专利名称：一种应急电源系统及预充电接入装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及通信电源技术领域，尤其涉及一种应急电源系统及预充电接入装置。
背景技术：
电源是通信系统的核心，是网络安全、可靠及畅通运行的保障，当供电系统发生故 障时，整个网络将会瘫痪。现有技术中通信系统中的供电系统包括UPS交流不停电供电系 统以及直流供电系统。 在采用直流供电系统供电时，为了提高供电的可靠性可以采用直流双母线供电。
但是采用直流双母线供电方式具有一定的局限性，并且直流双母线供电方式存在压差及回
流问题，从而导致该直流双母线供电系统的瘫痪，进而引起设备掉电、宕机等事故。
因此在现有技术中还普遍采用单直流电源系统对负载供电。在采用单直流电源系
统对负载供电时，为了增加供电的可靠性，可以采用一个直流供电系统内直流屏间主备供
电方式，或一个直流供电系统内直流屏内的分路间主备供电方式。 图1为现有技术中一个直流供电系统内直流屏间主备供电方式的示意图，在该图 1中直流供电系统通过直流配电屏和直流配电分屏向负载供电，图2为现有技术中一个直 流供电系统内直流屏内的分路间主备供电方式的示意图，在该图2中直流供电系统通过单 直流配电屏向第一直流分屏和第二直流分屏供电，并通过第一直流分屏和第二直流分屏向 主用负载和备用负载供电。上述两种供电方式增加单直流供电系统的稳定性，但当该单直 流供电系统本身出现故障时，负载侧即使采用多路主备也无法运行。 而在现有技术中由于采用单直流供电系统对负载供电，当该直流供电系统出现故 障时，虽然可以通过电池组对该对应的负载供电，但是电池组的容量是有限的，当电池组供 电时间较长时，该直流供电系统供电的负载设备将出现宕机等通信事故，从而影响通信系 统的正常运行。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型实施例提供一种应急电源系统及预充电接入装置，用以解 决现有技术直流供电系统供电过程中出现故障，导致负载设备掉电宕机的问题。 本实用新型实施例提供的一种应急电源系统，包括 至少一套直流供电电源(31)，用于为所述系统中对应的负载设备(32)供电； 至少一台应急直流供电电源(33)，用于在所述系统中为出现故障的直流供电电源 对应的负载设备供电。 本实用新型实施例提供的一种预充电接入装置，包括 输入输出连接器件，连接交流输入端及负载设备，用于从所述交流输入端输入交 流电，并为所述负载设备提供直流电； 整流变换功率器件，用于将所述输入输出连接器件输入的交流电转换为直流电，并将转换后的所述直流电发送到预充电保护器件； 预充电保护器件，连接整流变换功率器件及输入输出连接器件，用于根据所述整
流变换功率器件的输出电压与所述负载设备连接端电压的压差进行充电保护。 本实用新型实施例提供了一种应急电源系统及预充电接入装置，所述系统包括
为所述系统中对应的负载设备供电的对应直流供电电源，以及为出现故障的直流供电电源
对应的负载设备供电的应急直流供电电源，当该系统中为负载设备供电的直流供电电源出
现故障时，可以采用该应急直流供电电源为该出现故障的直流供电电源对应的负载设备供
电，因此本实用新型实施例提供的该应急电源系统可以有效的縮短处理直流供电系统出现
故障的时间，从而提高了该应急电源系统的供电保障能力。
图1为现有技术中一个直流供电系统内直流屏间主备供电方式的示意图； 图2为现有技术中一个直流供电系统内直流屏内的分路间主备供电方式的示意
图； 图3为本实用新型实施例提供的应急电源系统的结构示意图； 图4为本实用新型实施例提供的该应急电源系统的另一结构示意图； 图5A为本实用新型实施例提供的当应急直流供电电源在物理结构上包含可移动
机架时应急直流供电电源的结构示意图； 图5B为本实用新型实施例提供的预充电接入装置在物理结构上包含可移动机架 时预充电接入装置的结构示意图； 图5C为本实用新型实施例提供的预充电接入装置在物理结构上不包含可移动机 架时预充电接入装置的结构示意图； 图6为本实用新型实施例提供的预充电保护器件的原理图； 图7为本实用新型实施例提供的预充电接入装置中输入输出连接器件整流变换 功率器件以及预充电保护器件的功能原理图； 图8为本实用新型实施例提供的预充电接入装置中预充电保护器件的实现电路 图； 图9为本实用新型实施例提供的预充电接入装置与系统中的直流屏中存在空闲 的输出分路连接示意图； 图10为本实用新型实施例提供的预充电接入装置与系统中直流母线连接示意 图。
