一种适用于消防应急的电源系统的制作方法

本实用新型涉及发电、变电或配电中，当出现正常工作条件的不希望有的变化时能完成自动切换的，专用于特种电机或电设备的或专用于电缆或线路系统分段保护的紧急保护电路装置的技术领域，特别涉及一种适用于消防应急的电源系统。

背景技术：

消防设备是目前保障建筑物消防安全的主要设备，建筑物的消防安全极大程度上取决于消防设备的好坏，而消防设备是否正常工作又取决于供电电源的工作状态。随着国人消防安全意识的提高，以及国内消防行业、建筑电气设计的大力提倡与推广，消防应急电源在消防行业应用优势逐渐凸现。

应急电源装置的工作原理类似后备式ups或逆变器，即市电正常时，市电通过装置的市电旁路直接供给负载，当市电断电时，则切换到蓄电池逆变供电给负载；其是近两年才迅猛发展起来的新兴产业，具备在市电故障（中断）情况下继续向负载提供交流电源的功能，断电转换时间一般在毫秒级，以保证供电的及时性。

铅酸蓄电池作为应急电源系统内的一部分，提供直流电向负载供电。由于在不同的居住和工作环境中，所需要的负载类型也不一样。负载性质比较复杂的场合，譬如既有照明型负载，又有动力型负载，又如应用于功率电机负载如电梯、消防水汞、大型风机，或是在带有台阶、坡道、自动扶梯等人员密集场所，这些不同类型的负载具有不同类型设计的应急电源要求。基于此，蓄电池使用寿命的长短直接影响到整体消防应急电源的质量及使用寿命。

然而，传统的消防应急电源在给蓄电池的充电方式并没有根据蓄电池内部原理进行合理充电，无形中缩短了使用寿命，同时，传统的应急电源系统中铅酸蓄电池一直处于充满电状态，并没有定期对铅酸蓄电池进行放电，而事实上消防设备电源的使用概率较低，长时间闲置待用，降低电池活性，使蓄电池极板钝化，因此将导致在应急情况下消防设备电源失电或意外中断造成消防设备失灵，并消防设施失去动力，无法发挥作用，反而成为了消防防护环节中存在风险的一部分。

技术实现要素：

本实用新型解决了现有技术中存在的问题，提供了一种优化结构的适用于消防应急的电源系统。

本实用新型所采用的技术方案是，一种适用于消防应急的电源系统，所述系统包括与外接电源配合的输入端及与负载配合的输出端，所述输入端和输出端间设有供电回路；配合所述供电回路设有mcu，所述mcu配合设有备用电路，所述备用电路包括蓄电池，所述蓄电池分别与输入端和输出端配合设置，所述mcu和蓄电池间配合设有激发单元和保护单元。

优选地，配合所述输入端顺次设有防护单元和整流电路，所述整流电路的输出端分别与供电回路及备用电路的输入端连接。

优选地，所述防护单元包括电磁兼容性防护模块。

优选地，所述供电回路包括顺次设置的第一dc/dc转换单元和输出检测单元，所述输出检测单元分别与mcu及负载连接。

优选地，所述mcu与第一dc/dc转换单元间设有pwm调节单元。

优选地，所述备用电路包括顺次设置的第二dc/dc转换单元和充电电压/电流检测单元，所述充电电压/电流检测单元与mcu及蓄电池连接。

优选地，所述mcu通过激发单元连接至第二dc/dc转换单元，所述激发单元为脉冲调制电路。

优选地，所述保护单元包括可切换开关，所述可切换开关的两端并列于激发单元和第二dc/dc转换单元两端。

优选地，所述蓄电池和输出端间设有切换电路，所述切换电路与mcu配合设置。

优选地，所述蓄电池与mcu间设有电池电压检测单元。

本实用新型涉及一种优化结构的适用于消防应急的电源系统，通过外接电源进行输入，配合负载输出，在输入端和输出端间设置mcu控制的供电回路，mcu同时控制备用电路向蓄电池充电、并在必要时刻向输出端输出，在mcu和蓄电池间配合设置激发单元和保护单元，当蓄电池充满电后，则自动转为浮充电状态，并基于脉冲充电法消除电池的硫化现象，使得在充电的过程中得以达到对硫化电池的修复，解决传统消防应急电源中铅酸蓄电池使用寿命短问题。

