一种多模块组网自动切换不间断供电系统的制作方法

本发明涉及供电系统，具体涉及一种多模块组网自动切换不间断供电系统。

背景技术：

1、目前，通讯设备、工控设备对供电系统装置能提供长期不间断供电的需求日益增大，因此，大电流不间断供电系统的设计显得尤为重要。

2、现有的不间断供电电源为实现大电流输出的长期供电主要是由多个供电设备组成，比如由多个大功率的电源模块同时供电，使用大功率的usp电源等器件组成的供电系统，体积庞大，各个电源的损耗导致的热应力问题解决困难。另外，当出现输入掉电的时候，所有电源模块均无法提供输出电压给系统负载，导致系统负载无法工作，故而造成系统输出中断引起终端应用停止等严重的事故，严重影响了人们的日常工作和生活。同时大量的大功率电源需要较多数量的大功率器件并联使用，故而造成电源的体积巨大，成本居高不下，而且整个产品的效率低、可靠性低和损耗大，导致能源的大量流失以及产生大量的碳排放，对环境造成较大的影响。

3、因此，需提供一种新型的一体化的不间断供电系统电源电路，来解决现有技术的不足。

技术实现思路

1、为解决上述问题，尤其是针对现有技术所存在的不足，本发明提供了一种多模块组网自动切换不间断供电系统能够解决上述问题。

2、为实现上述目的，本发明采用以下技术手段：

3、一种多模块组网自动切换不间断供电系统，包括电源模块、充电模块、电池供电和管理模块、中控系统不间断自动切换监控模块，所述充电模块与电池供电和管理模块连接，所述电源模块、电池供电和管理模块均与中控系统不间断自动切换监控模块连接；

4、所述电源模块用于将输入的交流电源转化为直流电源并给所述中控系统不间断自动切换监控模块供电，所述电源模块给系统输出提供恒定稳定的电压和电流，保证用户使用负载的稳定；

5、所述充电模块用于将输入的交流电源转化为直流电源并给所述电池供电和管理模块充电；

6、所述电池供电和管理模块在电源模块无法给所述中控系统不间断自动切换监控模块提供电压的情况下为系统负载提供不间断供电；

7、所述中控系统不间断自动切换监控模块保证在有ac供电和ac断电情况下，能够不间断输出电流，给系统提供稳定的输出电压和电流负载。

8、本发明进一步的方案为，所述电源模块的输入端连接外部交流电源，所述电源模块包括第一boost升压电路、与第一boost升压电路连接的第一dc to dc降压变化电路、与第一dc to dc降压变化电路连接的同步整流输出电路；

9、所述第一boost升压电路包括第一mos、第一二极管、第一储能电感；

10、所述第一dc to dc降压变化电路包括功率变换第八开关管、第九开关管、第四谐振腔电容、第十六谐振腔电容、第一功率变换电路、与第一功率变换电路连接的第二变压器；

11、所述同步整流输出电路用于控制开关电源的输出，所述同步整流输出电路与所述第一功率变换电路的变压器连接，所述同步整流输出电路包括第六开关管、第七开关管、第十一开关管、第十二开关管，及与开关管连接的第二十一输出滤波电容、第二十二输出滤波电容、第二十三输出滤波电容、第二十四输出滤波电容。

12、本发明进一步的方案为，所述充电模块的输入端连接外部交流电源，所述充电模块包括第二boost升压电路、第二dc to dc降压变化电路、同步输出整流电路；

13、所述第二升压电路包括包括第十三mos、第三二极管、第三储能电感；

14、所述第二dc to dc降压变化电路包括第三十二功率变换开关管、三十三功率变换开关管、第十谐振腔电容、第二十谐振腔电容、第二功率变换电路、与第二功率变换电路连接的第三变压器；

15、所述同步输出整流电路用于控制开关电源的输出，所述同步输出整流电路与所述第二功率变换电路的变压器连接，所述同步输出整流电路包括第二十开关管、第二十一开关管、第三十四开关管、第三十五开关管，及与开关管连接的第二十七输出滤波电容、第三十四输出滤波电容。

16、本发明进一步的方案为，所述同步输出整流电路的输出由第三十六开关mos、第三十七开关mos组成。

17、本发明进一步的方案为，所述电池供电和管理模块包括两组12v的电池包，两组所述电池包串联后组成24v的电池电压输出，所述电池包由10串8并的镍氢电池组成，所述电池包连接有电池管理模块，所述电池管理模块通过检测每节电池电压对每节电池进行平衡充电，所述电池管理模块通过检测每个电池包里面的各个点的温度，来对电池包的充放电做过温保护，防止电池过温损坏。

