專利名稱：一種模塊化ups及其充電器的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及UPS電源，更具體地說，涉及一種模塊化UPS及其充電器的控制方法。
背景技術(shù)：
UPS (Uninterruptible Power Supply，不間斷電源)廣泛應(yīng)用于電信、金融、政府、 制造等多個行業(yè)，它可以保障計算機系統(tǒng)在停電之后繼續(xù)工作一段時間以使用戶能夠緊急 存盤，使用戶不致因停電而影響工作或丟失數(shù)據(jù)。它在計算機系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，主要起到 兩個作用一是應(yīng)急使用，防止突然斷電而影響正常工作，給計算機造成損害；二是消除市 電上的電涌、瞬間高電壓、瞬間低電壓、電線噪聲和頻率偏移等“電源污染”，改善電源質(zhì)量， 為計算機系統(tǒng)提供高質(zhì)量的電源。傳統(tǒng)的UPS配置中，均為一臺UPS配備一組電池，在充電模式下，實現(xiàn)一臺充電器 對一組電池的充電。模塊化UPS在系統(tǒng)運行時可隨意移除和安裝而不影響系統(tǒng)的運行及輸出，因此具 有高電源質(zhì)量、高電源可用性、易擴容、易維護、安全可靠且運行成本低的優(yōu)點，成為UPS的 發(fā)展方向之一。在模塊化UPS中，每個模塊均有充電器，但通常只配置一組電池，因此模塊 化UPS無法對電池充電，如何使用模塊化UPS對電池充電也成為人們迫切需求解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種模塊化UPS及其充電器的控制方法，使 用該模塊化UPS和該方法對電池充電，能夠解決模塊化UPS對電池充電的問題，而且結(jié)構(gòu)簡單。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種模塊化UPS的充電器的控 制方法，該模塊化UPS包括至少一個充電器，所述至少一個充電器并聯(lián)為電池充電，每個充 電器在開啟后進行下面步驟A.檢測自身的充電電壓和充電電流；B.判斷所檢測的充電電壓是否大于預(yù)先設(shè)置的第一電壓值，且充電電流是否小于 預(yù)先設(shè)置的第一電流值，若是，則執(zhí)行步驟C ；C.判斷該充電器是否是預(yù)先設(shè)置的主充電器，若否，則關(guān)閉該充電器。在本發(fā)明所述的模塊化UPS的充電器的控制方法中，在步驟A后還包括D.判斷所檢測的充電電流是否小于預(yù)先設(shè)置的第二電流值，若是，則進行下面步 驟；E.每隔第一時間關(guān)閉充電器一次，關(guān)閉時間為第二時間；F.在第二時間內(nèi)檢測電池的端口電壓；G.判斷所檢測的電池端口電壓是否低于電池正常電壓的三分之一，若是，則發(fā)出 電池不存在的警報。在本發(fā)明所述的模塊化UPS的充電器的控制方法中，在步驟A后還包括
H.判斷所檢測的充電電流是否高于限流值，若是，則降低充電電壓；若否，則逐漸 提高充電電壓，直至電池允許最大充電電壓，所述限流值為電池的最大充電電流與充電器 個數(shù)的比值。在本發(fā)明所述的模塊化UPS的充電器的控制方法中，所檢測的充電器的充電電壓 不大于預(yù)先設(shè)置的第一電壓值，且充電電流不小于預(yù)先設(shè)置的第一電流值，則轉(zhuǎn)步驟A。在本發(fā)明所述的模塊化UPS的充電器的控制方法中，若所述步驟C的判斷結(jié)果為 該充電器是主充電器時，則轉(zhuǎn)步驟A。在本發(fā)明所述的模塊化UPS的充電器的控制方法中，若判斷所檢測的充電電流不 小于預(yù)先設(shè)置的第二電流值，則轉(zhuǎn)步驟A。在本發(fā)明所述的模塊化UPS的充電器的控制方法中，若判斷所檢測的電池端口電 壓不低于電池正常電壓的三分之一，則轉(zhuǎn)步驟A。