專利名稱：一種全自動(dòng)不間斷電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種不間斷電源，尤其是具有多種保護(hù)功能和可實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)的 不間斷電源。
背景技術(shù)：
市電系統(tǒng)作為公共電網(wǎng)，連接著成千上萬各種各樣的負(fù)載，其中一些較大的感性、 容性、開關(guān)電源等負(fù)載不僅從電網(wǎng)中獲得電能，還會(huì)反過來對(duì)電網(wǎng)本身造成影響，惡化電網(wǎng) 的供電品質(zhì)；另外，雷擊、高壓、電弧、靜態(tài)放電，都會(huì)產(chǎn)生各種電涌、高壓脈沖等干擾，致使 市電電壓會(huì)過高、過低大幅波動(dòng)；這將直接或間接地影響所有用電設(shè)備的正常工作。每種電池都有各自的標(biāo)稱電壓和充、放電極限值，過高電壓的充電必將造成電池 的爆裂與損壞；過度放電也將損傷電池。蓄電池組是不間斷電源(UPS)系統(tǒng)中必不可少的 重要組成部分，其工作正常與否，直接影響UPS系統(tǒng)的質(zhì)量和壽命，是人們關(guān)注的重點(diǎn)。參見圖1，現(xiàn)有不間斷電源主要由整流器、逆變器、蓄電池組和電池開關(guān)等組成。整 流器輸入端接市電輸入，逆變器輸出端即為UPS輸出，市電經(jīng)整流器整流后輸出電壓為U， 供逆變器工作和對(duì)蓄電池組進(jìn)行浮充。當(dāng)前，UPS多是配置密封免維護(hù)蓄電池組，使用非常方便；但蓄電池組長(zhǎng)期處于浮 充狀態(tài)，其浮充電壓應(yīng)為1. 12 1. 15倍標(biāo)稱電壓的穩(wěn)定值。因此，要嚴(yán)格控制浮充電壓不 可超出其上限、下限電壓；特別是要防止蓄電池組因充電電壓過高而損壞或爆裂。另外，當(dāng)電網(wǎng)斷電時(shí)，UPS由蓄電池組逆變向負(fù)載進(jìn)行供電；隨蓄電池組放電時(shí)間 的延長(zhǎng)，其電壓會(huì)逐漸下降，當(dāng)蓄電池組放電至終止電壓仏,時(shí)(0. 85倍標(biāo)稱電壓左右)，即 應(yīng)停止放電，過量放電將損傷電池，會(huì)縮短其使用壽命。UPS不間斷電源的使用已遍布各行業(yè)各地區(qū)，設(shè)備的定期維護(hù)巡檢相應(yīng)突出，特別 是邊遠(yuǎn)山區(qū)、荒涼海島等地區(qū)難度更大。因此，UPS不間斷電源的無人值守、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)就更 為必要了。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型HTO型全自動(dòng)不間斷電源是一種在線式不間斷電源，其安全保護(hù)功能 齊全，尤其是具有電池過充過放保護(hù)、自動(dòng)開關(guān)機(jī)、抗沖擊、抗干擾、帶載能力強(qiáng)、可實(shí)施遠(yuǎn) 程監(jiān)測(cè)等特征，特別適合用電環(huán)境惡劣、無人值守的場(chǎng)所使用。一種全自動(dòng)不間斷電源，包括整流器、逆變器、電池開關(guān)和蓄電池組，其中整流器 的輸出端與逆變器的輸入端連接，所述的電池開關(guān)一端與蓄電池組連接，另一端與逆變器 的輸入端連接，設(shè)有電子開關(guān)、直流電壓采樣電路、過壓控制電路和警示電路，其中所述的 電子開關(guān)位于蓄電池組的充電回路中；所述的直流電壓采樣電路的輸入端連接蓄電池組的 輸入端，直流電壓采樣電路的輸出端接入過壓控制電路；所述的電子開關(guān)和警示電路均接 入并受控于所述的過壓控制電路。