專利名稱：含超級電容的不間斷電源的測試系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測試系統(tǒng)，尤其是涉及一種含超級電容的不間斷電源的測試 系統(tǒng)。
背景技術：
不間斷電源(也就是UPS)主要用于在主電源中斷時，確保向電力載荷短期供電。 UPS通常設置在主電源提供的輸入以及電力負載的輸出之間。UPS實質上就是一種可充電 能量存儲單元，例如可以是蓄電池，也可以是超級電容器。本實用新型討論的是采用超級電 容器這種情況。在正常工作模式下，含超級電容的不間斷電源由主電源充電，而在應急狀態(tài) (例如，主電力突然斷開)，當傳感器檢測到主電源的供電中斷時，啟用UPS至電力載荷的開 關。自此，由UPS負責維持對電力負載的供電。此外，在應急操作過程中，UPS通常需要與已經中斷的主電源網絡隔絕開，否則 UPS會快速地釋放大量的電能返回到主電源網絡，這樣會導致UPS中的電能大量流失，而不 能向電力負載供電。在大多數情況下，當UPS從常規(guī)模式切換至應急模式時，均需要對UPS和主電源之 間的隔離開關進行檢測。顯然，如果在某些情況下，隔離開關發(fā)生故障而不能將UPS與主電 源網絡隔離開，則會導致UPS供至電力負荷的能量直線下降，這在一些場合將會產生災難 性的后果。有人提出一種含超級電容的不間斷電源的測試系統(tǒng)，其中，在應急操作模式下，檢 測電隔離開關是否出現(xiàn)故障，如果是，則操作機械隔離備用開關來將全部UPS電路與商業(yè) AC輸入主電源隔離開。然而，這種操作只能在應急模式下進行，如果在應急模式啟動前，隔 離開關已經損壞，則應急模式開始的瞬間，還是會損失大量的UPS能量。
發(fā)明內容因此，為了解決現(xiàn)有技術中的問題，本實用新型的目的是提供一種測試系統(tǒng)，特別 是提供一種含超級電容的不間斷電源的測試系統(tǒng)。本實用新型的測試系統(tǒng)能夠在電路處于 正常工作模式下，即對設置在UPS和主電源網絡之間的選擇性絕緣裝置是否處于正常狀態(tài) 進行測試，而且這種測試是周期性進行的，可以是一個小時一次，也可以是一周一次，根據 需要確定。因此能夠最大限度地確保選擇性絕緣裝置處于正常狀態(tài)，而在應急模式下不會 因故障而造成嚴重后果。為達到上述目的，本實用新型提供一種含超級電容的不間斷電源的測試系統(tǒng)，其 中，所述測試系統(tǒng)包括交流電源，用于向所述超級電容器充電，以及向電力負載供電；超級電容器，其與所述交流電源的供電電路并聯(lián)，用作所述交流電源的備用電 源；交流/直流轉換器，其與所述交流電源相連，用于將所述交流電源發(fā)出的交流電轉換成直流電；選擇性絕緣裝置，其設置在所述超級電容器和所述交流電源之間，用于防止所述 超級電容器向所述交流電源方向輸出電能；晶體管電路，其一端接地，另一端連接在所述交流/直流轉換器和所述選擇性絕 緣裝置之間；測試單元，其包括控制器、計時器、執(zhí)行器和信號發(fā)生器，所述控制器根據所述計 時器發(fā)出的時間信號控制所述晶體管的開關，以及根據所述信號發(fā)生器發(fā)出的信號控制所 述執(zhí)行器執(zhí)行一定的操作。進一步地，本實用新型所述的含超級電容的不間斷電源的測試系統(tǒng)中，所述測試 系統(tǒng)還設置有過電保護電路，其一端接地，另一端連接在所述交流電源和所述交流/直流 轉換器之間。