一种旁路自动切换型的ups的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种旁路自动切换型的UPS，包括：主电源、旁路电源、切换装置、第一继电器以及第二继电器；所述切换装置用于根据主电源的电能质量对所述第一继电器以及第二继电器的工作状态进行控制，使得所述主电源的电能质量不符合系统需求时，将第一继电器断开，第二继电器连通，UPS由旁路电源供电；在主电源的电能质量重新符合系统需求时，将第二继电器断开，第一继电器连通，UPS由主电源供电。本实用新型提供的UPS不需要复杂的控制电路，仅通过简单的切换装置即可自动检测主电源异常并完成旁路切换，增强了系统的可靠性。
【专利说明】
一种旁路自动切换型的UPS
技术领域
[0001]本实用新型属于电源领域，更具体地，涉及一种旁路自动切换型的UPS。【背景技术】
[0002]不间断电源(UPS)作为保障重要负载供电可靠性的设备，主要包含整流电路、逆变电路、充电电路、蓄电池以及旁路供电五个部分。当电网正常运行时，UPS将市电输入电能经过整流、逆变为负载提供高质量的电能，同时通过充电电路对蓄电池充电；当电网发生故障时，UPS就将蓄电池中储存的电能通过逆变电路为负载提供不间断的供电。而当逆变器发生故障或者其输出电能质量不满足要求时，UPS应能够自动切换到旁路电源，由市电直接对负载供电，提高UPS供电的可靠性。
[0003]现有的UPS旁路切换装置中，一般通过UPS主电路控制系统检测逆变器输出电压， 并给出切换指令。如专利文献CN 201234162Y公开了一种智能型旁路电源快速切换装置，由逆变输出的主电源、主电源检测电路、旁路电源、旁路电源检测电路、主切换电路、隔离驱动电路、DSP智能控制电路、负载电流检测电路及RS485通信接口组成。由于该方法需要复杂的控制电路，因此容易出现故障，可靠性较低。【实用新型内容】
[0004]针对现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于简化现有技术中的UPS，从而降低成本，提高装置的可靠性。
[0005]为实现上述目的，本实用新型提供了一种旁路自动切换型的UPS，包括:主电源、旁路电源、切换装置、第一继电器以及第二继电器；
[0006]所述主电源的第一输出端连接所述第一继电器的控制端，主电源的第二输出端连接所述切换装置的输入端，所述旁路电源的第一输出端连接所述第二继电器的控制端； [〇〇〇7]所述切换装置的第一控制端连接所述第一继电器的第一输入端，所述切换装置的第二控制端连接所述第二继电器的第一输入端;所述第一继电器的输出端作为所述UPS的第一输出端，所述第二继电器的输出端作为所述UPS的第二输出端;所述第一继电器以及第二继电器为动合型继电器或动断型继电器；
[0008]所述切换装置用于根据主电源的电能质量对所述第一继电器以及第二继电器的工作状态进行控制，使得所述主电源的电能质量不符合系统需求时，将第一继电器断开，第二继电器连通，UPS由旁路电源供电；在主电源的电能质量重新符合系统需求时，将第二继电器断开，第一继电器连通，UPS由主电源供电。
[0009]优选地，所述切换装置包括电子测量器以及监视继电器，所述电子测量器的输入端作为所述切换装置的输入端，所述电子测量器的输出端连接所述监视继电器的第一输入端，所述监视继电器的第一控制端作为所述切换装置的第一控制端，所述监视继电器的第二控制端作为所述切换装置的第二控制端;所述电子测量器用于根据主电源的电能质量发出控制信号，对监视继电器的工作状态以及延时进行控制，从而间接的控制第一继电器以及第二继电器的工作状态。
[0010]作为进一步优选地，所述第一继电器为动断型继电器，所述第二继电器为动合型继电器，所述切换装置为动断型继电器。
[0011]作为进一步优选地，所述第一继电器为动合型继电器，所述第二继电器为动断型继电器，所述监视继电器为动合型继电器。
