一种UPS电源装置的制作方法

本实用新型涉及电力设备技术领域，具体而言，涉及一种UPS电源装置。

背景技术：

UPS(Uninterruptible Power System，不间断电源)，是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。当市电输入正常时，UPS将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS就是一台交流市电稳压器，同时它还向机内电池充电；当市电中断(事故停电)时，UPS立即将机内电池的电能，通过逆变转换的方法向负载继续供应220V交流电，UPS电源由于其本身结构实现了对于供电受体的不间断供电。

但是事实上，由于大多数的供电系统在向用电设备进行供电的时候，只使用了一个UPS电源，一旦这个UPS电源本身出现问题，那么依然会影响用电设备的正常工作，因此目前的UPS电源的稳定性较差。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供一UPS电源装置，能够提高供电稳定性，保证用电设备的正常工作。

本实用新型实施例提供了一种UPS电源装置，包括：第一UPS电源、第二UPS电源、掉电检测电路以及受控开关电路；

所述第一UPS电源的电压输入端用于连接外接电源；

所述第一UPS电源的电压输出端用于连接负载电路；且所述第一UPS电源的电压输出端还连接有掉电检测电路的电压输入端；所述掉电检测电路的信号输出端用于在所述第一UPS电源掉电时，向外界输出掉电电平信 号，驱动所述受控开关电路闭合；

所述第二UPS电源的电压输入端用于连接外接电源，电压输出端用于连接所述受控开关电路的电压输入端；所述受控开关电路的电压输出端用于连接负载电路。

在本实用新型各个实施方式中，优选地，所述第一UPS电源包括：

第一整流器、第一逆变器以及第一电池组；

所述第一逆变器的电压输入端有三路，其中两路作为所述第一UPS电源的电压输入端，另外一路与所述第一电池组的电压输出端连接；

所述第一逆变器的电压输出端有两路，其中一路连接负载电路，另一路通过所述第一整流器与所述第一电池组的电压输入端连接。

在本实用新型各个实施方式中，优选地，所述第二UPS电源包括：

第二整流器、第二逆变器以及第二电池组；

所述第二逆变器的电压输入端有三路，其中两路作为所述第二UPS电源的电压输入端，另外一路与所述第二电池组的电压输出端连接；

所述第二逆变器的电压输出端有两路，其中一路连接受控开关电路，另一路通过所述第二整流器与所述第二电池组的电压输入端连接。

在本实用新型各个实施方式中，优选地，所述掉电检测电路包括：依次连接的整流电路、检测电路以及比较电路；

其中，所述整流电路的电压输入端作为所述掉电检测电路的电压输入端；

所述比较电路的电压输出端作为所述掉电检测电路的信号输出端。

在本实用新型各个实施方式中，优选地，所述整流电路为桥式整流电路，包括：二极管D1、二极管D2、二极管D3以及二极管D4；

其中，二极管D1的正极与所述二极管D3的负极连接；二极管D1的 负极与二极管D2的负极连接；所述二极管D3的正极与所述二极管D4的正极均接地；所述二极管D4的负极与所述二极管D2的正极连接；