在本發(fā)明所述的模塊化UPS的充電器的控制方法中，第一時間至少為第二時間的十倍。本發(fā)明還構(gòu)造一種模塊化UPS，包括至少一個充電器，所述至少一個充電器并聯(lián)為 所述電池充電，每個充電器包括第一檢測單元、第一判斷單元、變壓單元、第二判斷單元、第 三判斷單元和第一開關(guān)單元，其中，第一檢測單元，用于實時檢測充電器的充電電壓和充電電流；第一判斷單元，用于判斷所檢測的充電電流是否高于限流值，所述限流值為電池 的最大充電電流與充電器個數(shù)的比值；變壓單元，用于在判斷所檢測的充電電流高于限流值時降低充電電壓，在判斷所 檢測的充電電流不高于限流值時逐漸提高充電電壓，直至電池允許最大充電電壓；第二判斷單元，用于判斷所檢測的充電電壓是否大于預(yù)先設(shè)置的第一電壓值，且 充電電流是否小于預(yù)先設(shè)置的第一電流值；第三判斷單元，用于在第二判斷單元判斷所檢測的充電電壓大于預(yù)先設(shè)置的第一 電壓值，且充電電流小于預(yù)先設(shè)置的第一電流值時，判斷該充電器是否是預(yù)先設(shè)置的主充 電器；第一開關(guān)單元，用于在第三判斷單元判斷該充電器不是預(yù)先設(shè)置的主充電器時， 關(guān)閉充電器。在本發(fā)明所述的模塊化UPS中，每個充電器還包括第四判斷單元、第二開關(guān)單 元、電池檢測單元、電池判斷單元和警報單元，其中，第四判斷單元，用于判斷所檢測的充電電流是否小于預(yù)先設(shè)置的第二電流值；第二開關(guān)單元，用于在第四判斷單元判斷所檢測的充電電流小于預(yù)先設(shè)置的第二 電流值時，每隔第一時間關(guān)閉充電器一次，關(guān)閉時間為第二時間；電池檢測單元，用于在第二時間內(nèi)檢測電池的端口電壓；電池判斷單元，用于判斷所檢測的電池端口電壓是否低于電池正常電壓的三分之 警報單元，用于所檢測的電池端口電壓低于電池正常電壓的三分之一時，發(fā)出警 報。實施本發(fā)明的模塊化UPS及其充電器的控制方法，能夠使模塊化UPS中的各個模塊的充電器并聯(lián)對電池進行充電，而且結(jié)構(gòu)簡單。


下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中圖1是本發(fā)明模塊化UPS和所配置電池實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明模塊化UPS的充電器實施例一的邏輯結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明模塊化UPS的充電器控制方法實施例一的流程圖。
具體實施例方式如圖1所示，在本發(fā)明模塊化UPS和所配置電池實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖中，該模 塊化UPS為電池200進行充電，該模塊化UPS包括機柜100，機柜100里設(shè)有模塊110、
120.....130，每個模塊都有一個充電器，分別為充電器111、121.....131，充電器111、
121、...、131并聯(lián)為電池200充電，且在充電器111、121、...、131的正向輸出端與電池的 正極之間分別連接有開關(guān)ΚΙ、K2.....K3。圖2是本發(fā)明模塊化UPS中一個充電器實施例一的邏輯結(jié)構(gòu)圖，如圖所示，該充 電器111包括第一檢測單元111-0、第一判斷單元111-1、第二判斷單元111-2、第三判斷單 元111-3、第一開關(guān)單元111-4、第四判斷單元111-5、第二開關(guān)單元111-6、電池檢測單元 111-7、電池判斷單元111-8、警報單元111-9和變壓單元111-10。