电池组脱机伺服型UPS电源控制器的制作方法

本发明涉及电力控制设备领域，尤其涉及一种电池组脱机伺服型UPS（Uninterruptible Power System，不间断电源 ）电源控制器。

背景技术：

随着社会的不断发展，用电设备对供电质量的要求越来越大，在现代供电设备中，一般都配设有一个UPS电源作为备用电源，目前使用的UPS电源，都配备了相当数量的蓄电池，采用在线式浮充工作方式，这种小电流涓流充电的方式，在蓄电池新品状态下没有问题。但随着使用时间的增加，当蓄电池性能降低时，涓流电流增大，存在发热、能耗损失增加；客观上浪费了电能、加速了蓄电池老化；由于电池长期充电的工况造成电解液减少会导致蓄电池使用寿命缩短；同时，维护时，需要工作人员定期进行放电维护，放电维护期间，工作人员需要一直值守。这种维护保养模式具体很大的随意性，不能确保对蓄电池的科学保养。且放电维护报告需要人工记录。

而且，目前使用的UPS电源都是针对特定种类蓄电池，比如铅酸蓄电池、锂电池不能换用，限制了用户对电池采购的种类。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术中存在的技术问题，提供一种电池组脱机伺服型UPS电源控制器，具体技术方案如下：

一种电池组脱机伺服型UPS电源控制器，包括市电模块、整流器、UPS电池模块以及逆变器，所述整流器连接在所述市电模块的输出端，用于将所述市电模块输出的交流电转换成直流电，还包括信号检测模块、主控制器、通信模块、输出控制器以及开关模块，所述主控制器连接所述信号检测模块、输出控制器和所述通信模块，所述信号检测模块还连接所述UPS电池模块、整流器的输出端口，以及所述逆变器的输入端口，所述开关模块还连接所述UPS电池模块、整流器、逆变器以及输出控制器，其中：

所述信号检测模块，用于检测所述市电模块和UPS电池模块的输出端是否有电源输出，以及所述逆变器的输入端是否有电源输入；

所述主控制器用于接收所述信号检测模块和通信模块传送过来的信号并响应输出对应的操作信号；

所述输出控制模块用于控制所述开关模块的接通和断开操作；

所述开关模块用于控制控制器内部的电路接通和断开。

本发明的进一步改进，所述控制器电路还包括一电容，所述电容一端连接在所述逆变器的输入端，一端接地连接。

本发明的进一步改进，所述开关模块内部包括晶闸管Q1、晶闸管Q2以及晶闸管Q3，其中，所述晶闸管Q1装设在所述UPS电池模块的充电电路上，所述晶闸管Q2装设在所述市电模块给负载的供电电路上，所述晶闸管Q3装设在所述UPS电池模块的放电电路上。

本发明的进一步改进，所述主控制器还连接有一移动终端，两者之间通过所述通信模块进行数据和信号的交互。

本发明的进一步改进，结合所述移动终端和所述主控制器还可对所述UPS电池模块进行放电维护操作。

本发明的进一步改进，所述信号检测模块通过设置在所述整流器、UPS电池模块输出端和所述逆变器输入端的电阻来实现信号的检测，其中，所述信号包括电路上的电压信号和电流信号。

本发明的进一步改进，所述主控制器的控制芯片采用微电脑芯片STM32F107。

本发明的进一步改进，所述UPS电池模块可以是任意类型的蓄电池种类。

本发明通过在UPS电池模块上设置一个控制器来管理UPS电源，所述控制器中设置有信号检测模块、主控制器、通信模块、输出控制器以及开关模块，通过信号检测模块对市电模块输出端、UPS电源输出端以及逆变器输入端进行电路通断的检测，主控制器根据信号检测模块，以及通过通信模块连接的移动终端上的传递过来的数据对输出控制器进行控制，然后通过输出控制器来控制开关模块，根据实际情况对开关模块内部的晶闸管Q1、Q2和Q3进行控制，实现了当市电模块正常供电时，UPS电池模块处于假脱机状态，且无浮冲；当市电模块无法进行供电时，UPS电池模块可自动无缝切入进行供电的功能；同时，通过在移动终端处设置放电维护计划表，对UPS电源定期进行充放电处理，从而有效降低UPS电池模块的老化，延长电池的使用寿命；本发明可最大效率的运用UPS电池模块，减少了能源的浪费；增加电池寿命的同时也可在一定程度上保护自然环境，值得推广。

附图说明

图1为本发明所述控制器的组成框图；

图2为本发明所述控制器的具体电路图；

图3为本发明所述控制器电路的电流流向示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例,附图中给出了本发明的较佳实施例。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例，相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参阅图1，本发明实施例中，提供了一种电池组脱机伺服型UPS电源控制器，包括市电模块、整流器、UPS电池模块以及逆变器，整流器连接在市电模块的输出端，用于将市电模块输出的交流电转换成直流电，还包括信号检测模块、主控制器、通信模块、输出控制器以及开关模块，主控制器连接信号检测模块、输出控制器和通信模块，信号检测模块还连接UPS电池模块、整流器的输出端口，以及逆变器的输入端口，开关模块还连接UPS电池模块、整流器、逆变器以及输出控制器，其中：

