零功耗直流ups切换系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种零功耗直流UPS切换系统。
【背景技术】
[0002]UPS是一种不间断供电的备用电源系统，其为某些电源质量要求高的仪器仪表提供可靠电源，在电网发生故障时，可实现快速切换，提供连续不断的供电，以保障仪器仪表的持续正常工作。
[0003]诸如大功率感应电源，其采用水冷铜线圈产生感应交变磁场为工件等加热，当电网故障断电时，冷却水无法持续供应，工件的高温将瞬间融化感应线圈，导致漏水爆炸。因此针对该类设备，均需配置备用电源，当电网故障断电时，切换至备用电源供电，以保证设备的正常运行。当对于普通备用电源，一般存在较长的切换延时，无法满足保障生产的需要。
[0004]另外，在人工晶体生长领域，规模化生产中大量采用感应加热晶体生长炉，其具有能源转换率高、生产成本低、容易实现精密控制的特点。但由于单次工单生产周期较长，对感应电源输出功率的稳定性提出了更高的要求，同时必须拥有快速切换的备用UPS电源以应对突发的电网断电事故，为启动备用发电机争取时间。因此，UPS必须处于长期待机状态以监测突如其来的电网断点事故，并迅速做出精确判断，实现自动快速切换。但是普通UPS存在长期待机功耗高，能源严重浪费等缺点，增大了企业生产成本。
【发明内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种零功耗直流UPS切换系统，本系统实现UPS电源的快速切换，确保用电设备的正常运行，避免断电导致的故障，同时有效降低UPS的长期待机功耗，节约了企业生产成本。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型零功耗直流UPS切换系统包括充电管理模块、高压电池组、低压电池组、直流接触器、带常闭触点的继电器、第一二极管和第二二极管，所述充电管理模块的充电控制端分别连接所述高压电池组和低压电池组，所述高压电池组和低压电池组串联连接，所述低压电池组的负端连接直流母线负极，所述低压电池组的正端通过所述直流接触器触点连接所述第二二极管的正极，所述高压电池组的正端通过所述直流接触器另一触点和继电器的常闭触点连接所述第一二极管的正极，所述第一二极管和第二二极管负极连接直流母线正极，所述继电器的线圈连接所述充电管理模块的市电检测端，所述低压电池组的电压小于直流母线的电压。
[0007]进一步，所述低压电池组的电压小于直流母线允许的电压波动最低值。
[0008]由于本实用新型零功耗直流UPS切换系统采用了上述技术方案，即本系统充电管理模块的充电控制端分别连接高压电池组和低压电池组，高压电池组和低压电池组串联连接，低压电池组的负端连接直流母线负极、正端通过直流接触器触点连接第二二极管的正极，高压电池组的正端通过直流接触器另一触点和继电器的常闭触点连接第一二极管的正极，第一二极管和第二二极管负极连接直流母线正极，继电器的线圈连接充电管理模块的市电检测端，低压电池组的电压小于直流母线的电压。本系统实现UPS电源的快速切换，确保用电设备的正常运行，避免断电导致的故障，同时有效降低UPS的长期待机功耗，节约了企业生产成本。
【附图说明】
[0009]下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明:
[0010]图1为本实用新型零功耗直流UPS切换系统示意图。
【具体实施方式】
[0011]实施例如图1所示，本实用新型零功耗直流UPS切换系统包括充电管理模块1、高压电池组2、低压电池组3、直流接触器4、带常闭触点51的继电器5、第一二极管6和第二二极管7，所述充电管理模块1的充电控制端分别连接所述高压电池组2和低压电池组3，所述高压电池组2和低压电池组3串联连接，所述低压电池组3的负端连接直流母线负极9，所述低压电池组3的正端通过所述直流接触器4触点连接所述第二二极管7的正极，所述高压电池组2的正端通过所述直流接触器4另一触点和继电器5的常闭触点51连接所述第一二极管6的正极，所述第一二极管6和第二二极管7负极连接直流母线正极8，所述继电器5的线圈连接所述充电管理模块1的市电检测端，所述低压电池组3的电压小于直流母线的电压。