進一步地，本實用新型所述的含超級電容的不間斷電源的測試系統(tǒng)中，所述交流/ 直流轉換器具有變壓功能，能夠將所述交流電源發(fā)出的220v的交流電轉換成48v的直流 H1^ ο進一步地，本實用新型所述的含超級電容的不間斷電源的測試系統(tǒng)中，所述測試 系統(tǒng)還設置有扼流圈，其設置在所述交流/直流轉換器和所述選擇性絕緣裝置之間。進一步地，本實用新型所述的含超級電容的不間斷電源的測試系統(tǒng)中，所述選擇 性絕緣裝置為二極管。進一步地，本實用新型所述的含超級電容的不間斷電源的測試系統(tǒng)中，所述晶體 管電路中還設有可變電阻，其與所述晶體管串聯(lián)。進一步地，本實用新型所述的含超級電容的不間斷電源的測試系統(tǒng)中，所述控制 器設定第一參考電壓和第二參考電壓，所述第一參考電壓和第二參考電壓均低于所述主電 源至所述電力負載的輸入電壓的額定值，所述信號發(fā)生器在所述主電源至所述電力負載的 輸入電壓達到所述第一參考電壓時，發(fā)出第一信號，此時測試開始，且所述計時器開始計 時；當所述計時器計時至第一預定時間時，發(fā)出第一時間信號，此時控制器控制晶體管飽 和，所述計時器接續(xù)計時至第二預定時間，發(fā)出第二時間信號，此時控制器檢測所述主電源 至所述電力負載的輸入電壓，如果所述輸入電壓大于所述第二參考電壓，則所述信號發(fā)生 器發(fā)出警示系統(tǒng)錯誤的信號。進一步地，本實用新型所述的含超級電容的不間斷電源的測試系統(tǒng)中，在所述計 時器計時到達第一預定時間之前，所述輸入電壓已經達到所述額定值。進一步地，本實用新型所述的含超級電容的不間斷電源的測試系統(tǒng)中，所述第一 預定時間和所述第二預定時間之間的時間差不大于100微秒。進一步地，本實用新型所述的含超級電容的不間斷電源的測試系統(tǒng)中，所述測試 系統(tǒng)中包含緊急制動器，當所述控制器發(fā)現(xiàn)所述選擇性絕緣裝置存在故障時，啟動所述緊 急制動器。使用本實用新型的含超級電容的不間斷電源的測試系統(tǒng)，能夠在電力系統(tǒng)正常工 作的模式下，即對設置在UPS和主電源網絡之間的選擇性絕緣裝置是否處于正常狀態(tài)進行 測試。在應急工作模式下，同樣可以對選擇性絕緣裝置進行測試。而且，通常在正常工作模 式下，測試的頻率較低，而在應急工作模式下，測試的頻率較高。從而最大限度地確保了電
4力系統(tǒng)工作的安全性。
圖1為根據本實用新型的一個實施方式的含超級電容的不間斷電源的測試系統(tǒng) 的結構示意圖；圖2為根據本實用新型的另一個實施方式的含超級電容的不間斷電源的測試系 統(tǒng)的結構示意具體實施方式
下面將結合附圖，對本實用新型進行詳細的描述。圖1顯示了根據本實用新型的一個實施方式的含超級電容的不間斷電源的測試 系統(tǒng)的結構示意圖。根據本實用新型的含超級電容的不間斷電源的測試系統(tǒng)，所述測試系統(tǒng)包括交流電源，用于向所述超級電容器充電，以及向電力負載供電，通常交流電源是 220v的正常電源，可以通過插頭連接或普通的施工連接而接通。超級電容器，其與所述交流電源的供電電路并聯(lián)，用作所述交流電源的備用電源； 超級電容器通常為多個串聯(lián)的超級電容器組，其最終電壓可以為36v，也可以是48v。與所 述交流電源的供電電路并聯(lián)，從而在交流電源斷電時，可以做為交流電源的短期備用電源。 超級電容器存在充電快、放電快，壽命長等特點，特別適用于存儲資料或緊急制動等狀況。交流/直流轉換器，其與所述交流電源相連，用于將所述交流電源發(fā)出的交流電 轉換成直流電；同時還能起到變壓的作用。