具有多输入电源的车载ups系统的制作方法
【专利摘要】具有多输入电源的车载UPS系统是一种能可靠实现有发电机输入、风能发电输入、市电输入、太阳能输入的电源智能转换器,与接线端子相连接的输入检测单元分别通过四路电压传感器对四路外电源输入电压进行检测，检测后的数据送入微处理器采集处理单元，由微处理器采集处理单元对检测到的数据进行分析处理。微处理器采集处理单元将分析处理的结果通过显示单元予以显示，显示内容有输入电源类型、输入电压高低及高低压报警显示，微处理器采集处理单元将分析处理的结果向切换单元发出动作指令，打开相应通路将四路外电源输入电压中的一路送往UPS主机，切换单元中的执行器件是一种具有节能、降耗的理想开关器件磁保持继电器。
【专利说明】具有多输入电源的车载UPS系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种UPS设备，特别是一种移动通信设备中所使用的UPS。
【背景技术】
[0002]随着现代信息技术的高速发展，目前移动通信设备(专指在移动中的车辆、船舶)系统通信网络化、系统化要求越来越高，重要性越来越明显，各种设备之间的连接关系日益复杂，操作繁琐。对于重要的移动专用UPS电源，为防止在移动中出现电源故障，从而使整个供电系统失电而导致设备瘫痪，输入电源是保障和关键。目前，移动专用UPS电源系统输入电源主要有市电交流电、发电机供电手段，并要求市电供电优先，并需要多种供电保护方式；各种供电方式经车内电源分线箱向系统设备供电；目前，在这样的电源转换系统中有手动切换和自动切换两种，配电设备中配有各个供电电源的指示灯，指示灯亮表示相应的供电源供电。因此，配电设备内部空间拥挤，系统的接线复杂，内部空间拥挤，可靠性不高，维护难度大。
【发明内容】
[0003]本发明目的是为了克服现有的控制设备的缺点而提供了一种能可靠实现各种输入供电电源(包括风能发电、太阳能)的输入电源智能转换器，具有多输入电源的车载UPS系统是保证车上系统正常工作的关键设备，其质量直接决定移动车船系统工作的质量。
[0004]本发明的技术内容为:一种具有多输入电源的车载UPS系统其特征包括四路外电源输入有发电机输入1、风能发电输入2、市电输入3、太阳能输入4这四路外电源输入分别与之接驳的输入接线端子相连接，输入接线端子的四路外电源与切换开关单元10相连接；同时分别与输入检测传感器6、7、8、9相连接；输入检测传感器6、7、8、9输出送到输入检测单元5，输入检测单元5经过数据处理变换将数据送入微处理器处理单元15 ;微处理器处理单元15与键盘16连接接收其输入信号；微处理器处理单元15与显示单元17相连接，将需要显示的数据送往显示屏；微处理器处理单元15与切换开关单元10连接，送出执行指令开启或关闭相应输入通道；切换开关单兀10将发电机输入1、风能发电输入2、市电输入3电压送入UPS主机12，经A/D和D/A变换输出稳定交流电压给负载；切换开关单元10将太阳能输入4送往蓄电池11对其进行充电；蓄电池11通过传感器14与微处理器处理单元15连接用于检测蓄电池11的电量；蓄电池11与继电器13连接，继电器13接收微处理器处理单元15的指令开启或关闭将蓄电池11与UPS主机12接入或断开；蓄电池11通过继电器18与UPS主机12连接，继电器18接受微处理器单元15命令接通或关断，在外部交流正常供电时继电器18触点闭合对其充电，当蓄电池电压超过设定值时继电器18触点断开停止对其充电。
[0005]本发明进一步技术内容为:与接线端子相连接的输入检测单元分别通过四路电压传感器对四路外电源输入电压进行检测，检测后的数据送入微处理器采集处理单元，由微处理器采集处理单元对检测到的数据进行分析处理。
[0006]本发明进一步技术内容为:微处理器采集处理单元将分析处理的结果通过显示单元予以显示，显示内容有输入电源类型、输入电压高低及高低压报警显示。
[0007]本发明进一步技术内容为:微处理器采集处理单元将分析处理的结果向切换单元发出动作指令，打开相应通路将四路外电源输入电压中的一路送往UPS主机。
