一种多功能ac/dc变换装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电力电子及工业自动化领域，特别涉及一种多功能AC/DC变换装置。
【背景技术】
[0002]近年来，随着工业自动化的程度不断提高，直流不间断电源(DC UPS)的应用也越来越广泛。目前实现不间断供电的方案有很多，但功能单一，存在着各种不足，有待改进。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的，在于提供一种多功能AC/DC变换装置，其结构设计合理，使用安全，稳定性强，实用性强。
[0004]为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是:
[0005]—种多功能AC/DC变换装置，包括CPU、EMC输入电路、整流滤波电路、DC/DC变换模块、EMC输出滤波电路、辅助电源、第一继电器、第二继电器、状态显示电路、电源状态信息采集电路、电池状态信息采集电路和干接点输出端子，其中，EMC输入电路、整流滤波电路、DC/DC变换模块和EMC输出滤波电路顺序连接，且EMC输入电路的输入端连接90V-265V交流输入，EMC输出滤波电路的输出端分别连接第一继电器的一端和负载，第一继电器的另一端连接电池；所述辅助电源的输入端连接整流滤波电路的输出端，输出端连接CPU ;所述第二继电器连接在电池与负载之间，而电池还连接CPU，第一、第二继电器的控制端均连接CPU，在CPU的控制下闭合或断开；所述DC/DC变换模块包括DC/DC变换电路和控制器，所述DC/DC变换电路的两端分别连接整流滤波电路和EMC输出滤波电路，而控制器分别连接DC/DC变换模块和CPU，在CPU的控制下调节DC/DC变换电路输出电压的大小；所述电源状态信息采集电路用于采集辅助电源的电压和电流信息，并送入CPU，所述电池状态信息采集电路则用于采集电池的电压和电流信息，也送入CPU，由CPU判断辅助电源及电池的工作状况，并控制状态显示电路进行相应显示；所述干接点输出端子连接CPU。
[0006]上述辅助电源的控制芯片采用FSQ100。
[0007]上述DC/DC变换模块中的控制器采用TL494。
[0008]上述状态显示电路由4个不同颜色的LED灯组成，根据其亮灭分别提示辅助电源是否正常工作、电池是否正在充电、电池充电是否充满和电池是否反接。
[0009]上述干接点输出端子采用4个继电器，分别提示辅助电源输出故障、电池电压过低、输入交流故障和电池活化。
[0010]上述负载是指馈线终端设备、开闭所终端设备或配变终端设备。
[0011]采用上述方案后，本实用新型在有交流输入时，可将输入电压进行处理后供给负载，并对电池实行分段式充电，而当过载时由电池供电给负载，并在过载故障消除后恢复供电；在交流输入故障时由电池为CPU供电，实现不间断供电，并提供干接点输出端子报警。本实用新型结构设计简洁合理，且有电源工作状态显示、电池防反接、可带多种负载等功能，且具有体积小，安全、稳定的特点，用户也可方便了解变换器的工作状态，实用性强，可以广泛地用于电力配网自动化系统，电力智能箱变，环网柜以及其他需要不间断直流供电的场合。
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型的结构框图；
[0013]图2是本实用新型的外接框图；
[0014]图3是本实用新型中DC/DC变换模块的原理图；
[0015]图4是本实用新型中干接点输出端子的原理图；
[0016]图5是本实用新型中状态显示电路的原理图；
[0017]图6是本实用新型中电池防反接电路的原理图。
【具体实施方式】
[0018]以下将结合附图，对本实用新型的技术方案进行详细说明。
[0019]如图1所示，本实用新型提供一种多功能AC/DC变换装置，包括CPU、EMC输入电路、整流滤波电路、DC/DC变换模块、EMC输出滤波电路、辅助电源、第一继电器、第二继电器、状态显示电路、电源状态信息采集电路、电池状态信息采集电路和干接点输出端子，下面分别介绍。
[0020]所述EMC输入电路、整流滤波电路、DC/DC变换模块和EMC输出滤波电路顺序连接，且EMC输入电路的输入端连接90V-265V交流输入，EMC输出滤波电路的输出端连接第一继电器的一端，并可同时连接负载，在正常工作状态下，交流输入电压依次经过EMC输入电路、整流滤波电路、DC/DC变换模块和EMC输出滤波电路的处理，产生直流电压供给负载。此为公知技术，不再赘述。
[0021]所述辅助电源的输入端连接整流滤波电路的输出端，输出端连接CPU，可以在有交流输入的情况下为CPU供电，维持整个装置的运行。在本实施例中，辅助电源采用反激式的拓扑结构，控制芯片采用FSQ100。
[0022]所述第一继电器的另一端连接电池的输入端，而电池的输出端分别连接第二继电器的一端及CPU，第二继电器的另一端用于连接负载，所述第一、第二继电器的控制端均连接CPU，在CPU的控制下闭合或断开。
[0023]所述DC/DC变换模块包括DC/DC变换电路和控制器，所述DC/DC变换电路的两端分别连接整流滤波电路和EMC输出滤波电路，而控制器分别连接DC/DC变换模块和CPU，在CPU的控制下调节DC/DC变换电路输出电压的大小。在本实施例中，配合图3所示，DC/DC变换电路采用半桥的拓扑结构，控制器采用TL494，可实现宽电压输出，进而实现电池的分段式充电。
