和B(正极) 端子，作为蓄电池组在线测试设备的工作电源。其输出的第三接线端子D (正极)与第二接 线端子B两端串接在被测蓄电池组与在线通信设备工作电源之间，第三接线端子D (正极) 连接于通信电源设备系统直流配电屏的正极电源工作地的汇集排。实施例二如图2所示，本实施例的全在线蓄电池组放电测试设备是在实施例一的基础上进 一步改进，其与实施例一的区别仅在于并接的自动限流充电和等电位连接安全控制电路 4、安全保护电路3的输出两端D-1和D+1端公共点上，分别引出一电源输出线，其中一电源 输出线具有第三接线端子D，另一电源输出线经电流检测电路8连接第二接线端子B。本实施例的全在线蓄电池组放电测试设备的输入接线端子A(正极)和B(负极) 端子，作为蓄电池组在线测试设备的工作电源。其输出的第三接线端子D (负极)与第二接 线端子B两端串接在被测蓄电池组与在线通信设备工作电源之间，第三接线端子D(负极) 连接于通信电源设备系统直流配电屏的负极电源工作地的汇集排。实施例三再如图2所示，本实施例的全在线蓄电池组放电测试设备是在实施例一的基础上进一步改进，其与实施例一的区别如下本实施例的全在线蓄电池组放电测试设备还包括一电源正反向极性工作保护电 路9、一第二安全保护电路10以及一正负极性转换开关11 ；所述电源正反向极性工作保护 电路9的输出分别与所述恒流放电负载智能控制电路5和DC-DC主机工作电源1连接；所 述正负极性转换开关11的输入并接于所述安全保护电路3、自动限流充电和等电位连接安 全控制电路4，输出并接所述第二安全保护电路10，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。。本实施例三相对于实施一而言，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放电及在线限流充电自动恢复维护在线功能，维护测试 使用更加灵活、安全简便。请再参考图3，输入连接的电源正反向极性工作保护电路9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，具有第三接线端子D，其中一接 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。接线端子A、接线端子B以及接线端子D都同时与电流/电压数据采集及转 换控制电路连接。所述第一接线端子A端，为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，为连接至被测 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)。实施例四再如图4所示，本实施例的全在线蓄电池组放电测试设备是在实施例一的基础上 进一步改进，其与实施例一区别如下本实施例的全在线蓄电池组放电测试设备还包括一第二安全保护电路10以及一 正负极性转换开关11，而不包括电源正反向极性工作保护电路9 ；且第二安全保护电路10 和正负极性转换开关11的连接关系与实施例三相同，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，如此，仍可实现实施例三中的以 最佳安全的操作方式的功能。请再参考图4，本实施例的第一接线端子A、第二接线端子B的接线方式与实施例 一中的第一接线端子A、第二接线端子B的接线方式相同；本实施例的第三接线端子D与实 施例二中的第三接线端子D的接线方式相同；但本实施例的所述第二安全保护电路10以及 正负极性转换开关11的一电源输出线经电流检测电路8连接第二接线端子B。上述四个实施例的全在线蓄电池组放电测试设备实际上为全在线蓄电池组假负 载放电测试设备，使用时是将所述全在线蓄电池组设备系统通过被测蓄电池组连接本发明 的全在线蓄电池组放电测试设备的第一接线端子A (负极或正极)和第二接线端子B (正极 或负极)，作为蓄电池组在线测试设备的工作电源。其第三接线端子D (正极或负极)和第二接线端子B (正极或负极)串接在被测蓄电池组与在线通信设备工作电源之间，第三接线 端子D(正极或负极)连接于通信电源设备系统直流配电屏的正极或负极电源工作地的汇 集排。根据全在线蓄电池组放电测试设备MCU单元的菜单选择、参数设置，被测蓄电池组连 接于第一接线端子A和第二接线端子B的两端，通过恒流放电负载智能控制电路5和一放 电负载电路6，以及安全保护电路3，起到被测蓄电池组全在线放电测试目的。如图5至图8所示，为现有通信机房常用-48V或24V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。请参阅图5，现以-48V通信电源被测蓄电池组为例，此时，采用“先接三，后拆一”， 即为先接全在线蓄电池组放电测试设备的电源输出线LI、L2、L3，即将该测试设备的接线 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A1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⑶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C1的原电源连接线L5， 后拆C1端电源线LI、A1端电源线L2和⑶端电源线L3。