直流不间断电源及系统的制作方法

本实用新型涉及电子
技术领域：
，尤其涉及一种直流不间断电源及系统。
背景技术：
：目前，变电站、通讯基站及电厂等场所都采用直流电源作为其后备电源，电压等级为DC220V或DC110V，所以蓄电池组由多个蓄电池串联组成。所有保护装置均采用直流供电，如果直流系统出现问题，所有保护装置将会失效，造成无法估量的损失。而蓄电池组作为直流电源的核心，显的犹其重要，现价段蓄电池组使用的均为化学电池，绝大多数为铅酸电池；蓄电池在使用的过程中，随着时间的推移，蓄电池的性能会发生很大的变化，由于电池的离散性，容易出现某只电池过早失效的问题，如果一只电池出现故障，将造成整组电池无对外供电。为了解决这种情况，现有技术中设计了电池并联供电技术，即一只电池或几只电池对应一个充电装置及一个直流升压装置，这样的多个装置并联后对外供电，此种设计看似解决了单只电池损坏影响整组对外供电的问题，但是当馈线出现短路时，馈线开关过流跳闸需很大电流(10～20倍正常电流)，而直流升压装置输出电流一般不会太大，无法提供足够的能量将馈线开关跳开后继续供电，而且出于保护功率管考虑，直流升压装置会快速保护关机，从而造成整个直流系统断电。上述内容仅用于辅助理解本实用新型的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。技术实现要素：本实用新型的主要目的在于提供一种直流不间断电源及系统，旨在解决现有技术中馈线短路时馈线开关不能可靠跳闸导致整个直流系统断电的技术问题。为实现上述目的，本实用新型提供一种直流不间断电源，所述直流不间断电源包括变换装置、蓄能装置、直流升压装置及旁路输出装置；所述变换装置连接市电，所述变换装置还与所述蓄能装置及所述直流升压装置分别连接，所述旁路输出装置与所述蓄能装置连接，所述旁路输出装置还与直流系统连接，所述直流升压装置与所述直流系统连接；其中，所述变换装置，用于将输入电流转化成直流电，并将所述直流电传输给所述蓄能装置及所述直流升压装置；所述蓄能装置，用于通过所述变换装置充电，并在所述直流系统中馈线短路时为所述旁路输出装置提供短时冲击电流；所述旁路输出装置，用于在馈线短路时向所述直流系统传输所述短时冲击电流，以使馈线开关跳开；所述直流升压装置，用于在馈线正常或馈线开关跳开后将接收到的直流电进行升压后对所述直流系统供电。优选地，所述旁路输出装置包括二极管，所述二极管的阳极与所述蓄能装置连接，所述二极管的阴极与所述直流系统连接。优选地，所述二极管的最大整流电流根据所述直流系统所需电流确定。优选地，所述蓄能装置为蓄电池组或超级电容。优选地，当所述输入电流为交流电时，所述变换装置为交流直流变换器，当所述输入电流为直流电时，所述变换装置为直流变换器。优选地，所述直流不间断电源还包括检测模块，所述检测模块与所述变换装置并联。优选地，所述直流不间断电源还包括散热器，所述散热器与所述直流升压装置和/或所述变换装置连接。本实用新型还提出一种直流不间断电源系统，所述直流不间断电源系统包括如上所述的直流不间断电源。优选地，所述直流不间断电源系统包括至少2个直流不间断电源，所述直流不间断电源并联后对直流系统供电。优选地，所述直流不间断电源系统还包括通讯控制模块，所述通讯控制模块与所述蓄能装置连接。本实用新型通过变换装置将输入电流转化成直流电，并将直流电传输给蓄能装置及直流升压装置；蓄能装置通过变换装置充电，并在直流系统中馈线短路时为旁路输出装置提供短时冲击电流；旁路输出装置在馈线短路时向直流系统传输短时冲击电流，以使馈线开关跳开；直流升压装置在馈线正常或馈线开关跳开后将接收到的直流电进行升压后对直流系统供电，实现了当馈线回路因故障出现短路时，对外供电由旁路输出，旁路电源直接由蓄能装置提供，以提供足够的能量将馈线开关跳开，馈线开关跳开后继续由直流升压装置对直流系统供电，防止直流升压装置因短路保护导致直流系统断电。附图说明为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1是本实用新型一种直流不间断电源一实施例的功能模块图；图2是本实用新型一种直流不间断电源系统一实施例的结构示意图。附图标号说明：标号名称标号名称100变换装置300旁路输出装置200蓄能装置400直流升压装置本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。本实用新型提供一种直流不间断电源，参照图1，在一实施例中，所述直流不间断电源包括变换装置100、蓄能装置200、直流升压装置400及旁路输出装置300；所述变换装置100连接市电，所述变换装置100还与所述蓄能装置200及所述直流升压装置400分别连接，所述旁路输出装置300与所述蓄能装置200连接，所述旁路输出装置300还与直流系统连接，所述直流升压装置400与所述直流系统连接；其中，所述变换装置100，用于将输入电流转化成直流电，并将所述直流电传输给所述蓄能装置200及所述直流升压装置400；所述蓄能装置200，用于通过所述变换装置充电，并在所述直流系统中馈线短路时为所述旁路输出装置300提供短时冲击电流；所述旁路输出装置300，用于在馈线短路时向所述直流系统传输所述短时冲击电流，以使馈线开关跳开；所述直流升压装置400，用于在馈线正常或馈线开关跳开后将接收到的直流电进行升压后对所述直流系统供电。