一种直流限压不间断电源装置的制作方法

本发明涉及一种直流限压不间断电源装置。

背景技术：

现在很多设备都是用12v电源供电，而当有时用户身边没有合适的电压是12v的电源用户在户外活动身边刚好没有电源时设备就无法使用，或者市电停电的情况下设备无法使用或使用过程中突然停电导致有可能无法使用甚至有可能损坏设备，从而给客户带来无法估计的损失，这就要求有要能自动适应不同的输入电压或停电了还能给12v的设备正常工作使用的直流不间断电源。

因此，如何克服上述存在的缺陷，已成为本领域技术人员亟待解决的重要课题。

技术实现要素：

本发明克服了上述技术的不足，提供了一种直流限压不间断电源装置，其控制灵活，供电方便。

为实现上述目的，本发明采用了下列技术方案：

一种直流限压不间断电源装置，包括有供电输出接口1、用于线路切换的受控线路切换开关模块2、以及顺次电连接的直流电压输入接口3、用于只允许不大于d的电压通行的限压通行模块4、受控充电模块5、受控充电输出开关模块6、充电电池组模块7，所述直流电压输入接口3、充电电池组模块7分别通过所述受控线路切换开关模块2与所述供电输出接口1电连接，无电时所述受控线路切换开关模块2与所述充电电池组模块7接通，所述限压通行模块4输出端还分别连接有用于当限压通行模块4输出端电压大于a电压时才驱动所述受控充电模块5启动工作的充电启动控制模块51和才驱动所述受控充电输出开关模块6接通的充电开关控制模块8、用于当限压通行模块4输出端电压大于b电压时才驱动所述受控线路切换开关模块2与直流电压输入接口3接通和当限压通行模块4输出端电压大于c电压时断开受控线路切换开关模块2与直流电压输入接口3之间连接的电压比较器模块9，其中，a＜b＜c＜d，所述充电电池组模块7的输出电压在b电压与c电压之间。

如上所述的一种直流限压不间断电源装置，所述限压通行模块4包括有极性电容c1、电容c2、稳压管zd2、电阻r28、电阻r29、电阻r30、电阻r31、电阻r32、npn三极管q5、npn三极管q6、以及场效应管q7，所述稳压管zd2负极连接端与所述电阻r30一端、电阻r31一端、以及场效应管q7的s极相电连接后作为所述限压通行模块4正极输入端，所述稳压管zd2正极通过所述电阻r28与所述电阻r29一端、npn三极管q5的基极相电连接，所述电阻r30另一端与所述npn三极管q5的集电极、npn三极管q6的基极相电连接，所述电阻r31另一端与所述场效应管q7的g极、电r32一端相电连接，所述电r32另一端与所述npn三极管q6的发射极电连接，所述场效应管q7的d极与所述极性电容c1正极连接端、电容c2一端相电连接后作为所述限压通行模块4正极输出端，所述电阻r29另一端与所述npn三极管q5的发射极、npn三极管q6的发射极、极性电容c1负极连接端、电容c2另一端相电连接后作为所述限压通行模块4的负极输入端及负极输出端。

如上所述的一种直流限压不间断电源装置，所述充电启动控制模块51包括有稳压管zd1和电阻r1，所述稳压管zd1负极与所述限压通行模块4正极输出端相电连接，所述稳压管zd1正极与电阻r1一端相电连接后作为所述充电启动控制模块51控制信号输出端与所述受控充电模块5控制信号输入端相连，所述电阻r1另一端与所述限压通行模块4负极输出端相电连接。