请参考图6，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 正负极性与实施例一相反，放电测试工作电流方向也相反，其在线放电容量测试工作原理 相同。说明上述实施例一适用于-48V通信电源被测蓄电池组，实施例二适用于+24V通 信电源被测蓄电池组，实施三和四则二者均适用。对于实施例一、二而言，所述第一接线端 子A、第二接线端子B以及第三接线端子D需连接固定的正负极，不能随意更改，而对于实施 例三和实施例四而言，可以不受此限，在保证安全的基础上，连接更加自由请参考图7至 图8，如所述第一接线端子A端，为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，为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)。再如图9和图10所示，上述实施例一的全在线蓄电池组放电测试设备的在线放电 原理如下所述选择其中一组-48V蓄电池组I进行在线容量放电测试，如图9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I采用无缝连接不影响对通信设备的正常供 电，根据全在线蓄电池组放电测试设备的功能、测试参数设置，当通信高频开关电源或整流 器输出工作正常时，以I iu电流进行在线容量的恒流放电测试，系统使被测蓄电池组I电 源经恒流放电负载智能控制电路5，向放电负载电路6进行恒流放电，恒流放电电流IbM ！ = Ib a= 载+1工e，随着被测蓄电池组I的放电时间的延长，其端电压呈下降趋势变 化，恒流放电负载智能控制电路5将自动调整保持通过放电负载电路6的工作电流恒定。当 在被测蓄电池组I恒流放电测试过程中，因市电或其他因素等造成整流器工作无输出时， 在线蓄电池组对通信设备供电，全在线蓄电池组放电测试设备系统功能也可根据用户设置 选择自动和人工继续或停止在线假负载的放电，保持对被测蓄电池组I的放电容量检测。进行放电测试的全在线蓄电池组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10所示被测蓄电池组I在线放电测试结束时，全在线蓄电池组放电测试设备系统自动控 制恒流放电负载智能控制电路5和放电负载电路6处于关闭状态(此时，被测蓄电池组电 压UE1低于在线工作电源的电压，I 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4进入充电恢复过程。利用在线系统-48V整流器的输出，通过全在线蓄电池组放电测试设备由自动限 流充电和等电位连接安全控制电路4完成对被测的蓄电池组I进行限流充电，-48V整流器 或开关电源输出电流I整流器=I设备+1充电D+I浮充，被测蓄电池组I充电电流IB1充电=I充电D_I fj5A= I_D_I工e，随着充电电流和时间的延长，被测蓄电池组I的电压也随之升高，当接近 与在线电压趋于等电位时，由全在线蓄电池组放电测试设备系统的智能诊断其充电电流、 电压等满足条件时，自动完成等电位连接并恢复在线工作正常状态，以及提示用户将被测 电池组I恢复连接，可将电池组放电测试设备退出服务，完成蓄电池组I维护检测全过程。请参考图11和图12，上述实施例二中的全在线蓄电池组放电测试设备与+24V通 信电源后备蓄电池组连接后，其在线放电容量测试工作原理相同，此处不再赘述，仅其放电 测试工作电流方向与实施例一中的相反。结合图13和图14，上述实施例三和实施例四的全在线蓄电池组放电测试设备 与-48V通信电源被测蓄电池组连接后，其在线放电容量测试工作原理与实施例一中相同； 与+24V通信电源后备蓄电池组连接后，其在线放电容量测试工作原理与实施例二中相同， 此处不再赘述。实施例五如图15所示，本实施例的全在线蓄电池组放电测试设备是在实施例一的基础上进一步改进，其与实施例一的区别如下本实施例五的全在线蓄电池组放电测试设备还包括一 DC-DC变换器12，该DC-DC 变换器12分别与安全保护电路3、自动限流充电和等电位连接安全控制电路4并接，且该 DC-DC变换器12与所述控制单元2以及与所述MCU单元21连接。可选择地，所述DC-DC变换器12的输入具有正反向极性电源工作的特点。请再参考图15，本实施例的第一接线端子A、第二接线端子B的接线方式与实施例 一中的第一接线端子A、第二接线端子B的接线方式相同；但本实施例是将并接的自动限流 充电和等电位连接安全控制电路4、安全保护电路3以及DC-DC变换器12的输出两端D+1 端和D-1端公共点上，分别引出一电源输出线，其中一电源输出线具有第三接线端子D，另 一电源输出线经电流检测电路8连接第二接线端子B。再如图16至图17所示，本实施例的全在线蓄电池组放电测试设备的在线放电原 理如下所述。