需要说明的是，所述变换装置100为交流直流变换器或直流变换器，具体地，当所述输入电流为交流电时，所述变换装置为交流直流变换器，当所述输入电流为直流电时，所述变换装置为直流变换器。应当理解的是，交流电通过交流直流变换器或直流变换器后，将交流电或直流电转换为直流电，在馈线正常时通过直流升压装置400为直流系统供电，同时也为蓄能装置200充电。所述蓄能装置200为蓄电池组或超级电容，通过蓄电池组或超级电容实现直流不间断电源蓄能，在馈线正常时，蓄能装置200不对直流系统供电。所述旁路输出装置300包括二极管，所述二极管的阳极与所述蓄能装置200连接，所述二极管的阴极与所述直流系统连接。需要说明的是，因为二极管与蓄能装置直接连接，所以旁路切换是零时间的，而且旁路电流是直接由蓄能装置提供的。进一步地，二极管的最大整流电流根据所述直流系统所需电流确定，以使所述旁路输出装置具有抗大电流冲击能力，从而在出现馈线短路时，可以可靠的把馈线开关断开。应该理解的是，旁路输出装置300直接使用并接，电路简单，体积小，价低廉，例如对于10A输出的直流不间断电源，可以配置200A的二极管，冲击输出电流可以达到3000A以上，完全满足需要。需要说明的是，现有设计中并无此二极管设计，当直流系统中馈线出现短路时，直流升压装置400无法提供足够的能量将馈线开关跳开后继续供电，通常会快速保护关机，从而造成整个直流系统断电。本实施例通过加二极管，且二极管由蓄能装置直接供电，可以在馈线短路时，先由直流升压装置400对直流系统供电，如果馈线开关仍不能断开，则由蓄能装置200通过二极管对直流系统供电，提供足够大的电流确保馈线开关跳开，以使直流升压装置400在馈线开关跳开后继续供电。所述直流升压装置400包括DC/DC升压电路，通过DC/DC升压变换将电压升压至直流系统需要的电压等级，本实施例中，直流升压装置400采用了比正常DC/DC升压装置更大容量的功率器件(如：开关管、MOS管等)，可以在0.1s时间内提供30倍的过载能力，在出现短路故障时仍能提供电流输出，在出现过载时10m内不关机。进一步地，虽然直流升压装置400使用了更大容量的功率器件，为减小整个直流不间断电源的体积，本实施例采用了较小的散热器，散热器可以设置于直流升压装置和/或所述变换装置，用于在直流不间断电源过载时不会因温度过高而损坏，在过载不大的时候可以支持相对更长的时间。进一步地，所述直流不间断电源还包括检测模块，所述检测模块与所述变换装置并联，用于检测所述变换装置的输入电压，并根据所述输入电压进行功率因子校正，以使所述变换装置输出稳定的电压。应当理解的是，通过检测模块，可以实现对变换装置的控制，实现对直流不间断电源的管理。本实用新型通过变换装置将输入电流转化成直流电，并将直流电传输给蓄能装置及直流升压装置；蓄能装置通过变换装置充电，并在直流系统中馈线短路时为旁路输出装置提供短时冲击电流；旁路输出装置在馈线短路时向直流系统传输短时冲击电流，以使馈线开关跳开；直流升压装置在馈线正常或馈线开关跳开后将接收到的直流电进行升压后对直流系统供电，实现了当馈线回路因故障出现短路时，对外供电由旁路输出，旁路电源直接由蓄能装置提供，以提供足够的能量将馈线开关跳开，馈线开关跳开后继续由直流升压装置对直流系统供电，防止直流升压装置因短路保护导致直流系统断电。本实用新型还提出一种直流不间断电源系统，所述直流不间断电源系统包括如上所述的直流不间断电源，所述直流不间断电源系统中的直流不间断电源的结构可参照上述实施例，在此不再赘述；可以理解的是，由于本实施例的直流不间断电源系统采用了上述直流不间断电源的技术方案，因此所述直流不间断电源系统具有上述所有的有益效果。参照图2，图2是本实用新型一种直流不间断电源系统一实施例的结构示意图。本实施例中，所述直流不间断电源系统包括至少2个直流不间断电源，所述直流不间断电源并联后对外供电。本实施例中，当输入为交流电时，变换装置100为AC/DC变换器，当然在输入为直流电时，变换装置100也可以为DC/DC变换器，本实施例对此不加以限制。应当理解的是，多个直流不间断电源并联输出，可以提供足够的电能，实N+1或N+2冗余备配置，大大增加了系统的可靠性或稳定性。进一步地，所述直流不间断电源系统还包括通讯控制模块，所述通讯控制模块与所述蓄能装置200连接，用于检测所述蓄能装置200的充放电状态，并根据所述充放电状态对所述蓄能装置200进行充电或放电控制，以实现远程维护。应当理解的是，因直流不间断电源系统是N+1或N+2并机工作的，停止其中一台直流不间断电源，是不会影响整个系统安全工作的，所以正常工作时可以通过后台通讯控制其中一台直流不间断电源对蓄能电池进行充、放电检验，从而实现电池的远程维护。本实施例通过将多个直流不间断电源进行并联输出，增加了系统供电的稳定性，通过通讯控制模块对每台直流不间断电源的电池进行充放电检验及控制，实现了对直流不间断电源的远程维护，延长了系统的使用寿命。以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
技术领域：
，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。当前第1页1 2 3