[0012]作为进一步优选地，所述第一继电器以及第二继电器为动合型继电器，所述监视继电器为转换型继电器，其动触点作为所述监视继电器的第一控制端，静触点作为所述监视继电器的第二控制端。
[0013]作为进一步优选地，所述第一继电器以及第二继电器为动断型继电器，所述监视继电器为转换型继电器，其静触点作为所述监视继电器的第一控制端，动触点作为所述监视继电器的第二控制端。
[0014]作为进一步优选地，所述监视继电器包括延时控制装置、第一转换开关以及第二转换开关，所述延时控制装置的输入端作为所述延时控制装置的输入端，所述延时控制装置的第一输出端连接第一转换开关的第一输入端，所述延时控制装置的第二输出端连接第二转换开关的第一输入端；
[0015]所述第一转换开关的第二输入端连接所述旁路电源的第一相，所述第一转换开关的控制端作为所述监视继电器的第一控制端，所述第一继电器的线圈的第一端作为所述第一继电器的第一输入端，所述第一继电器的线圈的第二端连接所述旁路电源的第二相；
[0016]所述第二转换开关的第二输入端连接所述主电源的第一相，所述第二转换开关的控制端作为所述监视继电器的第二控制端，所述第二继电器的线圈的第一端作为所述第二继电器的第一输入端，所述第二继电器的线圈的第二端连接所述主电源的第二相；
[0017]所述第一继电器以及第二继电器为动断型继电器；
[0018]所述延时控制装置用于根据控制信号对第一转换开关以及第二转换开关发出延时控制信号，使得第一转换开关以及第二转换开关其中一个连通，一个断开；
[0019]当主电源的电能质量符合要求时，第一转换开关连通，第二转换开关断开，此时第一继电器的线圈处于通电状态，第二继电器的线圈处于断电状态；而由于第一继电器以及第二继电器同时为动断型继电器，则第一继电器的控制端连通，第二继电器的控制端断开； UPS的输出端切换为由第一继电器的输出端，即由主电源供电；
[0020]当主电源的电能质量不符合要求时，第二转换开关连通，第一转换开关断开，此时第二继电器的线圈处于通电状态，第一继电器的线圈处于断电状态；而由于第一继电器以及第二继电器同时为动断型继电器，则第二继电器的控制端连通，第一继电器的控制端断开;UPS的输出端切换为由第二继电器的输出端，即由旁路电源供电；
[0021]而电子测量器可对主电源的电能质量进行持续监控，不仅能发出控制信号，还能根据需求对控制信号的延迟进行一定的设置。
[0022]作为进一步优选地，所述监视继电器包括延时控制装置、第一转换开关以及第二转换开关，所述延时控制装置的输入端作为所述延时控制装置的输入端，所述延时控制装置的第一输出端连接第一转换开关的第一输入端，所述延时控制装置的第二输出端连接第二转换开关的第一输入端；
[0023]所述第一转换开关的第二输入端连接所述主电源的第一相，所述第一转换开关的控制端作为所述监视继电器的第一控制端，所述第一继电器的线圈的第一端作为所述第一继电器的第一输入端，所述第一继电器的线圈的第二端连接所述主电源的第二相；
[0024]所述第二转换开关的第二输入端连接所述旁路电源的第一相，所述第二转换开关的控制端作为所述监视继电器的第二控制端，所述第二继电器的线圈的第一端作为所述第二继电器的第一输入端，所述第二继电器的线圈的第二端连接所述旁路电源的第二相；
[0025]所述第一继电器以及第二继电器为动合型继电器；
[0026]所述延时控制装置用于根据控制信号对第一转换开关以及第二转换开关发出延时控制信号，使得第一转换开关以及第二转换开关其中一个连通，一个断开；
[0027]当主电源的电能质量符合要求时，第一转换开关连通，第二转换开关断开，此时第一继电器的线圈处于通电状态，第二继电器的线圈处于断电状态；而由于第一继电器以及第二继电器同时为动合型继电器，则第一继电器的控制端连通，第二继电器的控制端断开； UPS的输出端切换为由第一继电器的输出端，即由主电源供电；
