专利名称：一种单相互动式eps电源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及EPS电源，具体涉及一种单相互动式EPS电源。
背景技术：
随着社会的进步和发展，环境要求的不断提高，消防安全也越来越被人们重视。EPS电源作为一种可靠的应急供电源，可以灵活的运用在消防供电回路末端、个别重要场合等。总之，EPS电源的使用，为消防安全提供了更有力的保障。而EPS电源因为要保证消防安全供电，在市电出现故障或火灾等紧急情况下可提供后备电力，所以配置有后备蓄电池组。在市电正常时给负载供电的同时还给蓄电池充电，市电异常时要将蓄电池组的电逆变供电给负载。可见，现有的EPS电源都配置有充电器和逆变器两部分，分别用于给蓄电池组充电和用于将蓄电池组的电力逆变输出，但是，这样的EPS电源电路构成比较复杂，且成本闻。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题，就是提供一种电路结构简单、成本低的单相互动式EPS电源。为解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案如下一种单相互动式EPS电源，其特征在于它包括市电输入、滤波电路、第一切换电路、第二切换电路、市电输入采样电路、输出采样电路、蓄电池组、电池采样电路、逆变器和控制电路，市电输入一路依次经滤波电路、第二切换电路后交流输出，市电输入另一路依次经市电输入采样电路、控制电路、逆变器、第一切换电路后交流输出；输出采样电路接入控制模块反馈交流输出；蓄电池组一路接入逆变器，蓄电池组另一路经电池采样电路后接入控制模块；所述控制电路具有切换控制第一、第二切换电路的相应控制端，该控制电路根据市电输入采样电路、输出采样电路、电池采样电路的采样信号来控制第一、第二切换电路接入或断开交流输出；所述控制电路还具有用于蓄电池组整流充电和逆变器逆变驱动的SPWM驱动信号输出端，对应驱动逆变器整流后给蓄电池组充电和驱动逆变器逆变输出。本实用新型所述第一切换电路、第二切换电路均采用继电器，第一切换电路的继电器触点串接于滤波电路的输出端，第二切换电路的继电器触点串接于逆变器的逆变输出端上。本实用新型所述滤波电路为并接于市电输入的火线和零线之间的滤波电容。本实用新型所述交流输出的火线上耦合有电流采样互感器，用于输出采样电路的电流采样。本实用新型所述控制电路包括单片机以及分别与单片机连接的A/D转换模块、频率捕捉模块、PWM模块和控制信号I/O 口，所述市电输入米样电路、输出米样电路、电池米样电路的输出端分别接入A/D转换模块的输入端,所述市电输入米样电路、市电输出米样电路还分别接入频率捕捉模块，所述PWM模块的输出端接至逆变器的驱动信号输入端，所述切换电路的控制端与控制信号I/O 口的相应端口相连；通过单片机分析处理经A/D转换模块转换输入的单相市电输入、输出的电压和相位以及蓄电池组的电压，同时分析处理经频率捕捉模块捕捉输入的市电输入、输出频率；由单片机控制PWM模块输出SPWM驱动信号驱动逆变器，并控制第一、第二切换电路接通或断开交流输出。本实用新型所述单相互动式EPS电源还包括用于显示报警的显示单元，该显示单元的显示输入端与控制电路的相应输出端相连。本实用新型相比于现有技术的有益效果本EPS电源通过继电器形式的第一、第二切换电路实现单相在线互动式EPS，逆变器同时用于给蓄电池充电和用于将蓄电池直流电逆变输出，电路结构简单，成本低、效率闻。
图I是本实用新型具体实施例EPS电源的连接示意框图；图2是本实用新型具体实施例EPS电源的电路原理图；图3是本实用新型具体实施例控制电路的连接示意图。
具体实施方式