如上所述的一种直流限压不间断电源装置，所述受控充电输出开关模块6包括有场效应管q1、电阻r16、电阻r17、以及npn三极管q2，所述场效应管q1的d极作为所述受控充电输出开关模块6的开关一连接端与所述受控充电模块5正极输入端相电连接，所述场效应管q1的s极与所述电阻r16一端相电连接后作为所述充电输出开关模块6的开关另一连接端与所述充电电池组模块7正极输入端相电连接，所述场效应管q1的g极与所述电阻r16另一端、电阻r17一端相电连接，所述电阻r17另一端与所述npn三极管q2的集电极相电连接，所述npn三极管q2的发射极与所述受控充电模块5负极输入端相电连接，所述npn三极管q2的基极作为所述受控充电输出开关模块6控制信号输入端与所述充电开关控制模块8控制信号输出端相电连接；所述充电开关控制模块8包括有二极管d1、电阻r14、以及电阻r15，所述二极管d1正极与所述限压通行模块4正极输出端相电连接，所述二极管d1负极与所述电阻r14一端相电连接，所述电阻r14另一端与所述电阻r15一端相电连接后作为所述充电开关控制模块8控制信号输出端与所述受控充电输出开关模块6控制信号输入端相电连接后，所述电阻r15另一端与所述受控充电模块5负极输出端相电连接。

如上所述的一种直流限压不间断电源装置，所述受控线路切换开关模块2包括有二极管d6、npn三极管q4、以及继电器k1，所述二极管d6的负极与所述继电器k1上继电器线圈一输入端相电连接后与继电器供电电压vc相连接，所述二极管d6的正极与所述继电器k1上继电器线圈另一输入端、npn三极管q4的集电极相电连接，所述npn三极管q4的基极作为受控线路切换开关模块2的控制信号输入端分别与所述第一电压比较器子模块91的控制信号输出端、第二电压比较器子模块92的控制信号输出端相电连接，所述npn三极管q4的发射极与所述限压通行模块4的负极输出端相电连接，所述继电器k1上开关的动触点与所述供电输出接口1相电连接、一组静触点与所述直流电压输入接口3相电连接、以及另一组静触点与所述充电电池组模块7相电连接；所述电压比较器模块9包括有第一电压比较器子模块91和第二电压比较器子模块92；所述第一电压比较器子模块91包括有电阻r23、电阻r24、电阻r25、电阻r26、电阻r27、稳压管u4、电容c10、运放芯片lm358-b、以及二极管d4，所述电阻r23一端与所述电阻r25一端相电连接后作为所述第一电压比较器子模块91的正极输入端与所述限压通行模块4的正极输出端电连接，所述电阻r23另一端与所述电阻r24一端、运放芯片lm358-b的正向输入端相电连接，所述电阻r25另一端与所述稳压管u4的负极连接端和参考电极连接端、电容c10一端、以及运放芯片lm358-b的反向输入端相电连接，所述电阻r24另一端与所述稳压管u4的正极连接端、电容c10另一端、电阻r27一端相电连接后作为所述第一电压比较器子模块91的负极输入端与所述限压通行模块4的负极输出端电连接，所述运放芯片lm358-b的运放信号输出端通过所述电阻r26与所述二极管d4正极相电连接，所述二极管d4负极与所述电阻r27另一端相连接后作为所述第一电压比较器子模块91的控制信号输出端与所述受控线路切换开关模块2的控制信号输入端相连接；所述第二电压比较器子模块92包括有电阻r18、电阻r19、电阻r20、电阻r21、电阻r22、稳压管u3、电容c9、运放芯片lm358-a、二极管d5、以及npn三极管q3，所述电阻r18一端与所述电阻r20一端相电连接后作为所述第二电压比较器子模块92的正极输入端与所述限压通行模块4的正极输出端电连接，所述电阻r18另一端与所述电阻r19一端、运放芯片lm358-a的正向输入端相电连接，所述电阻r20另一端与所述稳压管u4的负极连接端和参考电极连接端、电容c9一端、以及运放芯片lm358-a的反向输入端相电连接，所述电阻r19另一端与所述稳压管u3的正极连接端、电容c9另一端、电阻r22一端、npn三极管q3的发射极相电连接后作为所述第二电压比较器子模块92的负极输入端与所述限压通行模块4的负极输出端电连接，所述运放芯片lm358-a的运放信号输出端通过所述电阻r21与所述二极管d5正极相电连接，所述二极管d5负极与所述电阻r22、npn三极管q3的基极相电连接，所述npn三极管q3的集电极作为所述第二电压比较器子模块92的控制信号输出端与所述受控线路切换开关模块2的控制信号输入端相连接。