[0028]当主电源的电能质量不符合要求时，第二转换开关连通，第一转换开关断开，此时第二继电器的线圈处于通电状态，第一继电器的线圈处于断电状态；而由于第一继电器以及第二继电器同时为动合型继电器，则第二继电器的控制端连通，第一继电器的控制端断开;UPS的输出端切换为由第二继电器的输出端，即由旁路电源供电；
[0029]而电子测量器可对主电源的电能质量进行持续监控，不仅能发出控制信号，还能根据需求对控制信号的延迟进行一定的设置。
[0030]优选地，所述第一继电器的线圈上并联有第一显示装置，所述第二继电器的线圈上并联有第二显示装置。
[0031]优选地，所述电能质量包括电压幅值、三相不平衡度、电压相序或缺相情况中的一种或多种。
[0032]通过本实用新型所构思的以上技术方案，与现有技术相比，能够取得以下有益效果:[〇〇33]1、本实用新型通过第一继电器以及第二继电器对UPS的供电状态进行切换，直接通过主电源或旁路电源向切换装置供电，避免了切换装置的电源对UPS产生的影响，不仅增强了系统的可靠性，也降低了生产成本；
[0034]2、电子测量器在控制监视继电器的同时，还可对主电源的工作状态进行持续监控，使得装置工作更加可靠；
[0035]3、通过主电源向第一继电器的线圈供电，通过旁路电源向第二继电器的线圈供电，实现了切换装置的不间断工作，进一步增强了系统的可靠性；
[0036]4、电子测量器还可对切换装置的工作延时进行控制，实现旁路切换时间的调节， 以满足不同应用场合的需求；[〇〇37]5、利用第一显示装置以及第二显示装置对切换装置的工作状态进行监控，使得UPS的供电状态更加直观，使用更加方便。【附图说明】
[0038]图1是本实用新型实施例1的电路原理图；
[0039]图2是本实用新型实施例1逆变器输出主电源和旁路电源切换过程中继电器动作信号图。【具体实施方式】
[0040]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0041]本实用新型提供了一种旁路自动切换型的UPS，包括:主电源、旁路电源、第一继电器、第二继电器、电子测量器、监视继电器、第一显示装置、第二显示装置等部件；
[0042]其中，所述主电源和旁路电源均为三相电源，所述主电源的第一输出端连接所述第一继电器的控制端，主电源的第二输出端连接所述电子测量器的输入端，所述旁路电源的第一输出端连接所述第二继电器的控制端；
[0043]所述电子测量器的输出端连接所述监视继电器的第一输入端，所述监视继电器的第一控制端连接所述第一继电器的第一输入端，所述监视继电器的第二控制端连接所述第二继电器的第一输入端；
[0044]所述第一继电器的输出端作为所述UPS的第一输出端，所述第二继电器的输出端作为所述UPS的第二输出端;所述第一继电器以及第二继电器为动合型继电器或动断型继电器;第一继电器和第二继电器的线圈上并联有指示灯等显示装置，可对继电器的工作状态进行监控。[〇〇45]其中，主电源用于作为所述UPS的主要供电来源，旁路电源用于作为所述UPS的辅助供电来源，电子测量器用于监控主电源的电能质量，包括电压幅值、三相不平衡度、电压相序或缺相情况等参数；同时，电子测量器根据主电源的电能质量，向监视继电器发出控制信号，通过监视继电器控制第一继电器以及第二继电器的连通及断开;使得所述主电源的电能质量不符合系统需求时，将第一继电器断开，第二继电器连通，UPS由旁路电源供电;在主电源的电能质量重新符合系统需求时，将第二继电器断开，第一继电器连通，UPS由主电源供电。
[0046]其中，第二继电器以及第一继电器的类型必须为动合型继电器或动断型继电器， 而监视继电器的类型则跟第二继电器以及第一继电器的类型相关;例如，当第二继电器以及第一继电器的类型相同时，监视继电器为转换型继电器，其静触点和动触点分别作为述监视继电器的第一控制端和第二控制端；而当第二继电器以及第一继电器的类型不同时， 监视继电器为动合型继电器或动断型继电器；