其中，第一檢測單元111-0，用于實時檢測充電器的充電電壓和充電電流；第一判斷單元111-1，用于判斷所檢測的充電電流是否高于限流值，所述限流值為 電池的最大充電電流與充電器個數(shù)的比值；變壓單元111-10，用于在判斷所檢測的充電電流高于限流值時降低充電電壓，在 判斷所檢測的充電電流不高于限流值時逐漸提高充電電壓，直至電池允許最大充電電壓；第二判斷單元111-2，用于判斷所檢測的充電電壓是否大于第一電壓值，且充電電 流是否小于第一電流值，其中，第一電壓值和第一電流值的設(shè)置可根據(jù)實際情況來確定，如 允許的電池節(jié)數(shù)、容量等；第三判斷單元111-3，用于在第二判斷單元判斷所檢測的充電電壓大于第一電壓 值，且充電電流小于第一電流值時，判斷該充電器是否是預(yù)先設(shè)置的主充電器；第一開關(guān)單元111-4，用于在第三判斷單元判斷該充電器不是預(yù)先設(shè)置的主充電 器時，關(guān)閉該充電器；第四判斷單元111-5，用于判斷所檢測的充電電流是否小于第二電流值；第二開關(guān)單元111-6，用于在第四判斷單元判斷所檢測的充電電流小于第二電流 值時，每隔第一時間關(guān)閉充電器一次，關(guān)閉時間為第二時間；電池檢測單元111-7，用于在第二時間內(nèi)檢測電池的端口電壓；電池判斷單元111-8，用于判斷所檢測的電池端口電壓是否低于電池正常電壓的 三分之一；警報單元111-9，用于在所檢測的電池端口電壓低于電池正常電壓的三分之一時， 發(fā)出警報。應(yīng)當(dāng)說明的是，充電器121、131的邏輯結(jié)構(gòu)與上述充電器111的邏輯結(jié)構(gòu)相同，在此不再贅述。圖3是本發(fā)明模塊化UPS的充電器控制方法的流程圖，該模塊化UPS包括至少一個充電器，所述至少一個充電器并聯(lián)為電池充電，每個充電器在開啟后進行下面步驟步驟S101.檢測自身的充電電壓和充電電流，理想情況下，并聯(lián)連接的各個充電 器的充電電流相等，但實際上各個充電器并不能工作在理想情況下，各個充電器內(nèi)部自然 均流，然后可同時進行步驟S102、步驟S103和步驟S106 ；步驟S102.判斷所檢測的充電電流是否高于限流值，若是，則轉(zhuǎn)步驟Slll ；若否， 則同時進行步驟S112 ；步驟S111.降低充電電壓，然后轉(zhuǎn)步驟SlOl ；步驟S112.逐漸提高充電電壓，直至電池允許最大充電電壓，然后轉(zhuǎn)步驟SlOl ；步驟S103.判斷所檢測的充電電壓是否大于第一電壓值，且充電電流是否小于第 一電流值，若是，轉(zhuǎn)步驟S104 ；若否；轉(zhuǎn)步驟SlOl，其中，第一電壓值和第一電流值的設(shè)置可 根據(jù)實際情況來確定，如允許的電池節(jié)數(shù)、容量等；步驟S104.判斷該充電器是否是預(yù)先設(shè)置的主充電器，若是，則轉(zhuǎn)步驟SlOl ；若 否，則轉(zhuǎn)步驟S105 ；步驟S105.關(guān)閉該充電器；步驟S106.判斷所檢測的充電電流是否小于第二電流值，若是，則轉(zhuǎn)步驟S107 ；若 否，則轉(zhuǎn)步驟SlOl ；步驟S107.每隔第一時間關(guān)閉充電器一次，關(guān)閉時間為第二時間，其中，第一時間 遠大于第二時間，例如第一時間至少為第二時間的十倍；步驟S108.在第二時間內(nèi)檢測電池的端口電壓；步驟S109.判斷電池的端口電壓是否低于電池正常電壓的三分之一，若是，則轉(zhuǎn) 步驟SllO ；若否，則轉(zhuǎn)步驟S101。以上只是本發(fā)明的一個實施例，并不用于限制本發(fā)明，例如，在步驟SlOl后，步驟 S102及其后續(xù)步驟(步驟Sill、S112)、步驟S103及其后續(xù)步驟(S104、S105)、步驟S106 及其后續(xù)步驟(S107、S108、S109、S110)可同時進行，也可順序執(zhí)行，執(zhí)行的順序可為先進 行步驟S102及其后續(xù)步驟，然后進行步驟S103及其后續(xù)步驟，最后進行步驟S106及其后 續(xù)步驟；執(zhí)行的順序還可以為先進行步驟S102及其后續(xù)步驟，然后進行步驟S106及其后 續(xù)步驟，最后進行步驟S103及其后續(xù)步驟。