如上所述的一种直流限压不间断电源装置，所述a为5v,b为10v，c为16v，d为30v。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本案结构简单易实现，控制灵活方便，当直流电压输入接口上电压大于d电压时，其不能通过所述限压通行模块输出，从而起到输入过压保护功能；当限压通行模块输出端没电或电压不大于a电压时，该电压不足以充电使用和不足以驱动用电设备，如此，所述受控充电模块没有启动和所述受控充电输出开关模块没有接通，充电电池组模块不会通过受控充电输出开关模块而向受控充电模块方向放电，从而减小损耗，充电电池组模块通过受控线路切换开关模块将所储存的电能输出给用电设备，其有效实现不间断电源功能；当输入电压在a电压与d电压之间时，充电开关控制模块检测到有电输入，受控充电输出开关模块导通，受控充电模块通过受控充电输出开关模块向充电电池组模块充电，并且，当输入电压在b电压与c电压之间时，对于用电设备来说，这样的电压可以直接使用，如此，第一电压比较器子模块驱动所述受控线路切换开关模块进行线路切换，使所述供电输出接口通过受控线路切换开关模块与所述直流电压输入接口接通，其具有突出的实质性特点和显著的进步；而当输入电压在a电压与b电压之间或在c电压与d电压之间时，对于用电设备来说，这样的电压不适合直接使用，外部直流电都只能先通过受控充电模块给充电电池组模块，然后充电电池组模块再通过受控线路切换开关模块向用电设备供电，其便于向用电设备输出大小适合的电压，其具有突出的实质性特点和显著的进步。

附图说明

图1是本案的结构示图。

图2是本案的电路示意图之一。

图3是本案的电路示意图之二。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-图3所示，一种直流限压不间断电源装置，包括有供电输出接口1、用于线路切换的受控线路切换开关模块2、以及顺次电连接的直流电压输入接口3、用于只允许不大于d的电压通行的限压通行模块4、受控充电模块5、受控充电输出开关模块6、充电电池组模块7，所述直流电压输入接口3、充电电池组模块7分别通过所述受控线路切换开关模块2与所述供电输出接口1电连接，无电时所述受控线路切换开关模块2与所述充电电池组模块7接通，所述限压通行模块4输出端还分别连接有用于当限压通行模块4输出端电压大于a电压时才驱动所述受控充电模块5启动工作的充电启动控制模块51和才驱动所述受控充电输出开关模块6接通的充电开关控制模块8、用于当限压通行模块4输出端电压大于b电压时才驱动所述受控线路切换开关模块2与直流电压输入接口3接通和当限压通行模块4输出端电压大于c电压时断开受控线路切换开关模块2与直流电压输入接口3之间连接的电压比较器模块9，其中，a＜b＜c＜d，所述充电电池组模块7的输出电压在b电压与c电压之间。

如上所述，本案结构简单易实现，控制灵活方便，当直流电压输入接口3上电压大于d电压时，其不能通过所述限压通行模块4输出，从而起到输入过压保护功能；当限压通行模块4输出端没电或电压不大于a电压时，该电压不足以充电使用和不足以驱动用电设备，如此，所述受控充电模块5没有启动和所述受控充电输出开关模块6没有接通，充电电池组模块7不会通过受控充电输出开关模块6而向受控充电模块5方向放电，从而减小损耗，充电电池组模块7通过受控线路切换开关模块2将所储存的电能输出给用电设备，其有效实现不间断电源功能；当输入电压在a电压与d电压之间时，充电开关控制模块8检测到有电输入，受控充电输出开关模块6导通，受控充电模块5通过受控充电输出开关模块6向充电电池组模块7充电，并且，当输入电压在b电压与c电压之间时，对于用电设备来说，这样的电压可以直接使用，如此，第一电压比较器子模块91驱动所述受控线路切换开关模块2进行线路切换，使所述供电输出接口1通过受控线路切换开关模块2与所述直流电压输入接口3接通，其具有突出的实质性特点和显著的进步；而当输入电压在a电压与b电压之间或在c电压与d电压之间时，对于用电设备来说，这样的电压不适合直接使用，外部直流电都只能先通过受控充电模块5给充电电池组模块7，然后充电电池组模块7再通过受控线路切换开关模块2向用电设备供电，其便于向用电设备输出大小适合的电压，其具有突出的实质性特点和显著的进步。