[0024]所述电源状态信息采集电路用于采集辅助电源的电压和电流信息，并送入CPU，所述电池状态信息采集电路则用于采集电池的电压和电流信息，也送入CPU，由CPU判断辅助电源及电池的工作状况，并控制状态显示电路进行相应显示。配合图5所示，状态显示电路由4个不同颜色的LED灯组成，根据其亮灭分别提示辅助电源是否正常工作(绿色GREEN)、电池是否正在充电(黄色YELLOW)、电池充电是否充满(蓝色BLUE)和电池是否反接(红色RED) ο
[0025]配合图4所示，干接点输出端子连接CPU，它的主要作用是与其它设备实现信息交流，在本实施例中采用4个继电器，其作用分别是提示辅助电源输出故障(FAULT_0UT)、电池电压过低(BAT_L0W)、输入交流故障(N0_AC )、电池活化(ACT_0UT 1)。
[0026]如图6所示，是本实施例中的电池防反接电路图，在电池正接的情况下，CONVERSE为低电平，而当电池反接时，CPU会检测到CONVERSE变为高电平信号，为了保护电池，不会使第一继电器闭合，电池不充电，同时报警提不电池故障。
[0027]具体工作时，配合图2所示，本实用新型共有三组端子，一组是用于连接交流输入的端子，一组是用于连接电池的端子，还有一组是用于连接负载的端子，此处的负载可以是馈线终端设备(FTU)、开闭所终端设备(DTU)及配变终端设备(TTU)，也可以是通常意义上的负载。
[0028]工作时，CPU根据电源状态信息采集电路采集的数据判断有交流输入时，由辅助电源为CPU供电，此时的负载也是由交流供电的，CPU控制第二继电器断开，而根据电池的状态信息，若电池需要充电，则第一继电器闭合，若不需充电或已充满，则控制第一继电器断开。具体在充电时，若电池长期处于浮充，为了避免极板钝化，则自动进入活化状态；检测到电池连接正常时，第一继电器闭合，电池充电，先以均充即恒流充至均充电压，充电电压恒定在预设值，电流开始下降，电池逐渐充满；当充电电流小于设定值时，进入浮充状态，进入浮充一个月后，电源将转入受控的均充，自动对进行电池活化。
[0029]当没有交流输入或过载时，CPU控制第一继电器断开，第二继电器闭合，电池同时为CPU及负载供电，同时由电池状态信息采集电路实时采集电池的状态信息，当当电池放电到预先设定的保护值时，断开第二继电器，保护电池被不可恢复的放电，并提供干接点报目Ο
[0030]以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。
【主权项】
1.一种多功能AC/DC变换装置，其特征在于:包括CPU、EMC输入电路、整流滤波电路、DC/DC变换模块、EMC输出滤波电路、辅助电源、第一继电器、第二继电器、状态显示电路、电源状态信息采集电路、电池状态信息采集电路和干接点输出端子，其中，EMC输入电路、整流滤波电路、DC/DC变换模块和EMC输出滤波电路顺序连接，且EMC输入电路的输入端连接90V-265V交流输入，EMC输出滤波电路的输出端分别连接第一继电器的一端和负载，第一继电器的另一端连接电池；所述辅助电源的输入端连接整流滤波电路的输出端，输出端连接CPU ;所述第二继电器连接在电池与负载之间，而电池还连接CPU，第一、第二继电器的控制端均连接CPU，在CPU的控制下闭合或断开；所述DC/DC变换模块包括DC/DC变换电路和控制器，所述DC/DC变换电路的两端分别连接整流滤波电路和EMC输出滤波电路，而控制器分别连接DC/DC变换模块和CPU，在CPU的控制下调节DC/DC变换电路输出电压的大小；所述电源状态信息采集电路用于采集辅助电源的电压和电流信息，并送入CPU，所述电池状态信息采集电路则用于采集电池的电压和电流信息，也送入CPU，由CPU判断辅助电源及电池的工作状况，并控制状态显示电路进行相应显示；所述干接点输出端子连接CPU。2.如权利要求1所述的一种多功能AC/DC变换装置，其特征在于:所述辅助电源的控制芯片采用FSQ100。3.如权利要求1所述的一种多功能AC/DC变换装置，其特征在于:所述DC/DC变换模块中的控制器采用TL494。4.如权利要求1所述的一种多功能AC/DC变换装置，其特征在于:所述状态显示电路由4个不同颜色的LED灯组成，根据其亮灭分别提示辅助电源是否正常工作、电池是否正在充电、电池充电是否充满和电池是否反接。5.如权利要求1所述的一种多功能AC/DC变换装置，其特征在于:所述干接点输出端子采用4个继电器，分别提示辅助电源输出故障、电池电压过低、输入交流故障和电池活化。6.如权利要求1所述的一种多功能AC/DC变换装置，其特征在于:所述负载是指馈线终端设备、开闭所终端设备或配变终端设备。
【专利摘要】本实用新型公开一种多功能AC/DC变换装置，EMC输入电路、整流滤波电路、DC/DC变换模块和EMC输出滤波电路顺序连接，EMC输出滤波电路的输出端分别连接第一继电器的一端和负载，第一继电器的另一端连接电池；辅助电源的输入端连接整流滤波电路的输出端，输出端连接CPU；第二继电器连接在电池与负载之间，电池还连接CPU，第一、第二继电器在CPU的控制下闭合或断开；CPU控制DC/DC变换模块输出电压的大小；电源状态信息采集电路和电池状态信息采集电路分别采集辅助电源和电池的电压及电流信息并送入CPU。此种AC/DC变换装置结构设计合理，使用安全，稳定性强，实用性强。
【IPC分类】H02J9/04
【公开号】CN205070589
【申请号】CN201520875846
【发明人】万志群, 郑雪钦
【申请人】厦门理工学院
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年11月5日