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专利名称：含超级电容的不间断电源的测试系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测试系统，尤其是涉及一种含超级电容的不间断电源的测试 系统。
背景技术：
不间断电源(也就是UPS)主要用于在主电源中断时，确保向电力载荷短期供电。 UPS通常设置在主电源提供的输入以及电力负载的输出之间。UPS实质上就是一种可充电 能量存储单元，例如可以是蓄电池，也可以是超级电容器。本实用新型讨论的是采用超级电 容器这种情况。在正常工作模式下，含超级电容的不间断电源由主电源充电，而在应急状态 (例如，主电力突然断开)，当传感器检测到主电源的供电中断时，启用UPS至电力载荷的开 关。自此，由UPS负责维持对电力负载的供电。此外，在应急操作过程中，UPS通常需要与已经中断的主电源网络隔绝开，否则 UPS会快速地释放大量的电能返回到主电源网络，这样会导致UPS中的电能大量流失，而不 能向电力负载供电。在大多数情况下，当UPS从常规模式切换至应急模式时，均需要对UPS和主电源之 间的隔离开关进行检测。显然，如果在某些情况下，隔离开关发生故障而不能将UPS与主电 源网络隔离开，则会导致UPS供至电力负荷的能量直线下降，这在一些场合将会产生灾难 性的后果。有人提出一种含超级电容的不间断电源的测试系统，其中，在应急操作模式下，检 测电隔离开关是否出现故障，如果是，则操作机械隔离备用开关来将全部UPS电路与商业 AC输入主电源隔离开。然而，这种操作只能在应急模式下进行，如果在应急模式启动前，隔 离开关已经损坏，则应急模式开始的瞬间，还是会损失大量的UPS能量。
发明内容因此，为了解决现有技术中的问题，本实用新型的目的是提供一种测试系统，特别 是提供一种含超级电容的不间断电源的测试系统。本实用新型的测试系统能够在电路处于 正常工作模式下，即对设置在UPS和主电源网络之间的选择性绝缘装置是否处于正常状态 进行测试，而且这种测试是周期性进行的，可以是一个小时一次，也可以是一周一次，根据 需要确定。因此能够最大限度地确保选择性绝缘装置处于正常状态，而在应急模式下不会 因故障而造成严重后果。为达到上述目的，本实用新型提供一种含超级电容的不间断电源的测试系统，其 中，所述测试系统包括交流电源，用于向所述超级电容器充电，以及向电力负载供电；超级电容器，其与所述交流电源的供电电路并联，用作所述交流电源的备用电 源；交流/直流转换器，其与所述交流电源相连，用于将所述交流电源发出的交流电转换成直流电；选择性绝缘装置，其设置在所述超级电容器和所述交流电源之间，用于防止所述 超级电容器向所述交流电源方向输出电能；晶体管电路，其一端接地，另一端连接在所述交流/直流转换器和所述选择性绝 缘装置之间；测试单元，其包括控制器、计时器、执行器和信号发生器，所述控制器根据所述计 时器发出的时间信号控制所述晶体管的开关，以及根据所述信号发生器发出的信号控制所 述执行器执行一定的操作。进一步地，本实用新型所述的含超级电容的不间断电源的测试系统中，所述测试 系统还设置有过电保护电路，其一端接地，另一端连接在所述交流电源和所述交流/直流 转换器之间。进一步地，本实用新型所述的含超级电容的不间断电源的测试系统中，所述交流/ 直流转换器具有变压功能，能够将所述交流电源发出的220v的交流电转换成48v的直流 H1^ ο进一步地，本实用新型所述的含超级电容的不间断电源的测试系统中，所述测试 系统还设置有扼流圈，其设置在所述交流/直流转换器和所述选择性绝缘装置之间。进一步地，本实用新型所述的含超级电容的不间断电源的测试系统中，所述选择 性绝缘装置为二极管。进一步地，本实用新型所述的含超级电容的不间断电源的测试系统中，所述晶体 管电路中还设有可变电阻，其与所述晶体管串联。进一步地，本实用新型所述的含超级电容的不间断电源的测试系统中，所述控制 器设定第一参考电压和第二参考电压，所述第一参考电压和第二参考电压均低于所述主电 源至所述电力负载的输入电压的额定值，所述信号发生器在所述主电源至所述电力负载的 输入电压达到所述第一参考电压时，发出第一信号，此时测试开始，且所述计时器开始计 时；当所述计时器计时至第一预定时间时，发出第一时间信号，此时控制器控制晶体管饱 和，所述计时器接续计时至第二预定时间，发出第二时间信号，此时控制器检测所述主电源 至所述电力负载的输入电压，如果所述输入电压大于所述第二参考电压，则所述信号发生 器发出警示系统错误的信号。