一种模块化UPS电池冷启动电路的制作方法

本发明涉及一种模块化UPS电池冷启动电路，尤其涉及一种可实现模块化UPS多个模块同时冷启动的电池冷启动电路。

背景技术：

UPS电池冷启动技术是指UPS在没有交流电源输入但蓄电池组存在的情况下，可用电池启动，启动后将由电池后备供电一段时间。目前市场上，传统的UPS产品内部一般都配备电池冷启动电路，支持电池冷启动功能，但是目前只有部分厂商生产的模块化UPS具备电池冷启动功能；相较于传统UPS，模块化UPS电池冷启动需要实现多路功率模块同时电池冷启动，电池冷启动电路主要功能是将UPS的BUS电压从0V升至电池电压，然后通过程序控制使UPS逐步工作到电池模式，给负载供电；从而避免将电池电压直接供给BUS电容时，产生的大电流，因此需要设计电池冷启动电路实现BUS电压从OV缓缓的升至电池电压。

技术实现要素：

本发明的目的是要提供一种应用于模块化UPS的电池冷启动电路，该电路可以实现模块化UPS内所有功率模块同时电池冷启动功能，而且通断可控。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种模块化UPS电池冷启动电路，其特征在于电池组的正极与晶闸管阳极相连，所述晶闸管的可控极连接驱动电路，限流电阻一端与晶闸管的阴极相连，另一端与反向二极管的阳极相连，BUS电解电容的正极与反向二极管的阴极相连，另一端负极与电池组的负极相连，串联组成第一路电池冷启动电路；限流电阻一端与晶闸管的阴极相连，另一端与一端负极与电池组的负极相连，串联组成第二路电池冷启动电路；当需要更多路电池冷启动电路时，直接与晶闸管的阴极。

作为优选的，正电池组BAT1的正极与晶闸管（简称SCR）Q2的阳极相连；限流电阻R5的一端与SCR Q2的阴极连接，另一端与防反二极管D4 的阳极相连；二极管D4的阴极与1#功率模块的正BUS电容C101的正极相连；限流电阻R6的一端与SCR Q2的阴极连接，另一端与防反二极管D5 的阳极相连，二极管D5的阴极与2#功率模块的正BUS电容C102的正极相连；正电池组BAT1的负极和正BUS电容C101、C102的负极均与零线N相连，此部分电路组成了正BUS软起的主电路，可以实现两个模块的正BUS软起功能；

所述驱动电路包括防反二极管D1阳极与正电池组的正极相连，阴极与限流电阻R1一端相连，限流电阻R1的另一端与MOS晶体管Q1的漏极相连；防反二极管D2的阳极与正电池组的正极相连，阴极与限流电阻R2一端相连，限流电阻R2的另一端与点触式开关SW1的1脚相连；点触式开关SW1的2脚与MOS晶体管Q1的栅极相连；电解电容C2的正极与MOS晶体管Q1的栅极相连，负极与源极相连；分压电阻R3的一端与MOS晶体管Q1的栅极相连，另一端与源极相连；稳压二极管ZD2的阳极与MOS晶体管Q1的源极相连，另一端与栅极相连；电解电容C1的正极与点触式开关SW1的1脚相连，另一端与MOS晶体管Q1的源极相连；稳压二极管ZD1的阳极与MOS晶体管Q1的源极相连，另一端与点触式开关SW1的1脚相连；防反二极管D3的阳极与MOS晶体管的源极相连，阴极与SCR Q2的可控极（G）相连；滤波电容C3、分压电阻R4并联连接在SCR Q2的可控极（G）与阴极之间，此部分电路形成了SCR管Q2的驱动电路。