具体实施方式本实用新型实施例为了有效的提高由多个单直流供电电源系统的可靠性，提供了 一种应急电源系统，在该系统中包括至少一套直流供电电源，该直流供电电源用于为对应 的负载设备供电，该系统中还包括至少一台应急直流供电电源，该应急直流供电电源用于 在该系统为出现故障的直流供电电源对应的负载设备供电，本实用新型实施例通过在电源 系统中增加至少一台应急直流供电电源，当该系统中为负载设备供电的直流供电电源出现 故障时，可以采用该应急直流供电电源为该出现故障的直流供电电源对应的负载设备供电，因此本实用新型实施例提供的该应急电源系统可以有效的縮短处理直流供电系统出现
故障的时间，从而提高了原电源系统的供电保障能力。 下面结合说明书附图，对本实用新型实施例进行详细说明。 图3为本实用新型实施例提供的应急电源系统的结构示意图，在该应急电源系统 中包括 至少一套直流供电电源31，每套直流供电电源31为所述系统中的对应的负载设 备32供电； 所述系统中还包括至少一台应急直流供电电源33，当系统中的直流供电电源31 出现故障无法为对应的负载设备32供电时，应急直流供电电源33与该对应的负载设备32 连接，为所述对应的负载设备32供电。 本实用新型实施例中在电源系统中增加至少一台应急直流供电电源，当该系统中 为负载设备供电的直流供电电源出现故障时，采用应急直流供电电源为出现故障直流供电 电源对应的负载设备供电，縮短故障处理的时间，縮短因直流供电电源故障而带来的负载 设备宕机时间，从而提高系统的供电可靠性。 在本实用新型实施例中为了进一步增加该应急直流供电电源供电的及时性，从而 进一步縮短处理直流供电系统出现故障的时间，从而提高该应急电源系统的供电保障能 力，在本实用新型实施例中该应急直流供电电源可以包括可移动机架，该可移动机架可以 携带该应急直流供电电源移动，从而能够较快的使该应急直流供电电源到达出现故障的直 流供电电源处，并为该故障的直流供电电源对应的负载设备供电。 或者，为了减小对该应急电源系统的改动，该应急直流供电电源中包含的可移动 机架可以与该应急直流供电电源从物理结构上分离。 图4为本实用新型实施例中提供的该应急电源系统的另一结构示意图，在该应急 电源系统中包含至少一套直流供电电源31，以及至少一台应急直流供电电源33，并且为了 进一步增加该应急电源系统的故障处理能力，在该系统中还可以包含可移动机架331，该可 移动机架331可以携带该应急直流供电电源33移动。 图5A为该系统中应急直流供电电源33在物理结构上包含可移动机架时，该应急 直流供电电源33的结构示意图，该应急直流供电电源33包括 可移动机架331，用于实现应急直流供电电源的移动，并承载该应急直流供电电源 中的其他部件。 输入输出连接器件332，固定在所述可移动机架331内，连接所述系统中的交流输 入端及所述负载设备，用于从所述交流输入端输入交流电，并为所述负载设备提供直流电。 整流变换功率器件333，固定在所述可移动机架331内，并与所述输入输出连接器 件332相连，用于将所述输入输出连接器件332输入的交流电转换为直流电，并将转换后得 到的直流电发送到所述输入输出连接器件332。 在本实用新型实施例中该应急直流供电电源33的输入输出连接器件332包括 输入器件3321，用于连接交流输入端，具体可以为该系统中的交流预留输入端子， 并将通过所述交流预留输入端子输入的交流电发送到所述整流变换功率器件333。 输出器件3322，连接所述负载设备，具体的可以为连接所述系统中的直流预留输 出端子，通过该直流预留输出端子连接所述负载设备，用于将所述整流变换功率器件333
6转换后得到的直流电发送到与所述负载设备连接的所述直流预留输出端子。 在本实用新型实施例中，为了增加该应急直流供电电源连接到电源系统中的安全
可靠性，避免由于该应急直流供电电源与该系统中的原有其他部件存在压差，而引起在连
接时的打火现象，从而方便、安全的与系统中的原有其他部件连接，在该应急直流供电电源
中还包括预充电保护器件，该预充电保护器件与所述整流变换功率器件及输入输出连接器
件连接，用于根据所述整流变换功率器件输出的直流电电压与所述输入输出连接器件连接
的负载设备电压的压差，进行充电保护。 在本实用新型实施例中为了通过在供电系统中增加应急直流供电电源，有效的解
决直流供电系统供电过程中出现故障，导致负载设备掉电宕机的问题，该应急直流供电电
源为了保证接入故障电源系统的安全性，该应急直流供电电源包含具有保护作用的预充电
保护器件时，在发明实施例中为了描述方便可以将这种应急直流供电电源称为预充电接入