如上所述，具体实施时，所述限压通行模块4包括有极性电容c1、电容c2、稳压管zd2、电阻r28、电阻r29、电阻r30、电阻r31、电阻r32、npn三极管q5、npn三极管q6、以及场效应管q7，所述稳压管zd2负极连接端与所述电阻r30一端、电阻r31一端、以及场效应管q7的s极相电连接后作为所述限压通行模块4正极输入端，所述稳压管zd2正极通过所述电阻r28与所述电阻r29一端、npn三极管q5的基极相电连接，所述电阻r30另一端与所述npn三极管q5的集电极、npn三极管q6的基极相电连接，所述电阻r31另一端与所述场效应管q7的g极、电r32一端相电连接，所述电r32另一端与所述npn三极管q6的发射极电连接，所述场效应管q7的d极与所述极性电容c1正极连接端、电容c2一端相电连接后作为所述限压通行模块4正极输出端，所述电阻r29另一端与所述npn三极管q5的发射极、npn三极管q6的发射极、极性电容c1负极连接端、电容c2另一端相电连接后作为所述限压通行模块4的负极输入端及负极输出端。

如上所述，本案通过限压通行模块4实现了过压保护，当输入电压大于d电压时，稳压管zd导通，通过电阻r28、电阻r29的分压点来驱动npn三极管q5导通，从而使npn三极管q6截止，导致场效应管q7的g极电压被电阻r31上拉，导致场效应管q7截止，限压通行模块4没输出。

如上所述，所述充电启动控制模块51包括有稳压管zd1和电阻r1，所述稳压管zd1负极与所述限压通行模块4正极输出端相电连接，所述稳压管zd1正极与电阻r1一端相电连接后作为所述充电启动控制模块51控制信号输出端与所述受控充电模块5控制信号输入端相连，所述电阻r1另一端与所述限压通行模块4负极输出端相电连接。

如上所述，当限压通行模块4正极输出端电压大于a电压时，所述稳压管zd1与电阻r1之间连接点电压才为高电平，从而控制受控充电模块5启动工作，否则受控充电模块5不工作，其实现对受控充电模块5的低压保护功能。

如上所述，具体实施时，所述受控充电输出开关模块6包括有场效应管q1、电阻r16、电阻r17、以及npn三极管q2，所述场效应管q1的d极作为所述受控充电输出开关模块6的开关一连接端与所述受控充电模块5正极输入端相电连接，所述场效应管q1的s极与所述电阻r16一端相电连接后作为所述充电输出开关模块6的开关另一连接端与所述充电电池组模块7正极输入端相电连接，所述场效应管q1的g极与所述电阻r16另一端、电阻r17一端相电连接，所述电阻r17另一端与所述npn三极管q2的集电极相电连接，所述npn三极管q2的发射极与所述受控充电模块5负极输入端相电连接，所述npn三极管q2的基极作为所述受控充电输出开关模块6控制信号输入端与所述充电开关控制模块8控制信号输出端相电连接，所述充电开关控制模块8包括有二极管d1、电阻r14、以及电阻r15，所述二极管d1正极与所述限压通行模块4正极输出端相电连接，所述二极管d1负极与所述电阻r14一端相电连接，所述电阻r14另一端与所述电阻r15一端相电连接后作为所述充电开关控制模块8控制信号输出端与所述受控充电输出开关模块6控制信号输入端相电连接后，所述电阻r15另一端与所述受控充电模块5负极输出端相电连接。