作为优选的，负电池组BAT2的负极与晶闸管（简称SCR）Q4的阴极相连；限流电阻R19的一端与SCR Q4的阳极连接，另一端与防反二极管D18 的阴极相连；二极管D4的阳极与1#功率模块的负BUS电容C111的负极相连；限流电阻R20的一端与SCR Q4的阳极连接，另一端与防反二极管D19 的阴极相连，二极管D19的阳极与2#功率模块的负BUS电容C112的负极相连；负电池组BAT2的正极和BUS电容C111、C112的负极均与零线N相连，此部分电路组成了负BUS软起的主电路，可以实现两个模块的负BUS软起功能；

防反二极管D15阳极与SCR Q4的阳极相连，阴极与限流电阻R15一端相连，限流电阻R15的另一端与MOS晶体管Q3的漏极相连；防反二极管D16的阳极与SCR Q4的阳极相连，阴极与限流电阻R16一端相连，限流电阻R16的另一端与点触式开关SW1的4脚相连；点触式开关SW1的3脚与MOS晶体管Q3的栅极相连；电解电容C4的正极与MOS晶体管Q3的栅极相连，负极与源极相连；分压电阻R17的一端与MOS晶体管Q3的栅极相连，另一端与源极相连；稳压二极管ZD3的阳极与MOS晶体管Q3的源极相连，另一端与栅极相连；电解电容C5的正极与点触式开关SW1的4脚相连，另一端与MOS晶体管Q3的源极相连；稳压二极管ZD4的阳极与MOS晶体管Q3的源极相连，另一端与点触式开关SW1的4脚相连；防反二极管D17的阳极与MOS晶体管的源极相连，阴极与SCR Q2的可控极（G）相连；滤波电容C6、分压电阻R18并联连接在SCR Q4的可控极与阴极之间，此部分电路形成了SCR管Q4的驱动电路。

本发明相比现有技术具有以下优点：可以实现模块化UPS多个功率模块同时电池冷启动，安全快速实现BUS软起功能；同时电路结构简单，可扩展性强；用户操作简单。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的电路原理图；

图2是本发明的模块化UPS电池冷启动电路的第一个实施例的电路图；

图3是本发明的模块化UPS电池冷启动电路的第二个实施例的电路图；

图1中，电池组（1）、晶闸管（2）、驱动电路（3）、限流电阻（4）、反向二极管（5）、BUS电解电容（6）、限流电阻（7）、反向二极管（8）、BUS电解电容（9）。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，晶闸管（2）起到控制整个电路通断的作用，需要配备相应的驱动电路（3）才能工作；电池组（1）的正极与晶闸管（2）阳极相连，限流电阻（4）一端与晶闸管（2）的阴极相连，另一端与反向二极管（5）的阳极相连，BUS电解电容（6）的正极与反向二极管（5）的阴极相连，另一端负极与电池组（1）的负极相连，串联组成第一路电池冷启动电路；限流电阻（7）一端与晶闸管（2）的阴极相连，另一端与反向二极管（8）的阳极相连，BUS电解电容（9）的正极与反向二极管（8）的阴极相连，另一端负极与电池组（1）的负极相连，串联组成第二路电池冷启动电路；当需要更多路电池冷启动电路（10）时，直接与晶闸管（2）的阴极。

如图2所示，第一个实施例，正电池组BAT1的正极与晶闸管（简称SCR）Q2的阳极相连；限流电阻R5的一端与SCR Q2的阴极连接，另一端与防反二极管D4 的阳极相连；二极管D4的阴极与1#功率模块的正BUS电容C101的正极相连；限流电阻R6的一端与SCR Q2的阴极连接，另一端与防反二极管D5 的阳极相连，二极管D5的阴极与2#功率模块的正BUS电容C102的正极相连；正电池组BAT1的负极和正BUS电容C101、C102的负极均与零线N相连，此部分电路组成了正BUS软起的主电路，可以实现两个模块的正BUS软起功能；