现在选择其中一组-48V被测蓄电池组I进行在线容量放电测试，如图16中所示 的蓄电池组I进行在线放电容量测试，被测蓄电池组I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I放电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I放电1时，全在线蓄电池组放电测试设备控制DC-DC变换器12， 以自动稳流控制输出电压U0，提高在线工作的电压U在线电压=UE1+U0，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5对放电负载电路6的供电，保持恒定电流对在线通信设备负载进行放电I放电1 = IB1 = ID+1+I输入=ID+1+IA = I放电D+I恒流负载+IDC-DC+I工控(IB1放电为被测蓄 电池组I串接全在线蓄电池组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放电1 ；I输入为全在线蓄电池组放电测试设备输入工作电流，I放电D为被测蓄 电池组I对通信设备负载供电电流，I浮充为其他在线工作的蓄电池组浮充工作电流，I工 控为全在线蓄电池组放电测试设备控制单元提供的工作电流(即IDC-DC主机工作电源1 的电流)，ID+1为DC-DC变换器12输出工作的电流，IA为被测蓄电池组I给DC-DC变换器 12、IDC-DC主机工作电源的电流(I工控)和恒流放电负载智能控制电路5与电池组放电 负载电路6提供输入电源的工作电流之和，并等于I输入)，此时，I恒流负载=0，则IA = I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整流器小于通信设备负载工作电流I 设备。在正常工作情况下，其-48V整流器或高频开关输出电流I整流器为通信设备负载工 作电流I负载、被测蓄电池组I放电电流I放电D与在线工作的蓄电池组浮充电流I浮充 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12， 以自动稳流限压控制输出电压U0，提高在线输出稳定的电压U在线电压=U电池组1+U0， 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5，使被测蓄电池组I电源经 恒流放电负载智能控制电路5向放电负载电路供电6，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1 = IB1放电= ID+1+I输入=ID+1+IA = I放电D+I恒流负载+IDC-DC+I工控，在线通信设备工作电流I 设备=I放电D-I浮充。此时，正常工作的整流器或高频开关电源输出电流I整流器小于 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1，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整流器为通信设备负载工作电流I设 备、被测蓄电池组I放电电流I放电D与其他在线蓄电池组浮充电流I浮充之和。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 线蓄电池组放电测试设备自动稳流控制调整DC-DC变换器12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17所示被测蓄电池组I在线放电测试结束时，全在线蓄电池组放电测试设备系统自动控 制DC-DC变换器12、恒流放电负载智能控制电5路和放电负载电路6处于关闭状态(此时， 被测蓄电池组电压UE1低于在线工作电源的电压U在线电压，I恒流负载和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4进入充电 恢复过程。利用在线系统-48V整流器或高频开关电源设备的输出，通过全在线蓄电池组放 电测试设备自动控制完成对被测蓄电池组I进行限流充电，-48V整流器或开关电源输出电 流I整流器=I设备+1充电D+I浮充，被测蓄电池组I充电电流IB1充电=I充电D-I输 入=I充电D-I工控，随着充电电流和时间的延长，被测蓄电池组I的电压也随之升高，当 接近与在线电压趋于等电位时，由全在线蓄电池组放电测试设备系统的智能诊断其充电电 流、电压等满足条件时，自动完成等电位连接并恢复在线工作正常状态，完成蓄电池组I自 动维护测试及恢复在线工作全过程。实施例六说明如图18所示，本实施例的全在线蓄电池组放电测试设备与实施例五的区别 仅在于并接的自动限流充电和等电位连接安全控制电路4、安全保护电路3的输出两端 D-1和D+1端公共点上分别引出一电源输出线，其中一电源输出线具有第三接线端子D，另 一电源输出线经电流检测电路8连接第二接线端子B。本实施例的全在线蓄电池组放电测试设备的第一接线端子A(正极)和第二接线 端子B (负极)端子，作为本在线蓄电池组放电测试设备的工作电源。其第三接线端子D (负 极)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 电屏的负极电源工作地汇集排。其连接电源正负极性与实施例一相反，放电测试工作电流方向也相反，其在线放电容量测试工作原理相同。实施例七如图19所示，本实施例与实施例五相比多了一个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的输出分别与所述恒流放电负载智能控制电路5和 DC-DC主机工作电源1连接。再参阅图19，本实施的第一接线端子A、第二接线端子B的接线方式与实施例二中 的第一接线端子A、第二接线端子B的接线方式相同；但本实施例是将并接的自动限流充电 和等电位连接安全控制电路4、安全保护电路3以及DC-DC变换器12的输出两端D+1端和 D-1端公共点上，分别引出一电源输出线，其中一电源输出线具有第三接线端子D，另一电 源输出线经电流检测电路8连接第二接线端子B。