選擇性絕緣裝置，其設置在所述超級電容器和所述交流電源之間，用于防止所述 超級電容器向所述交流電源方向輸出電能；這種絕緣裝置是單向絕緣，即交流電源向超級 電容器供電可以接通，但超級電容器向交流電源的電路網絡供電則被此選擇性絕緣裝置所 屏蔽。因此，選擇性絕緣裝置并不會影響超級電容器充電。晶體管電路，其一端接地，另一端連接在所述交流/直流轉換器和所述選擇性絕 緣裝置之間；晶體管電路中包括晶體管，通常晶體管處于非飽和狀態(tài)，也就是沒有接通晶體 管電路，晶體管電路處于斷開狀態(tài)，在測試過程中，晶體管電路會在很短暫的時間內(后述 的第一預定時間和第二預定時間之間的時間)接通，通常為幾十個微秒。晶體管電路接通 后，交流電源的能量會主要通過晶體管電路釋放，從而導致電力負載的輸入電壓大幅下降。 因此可以測得此下降后的輸入電壓(后述的第二參考電壓)。而如果此時選擇性絕緣裝置 出現(xiàn)故障，即可以雙向電導通，則由于超級電容器的電壓較高，則必然發(fā)生超級電容器向交 流電源供電，輸入電壓較高的情況發(fā)生。這樣，控制器可以測量到此時的輸入電壓大于第二 參考電壓，由此可以確定選擇性絕緣裝置出現(xiàn)了故障。測試單元，其包括控制器、計時器、執(zhí)行器和信號發(fā)生器，所述控制器根據所述計 時器發(fā)出的時間信號控制所述晶體管的開關，以及根據所述信號發(fā)生器發(fā)出的信號控制所 述執(zhí)行器執(zhí)行一定的操作。例如執(zhí)行停止操作，制動操作，或者執(zhí)行更換選擇性絕緣裝置的 操作。所述測試系統(tǒng)還設置有過電保護電路，其一端接地，另一端連接在所述交流電源和所述交流/直流轉換器之間。過電保護電路是為了保護交流/直流轉換器免受商業(yè)用電 峰值波動的損害。所述交流/直流轉換器具有變壓功能，能夠將所述交流電源發(fā)出的220v的交流電 轉換成48v的直流電。所述測試系統(tǒng)還設置有扼流圈，其設置在所述交流/直流轉換器和所述選擇性絕 緣裝置之間。扼流圈可以限制電流，保護選擇性絕緣裝置、電力負載等整個電路上的元器 件。所述選擇性絕緣裝置為二極管。二極管是一種典型的單向導通的器件。所述晶體管電路中還設有可變電阻，其與所述晶體管串聯(lián)。通過可變電阻的調節(jié)， 可以確定在晶體管飽和時(即導通時)，通過晶體管電路的電流，以及可以控制電力負載的 輸入電壓的下降程度。如果可變電阻調節(jié)為電阻值較高，則輸入電壓下降程度較低，那么對 二極管的沖擊影響較小。所述控制器設定第一參考電壓和第二參考電壓，所述第一參考電壓和第二參考電 壓均低于所述主電源至所述電力負載的輸入電壓的額定值，所述信號發(fā)生器在所述主電源 至所述電力負載的輸入電壓達到所述第一參考電壓時，發(fā)出第一信號，此時測試開始，且所 述計時器開始計時；當所述計時器計時至第一預定時間時，發(fā)出第一時間信號，此時控制器 控制晶體管飽和，所述計時器接續(xù)計時至第二預定時間，發(fā)出第二時間信號，此時控制器檢 測所述主電源至所述電力負載的輸入電壓，如果所述輸入電壓大于所述第二參考電壓，則 所述信號發(fā)生器發(fā)出警示系統(tǒng)錯誤的信號。其中第一參考電壓往往低于第二參考電壓。在 電力系統(tǒng)剛開始工作時，輸入電壓處于不斷升高的狀態(tài)，當達到第一參考電壓時，即開始測 試。當信號發(fā)生器發(fā)出警示系統(tǒng)錯誤的信號后，控制器則控制執(zhí)行器采取具體的行動來應 對選擇性絕緣裝置的錯誤。在所述計時器計時到達第一預定時間之前，所述輸入電壓已經達到所述額定值。