所述驱动电路包括防反二极管D1阳极与正电池组的正极相连，阴极与限流电阻R1一端相连，限流电阻R1的另一端与MOS晶体管Q1的漏极相连；防反二极管D2的阳极与正电池组的正极相连，阴极与限流电阻R2一端相连，限流电阻R2的另一端与点触式开关SW1的1脚相连；点触式开关SW1的2脚与MOS晶体管Q1的栅极相连；电解电容C2的正极与MOS晶体管Q1的栅极相连，负极与源极相连；分压电阻R3的一端与MOS晶体管Q1的栅极相连，另一端与源极相连；稳压二极管ZD2的阳极与MOS晶体管Q1的源极相连，另一端与栅极相连；电解电容C1的正极与点触式开关SW1的1脚相连，另一端与MOS晶体管Q1的源极相连；稳压二极管ZD1的阳极与MOS晶体管Q1的源极相连，另一端与点触式开关SW1的1脚相连；防反二极管D3的阳极与MOS晶体管的源极相连，阴极与SCR Q2的可控极（G）相连；滤波电容C3、分压电阻R4并联连接在SCR Q2的可控极（G）与阴极之间，此部分电路形成了SCR管Q2的驱动电路。

在本第一实施例中，当按下点触式开关SW1后，1脚与2脚导通，电池电压通过二极管D2和电阻R2向电解电容C2充电并稳压到16V左右，驱动MOS晶体管Q1导通，此时电池电压通过二极管D1、电阻R1、MOS管Q1、二极管D3，给SCR Q2输入一个正向触发电压，使其导通；此时电池电压通过SCR Q2一路经过限流电阻R5、二极管D4给正BUS电容C101充电软起；另一路经过限流电阻R6、二极管D5给正BUS电容C102充电软起；使得电容电压最终等于电池电压。

如图3所示，第二个实施例，负电池组BAT2的负极与晶闸管（简称SCR）Q4的阴极相连；限流电阻R19的一端与SCR Q4的阳极连接，另一端与防反二极管D18 的阴极相连；二极管D4的阳极与1#功率模块的负BUS电容C111的负极相连；限流电阻R20的一端与SCR Q4的阳极连接，另一端与防反二极管D19 的阴极相连，二极管D19的阳极与2#功率模块的负BUS电容C112的负极相连；负电池组BAT2的正极和BUS电容C111、C112的负极均与零线N相连，此部分电路组成了负BUS软起的主电路，可以实现两个模块的负BUS软起功能；

防反二极管D15阳极与SCR Q4的阳极相连，阴极与限流电阻R15一端相连，限流电阻R15的另一端与MOS晶体管Q3的漏极相连；防反二极管D16的阳极与SCR Q4的阳极相连，阴极与限流电阻R16一端相连，限流电阻R16的另一端与点触式开关SW1的4脚相连；点触式开关SW1的3脚与MOS晶体管Q3的栅极相连；电解电容C4的正极与MOS晶体管Q3的栅极相连，负极与源极相连；分压电阻R17的一端与MOS晶体管Q3的栅极相连，另一端与源极相连；稳压二极管ZD3的阳极与MOS晶体管Q3的源极相连，另一端与栅极相连；电解电容C5的正极与点触式开关SW1的4脚相连，另一端与MOS晶体管Q3的源极相连；稳压二极管ZD4的阳极与MOS晶体管Q3的源极相连，另一端与点触式开关SW1的4脚相连；防反二极管D17的阳极与MOS晶体管的源极相连，阴极与SCR Q2的可控极（G）相连；滤波电容C6、分压电阻R18并联连接在SCR Q4的可控极与阴极之间，此部分电路形成了SCR管Q4的驱动电路。

在本第二个实施例中，当按下点触式开关SW1时，3脚与4脚也导通，电池电压通过二极管D16和电阻R16向电解电容C4充电并稳压到16V左右，驱动MOS晶体管Q3导通，此时电池电压通过二极管D15、电阻R15、MOS管Q3、二极管D17，给SCR Q4输入一个正向触发电压，使其导通；此时电池电压通过SCR Q4，一路经过限流电阻R19、二极管D18给负BUS电容C111充电软起，另一路经过限流电阻R20、二极管D19给负BUS电容C112充电软起；使得电容电压最终等于电池电压。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。