多模式工作ＵＰＳ電源制造技術

一種多模式工作ＵＰＳ電源，包括市電輸入、蓄電池、整流器、逆變器，旁路靜態開關、逆變靜態開關、ＭＣＵ單片機控制電路、外部輸入電路、外部輸出電路，市電輸入一路依次經整流器、逆變器、逆變靜態開關至交流輸出，另一路經旁路靜態開關至交流輸出，蓄電池連接在整流器輸出端和逆變器輸入端的連接點，ＭＣＵ單片機控制電路輸出旁路靜態開關控制信號至旁路靜態開關、輸出逆變靜態開關控制信號至逆變靜態開關、輸出逆變器控制信號至逆變器，輸出工作狀態數據信號至外部輸出電路，輸入市電輸入采樣信號、輸入外部輸入電路輸入的信號。本發明專利技術克服現有ＵＰＳ電源只有單一雙變換在線工作模式的不足，提出一種具有多種工作模式的供電電源。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種供電電源，尤其是涉及一種多模式工作UPS電源。
技術介紹
常規中大功率UPS電源只有單一的雙變換在線工作模式，整機效率一般只有85%左右，通常適應負載為計算機和一些精密設備，對電機之內的感性負載必須要放大7-10倍余量才能正常工作，沒有變頻啟動等功能，對負載適應能力不強，自身耗電量高不節能。
技術實現思路
本專利技術的目的就是克服現有UPS電源只有單一雙變換在線工作模式的不足，提出一種具有多種工作模式的UPS供電電源。 為實現上述目的，本專利技術一種多模式工作UPS電源，包括市電輸入、蓄電池、整流器、逆變器，旁路靜態開關、逆變靜態開關、MCU單片機控制電路、外部輸入電路、外部輸出電路，市電輸入一路依次經整流器、逆變器、逆變靜態開關至交流輸出，另一路經旁路靜態開關至交流輸出，蓄電池連接在整流器輸出端和逆變器輸入端的連接點，MCU單片機控制電路輸出旁路靜態開關控制信號至旁路靜態開關、輸出逆變靜態開關控制信號至逆變靜態開關、輸出逆變控制信號至逆變器，輸出工作狀態數據信號至外部輸出電路，輸入市電輸入采樣信號、輸入外部輸入電路輸入的信號。 上述MCU單片機控制電路還可以輸出整流控制信號至整流器，輸入蓄電池采樣信號、輸入逆變采樣信號、輸入交流輸出采樣信號。 在一種實施方式中，上述MCU單片機控制電路包括主機MCU單片機控制電路和顯示MCU單片機控制電路，主機MCU單片機控制電路經串行接口與顯示MCU單片機控制電路傳輸數據，上述MCU單片機控制電路輸出的旁路靜態開關控制信號、逆變靜態開關控制信號、逆變控制信號為主機MCU單片機控制電路輸出，上述MCU單片機控制電路輸入的市電輸入采樣信號為主機MCU單片機控制電路輸入，上述MCU單片機控制電路輸出的工作狀態數據信號為顯示MCU單片機控制電路輸出，上述MCU單片機控制電路輸入的外部輸入電路輸入信號為顯示MCU單片機控制電路輸入。主機MCU單片機控制電路還可以輸出整流控制信號至整流器，輸入蓄電池采樣信號、輸入逆變采樣信號、輸入交流輸出采樣信號。 上述外部輸出電路可為顯示電路或報警電路，上述外部輸入電路可為按鍵電路，MCU單片機控制電路輸出工作狀態數據信號至顯示電路顯示或報警電路報警，輸入按鍵電路輸入的設置信號。 上述外部輸出電路和外部輸入電路可為串行接口， MCU單片機控制電路經串行接口連接后臺監控。 本專利技術由于應用了MCU單片機控制電路，并設置了旁路靜態開關和逆變靜態開關，用戶可以根據自己的負載情況，通過外部輸入電路輸入的信號設置本專利技術的工作模式。