本实用新型能够在发生火灾、市电供电的消防设备中断的情况下，自动无缝切换并向消防设备供电，解决建筑内消防管理不到位、社会供电紧张、设备质量参差不齐的应用场合下的安全隐患；对蓄电池充电和放电方式通过激发单元和保护单元进行优化改造，具备电池充电功能，可对24v铅酸电池充电，可实现不间断供电，在蓄电池充电后期浮充电阶段加入了正脉冲充电方式，修复了硫化过程，同时通过对闲置充满电的蓄电池实施定期放电，以增加活性，整体提高了应急电源的使用寿命；电源系统抗负载能力和抗冲击能力强，适应不同的消防应用场合，可广泛应用于电力配电所、智能箱式变电站等消防后备电源不间断供电场合。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图，其中，箭头表示控制方向。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细描述，但本实用新型的保护范围并不限于此。

本实用新型涉及一种适用于消防应急的电源系统，所述系统包括与外接电源配合的输入端及与负载配合的输出端，所述输入端和输出端间设有供电回路；配合所述供电回路设有mcu，所述mcu配合设有备用电路，所述备用电路包括蓄电池，所述蓄电池分别与输入端和输出端配合设置，所述mcu和蓄电池间配合设有激发单元和保护单元。

本实用新型中，输入端连接至外接电源，一般为正常市电，输出端配合负载输出。

本实用新型中，电源系统包括设置在输入端和输出端间的、由mcu控制的供电回路，mcu同时控制备用电路向蓄电池充电、并在必要时刻向输出端输出；其中，mcu可以采用芯片stm8s003f3p6配合其引脚及电路布线，完成具体的信号输入及输出，此为本领域技术人员容易理解的内容，本领域技术人员可以依据需求自行设置。

本实用新型中，对于蓄电池，mcu以激发单元和保护单元与蓄电池进行配合，可以在蓄电池充满电后，自动转为浮充电状态，并基于脉冲充电法消除电池的硫化现象，使得在充电的过程中得以达到对硫化电池的修复，解决传统消防应急电源中铅酸蓄电池使用寿命短问题。

本实用新型中，进一步地，可以为mcu配置电池充放电管理功能，即为mcu配置电池状态显示模块和外部通信控制模块，使得监管人员可以随时掌握电源，特别是后备电源的运行状态。

本实用新型能够在发生火灾、市电供电的消防设备中断的情况下，自动无缝切换并向消防设备供电，解决建筑内消防管理不到位、社会供电紧张、设备质量参差不齐的应用场合下的安全隐患；对蓄电池充电和放电方式通过激发单元和保护单元进行优化改造，具备电池充电功能，可对24v铅酸电池充电，可实现不间断供电，在蓄电池充电后期浮充电阶段加入了正脉冲充电方式，修复了硫化过程，同时通过对闲置充满电的蓄电池实施定期放电，以增加活性，整体提高了应急电源的使用寿命；电源系统抗负载能力和抗冲击能力强，适应不同的消防应用场合，可广泛应用于电力配电所、智能箱式变电站等消防后备电源不间断供电场合。

配合所述输入端顺次设有防护单元和整流电路，所述整流电路的输出端分别与供电回路及备用电路的输入端连接。

所述防护单元包括电磁兼容性防护模块。

本实用新型中，在输入端直接配合外接电源设置防护单元和整流电路；其中，防护单元为电磁兼容性防护模块（emc），主要需要保障的是电磁敏感度防护模块（ems）的工作，即电源系统对所在环境中存在的电磁干扰应当具有一定程度的抗扰度；还可以配置其他防护单元，如以气体放电管b88069x9321b502进行过电压保护，与共模电感、差模电感等电阻电容配合，组成防护电路，此为本领域技术人员容易理解的内容，本领域技术人员可以依据公开的技术自行设置。