所述二极管D1的正极以及二极管D2的正极连接所述整流电路的两路电压输入端；且所述二极管D1的负极连接所述整流电路的电压输出端。

在本实用新型各个实施方式中，优选地，所述检测电路包括：分压电阻R1、分压电阻R2、开关三极管Q1、储能电容C1以及充电电阻R3；

其中，所述分压电阻R1和所述分压电阻R2串联，且所述分压电阻R1远离所述分压电阻R2的一端与所述整流电路的电压输出端连接；

所述开关三极管Q1的基极连接于所述分压电阻R1和所述分压电阻R2之间，集电极连接在所述储能电容C1和所述充电电阻R3之间；

所述充电电阻R3远离所述开关三极管Q1的集电极的一端还连接有充电电源V；

所述分压电阻R2远离所述分压电阻R1的一端、所述开关三极管Q1的发射极以及所述储能电容C1远离所述充电电阻R3的一端均接地。

在本实用新型各个实施方式中，优选地，所述比较电路包括：串联的分压电阻R4、分压电阻R5，还包括比较器U1；

所述分压电阻R4远离所述分压电阻R5的一端与所述充电电阻R3远离所述开关三极管Q1集电极连接；所述分压电阻R5远离所述分压电阻R4的一端接地；

所述比较器U1包括两个信号输入端，其中低电位端连接所述开关三极管Q1的集电极；高电位端连接分压电阻R4和分压电阻R5之间；

所述比较器U1还包括：接地端、电源输入端以及信号输出端；

所述比较器U1的信号输出端作为所述掉电检测电路的信号口输出端。

在本实用新型各个实施方式中，优选地，还包括：MCU模块；

所述MCU模块与所述掉电检测电路的信号输出端连接；

所述MCU模块用于在接受所述掉电电平信号后，向所述受控开关电路输出使能信号，驱动所述受控开关电路闭合。

在本实用新型各个实施方式中，优选地，还包括：显示器；

所述显示器与所述MCU模块连接。

在本实用新型各个实施方式中，优选地，还包括：无线通信模块；

所述无线通信模块与所述MCU模块连接；

所述MCU模块通过所述无线通信模块与上位机通信。

本实用新型实施例所提供的UPS电源装置，第一UPS电源的电压输入端和外接电源连接，外接电源向第一UPS电源输入电流，第一UPS将外接电源所输入的电流转换为负载电路中所需要的电流输出，同时，该电流还从掉电检测电路的电压输入端输入。一旦第一UPS电源10出现问题掉电，那么掉电检测电路的向外界输出掉电电平信号，驱动受控开关电路闭合。而受控开关电路的电压输入端连接第二UPS电源的电压输出端，因此，当受控开关电路闭合的时候，第二UPS电源被接通，能够在第一UPS电源断电的时候，向用电设备持续供电。该UPS电源装置较之现有的UPS电源供电更加的稳定，保证用电设备的正常工作。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新 型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本实用新型实施例所提供的一种UPS电路的结构示意图；

图2示出了本实用新型实施例所提供的UPS电路中，第一UPS电源的结构示意图；

图3示出了本实用新型实施例所提供的UPS电路中，第二UPS电源的结构示意图；

图4示出了本实用新型实施例所提供的UPS电路中中，掉电检测电路的结构示意图；

图5示出了本实用新型实施例所提供的另一种UPS电路的结构示意图；

图示标记说明：

第一UPS电源10、第一整流器101、第一逆变器102以及第一电池组103；

第二UPS电源20、第二整流器201、第二逆变器202以及第二电池组203；

掉电检测电路30、整流电路301、检测电路302以及比较电路303；

受控开关电路40；MCU模块50；显示器60；无线通信模块70。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的 组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

目前的UPS电源在使用的时候，如果其本身出现了故障，依然会影响用电设备的正常工作，因此稳定性较差，基于此，本申请提供的一种UPS电源装置，可以提高供电稳定性，保证用电设备的正常工作。

需要注意的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

另外，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参见图1所示，本实用新型实施例提供一种UPS电源装置，包括：第一UPS电源10、第二UPS电源20、掉电检测电路30以及受控开关电路40；

所述第一UPS电源电10的压输入端口用于连接外接电源，电压输出 端用于连接负载电路；且所述第一UPS电源的电压输出端还连接所述掉电检测电路30的电压输入端；所述掉电检测电路30的信号输出端用于在所述第一UPS电源10掉电时，向外界输出掉电电平信号，驱动所述受控开关电路闭合；

