一种采用自动校正的ups蓄电池组巡检系统的设计

一般地ups电源都设计有直流母线电压(电池组电压)监控电路，由于线性光耦温度漂移很小，输入输出的线形较好，抗干扰能力强，有优越的隔离性能，能有效地抑制共模干扰等优点，直流母线电压的采样电路可以采用线性光耦，为了保证线性光耦的工作，必须提供与采样信号地隔离的辅助电源。电路拓朴如图7所示，电池组电压经过R1与R2分压后经线性光耦输出得到差分信号u0，经后一级运放信号调理得到与电池组电压成比例的采样信号UＡ。UＡ与蓄电池组的电压成比例，且不受工作温度的影响，利用UＡ与对应每一节电池采样电压的累加和UΣ求得总的采样偏差ΣUΔ，根据偏差ΣUΔ计算电池的每伏电压补偿量，就可以得到每一节电池接近真实的电压，数学表达式如式①、②、③所示。

将二次曲线补偿后的每一节电池电压进行累加得到UΣ，其中n是电池组的电池节数。

①

求得因数字光耦的温度漂移造成的电池组电压的偏差。

②

利用偏差ΣUΔ计算电池的每伏电压补偿量，就可以得到每一节电池接近真实的电压。

③

6 蓄电池工作电流的采样与分析

判断蓄电池寿命状况的最佳测试方法是带负载测试即容量测试，UPS运行期间可以自动关断整流模块输出，蓄电池组向逆变模块供电。考虑到蓄电池组工作在大电流高电压的危险状态，电流检测采用霍尔传感器,实现了电流采样信号与高电压的母线隔离(如图7所示)，当蓄电池组由单节电池串联组成时，直流母线的工作电流就是每节电池的放电电流，结合每一节电池的电压就能判断每一节电池的状态，并能将信号以ＬＣＤ图形、文字方式直观显示，也可以串口等通讯方式报告电池状态。

7 结论

采用数字光耦对蓄电池组的单体电池电压进行巡检，配合一个线性光耦单元对电池组整体电压进行监测，并利用霍尔传感器检测电池工作电流，采用软件进行二次曲线补偿，解决了数字光耦的非线性与温度漂移问题，经DSP分析电池组的工作电流及电压就可以推算出蓄电池内部真实的等效内阻，及时、有效地报告弱电池和潜在失效电池，保证了UPS系统运行的可靠可性与稳定性。