[0047]当第一继电器以及第二继电器为动断型继电器时，所述监视继电器的静触点作为所述监视继电器的第一控制端，动触点作为所述监视继电器的第二控制端，第一继电器的线圈由旁路电源供电，第二继电器的线圈由主电源供电，具体而言:
[0048]所述监视继电器包括延时控制装置、第一转换开关以及第二转换开关，所述延时控制装置的输入端作为所述延时控制装置的输入端，所述延时控制装置的第一输出端连接第一转换开关的第一输入端，所述延时控制装置的第二输出端连接第二转换开关的第一输入端；[〇〇49]所述第一转换开关的第二输入端连接所述旁路电源的第一相，所述第一转换开关的控制端作为所述监视继电器的第一控制端，所述第一继电器的线圈的第一端作为所述第一继电器的第一输入端，所述第一继电器的线圈的第二端连接所述旁路电源的第二相；
[0050]所述第二转换开关的第二输入端连接所述主电源的第一相，所述第二转换开关的控制端作为所述监视继电器的第二控制端，所述第二继电器的线圈的第一端作为所述第二继电器的第一输入端，所述第二继电器的线圈的第二端连接所述主电源的第二相；
[0051]当主电源的电能质量符合要求时，第一转换开关连通，第二转换开关断开，此时第一继电器的线圈处于通电状态，第二继电器的线圈处于断电状态；而由于第一继电器以及第二继电器同时为动断型继电器，则第一继电器的控制端连通，第二继电器的控制端断开； UPS的输出端切换为由第一继电器的输出端，即由主电源供电；
[0052]当主电源的电能质量不符合要求时，第二转换开关连通，第一转换开关断开，此时第二继电器的线圈处于通电状态，第一继电器的线圈处于断电状态；而由于第一继电器以及第二继电器同时为动断型继电器，则第二继电器的控制端连通，第一继电器的控制端断开;UPS的输出端切换为由第二继电器的输出端，即由旁路电源供电；
[0053]而电子测量器可对主电源的电能质量进行持续监控，不仅能发出控制信号，还能根据需求对控制信号的延迟进行一定的设置。
[0054]而当第一继电器以及第二继电器为动合型继电器时，所述监视继电器的静触点作为所述监视继电器的第一控制端，动触点作为所述监视继电器的第二控制端，第一继电器的线圈由主电源供电，第二继电器的线圈由旁路电源供电，这样，在UPS的输出在主电源和旁路电源之间进行切换时，则实现了不间断控制，使装置更加可靠，具体而言:
[0055]所述监视继电器包括延时控制装置、第一转换开关以及第二转换开关，所述延时控制装置的输入端作为所述延时控制装置的输入端，所述延时控制装置的第一输出端连接第一转换开关的第一输入端，所述延时控制装置的第二输出端连接第二转换开关的第一输入端；
[0056]所述第一转换开关的第二输入端连接所述主电源的第一相，所述第一转换开关的控制端作为所述监视继电器的第一控制端，所述第一继电器的线圈的第一端作为所述第一继电器的第一输入端，所述第一继电器的线圈的第二端连接所述主电源的第二相；[〇〇57]所述第二转换开关的第二输入端连接所述旁路电源的第一相，所述第二转换开关的控制端作为所述监视继电器的第二控制端，所述第二继电器的线圈的第一端作为所述第二继电器的第一输入端，所述第二继电器的线圈的第二端连接所述旁路电源的第二相；
[0058] 所述第一继电器以及第二继电器为动合型继电器；[〇〇59]所述延时控制装置用于根据控制信号对第一转换开关以及第二转换开关发出延时控制信号，使得第一转换开关以及第二转换开关其中一个连通，一个断开；
[0060]当主电源的电能质量符合要求时，第一转换开关连通，第二转换开关断开，此时第一继电器的线圈处于通电状态，第二继电器的线圈处于断电状态；而由于第一继电器以及第二继电器同时为动合型继电器，则第一继电器的控制端连通，第二继电器的控制端断开； UPS的输出端切换为由第一继电器的输出端，即由主电源供电；