例如，上述方法并未限制第一電流值和第二電 流值的大小關(guān)系。在第一種情況下，即當(dāng)?shù)谝浑娏髦荡笥诘诙娏髦?，在步驟SlOl檢測完 自身的充電電壓和充電電流后，若充電電流在第一電流值和第二電流值之間時，執(zhí)行步驟 S103至步驟S105，即隨著電池被充得越來越飽時，非主充電器逐漸全部關(guān)閉，由主充電器 執(zhí)行步驟S106至步驟SllO來判斷電池是否存在。在第二種情況下，即第一電流值不大于第 二電流值，在步驟SlO 1檢測完自身的充電電壓和充電電流后，若充電電流在第一電流值和 第二電流值之間，充電器先執(zhí)行步驟S106至步驟S110，即在停止充電前就開始間斷關(guān)閉， 若此時所有的充電器都同步，就可通過在所有充電器都關(guān)閉的時刻檢測電池的端口電壓來 判斷電池是否存在；若此時所有的充電器不完全同步，只能等到非主充電器的充電電流都 小于第一電流值時，執(zhí)行步驟S102至步驟S105，即所有的非主充電器都停止充電后才能檢 測電池是否存在。
下面結(jié)合圖1和圖2說明UPS中電池的充電方法，首先，設(shè)置充電器111為主充電 器，并假設(shè)第一電流值Il大于第二電流值12。對于充電器121，在充電模式下，假設(shè)電池較 虧，開關(guān)K2閉合，充電器121為工作狀態(tài)。然后，充電器121的第一檢測單元開始檢測自身 的充電電壓V。hg2和充電電流I。hg2，接著充電器121的第一判斷單元判斷其充電電流I。hg2是 否高于限流值，若高于限流值，則變壓單元降低充電電壓；若不高于限流值，則變壓單元逐 漸提高充電電壓，直至電池允許最大充電電壓，同時，比較V。hg2與Vl及I。hg2與II、Ichg2與 12，其中，Vl為第一電壓值，Il為第一電流值，12為第二電流值。在電池處于較虧狀態(tài)時， 第二判斷單元判斷的結(jié)果為V。hg2 < Vl且I。hg2 > II，第三判斷單元判斷的結(jié)果為I。hg2 > 12， 此時充電器121繼續(xù)充電，并繼續(xù)檢測其自身的充電電壓和充電電流。充電一段時間后，電 池越來越飽，當(dāng)充電電流I。hg2滿足12 < Ichg2 < Il關(guān)系時，充電器121的第二判斷單元判斷 的結(jié)果為V。hg2 > Vl及I。hg2 < II，且第三判斷判斷單元判斷充電器121不為主充電器，則其 第一開關(guān)單元關(guān)閉充電器121。同樣的道理，若充電器131的第一判斷單元判斷到V。hg3 > Vl及I。hg3 < II，且其第二判斷單元判斷充電器131不為主充電器，則其第一開關(guān)單元關(guān)閉 充電器131。依次類推，當(dāng)電池越來越飽時，除主充電器外所有的充電器都逐漸關(guān)閉。對于主充電器111，在充電模式下，充電器111的第一檢測單元111-0開始檢測自 身的充電電壓V。hgl和充電電流I。hgl，第一判斷單元111-1開始判斷其充電電流I。hgl是否高 于限流值，若不高于，則變壓單元111-10逐漸提高充電電壓，若高于，則降低充電電壓，同 時，比較V。hgl與Vl及I。hgl與Il、I。hgl與12，在電池較虧時，第二判斷111-2單元判斷的結(jié)果 為V。hgl < Vl且Iehgl > II，第四判斷單元111-5判斷的結(jié)果為Iehgl > 12，此時充電器111繼 續(xù)充電，并繼續(xù)檢測其自身的充電電壓和充電電流，隨著充電的繼續(xù)，電池越來越飽，當(dāng)充 電電流I。hgl滿足12 < Ichgl < Il關(guān)系時，充電器111的第二判斷單元111-2判斷的結(jié)果為 Vchgl > Vl及I。