18、本发明进一步的方案为，所述电池管理模块通过控制第十一充电开关管、第二十一充电开关管控制充电器给电池充电，当电池充满电后及时关闭充电mos防止电池过充损坏；所述电池管理模块通过控制第十六放电开关管、第十八放电开关管控制电池给负载放电，当电池放电到过欠时及时关闭放电mos防止电池过放损坏。

19、本发明进一步的方案为，所述中控系统不间断自动切换监控模块包括隔离驱动线路、与隔离驱动线路连接的mcu监控系统、与mcu监控系统连接的通信自适应线路；

20、所述隔离线路包括第二隔离驱动芯片、第五隔离驱动芯片和对应作为开关的第九隔离开关mos、第十隔离开关mos、第三十二隔离开关mos、第三十三隔离开关mos；

21、所述mcu监控系统由第一mcu检测各个模块的工作模式，给系统端上报各个模块当前的工作状态，当某个模块有异常时，能及时反馈上报给系统端；

22、所述通信自适应线路由第三通信芯片、第四通信芯片组成，所述通信自适应线路针对多个电池模块的通信，采用的硬件线路切换模式。

23、本发明的有益效果：

24、本发明与传统技术相比，该供电系统以中控系统不间断自动切换监控模块为核心，来控制各个模块的工作过程和对工作过程状态的实时监控，通过中控系统能有效的知悉到各个模块的工作状态，在模块出样故障前能提前进行内部各个模块的协调工作，使提供给系统输出的电压能够长期工作在不间断的情况下，避免传统模式下输入断电导致输出电压中断的问题；同时，系统能够通过中控系统来实时读取当前供电系统的状态，大大的提高了系统工作的可靠性。

技术特征：

1.一种多模块组网自动切换不间断供电系统，其特征在于，包括电源模块、充电模块、电池供电和管理模块、中控系统不间断自动切换监控模块，所述充电模块与电池供电和管理模块连接，所述电源模块、电池供电和管理模块均与中控系统不间断自动切换监控模块连接；

2.根据权利要求1所述的一种多模块组网自动切换不间断供电系统，其特征在于，所述电源模块的输入端连接外部交流电源，所述电源模块包括第一boost升压电路、与第一boost升压电路连接的第一dc to dc降压变化电路、与第一dc to dc降压变化电路连接的同步整流输出电路；

3.根据权利要求1所述的一种多模块组网自动切换不间断供电系统，其特征在于，所述充电模块的输入端连接外部交流电源，所述充电模块包括第二boost升压电路、第二dc todc降压变化电路、同步输出整流电路；

4.根据权利要求3所述的一种多模块组网自动切换不间断供电系统，其特征在于，所述同步输出整流电路的输出由第三十六开关mos、第三十七开关mos组成。

5.根据权利要求1所述的一种多模块组网自动切换不间断供电系统，其特征在于，所述电池供电和管理模块包括两组12v的电池包，两组所述电池包串联后组成24v的电池电压输出，所述电池包由10串8并的镍氢电池组成，所述电池包连接有电池管理模块，所述电池管理模块通过检测每节电池电压对每节电池进行平衡充电，所述电池管理模块通过检测每个电池包里面的各个点的温度，来对电池包的充放电做过温保护，防止电池过温损坏。

6.根据权利要求5所述的一种多模块组网自动切换不间断供电系统，其特征在于，所述电池管理模块通过控制第十一充电开关管、第二十一充电开关管控制充电器给电池充电，当电池充满电后及时关闭充电mos防止电池过充损坏；所述电池管理模块通过控制第十六放电开关管、第十八放电开关管控制电池给负载放电，当电池放电到过欠时及时关闭放电mos防止电池过放损坏。

7.根据权利要求1所述的一种多模块组网自动切换不间断供电系统，其特征在于，所述中控系统不间断自动切换监控模块包括隔离驱动线路、与隔离驱动线路连接的mcu监控系统、与mcu监控系统连接的通信自适应线路；

技术总结
本发明公开一种多模块组网自动切换不间断供电系统，包括电源模块、充电模块、电池供电和管理模块、中控系统不间断自动切换监控模块，充电模块与电池供电和管理模块连接，电源模块、电池供电和管理模块均与中控系统不间断自动切换监控模块连接。有益效果：以中控系统不间断自动切换监控模块为核心，来控制各个模块的工作过程和对工作过程状态的实时监控，通过中控系统能有效的知悉到各个模块的工作状态，在模块出样故障前能提前进行内部各个模块的协调工作，使提供给系统输出的电压能够长期工作在不间断的情况下，避免传统模式下输入断电导致输出电压中断的问题，系统能够通过中控系统来实时读取当前供电系统的状态，提高了系统工作的可靠性。

技术研发人员：吴刚,沈廷望,李砂
受保护的技术使用者：东莞市北斗星电子科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15