如計算機和精密設備負載，設置為在線雙變換工作模式(UPS);普通負載設備，設置為經濟運行模式(ECO);電機負載設備，設置為變頻緩啟動應急模式(EPS)。 本專利技術的特點是負載適應能力強、用途廣泛、節能、電路性能穩定、成本低、工作模式設置轉換方便、操作簡單。附圖說明 圖1是本專利技術實施例的電路方框圖； 圖2是圖1的主機MCU單片機控制電路控制的主電路原理具體實施例方式以下結合附圖詳述本專利技術的結構細節 如圖l所示，為本專利技術實施例的電路方框圖，包括市電輸入、蓄電池、整流器、逆變器，旁路靜態開關、逆變靜態開關、MCU單片機控制電路、外部輸入電路和外部輸出電路。MCU單片機控制電路包括主機MCU單片機控制電路和顯示MCU單片機控制電路，主機MCU單片機控制電路經串行接口與顯示MCU單片機控制電路傳輸數據，外部輸出電路為顯示電路和報警電路，外部輸入電路為按鍵電路，外部輸出電路和外部輸入電路還可為RS232串行接口，連接后臺監控。 市電輸入一路依次經整流器、逆變器、逆變靜態開關至交流輸出，另一路經旁路靜態開關至交流輸出，蓄電池連接在整流器輸出端和逆變器輸入端的連接點。主機MCU單片機控制電路輸出旁路靜態開關控制信號至旁路靜態開關，控制關斷或開通旁路靜態開關；輸出逆變靜態開關控制信號至逆變靜態開關，控制關斷或開通逆變靜態開關；輸出逆變控制信號至逆變器，控制逆變器關閉或逆變工作或變頻緩啟動逆變工作；輸出整流控制信號至整流器，控制整流器關閉或整流工作；輸入市電輸入采樣信號，判斷市電輸入正常否；輸入蓄電池采樣信號，判斷蓄電池正常否；輸入逆變采樣信號，判斷逆變器正常否；輸入交流輸出采樣信號，判斷交流輸出正常否。顯示MCU單片機控制電路輸出工作狀態數據信號至顯示電路顯示和報警電路報警，輸入按鍵電路輸入的設置信號。顯示MCU單片機控制電路經RS232串行接口連接后臺監控，發送工作狀態數據信號至后臺監控，接收后臺監控的設置參數數據信號。 主機MCU單片機控制電路，通過對市電輸入、交流輸出、蓄電池等的采集，并通過串行通訊和顯示MCU單片機控制電路進行通訊，按用戶設置的模式進行工作。 顯示MCU單片機控制電路，是分機對話的窗口 ，將主機MCU單片機控制電路的工作數據進行運算處理，然后控制顯示電路的LED指示燈顯示主機的工作狀態，并通過報警電路的蜂鳴器報警，同時將所有的數據和狀態通過顯示電路的LCD液晶顯示器顯示；將主機的運行數據通過RS232串行接口和后臺監控通訊；按鍵電路是用戶對顯示內容進行查詢或參數設置。 整流器將市電的交流電轉換成直流電，供蓄電池充電和逆變器工作電源。采用可控硅橋式整流器，通過控制可控硅的導通角調整輸出電壓。當電池低壓時給電池充電，整流器工作在恒流模式，電池充滿后工作在恒壓狀態。 逆變器則是將整流器輸出的直流電或蓄電池的直流電轉換成交流電輸出。 旁路靜態開關和逆變靜態開關是旁路和逆變雙電源轉換的電子開關。 輔助電源則是供給電路的工作電源。 蓄電池則是后備能源。在市電異常時代替市電輸入，提供后備供電。 如圖2所示，為主機MCU單片機控制電路控制的主電路原理圖，其中，SW1為電池開關，SW2為整流開關，SW3為旁路開關，SW4為輸出開關。 當市電正常時，首先通過整流開關SW2、濾波電容C1、濾波電感L1濾后連接到整流器，整流器采用可控硅橋式整流器Q1，可控硅橋式整流器Q1將市電輸入整流變換成直流電，經熔斷器F1，總線電容C2濾波，給蓄電池充電，同時供給逆變器。當電池充滿后恒定在浮充電壓供給逆變器。