hgl < II，且第三判斷判斷單元判斷充電器111-1為主充電器，繼續(xù)檢測其自 身的充電電壓和充電電流，直到充電器111的第四判斷單元111-5判斷Iehgl <12，第二開關(guān) 單元111-6則每隔第一時間關(guān)閉充電器一次，關(guān)閉時間為第二時間，例如為每隔1分鐘關(guān)閉 1秒鐘，并在關(guān)斷的1秒內(nèi)，電池檢測單元111-7檢測電池的端口電壓，最后，電池判斷單元 111-8判斷所檢測的電池端口電壓是否低于充電電壓的三分之一，若是，則警報單元111-9 發(fā)出警報以提示用戶電池不存在。以上只說明了第一電流值Il大于第二電流值12的情況，第一電流值Il不大于第 二電流值12的情況的方法與其類似，都能夠在充電電流小于11、12中最小的一個時判斷出 電池是否存在，但是在第一電流值Il不大于第二電流值12的情況下，當(dāng)充電器的充電電流 在第一電流值和第二電流值之間，且所有的充電器都同步時也能檢測到電池是否存在。在模塊化UPS共用1組電池時，會出現(xiàn)一些模塊由市電輸入供電，一些模塊由電池 供電的情況，假如一旦有一個模塊進入電池供電模式，則其余所有模塊的充電器均關(guān)閉。應(yīng)當(dāng)說明的是，主充電器的設(shè)置并無特殊要求，在產(chǎn)品設(shè)計時，可任意設(shè)置判定規(guī) 貝U。當(dāng)主充電器因故障或某種原因退出充電時，可以在原來的非主充電器中重新產(chǎn)生主充 電器。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技 術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修 改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種模塊化UPS的充電器的控制方法，該模塊化UPS包括至少一個充電器，其特征在于，所述至少一個充電器并聯(lián)為電池充電，每個充電器在開啟后進行下面步驟A.檢測自身的充電電壓和充電電流；B.判斷所檢測的充電電壓是否大于預(yù)先設(shè)置的第一電壓值，且充電電流是否小于預(yù)先設(shè)置的第一電流值，若是，則執(zhí)行步驟C；C.判斷該充電器是否是預(yù)先設(shè)置的主充電器，若否，則關(guān)閉該充電器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化UPS的充電器的控制方法，其特征在于，在步驟A后還 包括D.判斷所檢測的充電電流是否小于預(yù)先設(shè)置的第二電流值，若是，則進行下面步驟；E.每隔第一時間關(guān)閉充電器一次，關(guān)閉時間為第二時間；F.在第二時間內(nèi)檢測電池的端口電壓；G.判斷所檢測的電池端口電壓是否低于電池正常電壓的三分之一，若是，則發(fā)出電池 不存在的警報。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的模塊化UPS的充電器的控制方法，其特征在于，在步驟A 后還包括H.判斷所檢測的充電電流是否高于限流值，若是，則降低充電電壓；若否，則逐漸提高 充電電壓，直至電池允許最大充電電壓，所述限流值為電池的最大充電電流與充電器個數(shù) 的比值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化UPS的充電器的控制方法，其特征在于，當(dāng)所檢測的 充電器的充電電壓不大于預(yù)先設(shè)置的第一電壓值，且充電電流不小于預(yù)先設(shè)置的第一電流 值，則執(zhí)行步驟A。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模塊化UPS的充電器的控制方法，其特征在于，若所述步驟C 的判斷結(jié)果為該充電器是主充電器時，則轉(zhuǎn)步驟A。