进一步地，本实用新型所述的含超级电容的不间断电源的测试系统中，在所述计 时器计时到达第一预定时间之前，所述输入电压已经达到所述额定值。进一步地，本实用新型所述的含超级电容的不间断电源的测试系统中，所述第一 预定时间和所述第二预定时间之间的时间差不大于100微秒。进一步地，本实用新型所述的含超级电容的不间断电源的测试系统中，所述测试 系统中包含紧急制动器，当所述控制器发现所述选择性绝缘装置存在故障时，启动所述紧 急制动器。使用本实用新型的含超级电容的不间断电源的测试系统，能够在电力系统正常工 作的模式下，即对设置在UPS和主电源网络之间的选择性绝缘装置是否处于正常状态进行 测试。在应急工作模式下，同样可以对选择性绝缘装置进行测试。而且，通常在正常工作模 式下，测试的频率较低，而在应急工作模式下，测试的频率较高。从而最大限度地确保了电
4力系统工作的安全性。
图1为根据本实用新型的一个实施方式的含超级电容的不间断电源的测试系统 的结构示意图；图2为根据本实用新型的另一个实施方式的含超级电容的不间断电源的测试系 统的结构示意具体实施方式
下面将结合附图，对本实用新型进行详细的描述。图1显示了根据本实用新型的一个实施方式的含超级电容的不间断电源的测试 系统的结构示意图。根据本实用新型的含超级电容的不间断电源的测试系统，所述测试系统包括交流电源，用于向所述超级电容器充电，以及向电力负载供电，通常交流电源是 220v的正常电源，可以通过插头连接或普通的施工连接而接通。超级电容器，其与所述交流电源的供电电路并联，用作所述交流电源的备用电源； 超级电容器通常为多个串联的超级电容器组，其最终电压可以为36v，也可以是48v。与所 述交流电源的供电电路并联，从而在交流电源断电时，可以做为交流电源的短期备用电源。 超级电容器存在充电快、放电快，寿命长等特点，特别适用于存储资料或紧急制动等状况。交流/直流转换器，其与所述交流电源相连，用于将所述交流电源发出的交流电 转换成直流电；同时还能起到变压的作用。选择性绝缘装置，其设置在所述超级电容器和所述交流电源之间，用于防止所述 超级电容器向所述交流电源方向输出电能；这种绝缘装置是单向绝缘，即交流电源向超级 电容器供电可以接通，但超级电容器向交流电源的电路网络供电则被此选择性绝缘装置所 屏蔽。因此，选择性绝缘装置并不会影响超级电容器充电。晶体管电路，其一端接地，另一端连接在所述交流/直流转换器和所述选择性绝 缘装置之间；晶体管电路中包括晶体管，通常晶体管处于非饱和状态，也就是没有接通晶体 管电路，晶体管电路处于断开状态，在测试过程中，晶体管电路会在很短暂的时间内(后述 的第一预定时间和第二预定时间之间的时间)接通，通常为几十个微秒。晶体管电路接通 后，交流电源的能量会主要通过晶体管电路释放，从而导致电力负载的输入电压大幅下降。 因此可以测得此下降后的输入电压(后述的第二参考电压)。而如果此时选择性绝缘装置 出现故障，即可以双向电导通，则由于超级电容器的电压较高，则必然发生超级电容器向交 流电源供电，输入电压较高的情况发生。这样，控制器可以测量到此时的输入电压大于第二 参考电压，由此可以确定选择性绝缘装置出现了故障。测试单元，其包括控制器、计时器、执行器和信号发生器，所述控制器根据所述计 时器发出的时间信号控制所述晶体管的开关，以及根据所述信号发生器发出的信号控制所 述执行器执行一定的操作。例如执行停止操作，制动操作，或者执行更换选择性绝缘装置的 操作。所述测试系统还设置有过电保护电路，其一端接地，另一端连接在所述交流电源和所述交流/直流转换器之间。过电保护电路是为了保护交流/直流转换器免受商业用电 峰值波动的损害。所述交流/直流转换器具有变压功能，能够将所述交流电源发出的220v的交流电 转换成48v的直流电。所述测试系统还设置有扼流圈，其设置在所述交流/直流转换器和所述选择性绝 缘装置之间。扼流圈可以限制电流，保护选择性绝缘装置、电力负载等整个电路上的元器 件。所述选择性绝缘装置为二极管。二极管是一种典型的单向导通的器件。所述晶体管电路中还设有可变电阻，其与所述晶体管串联。