再如图21和图22所示，实施例的全在线蓄电池组放电测试设备的在线放电原理 如下所述。该实施例七与实施例五的区别仅在于实施例五中的分布在所述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，而实施例七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。实施例八如图20所示，本实施例与实施例七相比，本实施的是将并接的自动限流充电和等 电位连接安全控制电路4、安全保护电路3以及DC-DC变换器12的输出两端D+1端和D_1 端对调，使之适用于+24V通信电源后备蓄电池组。其工作原理与实施例七相同，便其连接 极性与实施例七中的相反，电流方向也相反。如前所述全在线放电测试设备的各实施例中具有第二安全保护电路10的放电测 试设备，在放电工作过程中，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；同时在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，第二安全保护电路10中的大功率双向电 源静态开关管还具有自动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功 能，如前所述还包括DC-DC变换器12的同时自动关闭DC-DC变换器12的输出，保证被测蓄 电池组I放电测试过程中均能实时在线不间断安全供电。综上所述，本发明的全在线蓄电池组设备系统的全在线蓄电池组放电测试设备， 是具有在线恒流放电(针对在线通信设备负载)和在线恒流放电负载智能控制调节放电负 载电流的功能，以及自动调节控制不同的正、负通信电源设备的使用，并满足在线蓄电池组 的恒流放电测试，同时具有人工、自动及远程遥控控制功能。
权利要求
一种全在线蓄电池组放电测试设备，其特征在于包括一DC-DC主机工作电源，一控制单元，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，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；所述安全保护电路的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，同时并联连接于自动限流充电和等电位连接安全控制电路的两端；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、所述控制单元连接；所述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 智能控制电路和DC-DC主机工作电源连接。
3.如权利要求2所述的全在线蓄电池组放电测试设备，其特征在于还包括一第二安 全保护电路以及一正负极性转换开关；所述正负极性转换开关的输入并接于所述安全保护 电路、自动限流充电和等电位连接安全控制电路，输出并接所述第二安全保护电路。
4.如权利要求1所述的全在线蓄电池组放电测试设备，其特征在于所述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。
5.如权利要求1或2任一项所述的全在线蓄电池组放电测试设备，其特征在于还包 括一 DC-DC变换器，该DC-DC变换器分别与安全保护电路、一自动限流充电和等电位连接安 全控制电路并接，且该DC-DC变换器与所述控制单元连接，以及与所述MCU单元连接。
6.如权利要求5所述的全在线蓄电池组放电测试设备，其特征在于所述DC-DC变换 器具有正反向极性电源工作的特点。
7.如权利要求5所述的全在线蓄电池组放电测试设备，其特征在于还包括一AC/DC 开关电源，该AC/DC开关电源的输入和输出分别连接所述DC-DC主机工作电源和市电。
8.如权利要求1至7任一项所述的全在线蓄电池组放电测试设备，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。
9.如权利要求8所述的全在线蓄电池组放电测试设备，其特征在于所述电流检测电 路为一个传感器。
10.如权利要求1所述的全在线蓄电池组放电测试设备，其特征在于所述安全保护电 路为一大功率二极管；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 联连接。
全文摘要
本发明提供了一种全在线蓄电池组放电测试设备，主要包括一DC-DC主机工作电源，一控制单元，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、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。本发明的全在线蓄电池组放电测试设备，具有在线蓄电池组对通信设备负荷安全节能放电功能、在线恒流放电负载智能控制调节放电负载电流的功能，适用于现网不同的各种通信设备负荷的电流进行在线蓄电池组的恒流放电测试，自动完成被测蓄电电池组在线对通信设备负荷进行放电，以及自动辅助调节放电负载电路的工作电流，实现蓄电池组全在线恒流放电容量测试。同时具有人工、自动及远程遥控控制功能。
文档编号H02J7/00GK101860052SQ20101016272
公开日2010年10月13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