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模塊化UPS的充電器的控制方法，其特征在于，若所檢測的充 電電流不小于預(yù)先設(shè)置的第二電流值，則轉(zhuǎn)步驟A。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模塊化UPS的充電器的控制方法，其特征在于，若所檢測的電 池端口電壓不低于電池正常電壓的三分之一，則轉(zhuǎn)步驟A。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模塊化UPS的充電器的控制方法，其特征在于，所述第一時間 至少為所述第二時間的十倍。
9.一種模塊化UPS,包括至少一個充電器，其特征在于，所述至少一個充電器并聯(lián)為所 述電池充電，每個充電器包括第一檢測單元、第一判斷單元、變壓單元、第二判斷單元、第三 判斷單元和第一開關(guān)單元，其中，第一檢測單元，用于實時檢測充電器的充電電壓和充電電流；第一判斷單元，用于判斷所檢測的充電電流是否高于限流值，所述限流值為電池的最 大充電電流與充電器個數(shù)的比值；變壓單元，用于在判斷所檢測的充電電流高于限流值時降低充電電壓，在判斷所檢測 的充電電流不高于限流值時逐漸提高充電電壓，直至電池允許最大充電電壓；第二判斷單元，用于判斷所檢測的充電電壓是否大于預(yù)先設(shè)置的第一電壓值，且充電 電流是否小于預(yù)先設(shè)置的第一電流值；第三判斷單元，用于在第二判斷單元判斷所檢測的充電電壓大于預(yù)先設(shè)置的第一電 壓值，且充電電流小于預(yù)先設(shè)置的第一電流值時，判斷該充電器是否是預(yù)先設(shè)置的主充電 器；第一開關(guān)單元，用于在第三判斷單元判斷該充電器不是預(yù)先設(shè)置的主充電器時，關(guān)閉 充電器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的模塊化UPS，其特征在于，每個充電器還包括第四判斷單 元、第二開關(guān)單元、電池檢測單元、電池判斷單元和警報單元，其中，第四判斷單元，用于判斷所檢測的充電電流是否小于預(yù)先設(shè)置的第二電流值； 第二開關(guān)單元，用于在第四判斷單元判斷所檢測的充電電流小于預(yù)先設(shè)置的第二電流 值時，每隔第一時間關(guān)閉充電器一次，關(guān)閉時間為第二時間； 電池檢測單元，用于在第二時間內(nèi)檢測電池的端口電壓；電池判斷單元，用于判斷所檢測的電池端口電壓是否低于電池正常電壓的三分之一； 警報單元，用于所檢測的電池端口電壓低于電池正常電壓的三分之一時，發(fā)出警報。
全文摘要
本發(fā)明涉及模塊化UPS及其充電器的控制方法，模塊化UPS包括電池和至少一個充電器，所述至少一個充電器并聯(lián)為所述電池充電，每個充電器在開啟后進行下面步驟A.檢測自身的充電電壓和充電電流；B.判斷所檢測的充電電壓是否大于預(yù)先設(shè)置的第一電壓值，且充電電流是否小于預(yù)先設(shè)置的第一電流值，若是，則執(zhí)行步驟C；C.判斷該充電器是否是預(yù)先設(shè)置的主充電器，若否，則關(guān)閉該充電器。實施本發(fā)明的模塊化UPS及其充電器的控制方法，能夠使模塊化UPS中的各個模塊的充電器并聯(lián)對電池進行充電，而且結(jié)構(gòu)簡單。
文檔編號H02J7/00GK101820176SQ20091023893
公開日2010年9月1日 申請日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者吳吉良, 張曉飛, 朱雪秦, 舒州 申請人:艾默生網(wǎng)絡(luò)能源有限公司