如图I所示的一种单相互动式EPS电源，它包括市电输入、滤波电路、第一切换电路、第二切换电路、市电输入采样电路、输出采样电路、蓄电池组、电池采样电路、逆变器和控制电路，市电输入一路依次经滤波电路、第二切换电路后交流输出，市电输入另一路依次经市电输入采样电路、控制电路、逆变器、第一切换电路后交流输出；输出采样电路接入控制模块反馈交流输出；蓄电池组一路接入逆变器，蓄电池组另一路经电池采样电路后接入控制模块；控制电路具有切换控制第一、第二切换电路的相应控制端，该控制电路根据市电输入采样电路、输出采样电路、电池采样电路的采样信号来控制第一、第二切换电路接入或断开交流输出；控制电路还具有用于蓄电池组整流充电和逆变器逆变驱动的SPWM驱动信号输出端，对应驱动逆变器整流后给蓄电池组充电和驱动逆变器逆变输出。当市电正常时，市电输入通过滤波电路滤波后，通过第二切换电路供给交流输出，同时控制电路对市电输入进行采样运算，控制第一切换电路接通闭合，控制逆变器用市电输入整流给蓄电池组充电。当市电异常时，控制电路控制第二切换电路断开市电，第一切换电路接通闭合，逆变器将蓄电池电力变换成交流电通过第一切换电路输出给负载。如图2所示，第一切换电路、第二切换电路均采用继电器，对应依次是继电器RY1、继电器RY2，第一切换电路的继电器触点串接于滤波电路的输出端，第二切换电路的继电器触点串接于逆变器的逆变输出端上。本实施例的滤波电路为并接于市电输入的火线和零线之间的滤波电容C15。在交流输出的火线上I禹合有电流米样互感器CTl,用于输出米样电路的电流采样。图2中，INPUT-L为市电输入的火线接线端子，INPUT-N为市电输的零线接线端子，OUT-L为输出火线接线端子，OUT-N为输出的零线接线端子，BAT+为蓄电池组正极接线端子；BAT-为电池组负极接线端子；C15为市电输入滤波电容器；RY1为第一切换电路的继电器，CHG-ON为切换第一切换电路的控制信号，由控制电路的相应控制端输出；RY2为第二切换电路的继电器，CONV为切换第二切换电路的切换控制信号，由控制电路的相应控制端输出；T1为逆变器转换变压器，C7为逆变器的滤波电容；CT1为输出电流采样互感器，I-OUT为输出电流采样信号；Q3、Q9、Q7、QlO为IGBT管；C3、C4为直流总线滤波电容器；I-SEN为充电电流采样信号。SPWMl、SPWM2、SPWM3、SPWM4为逆变器的驱动信号。市电输入经滤波电容C15滤波后送到继电器RY2上，同时市电输入采样电路将输入的市电送给控制电路的A/D转换模块，经单片机进行运算处理，判断市电的电压、频率正常时送出切换控制信号C0NV，经电阻R34驱动开关管Q18控制继电器RY2吸合，再通过电路采用互感器CTl输出给控制电路的单片机的A/D转换端口，经单片机进行运算处理，判断输出的负载功率，过载或短路时立即保护断开继电器RY2 ;市电正常时直接市电输出，同时控制电路送出切换控制信号CHG-ON控制继电器RYl吸合，市电连接到逆变器的变压器Tl的次级绕组上，通过变压器耦合给初级绕组，输出给变换IGBT管Q3、Q9、Q7、Q10,同时控制电路发出用于给蓄电池组充电整流的SPWM1、SPWM2、SPWM3、SPWM4驱动信号，驱动各开关管高频整流后给蓄电池组充电，同时控制电路通过对充电电路采样信号I-SEN进行采集，控制充电电流。当单片机检测到市电输入异常时，发出切换控制信号CONV断开继电器RY2，同时发出用于逆变器逆变的SPWMl、SPWM2、SPWM3、SPWM4驱动信号，通过各开关管组成的驱动电路驱动IGBT管Q3、Q9、Q7、QlO进行全桥逆变，通过变压器Tl耦合输出，并由变压器Tl的漏感和输出滤波电容C7组成LC滤波，将SPWM波滤成纯正的正弦波交流输出，交流输出通过电流采样互感器CTl进行负载功率采样，当输出过载或短路时关闭逆变SPWM驱动信号，停止输出保护。如图3所示，控制电路包括单片机以及分别与单片机连接的A/D转换模块、频率捕捉模块、PWM模块和控制信号I/O 口，市电输入米样电路、输出米样电路、电池米样电路的输出端分别接入A/D转换模块的输入端，市电输入采样电路、市电输出采样电路还分别接入频率捕捉模块，PWM模块的输出端接至逆变器的驱动信号输入端，切换电路的控制端与控制信号I/O 口的相应端口相连；通过单片机分析处理经A/D转换模块转换输入的单相市电输入、输出的电压和相位以及蓄电池组的电压，同时分析处理经频率捕捉模块捕捉输入的市电输入、输出频率；由单片机控制PWM模块输出SPWM驱动信号驱动逆变器，并控制第一、第二切换电路接通或断开交流输出。