所述的過壓控制電路根據(jù)直流電壓采樣電路采集的蓄電池組輸入電壓與預(yù)設(shè)值進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)蓄電池組輸入電壓高于預(yù)設(shè)值時(shí)，切斷電子開關(guān)并觸發(fā)警示電路進(jìn)行報(bào)警，提 示使用者。另外在整流器的反饋電路中設(shè)有整流控制器。本實(shí)用新型不間斷電源解決了對(duì)蓄電池組的使用安全問題；特別是充電過程中， 為防止充電電壓過高對(duì)蓄電池組的不利影響，引入了充電自動(dòng)過壓保護(hù)裝置，有效地避免 了蓄電池組的損壞或爆裂。蓄電池組放電時(shí)，設(shè)置了過放保護(hù)，也防止了蓄電池組深度放電 而受到損傷；這些有力措施有效地保護(hù)了蓄電池組的安全，延長(zhǎng)了它的工作壽命，降低UPS 不間斷電源的使用成本。作為優(yōu)選，設(shè)有逆變控制器、輸入采樣電路和報(bào)警電路，所述的輸入采樣電路的輸 入端與所述的整流器的輸入端連接，輸入采樣電路的輸出端以及直流電壓采樣電路的輸出 端均接入所述的逆變控制器，所述的逆變器和報(bào)警電路均接入并受控于所述的逆變控制器。本實(shí)用新型不間斷電源的核心部件逆變控制器，它根據(jù)收集的不同信息數(shù)據(jù)，調(diào) 節(jié)、控制逆變器的運(yùn)行狀況，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開關(guān)機(jī)和完成各種保護(hù)功能，使之運(yùn)行安全可靠， 做到無人職守，還可提供各種聲、光報(bào)警信號(hào)，方便維護(hù)管理。作為優(yōu)選，設(shè)有輸出采樣電路，所述的逆變器的輸出端與輸出采樣電路的輸入端 相連接，輸出采樣電路的輸出端接入所述的逆變控制器，所述的逆變控制器設(shè)有RS-232接 口電路，通過RS-232接口可進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)管理。作為優(yōu)選，所述的整流器的輸入端設(shè)有保護(hù)隔離電路，所述的逆變器的輸出端設(shè) 有隔離濾波電路，本實(shí)用新型不間斷電源采用多級(jí)隔離和多重保護(hù)，增強(qiáng)了抗沖擊和帶載 能力。本實(shí)用新型HTO型全自動(dòng)不間斷電源具有電池過充過放保護(hù)、抗沖擊、自動(dòng)開關(guān) 機(jī)、帶載能力強(qiáng)、輸出電壓純凈穩(wěn)定等特征；增設(shè)了多種保護(hù)、隔離濾波裝置，通過信息的采 集傳輸、返饋，由各種控制器進(jìn)行程序處理，自動(dòng)執(zhí)行相應(yīng)的通斷、轉(zhuǎn)換、保護(hù)、報(bào)警等動(dòng)作。 大大提升了 UPS不間斷電源的技術(shù)性能，也增強(qiáng)了它的實(shí)用性、穩(wěn)定性、可靠性和使用壽 命。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)中UPS不間斷電源基本組成的方框圖；圖2為本實(shí)用新型全自動(dòng)不間斷電源的原理示意框圖。
具體實(shí)施方式
參見圖2，本實(shí)用新型一種全自動(dòng)不間斷電源，包括整流器、逆變器、電池開關(guān)和蓄 電池組，其中整流器的輸出端與逆變器的輸入端連接，所述的電池開關(guān)一端與蓄電池組連 接，另一端與逆變器的輸入端連接。為了實(shí)現(xiàn)充電自動(dòng)過壓保護(hù)功能，設(shè)有電子開關(guān)、直流電壓采樣電路(對(duì)應(yīng)圖2中 的“直流電壓采樣”)、過壓控制電路(對(duì)應(yīng)圖2中的“過壓控制”)和警示電路，其中電子開 關(guān)位于蓄電池組的充電回路中；直流電壓采樣電路的輸入端連接蓄電池組的輸入端，直流 電壓采樣電路的輸出端接入過壓控制電路；電子開關(guān)和警示電路均接入并受控于所述的過 壓控制電路。