装置，并且该预充电接入装置也可以包含可移动机架，或包含可移动机架。 下面结合说明书附图，对本实用新型中的预充电接入装置进行详细说明。 图5B为当该预充电接入装置33在物理结构上包含可移动机架时，该预充电接
入装置33的结构示意图，该预充电接入装置33包括，可移动机架331，输入输出连接器件
332、整流变换功率器件333以及预充电保护器件334，其中 可移动机架331，用于实现预充电接入装置的移动，并承载该预充电接入装置中的 其他部件。 输入输出连接器件332，固定在所述可移动机架331内，连接交流输入端及所述负 载设备，用于从所述交流输入端输入交流电，并为所述负载设备提供直流电。 整流变换功率器件333，固定在所述可移动机架331内，并与所述输入输出连接器 件332相连，用于将所述输入输出连接器件332输入的交流电转换为直流电，并将转换后得 到的直流电发送到所述预充电保护器件334。 预充电保护器件334，固定在所述可移动机架331内，连接所述整流变换功率器件 333以及输入输出连接器件332，用于根据所述整流变换功率器件333的输出电压与所述负 载设备连接端电压的压差进行充电保护。 在本实用新型实施例中该预充电接入装置33的输入输出连接器件332包括 输入器件3321，用于连接交流输入端，具体可以为该系统中的交流预留输入端子，
并将通过所述交流预留输入端子输入的交流电发送到所述整流变换功率器件333。 输出器件3322，连接所述负载设备，具体的可以为连接所述系统中的直流预留输
出端子，通过该直流预留输出端子连接所述负载设备，用于将所述整流变换功率器件333
转换后得到的直流电发送到与所述负载设备连接的所述直流预留输出端子。 当然当预充电接入装置中不包含该可移动机架331时，该预充电接入装置的结构
如图5C所示，只是在图5B的基础上去除该可移动机架331即可，图5C中的该预充电接入
装置包括输入输出连接器件332、整流变换功率器件333以及预充电保护器件334，各器件
的功能与图5B所示的预充电接入装置中的器件功能相同，在这里就不一一赘述。 在本实用新型中该预充电保护器件334的原理图如图6所示，该预充电保护器件
334包含滤波电路3341以及预充电电路3342，其中， 滤波电路3341，与所述整流变换功率器件333及预充电电路3342连接，用于在预充电电路控制下，根据所述整流变换功率器件333输出的直流电的电压与所述输入输出连 接器件332连接的负载设备电压的压差，进行充电。 预充电电路3342，与所述滤波电路3341及所述输入输出连接器件332连接，具体 为连接所述输入输出连接器件332的输出器件3322，用于控制所述滤波电路充电，并在所 述滤波电路充电后进行保护。 图7为本实用新型实施例提供的该预充电接入装置中输入输出连接器件332、整 流变换功率器件333以及预充电保护器件334的功能原理图。在该图7中，通过输入器件 3321输入三相交流电，该三相交流电通过整流变换功率器件333中脉宽调制(P丽)型开关 控制，功率变换部件开关器件采用IGBT、推挽输出以及全波整流、滤波得到转换后的直流 电。由于产生P丽信号驱动开关器件，实现功率变换和稳压、稳流控制。该整流变换功率器 件333输出的直流电通过预充电保护器件334的保护，通过输出器件3322将该保护后的直 流电输出该应急直流供电电源设备外。 图8为本实用新型提供的预充电接入装置中预充电保护器件334的实现电路图， 在该图8中该预充电保护器件334中的滤波电路3341的输入端为整流变换功率器件333 的输出端，该预充电保护器件334中的预充电电路3342的输出端为输入输出连接器件332 中的输出器件3322。 具体的，该预充电保护器件334中的滤波电路3341包括滤波电感和滤波电容， 其中滤波电感的一端与所述整流变换功率器件333输出后的负电压输出端相连，该滤波电 感的另一端与所述滤波电容的一端相连，所述滤波电容的另一端与所述整流变换功率器件 333输出后的正电压输出端相连，并且该正电压输出端与所述输出器件3322的正电压输入
端连接。 所述预充电保护器件334中的预充电电路3342包括位于两个端点之间并联电
路，并联电路中的第一端点1连接所述输出器件3321的负电压输入端，第二端点2连接所
述滤波电路中的滤波电容的一端，在该并联电路中包括第一条并联电路和第二条并联电
路，所述第一条并联电路为预充电控制电路，第二条并联电路为保护电路。 其中该预充电控制电路中包括串联连接的第一电阻、控制按钮以及状态指示灯。
保护电路包括两个并联的子保护电路，其中第一条子保护电路包括串联的第二电阻和发光
二极管LED指示灯，其中第二电阻与所述LED指示灯的负极相连，该LED指示灯的正极与第