通过可变电阻的调节， 可以确定在晶体管饱和时(即导通时)，通过晶体管电路的电流，以及可以控制电力负载的 输入电压的下降程度。如果可变电阻调节为电阻值较高，则输入电压下降程度较低，那么对 二极管的冲击影响较小。所述控制器设定第一参考电压和第二参考电压，所述第一参考电压和第二参考电 压均低于所述主电源至所述电力负载的输入电压的额定值，所述信号发生器在所述主电源 至所述电力负载的输入电压达到所述第一参考电压时，发出第一信号，此时测试开始，且所 述计时器开始计时；当所述计时器计时至第一预定时间时，发出第一时间信号，此时控制器 控制晶体管饱和，所述计时器接续计时至第二预定时间，发出第二时间信号，此时控制器检 测所述主电源至所述电力负载的输入电压，如果所述输入电压大于所述第二参考电压，则 所述信号发生器发出警示系统错误的信号。其中第一参考电压往往低于第二参考电压。在 电力系统刚开始工作时，输入电压处于不断升高的状态，当达到第一参考电压时，即开始测 试。当信号发生器发出警示系统错误的信号后，控制器则控制执行器采取具体的行动来应 对选择性绝缘装置的错误。在所述计时器计时到达第一预定时间之前，所述输入电压已经达到所述额定值。所述第一预定时间和所述第二预定时间之间的时间差不大于100微秒。所述测试系统中包含紧急制动器，当所述控制器发现所述选择性绝缘装置存在故 障时，启动所述紧急制动器。尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列 运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地 实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限 于特定的细节和这里示出与描述的图例。
权利要求一种含超级电容的不间断电源的测试系统，其特征在于，所述测试系统包括交流电源，用于向所述超级电容器充电，以及向电力负载供电；超级电容器，其与所述交流电源的供电电路并联，用作所述交流电源的备用电源；交流/直流转换器，其与所述交流电源相连，用于将所述交流电源发出的交流电转换成直流电；选择性绝缘装置，其设置在所述超级电容器和所述交流电源之间，用于防止所述超级电容器向所述交流电源方向输出电能；晶体管电路，其一端接地，另一端连接在所述交流/直流转换器和所述选择性绝缘装置之间；测试单元，其包括控制器、计时器、执行器和信号发生器，所述控制器根据所述计时器发出的时间信号控制所述晶体管的开关，以及根据所述信号发生器发出的信号控制所述执行器执行一定的操作。
2.根据权利要求1所述的含超级电容的不间断电源的测试系统，其特征在于所述测试系统还设置有过电保护电路，其一端接地，另一端连接在所述交流电源和所 述交流/直流转换器之间。
3.如权利要求1所述的含超级电容的不间断电源的测试系统，其特征在于所述交流 /直流转换器具有变压功能，能够将所述交流电源发出的220v的交流电转换成48v的直流 电ο
4.如权利要求1所述的含超级电容的不间断电源的测试系统，其特征在于，所述测试 系统还设置有扼流圈，其设置在所述交流/直流转换器和所述选择性绝缘装置之间。
5.如权利要求1所述的含超级电容的不间断电源的测试系统，其特征在于，所述选择 性绝缘装置为二极管。
6.如权利要求1所述的含超级电容的不间断电源的测试系统，其特征在于，所述晶体 管电路中还设有可变电阻，其与所述晶体管串联。
专利摘要本实用新型涉及一种含超级电容的不间断电源的测试系统，包括交流电源，用于向超级电容器充电，以及向电力负载供电；超级电容器，其与交流电源的供电电路并联，用作交流电源的备用电源；交流/直流转换器，其与交流电源相连，用于将交流电源发出的交流电转换成直流电；选择性绝缘装置，其设置在超级电容器和交流电源之间，用于防止超级电容器向交流电源方向输出电能；晶体管电路，其一端接地，另一端连接在交流/直流转换器和选择性绝缘装置之间；测试单元，其包括控制器、计时器、执行器和信号发生器，控制器根据计时器发出的时间信号控制晶体管的开关，以及根据信号发生器发出的信号控制执行器执行制动操作。
文档编号G01R31/40GK201628761SQ20102005629
公开日2010年11月10日 申请日期2010年1月8日 优先权日2010年1月8日
发明者余祥懿, 李兵, 杨国庆 申请人:深圳市今朝时代新能源技术有限公司