[0021]充電自動(dòng)過壓保護(hù)功能工作如下當(dāng)市電穩(wěn)定正常時(shí)，市電經(jīng)整流器整流后輸出電壓為U，供逆變器工作和對(duì)蓄電池 組進(jìn)行浮充。當(dāng)市電受供電系統(tǒng)各種影響大幅度升高或整流失控時(shí)，整流后的輸出電壓U也隨 之大幅升高。如果，U大幅升高超出浮充上限電壓Um時(shí)，經(jīng)直流電壓采樣電路獲得的采樣電 壓vm，與預(yù)先設(shè)定值Vtl進(jìn)行比較當(dāng)Vm > Vtl時(shí)，過壓控制電路輸出控制電壓Vd為低電位， 使電子開關(guān)開路，中斷對(duì)電池組的充電，達(dá)到保護(hù)電池組的目的。與此同時(shí)過壓控制電路控 制警示電路發(fā)出聲、光報(bào)警，予以提示。當(dāng)市電回落到正常電壓時(shí)，浮充電壓U < Um值，直流電壓采樣電路獲得的采樣電 壓KVtl值，這時(shí)過壓控制電路輸出的控制電壓Vd為高電位，使電子開關(guān)導(dǎo)通，恢復(fù)對(duì)蓄 電池組的充電，同時(shí)警示電路停止聲、光報(bào)警。為了實(shí)現(xiàn)蓄電池組過量放電保護(hù)功能與自動(dòng)關(guān)機(jī)、自動(dòng)開機(jī)功能，設(shè)有逆變控制 器、輸入采樣電路(對(duì)應(yīng)圖2中的“輸入采樣”)和報(bào)警電路，輸入采樣電路的輸入端與整流 器的輸入端連接，輸入采樣電路的輸出端以及直流電壓采樣電路的輸出端均接入逆變控制 器，逆變器和報(bào)警電路均接入并受控于逆變控制器。另外在整流器的反饋電路中設(shè)有整流控制器，輸入采樣電路也接入整流控制器。當(dāng)市電中斷時(shí)，UPS由蓄電池組經(jīng)逆變器逆變成220V 向負(fù)載繼續(xù)供電；同時(shí)輸 入采樣電路向逆變控制器提供信號(hào)，逆變控制器控制報(bào)警電路發(fā)出聲、光報(bào)警進(jìn)行提示。隨放電時(shí)間的延長(zhǎng)，蓄電池組端電SUg會(huì)逐漸下降經(jīng)直流電壓采樣電路傳送 給逆變控制器，當(dāng)蓄電池組放電至終止電壓^時(shí)、逆變控制器控制逆變器停止工作，強(qiáng)制 實(shí)施了自動(dòng)關(guān)機(jī)，也防止了蓄電池組繼續(xù)放電而受到損傷，蓄電池組過放保護(hù)得到了實(shí)現(xiàn)。當(dāng)市電恢復(fù)來電時(shí)，整流器正常工作，輸出直流給蓄電池組充電和供逆變器工作。 當(dāng)蓄電池組端電壓逐漸上升達(dá)到正常值時(shí)，經(jīng)直流電壓采樣電路給逆變控制器正常信號(hào)， 使其控制逆變器啟動(dòng)工作，重新恢復(fù)向負(fù)載供電，完成了自動(dòng)開機(jī)的功能。為了實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)抗沖擊、抗干擾的功能，整流器的輸入端設(shè)有保護(hù)隔離電路(對(duì)應(yīng) 圖2中的“保護(hù)隔離”)，逆變器的輸出端設(shè)有隔離濾波電路(對(duì)應(yīng)圖2中的“隔離濾波”)。 在市電輸入端增設(shè)了保護(hù)隔離電路用以抗御市電電網(wǎng)意外受雷擊放電、高壓感應(yīng)、電弧脈 沖等的不利沖擊和干擾，有效增強(qiáng)了不間斷電源的抗沖擊、抗干擾能力。在不間斷電源的輸 出端增設(shè)了隔離濾波電路，將工作負(fù)載與不間斷電源和市電網(wǎng)進(jìn)行了隔離，更進(jìn)一步防止 了電網(wǎng)和不間斷電源異常對(duì)負(fù)載的沖擊和干擾，有效地保護(hù)了用電設(shè)備的安全。