[0061]当主电源的电能质量不符合要求时，第二转换开关连通，第一转换开关断开，此时第二继电器的线圈处于通电状态，第一继电器的线圈处于断电状态；而由于第一继电器以及第二继电器同时为动合型继电器，则第二继电器的控制端连通，第一继电器的控制端断开;UPS的输出端切换为由第二继电器的输出端，即由旁路电源供电；
[0062]而电子测量器可对主电源的电能质量进行持续监控，不仅能发出控制信号，还能根据需求对控制信号的延迟进行一定的设置。
[0063]实施例1[〇〇64]如图1所示，本实施例的UPS旁路自动切换装置由主电源U1、旁路电源U2、切换装置 CM、第一继电器JC1、第二继电器JC2以及第一指示灯LED1、第二指示灯LED2组成。[〇〇65]所述主电源U1的第一输出端连接所述第一继电器JC1的控制端，主电源JC1的第二输出端连接所述切换装置的输入端，所述旁路电源U2的第一输出端连接所述第二继电器 JC2的控制端；
[0066] 其中，所述切换装置CM包含电子测量器以及监视继电器，所述电子测量器的输入端作为切换装置CM的输入端，所述电子测量器的输出端连接所述监视继电器的第一输入端，所述电子测量器的输入端连接所述主电源U1的第一输出端，所述监视继电器为转换型继电器，本实施例中具体选用ABB公司型号为CM-MPS 1SVR630884R3300的继电器，该继电器包括2个单极转换继电器，将其分别称为所述第二转换开关CM/NC和第一转换开关CM/N0; [〇〇67]所述第一转换开关CM/N0的第二输入端连接所述主电源U1的第一相，所述第一转换开关CM/N0的输出端连接第一继电器的线圈的第一端，所述主电源U1的第二相连接第一继电器的线圈的第二端;反之，所述第二转换开关CM/NC的第二输入端连接所述旁路电源U2 的第一相，所述第二转换开关CM/NC的输出端连接第二继电器的线圈的第一端，所述旁路电源U2的第二相连接第二继电器的线圈的第二端；[〇〇68] 第一继电器JC1的线圈与第一指示灯LED1并联，第二继电器JC2的线圈与第二指示灯LED2并联。[〇〇69]本实例中输出电压波动范围要求为-5%?+5%，负载类型为电机类，因此过压值为+5%的额定电压，欠压值为-5%的额定电压，同时为防止监视继电器在主电源U1突然电压跌落时误动作，设定监视继电器的复位延时tr为0.1s。本实施例的工作原理如下:
[0070]1、当电子测量器监测到主电源三相电压存在电压幅值超出过欠电压阈值范围、三相电压不平衡度超过相不平衡阈值、三相电压相序错误、三相电压缺相以上现象中的一种或多种时，向监视继电器发出控制信号，监视继电器经过复位延时tr后复位，使得第一转换开关CM/N0断开，第二转换开关CM/NC连通；
[0071]2、此时，第二继电器JC2的线圈接通，第二指示灯LED2亮，第一继电器JC1的线圈断开，第一指不灯LED1灭；由于第一继电器JC1和第二继电器JC2皆为动合型继电器，而第一继电器JC1的控制端用于控制主电源U1，第二继电器JC2的控制端用于控制旁路电源U2,则此时UPS切换为由旁路电源U2供电；[〇〇72]3、同样，当电子测量器监测到主电源U1的供电恢复正常时，监视继电器经过响应延时ts后动作，先使得第二转换开关CM/NC断开，第一转换开关CM/N0连通，此时，第一继电器JC1的线圈接通，第一指示灯LED1亮;第二继电器JC2的线圈断开，第二指示灯LED2灭;再经过切换延迟td后，第一继电器JC1的控制端JC1/N0接通，第二继电器JC2的控制端JC2/N0 断开，UPS完全由主电源供电，如图2所示。[0〇73] 在本实施例中，tr = 0.5s，ts = Os，td = Os。在需要实现低电压穿越的场合，可以通过对复位延时tr进行设定，并将相应延时设为0.1s，避过所设定时间内的电压跌落。