信号检测模块用于检测市电模块和UPS电池模块的输出端是否有电源输出，以及逆变器的输入端是否有电源输入，并将检测的结构传递给主控制器，主控制器响应并输出响应的操作信号控制输出控制器，从而对开关模块进行操作，实现相关电路的接通和断开操作；同时，主控制器还对通信模块传送过来的信号进行响应，并输出相对应的操作信号。

在本发明实施例中，控制器电路还包括一电容，电容一端连接在所述逆变器的输入端，一端接地连接，起到滤波的作用；本发明的进一步改进，主控制器还连接有一移动终端，两者之间通过通信模块进行数据和信号的交互，其中，两者之间的交互方式可以是通过WIFI或者局域网的方式完成。

结合图2，在本发明实施例中，信号检测模块通过设置在整流器、UPS电池模块输出端和逆变器输入端的电阻来实现信号的检测，信号检测模块检测到相关信号后，将信号传递到主控制器，主控器内部设置有相关的程序文件，根据接收到的信号与设置好的程序相对比，对比结果出来后，主控制器作出响应并发送控制命令到输出控制器，输出控制器控制开关模块内部电路，实现相关功能；其中，信号检测模块可检测电路上的电压信号和电流信号。

优选的，主控制器内部设置有一控制芯片，在本实施例中，主控制器的控制芯片采用微电脑芯片STM32F107；当然，也可以根据实际情况进行选择，本发明并未对此进行限定。

具体的，本发明采用的逆变器可以是电流型逆变器，也可以是电压型逆变器，实际操作中，可根据情况进行选择使用，本发明并未对此进行限制和固定。

在本发明实施例中，开关模块内部包括晶闸管Q1、晶闸管Q2以及晶闸管Q3，其中，晶闸管Q1装设在UPS电池模块的充电电路上，晶闸管Q2装设在市电模块给负载的供电电路上，晶闸管Q3装设在UPS电池模块的放电电路上，晶闸管Q1、Q2和Q3的具体功能如下：

当通过市电模块对负载进行供电时，晶闸管Q2导通、Q3断开，市电模块的输出电流经整流器，电容的滤波以及逆变器输出到负载，从而实现供电；当市电模块无法进行供电时，UPS电池模块自动无缝切入，此时，晶闸管Q1和Q2断开，晶闸管Q3导通，UPS电池模块输出电流，经过滤波后通过逆变器给负载供电；当通过市电模块给UPS电池模块进行充电操作时，晶闸管Q1导通、Q3断开，实现UPS电池模块的充电；充电完成时，晶闸管Q1断开、Q3断开，UPS电池模块在此时不会产生无浮充电流，而是处于假脱机状态，这种状态下，UPS电池模块既无输入充电电流，也无输出供电电流，可在一定程度上节省电量，实现节能操作。

结合图3，在本发明实施例中，通过移动终端和主控制器结合还可对UPS电池模块进行放电维护操作，通过设置维护计划表实现对UPS电池模块的放电维护，其中，所述维护计划表存储在主控制器内的存储器中；具体为，首先，通过主控制器控制晶闸管Q1、Q2断开，Q3导通，致使UPS电池模块对负载供电，将UPS电池模块内部电量全部放完；然后，控制晶闸管Q1、Q2导通，Q3断开，此时，市电模块一方面给负载供电，一方面给UPS电池模块充电；通过充电/放电的维护，可有效降低UPS电池模块内部蓄电池的老化，延长UPS电池模块的使用时间、延缓UPS电池模块内部蓄电池的更新消耗，起到一定节能和环保的效果。

进一步的，通过与主控制器连接的移动终端，可对UPS电池模块内部的蓄电池的使用情况、运行状况等通过数据显示到移动终端上，可避免通过人工检查带来的不便，降低了工作强度，提高了工作效率。

优选的，在本发明实施例中，UPS电池模块可以是任意类型的蓄电池种类。

本发明通过在UPS电池模块上设置一个控制器来管理UPS电源，所述控制器中设置有信号检测模块、主控制器、通信模块、输出控制器以及开关模块，通过信号检测模块对市电模块输出端、UPS电源输出端以及逆变器输入端进行电路通断的检测，主控制器根据信号检测模块，以及通过通信模块连接的移动终端上的传递过来的数据对输出控制器进行控制，然后通过输出控制器来控制开关模块，根据实际情况对开关模块内部的晶闸管Q1、Q2和Q3进行控制，实现了当市电模块正常供电时，UPS电池模块处于假脱机状态，且无浮冲；当市电模块无法进行供电时，UPS电池模块可自动无缝切入进行供电的功能；同时，通过在移动终端处设置放点维护计划表，对UPS电源定期进行充放电处理，从而有效降低UPS电池模块的老化，提高电池的寿命；本发明可最大效率的运用UPS电池模块，减少了能源的浪费；延长电池寿命的同时也可在一定程度上保护自然环境，值得推广。

以上仅为本发明的较佳实施例，但并不限制本发明的专利范围，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明专利保护范围之内。