本實(shí)用新型不間斷電源輸出端還設(shè)有自動(dòng)轉(zhuǎn)換電路(對(duì)應(yīng)圖2中的“自動(dòng)轉(zhuǎn)換”)， 市電輸入以及逆變輸出受控于逆變控制器進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)換。本實(shí)用新型不間斷電源選用高電壓、大功率的功率器件，加大了器件的冗余量， 因而提高了本電源的帶載能力。本實(shí)用新型不間斷電源采取多重過載保護(hù)措施，如超載 20%時(shí)60秒保護(hù)，超載50%時(shí)1秒保護(hù)等。在增強(qiáng)帶載能力的同時(shí)，也有效地保護(hù)了本機(jī) 的運(yùn)行安全和可靠性。為了具有遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)功能，本電源設(shè)有RS-232接口電路用于網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接，采用現(xiàn)代通 訊技術(shù)，實(shí)時(shí)傳遞本機(jī)工作狀況和用電數(shù)據(jù)，為無人值守和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)建造了良好的工作平臺(tái)。
權(quán)利要求1.一種全自動(dòng)不間斷電源，包括整流器、逆變器、電池開關(guān)和蓄電池組，其中整流器的 輸出端與逆變器的輸入端連接，所述的電池開關(guān)一端與蓄電池組連接，另一端與逆變器的 輸入端連接，其特征在于，設(shè)有電子開關(guān)、直流電壓采樣電路、過壓控制電路和警示電路，其 中所述的電子開關(guān)位于蓄電池組的充電回路中；所述的直流電壓采樣電路的輸入端連接蓄 電池組的輸入端，直流電壓采樣電路的輸出端接入過壓控制電路；所述的電子開關(guān)和警示 電路均接入并受控于所述的過壓控制電路。
2.如權(quán)利要求1所述的全自動(dòng)不間斷電源，其特征在于，設(shè)有逆變控制器、輸入采樣電 路和報(bào)警電路，所述的輸入采樣電路的輸入端與所述的整流器的輸入端連接，輸入采樣電 路的輸出端以及直流電壓采樣電路的輸出端均接入所述的逆變控制器，所述的逆變器和報(bào) 警電路均接入并受控于所述的逆變控制器。
3.如權(quán)利要求2所述的全自動(dòng)不間斷電源，其特征在于，設(shè)有輸出采樣電路，所述的逆 變器的輸出端與該輸出采樣電路的輸入端連接，輸出采樣電路的輸出端接入所述的逆變控 制器，所述的逆變控制器設(shè)有RS-232接口電路。
4.如權(quán)利要求3所述的全自動(dòng)不間斷電源，其特征在于，所述的整流器的輸入端設(shè)有 保護(hù)隔離電路，所述的逆變器的輸出端設(shè)有隔離濾波電路。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種全自動(dòng)不間斷電源，包括整流器、逆變器、電池開關(guān)和蓄電池組，其中整流器的輸出端與逆變器的輸入端連接，所述的電池開關(guān)一端與蓄電池組連接，另一端與逆變器的輸入端連接，設(shè)有電子開關(guān)、直流電壓采樣電路、過壓控制電路和警示電路，其中所述的電子開關(guān)位于蓄電池組的充電回路中；所述的直流電壓采樣電路的輸入端連接蓄電池組的輸入端，直流電壓采樣電路的輸出端接入過壓控制電路；所述的電子開關(guān)和警示電路均接入并受控于所述的過壓控制電路。本實(shí)用新型全自動(dòng)不間斷電源具有電池過充過放保護(hù)、抗沖擊、自動(dòng)開關(guān)機(jī)、帶載能力強(qiáng)、輸出電壓純凈穩(wěn)定等功能。
文檔編號(hào)H02H7/18GK201937311SQ20112004759
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月25日
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