二端点2连接，第二条子保护电路包括直流熔断器。 当该预充电接入装置连接到系统中的原有器件中时，由于该原有器件的电压与该 预充电接入装置的整流变换功率器件整流输出的电压之间存在压差，因此设置在第一条子 保护电路中的LED指示灯发光，指示此时不能安装用于保护的直流熔断器，此时需要控制 预充电控制电路中的控制按钮，使该控制按钮连通，对该滤波电路中的滤波电容充电，当该 滤波电容两端的电压与系统中的原有器件的电压相同时，该第一条子保护电路中的LED指 示灯熄灭，此时可以将该第二条子保护电路中的直流熔断器插入，从而避免了预充电接入 装置连入系统引起的打火问题，并且不会对系统造成任何不良影响。 该预充电接入装置当接入故障电源系统时，在该系统中的直流屏中存在空闲的输 出分路时，可以将该直流屏中空闲的输出分路并联，并采用预充电接入装置中的输出器件 3322与并联后的该直流屏的输出分路相连，该预充电接入装置的输入器件3321直接与系统中预留的交流预留端子连接，具体的连接结构如图9所示。 当该系统中没有空余的分路时，该预充电接入装置的输出器件3322可以直接连 接在系统中的直流母线上，输入器件3321与系统中预留的交流预留端子连接，具体的连接 结构示意图如图io所示。 上述图9和图10以包括预充电保护器件的应急直流供电电源即预充电接入装置
为例，说明本实用新型实施例中该预充电接入装置与故障电源系统的连接关系，当然当该
预充电接入装置中不包含预充电保护器件时，即只是单纯的应急直流供电电源时，其接入
到故障电源系统时，连接关系与图9、图10中所示的连接关系类似，在这里就不一一赘述。 在该图9和图IO所示的连接示意图中还包括电池组，电池组可以在该系统遭受到
破坏时，例如某一直流供电电源由于被破坏而出现故障时，为该出现故障的直流供电电源
对应的负载设备供电，由于在本实用新型提供的实施例中在该系统中增加了至少一台应急
直流供电电源，或者也可以是具有预充电保护功能的预充电接入装置，因此可以通过应急
直流供电电源或预充电接入装置与电池组并联向负载供电的方式，增加供电的可靠性，并
且保障负载设备供电的零中断，从而有力的保证可以有足够的时间处理该直流供电电源出
现的故障。并且可以利用应急直流供电电源或预充电接入装置对电池组进行离线维护，恢
复该电池组的容量，从而方便了对电池组的精密维护。 在本实用新型提供的实施例中，当电源系统中的任意一台直流供电电源出现故 障，无法为对应的负载设备供电时，在采用电池组对该故障直流供电电源对应的负载设备 供电时，采用应急直流供电电源或预充电接入装置快速接入该应急电源系统，可以安全、方 便、快速的接入该应急电源系统，并对该故障直流供电电源对应的负载设备供电，保证该负 载设备供电的不中断，从而避免了重大通信事故的发生，确保了通信设备的正常供电，提高 了直流供电的可靠性。 同时，由于本实用新型实施例中在该应急电源系统中采用至少一台应急直流供电
电源或预充电接入装置，因此可以在该应急电源系统中部分部件拆除，重新安装新器件的
过程中，采用该应急直流供电电源或预充电接入装置供电，从而简化了割接的步骤，降低了
系统割接的难度，规避了割接的风险。应急直流供电电源及预充电接入装置的容量以满足
现有电源系统所带最大负荷为原则，这样在一个生产楼内，配置一台应急直流供电电源或
预充电接入装置就能达到安全备份，方便维护和工程施工的目的，如果生产楼内电源系统
很多，可以适当增加应急直流供电电源或预充电接入装置的数量，具体使用时可以根据需
要灵活的选择应急电源系统中应急直流供电电源或预充电接入装置的数量。 本实用新型实施例提供了一种应急电源系统及预充电接入装置，在该系统中包括
至少一套直流供电电源，该直流供电电源用于为对应的负载设备供电，该系统中还包括至
少一台应急直流供电电源，该应急直流供电电源用于在该系统为出现故障的直流供电电源
对应的负载设备供电，本实用新型实施例通过在电源系统中增加至少一台应急直流供电电
源，当该系统中为负载设备供电的直流供电电源出现故障时，可以采用该应急直流供电电
源为该出现故障的直流供电电源对应的负载设备供电，因此本实用新型实施例提供的该应
急电源系统可以有效的縮短处理直流供电系统出现故障的时间，从而提高了原电源系统的
供电保障能力。 显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及 其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求一种应急电源系统，其特征在于，所述系统包括至少一套直流供电电源(31)，用于为所述系统中对应的负载设备(32)供电；至少一台应急直流供电电源(33)，用于在所述系统中为出现故障的直流供电电源对应的负载设备供电。
2. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述应急直流供电电源还包括携带所述应 急直流供电电源移动的机架。
3. 如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述应急直流供电电源包括输入输出连接器件，连接所述系统中的交流输入端及负载设备，用于从所述交流输入端输入交流电，并为所述负载设备提供直流电；整流变换功率器件，用于将所述输入输出连接器件输入的交流电转换为直流电，并发 送转换后的所述直流电。
4. 如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述应急直流供电电源还包括 预充电保护器件，与所述整流变换功率器件及输入输出连接器件连接，用于根据所述整流变换功率器件的输出电压与所述负载设备连接端电压的压差进行充电保护。
5. —种预充电接入装置，其特征在于，所述装置包括输入输出连接器件，连接交流输入端及负载设备，用于从所述交流输入端输入交流电， 并为所述负载设备提供直流电；整流变换功率器件，用于将所述输入输出连接器件输入的交流电转换为直流电，并将 转换后的所述直流电发送到预充电保护器件；预充电保护器件，连接整流变换功率器件及输入输出连接器件，用于根据所述整流变 换功率器件的输出电压与所述负载设备连接端电压的压差进行充电保护。
6. 如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述输入输出连接器件包括 输入器件，连接交流输入端，并将通过所述交流输入端输入的交流电发送到所述整流变换功率器件；输出器件，连接负载设备，用于将所述整流变换功率器件转换后的直流电发送到所述 负载设备。
7. 如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括 携带所述预充电接入装置移动的机架。
8. 如权利要求5或7所述的装置，其特征在于，所述预充电保护器件包括滤波电路，与整流变换功率器件及预充电电路连接，用于在预充电电路控制下，根据所 述整流变换功率器件的输出电压与所述负载设备连接端电压的压差进行滤波充电；预充电电路，与滤波电路及输入输出连接器件连接，用于控制所述滤波电路充电，并在 所述滤波电路充电后进行保护。
9. 如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述预充电电路包括位于两个端点之间的 并联电路，所述并联电路的第一端点连接所述输入输出连接器件的负电压输入端，第二端 点连接所述滤波电路中的滤波电容的一端，其中，所述并联电路中第一条并联电路为预充电控制电路，第二条并联电路为保护电路。
10. 如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述保护电路包括两个并联的子保护电 路，其中第一条子保护电路包括，串联的电阻及发光二极管LED指示灯； 第二条子保护电路包括，直流熔断器。
11.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述滤波电路包括滤波电容和滤波电感， 其中，所述滤波电感的一端与所述整流变换功率器件输出后的负电压输出端相连，所述滤波 电感的另一端与所述滤波电容的一端相连，所述滤波电容的另一端与所述整流变换功率器 件输出后的正电压输出端相连，并连接所述直流设备的正电压输入端。
专利摘要本实用新型公开了一种应急电源系统及预充电接入装置，用以解决现有技术直流供电系统供电过程中出现故障，导致负载设备掉电宕机的问题。该系统包括为所述系统中对应的负载设备供电的对应直流供电电源，以及为出现故障的直流供电电源对应的负载设备供电的应急直流供电电源，当该系统中为负载设备供电的直流供电电源出现故障时，可以采用该应急直流供电电源为该出现故障的直流供电电源对应的负载设备供电，因此本实用新型实施例提供的该应急电源系统可以有效的缩短处理直流供电系统出现故障的时间，从而提高了原有电源系统的供电保障能力。
文档编号H02M3/335GK201533190SQ200920271730
公开日2010年7月21日 申请日期2009年11月18日 优先权日2009年11月18日
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