[0008]本发明进一步技术内容为:切换单元中的执行器件为磁保持继电器。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1:系统整体框图
图2:切换开关单兀电路原理图图3:磁保持驱动器控制原理图图4:传感器检测图5:输入电源选择软件流程图技术方案
本发明提供了一种具有多输入电源的车载UPS系统，如图1所示:它包括四路外电源输入有发电机输入1、风能发电输入2、市电输入3、太阳能输入4这四路外电源输入分别与之接驳的输入接线端子相连接，输入接线端子的四路外电源与切换开关单元10相连接；同时分别与输入检测传感器6、7、8、9相连接；输入检测传感器6、7、8、9将检测到的电量信号输出送到输入检测单元5，输入检测单元5经过数据处理变换将数据送入微处理器处理单元15 ;微处理器处理单元15根据输入检测单元5的输出信号进行分析判断，然后将分析判断结果送出执行指令给切换开关单元10，切换开关单元10根据接收到的指令开启或关闭相应输入通道，将发电机输入1、风能发电输入2、市电输入3电压送入UPS主机12，经A/D和D/A变换输出稳定交流电压给负载，如果检测到有太阳能输入，微处理器单元15将命令切换开关单元10将太阳能输入4送往蓄电池11对其进行充电。
[0010]蓄电池11通过传感器14与微处理器处理单元15连接，用于检测蓄电池11的电量，蓄电池11与继电器13连接，当微处理器单元检测到外部发电机输入1、风能发电输入2、市电输入3电压都断开时，立即发出指令让继电器13接通，蓄电池11电压通过继电器13触点送入UBS电源12的D/A转换器，将蓄电池的直流电压转换为交流电压输出继续为负载提供电源。
[0011]当微处理器单元15检测到蓄电池11电量低于设定值时，微处理器单元15发出命令让继电器13断开，使得蓄电池不会因深度放电而缩短寿命，从而保证蓄电池的安全使用寿命。
[0012]当微处理器单元15检测到外部发电机输入1、风能发电输入2、市电输入3其中任由一路输入时，微处理器单元15发出动作指令给转换开关单元10接通相应开关将输入电压送入UBS电源12，经A/D和D/A转换器后输出交流给负载，同时对蓄电池11进行充电，当微处理器单元15检测到蓄电池11电量高于设定值时，微处理器单元15发出命令让继电器18断开，使得蓄电池不会因过度充电而缩短寿命，从而保证蓄电池的安全使用寿命。
[0013]微处理器处理单元15与键盘16连接接收其输入信号，按键用于对输入电源电压的过压及欠压数值的设定，对蓄电池电压的上下限设置；微处理器处理单元15与显示单元17相连接，将需要显示的数据送往显示屏，显示输入电源电压高低及类型，显示蓄电池电压坐寸O
[0014]图2切换开关单元电路原理图，图中IC2/IC3/IC4/IC5为4片BL8023双向继电器驱动集成电路，用于控制磁保持继电器的工作，它具有输出电流大，静态功耗小的特点。工作电压在5-16V静态功耗电流<10nA，输入高低转换电平在2V左右，与各种单片机兼容，工作温度适用范围:_40°C — 80°C。
[0015]J1/J2/J3/J4是磁保持继电器，磁保持继电器作为继电器的一种，也是一种自动开关，对电路起自动接通和切断作用，所不同的是，磁保持继电器的常闭常开作用完全是依赖永久磁钢的作用，其开关状态的转换是靠一定量的脉冲电信号的触发而完成的，因此，具有省电节能、性能稳定、体积小、承载能力大的特点，比一般电磁继电器性能优越。
[0016]微处理器输出口 Pl.0到Pl.7输出控制信号给BL8023双向继电器驱动集成电路驱动磁保持继电器的动作，具体分析见图3电路。
[0017]图3是磁保持驱动器控制原理图，这只是其中的一路，其它的几路工作原理一样。微处理器输出经驱动电路和二极管Dl、D2经电阻Rl、R2到地，保持低电平。这样当在A端加高电平时，磁保持继电器动作，触点I和2及3和4接通，220V电压经触点输出，反之在B端加高电平，磁保持继电器复归，触点I和2及3和4断开，220V电压无法经触点输出，BL8023双向继电器驱动集成电路管脚功能如下:
3P:输入A.接触发脉冲，也可接电平触发；
7P:输入B.接触发脉冲，也可接电平触发；
2P、6P是空脚;
IP:输出QA接继电器的线包一端；
5P:输入QB接继电器的线包另一端；
8P: Vdd加继电器工作电压正端；
4P:V ss加继电器工作电压负端。
[0018]图4是传感器检测原理框图,在图中外部发电机输入、风能发电输入、市电输入、太阳能输入分别经过4个采样电压传感器采样，采样得到的的信号输入微处理器，在软件控制下进行分析处理后输出。
[0019]本发明中，所述检测电路中主芯片采用型号为P89C669FA的微处理器芯片。
[0020]本发明所述电源包括单相市电、发电机、风能发电、太阳能电池。
[0021]有益效果:本发明所述的具有多输入电源的车载UPS系统自动化程度高，无需人工操作，各种供电输入时能自动完成检测切换加电功能，实现了各种供电源优先顺序供电控制功能，并且可根据用户需求随时可灵活方便的更改程序控制方式，而且该具有多输入电源的车载UPS系统所需空间体积较小，结构设计简单，接线方便，可维护性、可靠性、可扩展性高，而且其具有过压、欠压等保护功能，有效地保证了系统供电和配电的安全性和可靠性。
[0022]本发明软件采用C语言编写，软件分多个功能模块，程序较大在此就不予以详细阐述，图5只是其中功能模块的一个。
[0023]本说明书未作详细描述的内容属于本领域技术人员公知的现有技术，虽然本发明己通过有关的实施案例进行了图示和描述，但是，本专业技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化，因此本发明的保护范围当以权利要求书为准。
【权利要求】
1.一种具有多输入电源的车载UPS系统其特征在于:包括四路外电源输入有发电机输入(I)、风能发电输入(2)、市电输入(3)、太阳能输入(4)这四路外电源输入分别与之接驳的输入接线端子相连接，输入接线端子的四路外电源与切换开关单元(10)相连接；同时分别与输入检测传感器(6)、(7)、(8)、(9)相连接；输入检测传感器(6)、(7)、(8)、(9)输出送到输入检测单元(5)，输入检测单元(5)经过数据处理变换将数据送入微处理器处理单元(15);微处理器处理单元(15)与键盘(16)连接接收其输入信号；微处理器处理单元(15)与显示单元(17)相连接，将需要显示的数据送往显示屏；微处理器处理单元(15)与切换开关单元(10)连接，送出执行指令开启或关闭相应输入通道；切换开关单元(10)将发电机输入(I)、风能发电输入(2 )、市电输入(3 )电压送入UPS主机(12 )，经A/D和D/A变换输出稳定交流电压给负载；切换开关单元(10)将太阳能输入(4)送往蓄电池(11)对其进行充电；蓄电池(11)通过传感器(14 )与微处理器处理单元(15 )连接用于检测蓄电池(11)的电量；蓄电池(11)与继电器(13)连接，继电器(13)接收微处理器处理单元(15)的指令开启或关闭将蓄电池(11)与UPS主机(12)接入或断开，蓄电池(11)通过继电器18与UPS主机(12)连接，继电器(18 )接受微处理器单元(15 )命令接通或关断，在外部交流正常供电时继电器(18)触点闭合对其充电，当蓄电池电压超过设定值时继电器(18)触点断开停止对其充电。
2.根据权利要求1所述一种具有多输入电源的车载UPS系统其特征在于:与接线端子相连接的输入检测单元分别通过四路电压传感器对四路外电源输入电压进行检测，检测后的数据送入微处理器采集处理单元，由微处理器采集处理单元对检测到的数据进行分析处理。
3.根据权利要求1所述一种具有多输入电源的车载UPS系统其特征在于:切换单元中的执行器件为磁保持继电器，节能降耗。
【文档编号】H02J9/00GK104426229SQ201310374921
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年8月26日 优先权日:2013年8月26日
【发明者】许祝, 蒋学军 申请人:重庆市星海电子有限公司