UPS供电装置的制作方法

文档序号:11727865阅读:198来源:国知局

本实用新型涉及UPS供电装置。



背景技术:

UPS供电装置主要是为用电设备提供不间断的电源,主要是防止一些不能断电的用电设备在意外情况下没有电源供应的问题。

公开号为CN103364662A,目前,公开了一种用于机房的供电测试系统,包括:发电机;第一变压器,第一变压器的一次侧与发电机相连,第一变压器用于对发电机输出的交流电进行电压变换;选择装置,选择装置与第一变压器的二次侧和机房用电设备分别相连;测试负载装置,测试负载装置与选择装置相连;供电母线,供电母线与选择装置相连;第一UPS供电装置,第一UPS供电装置与供电母线和选择装置分别相连;控制装置,控制装置与选择装置和测试负载装置相连,用于控制选择装置和测试负载装置以对机房的供电系统进行测试。

在电网电压工作正常时,UPS供电装置给负载供电,当突发停电时,UPS供电装置给负载提供所需电源,维持正常的生产。

现有的UPS供电装置中都设置了蓄电池,在对蓄电池充电和放电的过程,需要对UPS电源的控制方式上进行改进,以避免蓄电池过充或过放,造成蓄电池的使用寿命降低。



技术实现要素:

针对现有技术存在的不足,本实用新型的目的是提供自动进行切换蓄电池供电方式的UPS供电装置。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:一种UPS供电装置,包括依次连接的电源输入端、第一继电器、充电器、蓄电池、控制器、第三继电器、逆变器、第二继电器、电源输出端;第一继电器的常开触点和第三继电器的常开触点串联在电源的输送回路上;第二继电器的常开触点并联在第一继电器的常开触点上;电源输入端的电流控制第一继电器并对蓄电池进行充电,电源输出端的电流控制第二继电器;控制器配置为对蓄电池进行检测并在蓄电池电压过低时控制第三继电器切断。

通过上述设置,电源输入端连接外部电源后,通过充电器进行电压转换,为蓄电池进行充电,而一般情况下蓄电池电充满之后直接通过电源的输送回路到达逆变器,通过逆变器进行输出,当外部电源不提供的时候,此时主要是由蓄电池进行为输出端提供电能,而在蓄电池的电能不足的时候,此时控制器就可以控制第三继电器断开,从而防止蓄电池过分放电,从而可以在下次电源恢复的时候,外部电源边供电边为蓄电池进行供电,如果外部断电之后,则蓄电池提供不间断的电力输出,如果蓄电池也没电了,则进行切断电路连接以防止损坏蓄电池,在UPS供电系统中,此类供电装置会设置多个,因此其中的一个蓄电池没电之后,则由另外一个UPS供电装置继续供电,此储备的电能足够等待电力回复的时间,所以此类UPS供电装置采用上述电路可以提高蓄电池的使用寿命。

作为本实用新型的具体方案可以优选为:所述控制器包括采样电路、放大电路、驱动电路;所述采样电路并联在蓄电池的两端用以采集蓄电池的电压;放大电路连接在采样电路的输出端用以将采样电压进行放大;驱动电路连接在放大电路和第三继电器之间,通过采样电压进行驱动第三继电器。

通过上述设置,采样电路可以对蓄电池的电压进行采样,蓄电池的电力是否充足主要是由采用电路采集的电压进行判断,蓄电池存储的电力较低的时候,其输出电压会降低,从而通过放大电路将此采样电压进行放大,以输入给驱动电路,驱动电路使得第三继电器失电。