主機MCU單片機輸出的整流控制信號至可控硅橋式整流器Q1A、Q1B、Q1C、Q1D的可控硅柵極，通過調整可控硅Q1A、Q1B、Q1C、Q1D的導通角，調整整流電壓。 蓄電池充電則是整流后的直流電壓通過二極管D1給電池充電，充電電流通過HR1霍耳電流傳感器進行測量，當電池低壓時進入恒流充電模式，電池充滿后則轉為恒壓模式。 電池逆變工作蓄電池首先通過電池開關SW1，電池軟啟動限流電阻RS1給總線電容C2充電，當電容C2充滿后，主機MCU單片機送出控制信號觸發可控硅Q5導通，短路電池軟啟動限流電阻RS1，電池電流通過可控硅Q5供給逆變器。 逆變器采用IGBT逆變橋Q6(4單元H橋Q6A、Q6B、Q6C、Q6D)。當主機MCU單片機控制逆變器工作時，輸出逆變控制信號SP麗驅動波，通過外部電路分成4路驅動信號至IGBT逆變橋Q6的柵極，通過IGBT逆變橋Q6開關斬波，逆變變壓器Tl耦合，并通過變壓器的漏感和輸出逆變濾波電容C3，濾出純凈的正弦交流電。 旁路靜態開關Q4采用反向并聯的可控硅Q4A、 Q4B，逆變靜態開關Q5采用反向并聯的可控本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種多模式工作ＵＰＳ電源，包括市電輸入、蓄電池、整流器、逆變器，其特征在于：還包括旁路靜態開關、逆變靜態開關、ＭＣＵ單片機控制電路、外部輸入電路、外部輸出電路，市電輸入一路依次經整流器、逆變器、逆變靜態開關至交流輸出，另一路經旁路靜態開關至交流輸出，蓄電池連接在整流器輸出端和逆變器輸入端的連接點，ＭＣＵ單片機控制電路輸出旁路靜態開關控制信號至旁路靜態開關、輸出逆變靜態開關控制信號至逆變靜態開關、輸出逆變控制信號至逆變器，輸出工作狀態數據信號至外部輸出電路，輸入市電輸入采樣信號、輸入外部輸入電路輸入的信號。

【技術特征摘要】
一種多模式工作UPS電源，包括市電輸入、蓄電池、整流器、逆變器，其特征在于還包括旁路靜態開關、逆變靜態開關、MCU單片機控制電路、外部輸入電路、外部輸出電路，市電輸入一路依次經整流器、逆變器、逆變靜態開關至交流輸出，另一路經旁路靜態開關至交流輸出，蓄電池連接在整流器輸出端和逆變器輸入端的連接點，MCU單片機控制電路輸出旁路靜態開關控制信號至旁路靜態開關、輸出逆變靜態開關控制信號至逆變靜態開關、輸出逆變控制信號至逆變器，輸出工作狀態數據信號至外部輸出電路，輸入市電輸入采樣信號、輸入外部輸入電路輸入的信號。2. 根據權利要求l所述的電源，其特征在于MCU單片機控制電路還輸出整流控制信號 至整流器，輸入蓄電池采樣信號、輸入逆變采樣信號、輸入交流輸出采樣信號。3. 根據權利要求1所述的電源，其特征在于所述MCU單片機控制電路包括主機MCU 單片機控制電路和顯示MCU單片機控制電路，主機MCU單片機控制電路經串行接口與顯示 MCU單片機控制電路傳輸數據，所述MCU單片機控制電路輸出的旁路靜態開關控制信號、逆 變靜態開關控制信號、逆變控制信號為主機MCU單片機控制電路輸出，所述MCU單片機控制 電路輸入的市電輸入采樣信號為主機MCU單片機控制電路輸入，所述MCU單片機控制電路 輸出的工作狀態數據信號為顯示MCU單片機控制電路輸出，所述MCU單片機控制電路輸入 的外部輸入電路輸...

【專利技術屬性】
技術研發人員：羅蜂，潘世高，黃敏，
申請(專利權)人：佛山市柏克電力設備有限公司，
類型：發明
國別省市：44[中國|廣東]