一种采用自动校正的ups蓄电池组巡检系统的设计

　　1 引言

　　数字化控制技术在ups中应用日益广泛，提高了产品的集成度，增强了系统的柔性和智能性。准确、及时地检测出蓄电池组中每一节电池的状态就成了UPS系统可靠运行的一个必不可少的组成部分。蓄电池组中的每一节电池的电压、电流通过DSP采样，从而分析实现了电池巡检数字化管理，电池的智能化管理全面提高UPS稳定性，提高了系统运行的可靠性。多节电池串联后的高压问题成为蓄电池巡检必须解决的问题，要求每一节电池的采样必须实现电气隔离，硬件设计必须考虑到系统的复杂性、稳定性和成本。在实际应用中，UPS系统中电池巡检方法很多，但各种方法均存在缺陷，本文提出了一种较为合理的科学方法，将每一节电池的电压信号经数字光耦无源耦合后，由DSP采样，通过软件实现非线性自动校正。由于普通的数字光耦存在严重的温度漂移缺点，采用线性光耦对电池组整体电压进行采样，通过DSP计算，解决温度漂移问题，实现了电池巡检的数字化管理。该设计具有设计经济、调试智能、运行稳定可靠等优点。

　　2 UPS中电池组巡检管理的重要性

　　UPS电源在工业、交通、通讯行业中广泛应用，实际应用中将蓄电池进行串、并联构成蓄电池组来提高输出电压和扩大输出容量，为确保电池组能正常工作，需要监测蓄电池的工作状态。蓄电池单体的电压和工作电流的临测是了解蓄电池组工作状态的重要手段。UPS的电池组巡检监控原理是通过采集电池组的充放电电流及每节电池的工作电压，经数字处理器分析，提示每节电池的工作状态，完成先进的电池管理功能(包括自动均浮充转换控制、电池预告警关机、定期自动维护、容量检测、后备时间预测)，从而提高了电池使用寿命。

　　3 几种常见蓄电池巡检方法的比较

　　3.1继电器切换法

　　通过轮流驱动继电器(C1到Cn)，采用继电器的触点将被测的一个电池单体接入一个共用的信号采样回路(其他的电池两端悬空)，实现对电池组中的每一节电池单体的两端电压进行采样(如图1所示),这种方法缺点是继电器的动作速度慢,并存在有限次数的机械寿命与动作噪声。

　　3.2串行模数转换器

　　采用串行模数转换器ADC把电池电压转化为串行格式的数字信号(如图2所示)，通过数字光耦隔离传输到串行数据总线，由DSP读回每一数据通道的电池电压。这种方法，缺点是每一路串行ADC需要独立的辅助电源，信号调理电路、数字信号隔离结构复杂，并且串行模数转换器ADC成本偏高。

　　3.3电阻网络

　　采用电阻构成分压网络，把整个电池组的各个电池连接点电压衰减到电子模拟开关可以接受的程度。该电路最为简单，但是该电路测量回路与蓄电池回路并不隔离，存在安全隐患问题，并且采用网络电阻进行梯度衰减会造成采样精度递减。