作为本实用新型的具体方案可以优选为:所述采样电路包括依次串联的第一稳压管、第二稳压管、第一电阻,第二稳压管和第一电阻之间的连接点为采样输出点。

通过上述设置,采用第一稳压管和第二稳压管,蓄电池上的电压可以在第一电阻上形成正比于蓄电池电量的电压信号。

作为本实用新型的具体方案可以优选为:所述采样输出点通过第二电阻连接放大电路,第二电阻为可调电阻。

通过上述设置,电压信号可以通过第二电阻进行调节,第二电阻可以调节自身电阻,从而可以限制电流,可在市电断电时校准蓄电池电压下限保护起控值。

作为本实用新型的具体方案可以优选为:所述放大电路包括稳压芯片、第一三极管和第二三极管;稳压芯片的输入端连接蓄电池,稳压芯片的输出端连接第二三极管的集电极和基极,第二三极管的基极连接第一三极管的集电极,第一三极管的发射极和第二三极管的集电极共同通过第六电阻接地,第一三极管的基极为信号输入端,第二三极管的集电极为信号输出端。

通过上述设置,蓄电池电压下降时,第一三极管的基极电压跟着下降,第一三极管导通减弱,第二三极管基极升高;当升高至一定值后,第二三极管退出饱和进人线性放大,使得第三三极基极的输入电压降低。

作为本实用新型的具体方案可以优选为:驱动电路包括第三三极管,第三三极管的基极通过第八电阻连接放大电路的输出端,第三三极管的发射极接地,第三三极管的集电极连接第三继电器的线圈。

通过上述设置,第三三极管的基极电压降低后,第三三极管最后处于截止状态,第三继电器断电。

作为本实用新型的具体方案可以优选为:所述充电器为24V充电器。

通过上述设置,一般蓄电池的充电电压为24V,所以采用24V充电器较为普遍。

作为本实用新型的具体方案可以优选为:所述稳压芯片为芯片LM7812,其输入电压为24V,输出电压为12V。

通过上述设置,稳压芯片可以将蓄电池的12V电压调节调12V输出,提供给驱动电路。

综上所述,本实用新型具有以下有益效果:避免蓄电池过充或过放,可以提高蓄电池的使用寿命,同时提供控制稳定的UPS供电装置。

附图说明

图1为本实施例的电路结构图。

图中1、电源输入端;2、充电器;3、控制器;31、采样电路;32、放大电路;33、驱动电路;4、逆变器;5、电源输出端;K1、第一继电器;BAT、蓄电池;K3、第三继电器;K2、第二继电器;VZ1、第一稳压管;VZ2、第二稳压管;R1、第一电阻;R2、第二电阻;R3、第三电阻;R4、第四电阻;R5、第五电阻;R6、第六电阻;R7、第七电阻;R8、第八电阻;U1、稳压芯片;Q1、第一三极管;Q2、第二三极管;Q3、第三三极管。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例:如图1所示,一种UPS供电装置,包括依次连接的电源输入端1、第一继电器K1、充电器2、蓄电池BAT、控制器3、第三继电器K3、逆变器4、第二继电器K2、电源输出端5。充电器2为24V充电器2。一般蓄电池BAT的充电电压为24V,所以采用24V充电器2较为普遍。第一继电器K1的常开触点K1-1和第三继电器K3的常开触点K3-1串联在电源的输送回路上;第二继电器K2的常开触点K2-1并联在第一继电器K1的常开触点K1-1上;电源输入端1的电流控制第一继电器K1并对蓄电池BAT进行充电,电源输出端5的电流控制第二继电器K2。

控制器3包括采样电路31、放大电路32、驱动电路33。

采样电路31并联在蓄电池BAT的两端用以采集蓄电池BAT的电压,采样电路31包括依次串联的第一稳压管VZ1、第二稳压管VZ2、第一电阻R1,第二稳压管VZ2和第一电阻R1之间的连接点为采样输出点。采样输出点通过第二电阻R2连接放大电路32,第二电阻R2为可调电阻。电压信号可以通过第二电阻R2进行调节,第二电阻R2可以调节自身电阻,从而可以限制电流,可在市电断电时校准蓄电池BAT电压下限保护起控值。