本实施例中，控制电路采用具有A/D转换模块、频率捕捉模块、PWM模块和控制信号I/O 口的单片机，该单片机的芯片型号为M054LAN，利用其内部的16位定时器和PWM模块可以产生两组互补有死区的四路SPWM驱动信号。同时根据对输出电压的采样对SPWM的脉冲宽度进行调节，实现对输出的稳压，根据对输入频率和相位的测量，跟踪调节而实现锁相。本单相互动式EPS电源还包括用于显示报警的显示单元,该显示单元的显示输入端与控制电路的相应输出端相连。上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围；即凡依本实用新型内容所作的变化与变型，都为本实用新型权利要求所要求保护的范围所涵盖。
权利要求1.一种单相互动式EPS电源,其特征在于它包括市电输入、滤波电路、第一切换电路、第二切换电路、市电输入采样电路、输出采样电路、蓄电池组、电池采样电路、逆变器和控制电路，市电输入一路依次经滤波电路、第二切换电路后交流输出，市电输入另一路依次经市电输入采样电路、控制电路、逆变器、第一切换电路后交流输出；输出采样电路接入控制模块反馈交流输出；蓄电池组一路接入逆变器，蓄电池组另一路经电池采样电路后接入控制模块；所述控制电路具有切换控制第一、第二切换电路的相应控制端，该控制电路根据市电输入采样电路、输出采样电路、电池采样电路的采样信号来控制第一、第二切换电路接入或断开交流输出；所述控制电路还具有用于蓄电池组整流充电和逆变器逆变驱动的SPWM驱动信号输出端，对应驱动逆变器整流后给蓄电池组充电和驱动逆变器逆变输出。
2.根据权利要求I所述的单相互动式EPS电源，其特征在于所述第一切换电路、第二切换电路均采用继电器，第一切换电路的继电器触点串接于滤波电路的输出端，第二切换电路的继电器触点串接于逆变器的逆变输出端上。
3.根据权利要求2所述的单相互动式EPS电源，其特征在于所述滤波电路为并接于市电输入的火线和零线之间的滤波电容。
4.根据权利要求3所述的单相互动式EPS电源，其特征在于所述交流输出的火线上耦合有电流采样互感器，用于输出采样电路的电流采样。
5.根据权利要求1-4任一项所述的单相互动式EPS电源，其特征在于所述控制电路包括单片机以及分别与单片机连接的A/D转换模块、频率捕捉模块、PWM模块和控制信号I/O 口，所述市电输入采样电路、输出采样电路、电池采样电路的输出端分别接入A/D转换模块的输入端，所述市电输入采样电路、市电输出采样电路还分别接入频率捕捉模块，所述PWM模块的输出端接至逆变器的驱动信号输入端，所述切换电路的控制端与控制信号I/O口的相应端口相连；通过单片机分析处理经A/D转换模块转换输入的单相市电输入、输出的电压和相位以及蓄电池组的电压，同时分析处理经频率捕捉模块捕捉输入的市电输入、输出频率；由单片机控制PWM模块输出SPWM驱动信号驱动逆变器，并控制第一、第二切换电路接通或断开交流输出。
6.根据权利要求5所述的单相互动式EPS电源，其特征在于所述单相互动式EPS电源还包括用于显示报警的显示单元，该显示单元的显示输入端与控制电路的相应输出端相连。
专利摘要本实用新型公开了一种单相互动式EPS电源，它包括市电输入、滤波电路、第一切换电路、第二切换电路、市电输入采样电路、输出采样电路、蓄电池组、电池采样电路、逆变器和控制电路，市电输入一路依次经滤波电路、第二切换电路后交流输出，市电输入另一路依次经市电输入采样电路、控制电路、逆变器、第一切换电路后交流输出；所述控制电路根据市电输入采样电路、输出采样电路、电池采样电路的采样信号来控制第一、第二切换电路接入或断开交流输出；所述控制电路还具有用于蓄电池组整流充电和逆变器逆变驱动的SPWM驱动信号输出端，对应驱动逆变器整流后给蓄电池组充电和驱动逆变器逆变输出。本实用新型电路结构简单、成本低。
文档编号H02J7/02GK202737569SQ201220406870
公开日2013年2月13日 申请日期2012年8月16日 优先权日2012年8月16日
发明者张延胜, 潘世高, 黄敏 申请人:佛山市柏克新能科技股份有限公司