[0012]本系统运行时，直流接触器的各触点处于闭合状态，当市电正常时，继电器线圈得电，其常闭触点处于断开状态，同时低压电池组的电压小于直流母线电压，第二二极管被反向截止，直流母线由市电供电，UPS处于随时待命状态。当市电跌落或停电时，由于直流母线电压急剧下降，使低压电池组的电压高于直流母线电压，第二二极管正向导通，低压电池组对直流母线供电，实现无延迟切换；同时，充电管理模块将在10ms内检测并判断市电跌落或停电状态，使得继电器线圈失电，其常闭触点处于闭合状态，高压电池组加载至直流母线，使得第一二极管正向导通，第二二极管反向截止，使直流母线的电压升高至最大值，为设备提供充足电源。当市电恢复时，市电致使直流母线电压高于低压电池组的电压，第二二极管被反向截止；同时，继电器线圈得电，其常闭触点处于断开状态，实现市电与高压电池组的隔离，从而实现电源的快速自动无扰切换。本系统通过高低压电池组以及两个二极管实现UPS的零功耗待机以及电池组的隔离，降低长期待机功耗，节约了企业生产成本。
[0013]优选的，所述低压电池组的电压小于直流母线允许的电压波动最低值。通常直流母线的电压存在一定的波动，根据设备的特性，设定直流母线允许的电压波动最低值，以保证设备可正常运行，此时低压电池组的电压可选取为该允许的电压波动最低值，当直流母线的电压小于该允许的电压波动最低值时，可使直流母线快速切换至低压电池组供电。
[0014]本系统中充电管理模块主要为电池组提供可视化操作界面，监测电池组温度、电池组电压以及市电供电状态，并提供高低压电池组自动、手动充电方式；直流接触器作为设备检修时的断路开关，在本系统运行时处于闭合状态。本系统中继电器线圈也可直接接入市电，以监测市电的供电状态，用于检测市电跌落或停电。
【主权项】
1.一种零功耗直流UPS切换系统，包括充电管理模块和高压电池组，其特征在于:还包括低压电池组、直流接触器、带常闭触点的继电器、第一二极管和第二二极管，所述充电管理模块的充电控制端分别连接所述高压电池组和低压电池组，所述高压电池组和低压电池组串联连接，所述低压电池组的负端连接直流母线负极，所述低压电池组的正端通过所述直流接触器触点连接所述第二二极管的正极，所述高压电池组的正端通过所述直流接触器另一触点和继电器的常闭触点连接所述第一二极管的正极，所述第一二极管和第二二极管负极连接直流母线正极，所述继电器的线圈连接所述充电管理模块的市电检测端，所述低压电池组的电压小于直流母线的电压。2.根据权利要求1所述的零功耗直流UPS切换系统，其特征在于:所述低压电池组的电压小于直流母线允许的电压波动最低值。
【专利摘要】本实用新型公开了一种零功耗直流UPS切换系统，本系统充电管理模块的充电控制端分别连接高压电池组和低压电池组，高压电池组和低压电池组串联连接，低压电池组的负端连接直流母线负极、正端通过直流接触器触点连接第二二极管的正极，高压电池组的正端通过直流接触器另一触点和继电器的常闭触点连接第一二极管的正极，第一二极管和第二二极管负极连接直流母线正极，继电器的线圈连接充电管理模块的市电检测端，低压电池组的电压小于直流母线的电压。本系统实现UPS电源的快速切换，确保用电设备的正常运行，避免断电导致的故障，同时有效降低UPS的长期待机功耗，节约了企业生产成本。
【IPC分类】H02J9/06
【公开号】CN204967410
【申请号】CN201520556409
【发明人】曹家勇, 李秦霖, 刘浦锋, 宋洪伟, 陈猛
【申请人】上海超硅半导体有限公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年7月29日