如上所述，本案通过充电开关控制模块8通过分压电路来控制受控充电输出开关模块6上场效应管q1是否接通，其实现方便。

如上所述，具体实施时，所述受控线路切换开关模块2包括有二极管d6、npn三极管q4、以及继电器k1，所述二极管d6的负极与所述继电器k1上继电器线圈一输入端相电连接后与继电器供电电压vc相连接，所述二极管d6的正极与所述继电器k1上继电器线圈另一输入端、npn三极管q4的集电极相电连接，所述npn三极管q4的基极作为受控线路切换开关模块2的控制信号输入端分别与所述第一电压比较器子模块91的控制信号输出端、第二电压比较器子模块92的控制信号输出端相电连接，所述npn三极管q4的发射极与所述限压通行模块4的负极输出端相电连接，所述继电器k1上开关的动触点与所述供电输出接口1相电连接、一组静触点与所述直流电压输入接口3相电连接、以及另一组静触点与所述充电电池组模块7相电连接；所述电压比较器模块9包括有第一电压比较器子模块91和第二电压比较器子模块92；所述第一电压比较器子模块91包括有电阻r23、电阻r24、电阻r25、电阻r26、电阻r27、稳压管u4、电容c10、运放芯片lm358-b、以及二极管d4，所述电阻r23一端与所述电阻r25一端相电连接后作为所述第一电压比较器子模块91的正极输入端与所述限压通行模块4的正极输出端电连接，所述电阻r23另一端与所述电阻r24一端、运放芯片lm358-b的正向输入端相电连接，所述电阻r25另一端与所述稳压管u4的负极连接端和参考电极连接端、电容c10一端、以及运放芯片lm358-b的反向输入端相电连接，所述电阻r24另一端与所述稳压管u4的正极连接端、电容c10另一端、电阻r27一端相电连接后作为所述第一电压比较器子模块91的负极输入端与所述限压通行模块4的负极输出端电连接，所述运放芯片lm358-b的运放信号输出端通过所述电阻r26与所述二极管d4正极相电连接，所述二极管d4负极与所述电阻r27另一端相连接后作为所述第一电压比较器子模块91的控制信号输出端与所述受控线路切换开关模块2的控制信号输入端相连接；所述第二电压比较器子模块92包括有电阻r18、电阻r19、电阻r20、电阻r21、电阻r22、稳压管u3、电容c9、运放芯片lm358-a、二极管d5、以及npn三极管q3，所述电阻r18一端与所述电阻r20一端相电连接后作为所述第二电压比较器子模块92的正极输入端与所述限压通行模块4的正极输出端电连接，所述电阻r18另一端与所述电阻r19一端、运放芯片lm358-a的正向输入端相电连接，所述电阻r20另一端与所述稳压管u4的负极连接端和参考电极连接端、电容c9一端、以及运放芯片lm358-a的反向输入端相电连接，所述电阻r19另一端与所述稳压管u3的正极连接端、电容c9另一端、电阻r22一端、npn三极管q3的发射极相电连接后作为所述第二电压比较器子模块92的负极输入端与所述限压通行模块4的负极输出端电连接，所述运放芯片lm358-a的运放信号输出端通过所述电阻r21与所述二极管d5正极相电连接，所述二极管d5负极与所述电阻r22、npn三极管q3的基极相电连接，所述npn三极管q3的集电极作为所述第二电压比较器子模块92的控制信号输出端与所述受控线路切换开关模块2的控制信号输入端相连接。

如上所述，如上所述，当输入电压在b电压与c电压之间时，对于用电设备来说，这样的电压可以直接使用，所述第一电压比较器模块9中运放芯片lm358-b输出高电平，使所述受控线路切换开关模块2上npn三极管q4导通，从而驱动所述受控线路切换开关模块2的继电器k1线圈接通电源，使供电输出接口1通过受控线路切换开关模块2与直流电压输入接口3接通；而当输入电压大于c电压时，对于用电设备来说，这样的电压过高而不适合直接使用，所述第二电压比较器模块10上运放芯片lm358-a输出高电平，使npn三极管q3导通，从而强制拉低所述受控线路切换开关模块2上npn三极管q4基极电压，npn三极管q4截止，受控线路切换开关模块2复位断开与所述直流电压输入接口3的连接，充电电池组模块7通过受控线路切换开关模块2向用电设备供电。

如上所述，具体实施时，所述a为5v,b为10v，c为16v，d为30v。

如上所述，本案保护的是一种直流限压不间断电源装置，一切与本案结构相同或相近的技术方案都应示为落入本案的保护范围内。