放大电路32连接在采样电路31的输出端用以将采样电压进行放大,放大电路32包括稳压芯片U1、第一三极管Q1和第二三极管Q2。第二三极管Q2的集电极上连接有第五电阻R5,基极上通过第四电阻R4连接稳压芯片U1,基极通过第三电阻R3连接第一三极管Q1的集电极。第二电阻R2还通过第一二极管D1连接第一三极管的基极。第一三极管Q1的发射极通过第七电阻R7和第八电阻R8连接第三三极管Q3的基极。第二三极管Q2的集电极通过第六电阻R6接地。稳压芯片U1为芯片LM7812,其输入电压为24V,输出电压为12V。稳压芯片U1可以将蓄电池BAT的12V电压调节调12V输出,提供给驱动电路33。稳压芯片U1的输入端连接蓄电池BAT,稳压芯片U1的输出端连接第二三极管Q2的集电极和基极,第二三极管Q2的基极连接第一三极管Q1的集电极,第一三极管Q1的发射极和第二三极管Q2的集电极共同通过第六电阻R6接地,第一三极管Q1的基极为信号输入端,第二三极管Q2的集电极为信号输出端。

驱动电路33连接在放大电路32和第三继电器K3之间,通过采样电压进行驱动第三继电器K3,驱动电路33包括第三三极管Q3,第三三极管Q3的基极通过第八电阻R8连接放大电路32的输出端,第三三极管Q3的发射极接地,第三三极管Q3的集电极连接第三继电器K3的线圈。

电路工作原理:常态下,市电(220V)通过充电器2向蓄电池BAT充电,同时自启动第一继电器K1吸合,第一电阻R1、第一稳压管VZ1、第二稳压管VZ2对蓄电池BAT的+24V电压进行分压采样,采样电压通过第二电阻R2、第一二极管输入到第一三极管Q1的基极,使第一三极管Q1处于线性放大状态,第二三极管Q2、第三三极管Q3处于深度饱和状态,第三继电器K3吸合,+24V电压通过第三继电器K3、第一继电器K1送至逆变器4上,逆变器4工作,输出220V正弦波电压,同时第二继电器K2吸合。

当市电断电时,第一继电器K1断开,初时蓄电池BAT的电压+24V不变,第三继续吸合,由于第二继电器K2的自锁作用,+24V仍正常送至逆变器4。经一段时间后,蓄电池BAT电压开始下降,采样电压跟着下降,第一三极管Q1导通减弱,第二三极管Q2的基极电压升高;当其电压升高至一定值(即蓄电池BAT电压下降至22V)后,第二三极管Q2退出饱和进入线性放大,第三三极管Q3的基极电压迅速下降。

第二三极管Q2和第三三极管Q3截止,第三继电器K3断开,蓄电池BAT送至逆变器4上的回路被切断,逆变器4停止工作,同时第二继电器K2断开。逆变器4停止工作后,由于蓄电池BAT内电动势的作用,蓄电池BAT很快恢复24V电压,与常态一样,第二三极管Q2和第三三极管Q3饱和,第三继电器K3吸合。

但由于此时第一继电器K1和第二继电器K2均断开,蓄电池BAT无法连通逆变器4,逆变器4不工作,从而保护了蓄电池BAT。只有当市电恢复正常后,第一继电器K1吸合,逆变器4才能工作,此时充电器2已向蓄电池BAT充电。

在UPS供电系统中,此类供电装置会设置多个,因此其中的一个蓄电池BAT没电之后,则由另外一个UPS供电装置继续供电,此储备的电能足够等待电力回复的时间,所以此类UPS供电装置采用上述电路可以提高蓄电池BAT的使用寿命。

充电器2选用市售24~12V/50A可调充电器2;逆变器4选用功率500V•A、直流工作电压为24V逆变器4;蓄电池BAT选用两个12.80A•h铅蓄电池BAT串接。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释,其并不是对本实用新型的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

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