所述第二UPS电源20的电压输入端用于连接外接电源，电压输出端用于连接所述受控开关电路40的电压输入端；所述受控开关电路40的电压输出端用于连接负载电路。

在具体实施的时候，第一UPS电源10的电压输入端和外接电源连接，外接电源向第一UPS电源输入电流，第一UPS将外接电源所输入的电流转换为负载电路中所需要的电流输出，同时，该电流还从掉电检测电路30的电压输入端输入。一旦第一UPS电源10出现问题掉电，那么掉电检测电路30的向外界输出掉电电平信号，驱动受控开关电路闭合。而受控开关电路的电压输入端连接第二UPS电源的电压输出端，因此，当受控开关电路40闭合的时候，第二UPS电源20被接通，能够在第一UPS电源断电的时候，向用电设备持续供电。

参见图2所示，本实用新型实施例还提供一种第一UPS电源的具体结构，包括：

第一整流器101、第一逆变器102以及第一电池组103；

所述第一逆变器102的电压输入端有三路，其中两路作为所述第一UPS电源10的电压输入端，另外一路与所述第一电池组的电压输出端连接；

所述第一逆变器102的电压输出端有两路，其中一路用于连接负载电路，另一路通过所述第一整流器101与所述第一电池组103的电压输入端连接。

在具体实施的时候，第一UPS电源的电压输入端所连接的外接电源一 般为交流电源，因此，第一逆变器102的三路电压输入端中，其中两路作为第一UPS电源的电压输入端，连接外接的交流电源，另外一路与第一电池组103的电压输出端连接，当外接电源掉电的时候，第一电池组103向第一逆变器102输出直流电流，直流电流经第一逆变器逆变为交流电流，供给负载电路。第一逆变器102还具有两路输出端，其中一路能够将外接电源所输入的交流电流输出至负载电路，另一路向第一整流器101输出交流电流；第一整流器101将交流电转换为直流电，并将直流电输入至第一电池组103中，为第一电池组103充电。

参见图3所示，本实用新型实施例还提供一种第二UPS电源的具体结构，包括：

第二整流器201、第二逆变器202以及第二电池组203；

所述第二逆变器202的电压输入端有三路，其中两路作为所述第二UPS电源20的电压输入端，另外一路与所述第二电池组203的电压输出端连接；

所述第二逆变器202的电压输出端有两路，其中一路连接所述受控开关电路，另一路通过所述第二整流器201与所述第二电池组203的电压输入端连接。

具体地，第二UPS电源的工作过程与第一UPS电源的工作过程类似，在此不再赘述。

参见图4所示，本实用新型实施例还提供一种掉电检测电路的具体结构，包括：

依次连接的整流电路301、检测电路302以及比较电路303；

其中，所述整流电路301的电压输入端作为所述掉电检测电路30的电压输入端；

所述比较电路303的电压输出端作为所述掉电检测电路30的信号输出端。

其中，由于第一UPS电源10所输出的电流为交流电，通过整流电路实现对交流电的整流。检测电路302用于实现电流的检测，而比较电路303则是通过比较器来实现掉电电平信号的输出。

在具体实现的时候，整流电路301包括：二极管D1、二极管D2、二极管D3以及二极管D4；

其中，二极管D1的正极与所述二极管D3的负极连接；二极管D1的负极与二极管D2的负极连接；所述二极管D3的正极与所述二极管D4的正极均接地；所述二极管D4的负极与所述二极管D2的正极连接；