[〇〇74]本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种旁路自动切换型的UPS，其特征在于，包括:主电源、旁路电源、切换装置、第一继 电器以及第二继电器；所述主电源的第一输出端连接所述第一继电器的控制端，主电源的第二输出端连接所 述切换装置的输入端，所述旁路电源的第一输出端连接所述第二继电器的控制端；所述切换装置的第一控制端连接所述第一继电器的第一输入端，所述切换装置的第二 控制端连接所述第二继电器的第一输入端;所述第一继电器的输出端作为所述UPS的第一 输出端，所述第二继电器的输出端作为所述UPS的第二输出端;所述第一继电器以及第二继 电器为动合型继电器或动断型继电器。2.如权利要求1所述的UPS，其特征在于，所述切换装置包括电子测量器以及监视继电 器，所述电子测量器的输入端作为所述切换装置的输入端，所述电子测量器的输出端连接 所述监视继电器的第一输入端，所述监视继电器的第一控制端作为所述切换装置的第一控 制端，所述监视继电器的第二控制端作为所述切换装置的第二控制端。3.如权利要求2所述的UPS，其特征在于，所述第一继电器为动合型继电器，所述第二继 电器为动断型继电器，所述监视继电器为动合型继电器。4.如权利要求2所述的UPS，其特征在于，所述第一继电器为动断型继电器，所述第二继 电器为动合型继电器，所述监视继电器为动断型继电器。5.如权利要求2所述的UPS，其特征在于，所述第一继电器以及第二继电器为动合型继 电器，所述监视继电器为转换型继电器，其动触点作为所述监视继电器的第一控制端，静触 点作为所述监视继电器的第二控制端。6.如权利要求2所述的UPS，其特征在于，所述第一继电器以及第二继电器为动断型继 电器，所述监视继电器为转换型继电器，其静触点作为所述监视继电器的第一控制端，动触 点作为所述监视继电器的第二控制端。7.如权利要求2所述的UPS，其特征在于，所述监视继电器包括延时控制装置、第一转换 开关以及第二转换开关，所述延时控制装置的输入端作为所述延时控制装置的输入端，所 述延时控制装置的第一输出端连接第一转换开关的第一输入端，所述延时控制装置的第二 输出端连接第二转换开关的第一输入端；所述第一转换开关的第二输入端连接所述旁路电源的第一相，所述第一转换开关的控 制端作为所述监视继电器的第一控制端，所述第一继电器的线圈的第一端作为所述第一继 电器的第一输入端，所述第一继电器的线圈的第二端连接所述旁路电源的第二相；所述第二转换开关的第二输入端连接所述主电源的第一相，所述第二转换开关的控制 端作为所述监视继电器的第二控制端，所述第二继电器的线圈的第一端作为所述第二继电 器的第一输入端，所述第二继电器的线圈的第二端连接所述主电源的第二相；所述第一继电器以及第二继电器为动断型继电器。8.如权利要求2所述的UPS，其特征在于，所述监视继电器包括延时控制装置、第一转换 开关以及第二转换开关，所述延时控制装置的输入端作为所述延时控制装置的输入端，所 述延时控制装置的第一输出端连接第一转换开关的第一输入端，所述延时控制装置的第二 输出端连接第二转换开关的第一输入端；所述第一转换开关的第二输入端连接所述主电源的第一相，所述第一转换开关的控制 端作为所述监视继电器的第一控制端，所述第一继电器的线圈的第一端作为所述第一继电器的第一输入端，所述第一继电器的线圈的第二端连接所述主电源的第二相；所述第二转换开关的第二输入端连接所述旁路电源的第一相，所述第二转换开关的控 制端作为所述监视继电器的第二控制端，所述第二继电器的线圈的第一端作为所述第二继 电器的第一输入端，所述第二继电器的线圈的第二端连接所述旁路电源的第二相；所述第一继电器以及第二继电器为动合型继电器。9.如权利要求1所述的UPS，其特征在于，所述第一继电器的线圈上并联有第一显示装 置，所述第二继电器的线圈上并联有第二显示装置。
【文档编号】H02J9/06GK205666679SQ201620535445
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月3日
【发明人】陈昌松, 肖阔, 段善旭, 蔡久青, 朝泽云
【申请人】华中科技大学