本实用新型中，整流电路则是本领域公知技术，本领域技术人员可以依据选择芯片、搭建电路完成，整流后，输出两路直流电，分别用于供电回路的供电及备用电路的充电。

所述供电回路包括顺次设置的第一dc/dc转换单元和输出检测单元，所述输出检测单元分别与mcu及负载连接。

所述mcu与第一dc/dc转换单元间设有pwm调节单元。

所述备用电路包括顺次设置的第二dc/dc转换单元和充电电压/电流检测单元，所述充电电压/电流检测单元与mcu及蓄电池连接。

所述mcu通过激发单元连接至第二dc/dc转换单元，所述激发单元为脉冲调制电路。

所述保护单元包括可切换开关，所述可切换开关的两端并列于激发单元和第二dc/dc转换单元两端。

本实用新型中，电源系统为消防设备电源24h供电而设计，故举例来说，在市电网存在时，其中一路输出24v/3a的恒压源对负载供电，即供电回路，另一路输出24v/1.5a对额定电压为24v的铅酸蓄电池进行恒流恒压充电，即备用电路。

本实用新型中，通过第一dc/dc转换单元进行供电电压的转换，同时以输出检测单元检测输出的电压，保证供电的正常；进一步地，以pwm调节单元对供电回路进行脉宽调制，对应不同的负载类型调控不同的占空比和频率以适应不同负载开机瞬间所带来的冲击能力，适应能力强，具有抗负载能力和抗冲击能力强。

本实用新型中，通过第二dc/dc转换单元进行充电电压的转换，以充电电压/电流检测单元保证充电电压不过压而造成蓄电池的损坏；具体来说，可以以芯片as358完成电流和电压的采样检测。

本实用新型中，举例来说，第一dc/dc转换单元和第二dc/dc转换单元均可以采用如uc3842芯片的电源芯片，作为性能优良的电流控制型脉宽调制芯片，其可以满足本领域技术人员的开发需求，配合其引脚及芯片内部电路即可以完成与pwm调节单元、激发单元等的配合。

本实用新型中，当蓄电池充满电后，电源自动转为浮充电状态，在浮充电状态下，为了消除电池的硫化现象，采用脉冲充电法，举例来说，在一个充电周期时间内，采用充电200ms、停65ms、并循环的模式，使其能够在充电的过程中达到对硫化电池的修复，解决传统消防应急电源中铅酸蓄电池使用寿命短问题；具体来说，通过激发单元完成。

本实用新型中，当电池长时间处于浮充状态时，需要定期放电以保持铅酸电池活性，防止电池极板钝化，此通过两端并列于激发单元和第二dc/dc转换单元两端的可切换开关完成，当需要放电时，将充电端进行短路，此时mcu接到信号后，对回路进行切换，蓄电池放电，放电到达正常值时，可切换开关断开，此时继续由激发单元对蓄电池进行充电；一般来说，可切换开关可以设置为继电器，控制通断。

所述蓄电池和输出端间设有切换电路，所述切换电路与mcu配合设置。

本实用新型中，供电回路和备用电路的使用通过切换电路进行切换选择，当其收到mcu的信号时即进行切换。

所述蓄电池与mcu间设有电池电压检测单元。

本实用新型中，由于交流断电时，蓄电池将不间断为负载提供所需工作电压，故当蓄电池放电至欠压告警点时，应当输出电池欠压告警信号，当电池低于欠压保护点时，电源自动关闭负载输出。

本实用新型通过外接电源进行输入，配合负载输出，在输入端和输出端间设置mcu控制的供电回路，mcu同时控制备用电路向蓄电池充电、并在必要时刻向输出端输出，在mcu和蓄电池间配合设置激发单元和保护单元，当蓄电池充满电后，则自动转为浮充电状态，并基于脉冲充电法消除电池的硫化现象，使得在充电的过程中得以达到对硫化电池的修复，解决传统消防应急电源中铅酸蓄电池使用寿命短问题。

本实用新型能够在发生火灾、市电供电的消防设备中断的情况下，自动无缝切换并向消防设备供电，解决建筑内消防管理不到位、社会供电紧张、设备质量参差不齐的应用场合下的安全隐患；对蓄电池充电和放电方式通过激发单元和保护单元进行优化改造，具备电池充电功能，可对24v铅酸电池充电，可实现不间断供电，在蓄电池充电后期浮充电阶段加入了正脉冲充电方式，修复了硫化过程，同时通过对闲置充满电的蓄电池实施定期放电，以增加活性，整体提高了应急电源的使用寿命；电源系统抗负载能力和抗冲击能力强，适应不同的消防应用场合，可广泛应用于电力配电所、智能箱式变电站等消防后备电源不间断供电场合。