所述第一預定時間和所述第二預定時間之間的時間差不大于100微秒。所述測試系統(tǒng)中包含緊急制動器，當所述控制器發(fā)現(xiàn)所述選擇性絕緣裝置存在故 障時，啟動所述緊急制動器。盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列 運用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領域，對于熟悉本領域的人員而言，可容易地 實現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限 于特定的細節(jié)和這里示出與描述的圖例。
權利要求一種含超級電容的不間斷電源的測試系統(tǒng)，其特征在于，所述測試系統(tǒng)包括交流電源，用于向所述超級電容器充電，以及向電力負載供電；超級電容器，其與所述交流電源的供電電路并聯(lián)，用作所述交流電源的備用電源；交流/直流轉換器，其與所述交流電源相連，用于將所述交流電源發(fā)出的交流電轉換成直流電；選擇性絕緣裝置，其設置在所述超級電容器和所述交流電源之間，用于防止所述超級電容器向所述交流電源方向輸出電能；晶體管電路，其一端接地，另一端連接在所述交流/直流轉換器和所述選擇性絕緣裝置之間；測試單元，其包括控制器、計時器、執(zhí)行器和信號發(fā)生器，所述控制器根據所述計時器發(fā)出的時間信號控制所述晶體管的開關，以及根據所述信號發(fā)生器發(fā)出的信號控制所述執(zhí)行器執(zhí)行一定的操作。
2.根據權利要求1所述的含超級電容的不間斷電源的測試系統(tǒng)，其特征在于所述測試系統(tǒng)還設置有過電保護電路，其一端接地，另一端連接在所述交流電源和所 述交流/直流轉換器之間。
3.如權利要求1所述的含超級電容的不間斷電源的測試系統(tǒng)，其特征在于所述交流 /直流轉換器具有變壓功能，能夠將所述交流電源發(fā)出的220v的交流電轉換成48v的直流 電ο
4.如權利要求1所述的含超級電容的不間斷電源的測試系統(tǒng)，其特征在于，所述測試 系統(tǒng)還設置有扼流圈，其設置在所述交流/直流轉換器和所述選擇性絕緣裝置之間。
5.如權利要求1所述的含超級電容的不間斷電源的測試系統(tǒng)，其特征在于，所述選擇 性絕緣裝置為二極管。
6.如權利要求1所述的含超級電容的不間斷電源的測試系統(tǒng)，其特征在于，所述晶體 管電路中還設有可變電阻，其與所述晶體管串聯(lián)。
專利摘要本實用新型涉及一種含超級電容的不間斷電源的測試系統(tǒng)，包括交流電源，用于向超級電容器充電，以及向電力負載供電；超級電容器，其與交流電源的供電電路并聯(lián)，用作交流電源的備用電源；交流/直流轉換器，其與交流電源相連，用于將交流電源發(fā)出的交流電轉換成直流電；選擇性絕緣裝置，其設置在超級電容器和交流電源之間，用于防止超級電容器向交流電源方向輸出電能；晶體管電路，其一端接地，另一端連接在交流/直流轉換器和選擇性絕緣裝置之間；測試單元，其包括控制器、計時器、執(zhí)行器和信號發(fā)生器，控制器根據計時器發(fā)出的時間信號控制晶體管的開關，以及根據信號發(fā)生器發(fā)出的信號控制執(zhí)行器執(zhí)行制動操作。
文檔編號G01R31/40GK201628761SQ20102005629
公開日2010年11月10日 申請日期2010年1月8日 優(yōu)先權日2010年1月8日
發(fā)明者余祥懿, 李兵, 楊國慶 申請人:深圳市今朝時代新能源技術有限公司