所述二极管D1的正极以及二极管D2的正极连接所述整流电路的两路电压输入端；且所述二极管D1的负极连接所述整流电路的电压输出端。

通过该桥式整流电路实现了将交流电进行整流，并将直流电输出给检测电路302。

另外，所述检测电路302包括：分压电阻R1、分压电阻R2、开关三极管Q1、储能电容C1以及充电电阻R3；

其中，所述分压电阻R1和所述分压电阻R2串联，且所述分压电阻R1远离所述分压电阻R2的一端与所述整流电路的电压输出端连接；

所述开关三极管Q1的基极连接于所述分压电阻R1和所述分压电阻R2之间，集电极连接在所述储能电容C1和所述充电电阻R3之间；

所述充电电阻R3远离所述开关三极管Q1的集电极的一端还连接有充电电源V；

所述分压电阻R2远离所述分压电阻R1的一端、所述开关三极管Q1的发射极以及所述储能电容C1远离所述充电电阻R3的一端均接地。

所述比较电路包括：串联的分压电阻R4、分压电阻R5，还包括比较器U1；

所述分压电阻R4远离所述分压电阻R5的一端与所述充电电源V连接；所述分压电阻R5远离所述分压电阻R4的一端接地；

所述比较器U1包括两个信号输入端，其中低电位端连接所述开关三极管Q1的集电极；高电位端连接分压电阻R4和分压电阻R5之间；

所述比较器U1还包括：接地端、电源输入端以及信号输出端；

所述比较器U1的信号输出端作为所述掉电检测电路的信号口输出端。

在具体实施的时候，利用储能电容C1充电，利用开关三极管Q1的能量释放，由此在比较电路30的信号输入端造成电平的变化，由于开关三极管Q1受控于前端的整流电路301，当长时间不能释放储能电容C1的能量时，在储能电容C1上将产生高电位，比较电路303的两个输入端都是高电位，比较电路303将输出掉电电平信号，反之则不输出掉电电平信号。

另外，需要注意的是，整流电路还可以是由其他种类电子元器件构成的不同拓扑的可控整流电路、不可控整流电路或精密整流电路。

该掉电检测电路在具体应用的时候，由第一UPS电源锁输出的交流电压由整流电路301输入并整流，整流后的信号经R1、R2分压到合适的等级，驱动开关三极管Q1、根据Q1器件的特性和所需要的最低告警电压值，合适选择R1和R2的参数，使得交流输入电压大于告警电压值时，在每半交流周期内电压上升到某一电压时Q1可以导通，使其对C1放电，在交流电压经过峰值后下降到某电压值后Q1断开，C1通过R3充电，直到下次Q1导通放电。在交流电压正常输入的时候，每半个交流周期Q1导通一次对C1放电，C1电压不会达到后续电路的翻转动作电压；而在异常情况发生，导致输入信号较小或者消失较长时间时(即第一UPS电源掉电的时候)，在此时间段内Q1将一直关段，C1保持充电，C1电压持续升高最终达到并超过后 级电路的翻转动作电压，后级电路翻转动作，输出掉电电平信号，进而通过该掉电电平信号，驱动受控开关电路40接通，第二UPS电源被接通，从而为用电设备供电。

当第一UPS电源恢复使用的时候，Q1又恢复至之前循环的导通、断开状态，后级电路不再输出掉电电平信号，受控开关电路40被断开，导致第二UPS电源断开，从而实现了两个UPS电源之间的用电切换。

参见图5所示，本实用新型实施例所以供的UPS电源中，还包括：MCU模块；

所述MCU模块50与所述掉电检测电路30的信号输出端连接；

所述MCU模块用于在接受所述掉电电平信号后，向所述受控开关电路40输出使能信号，驱动所述受控开关电路闭合。

在具体实现的时候，MCU模块(Microcontroller Unit，微控制单元)，又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)或者单片机，是一种集成电路芯片，为不同的应用场合做不同组合控制。MCU模块在接收到掉电检测电路所发送的掉电电平信号之后，会向受控开关电路发送使能信号。受控开关电路在接收到该使能信号后闭合，将第二UPS电源接通。

UMC模块还连接有显示器60。UMC模块能够实现对第一UPS电源以及第二UPS电源用电情况的监测，并通过显示器将其显示出来。

UMC模块还连接有无线通信模块70；MCU模块通过无线通信模块和上位机通信，向上位机发送第一UPS电源和第二UPS电源的供电情况。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。