CN102377208A

CN102377208A - 模块化不间断电源及冷启动方法

Info

Publication number: CN102377208A
Application number: CN2010102919690A
Authority: CN
Inventors: 徐辉
Original assignee: INVT POWER SYSTEM (SHENZHEN) CO Ltd
Current assignee: INVT POWER SYSTEM (SHENZHEN) CO Ltd
Priority date: 2010-09-26
Filing date: 2010-09-26
Publication date: 2012-03-14
Anticipated expiration: 2030-09-26
Also published as: CN102377208B

Abstract

本发明公开一种模块化不间断电源，包括机柜和机柜内安装的多个功率模块，机柜内还包括一个集中的冷启动电路板，冷启动电路板分别通过一个二极管将电池电压引入每个功率模块的直流母线，给辅助电源板供电。相应的，本发明还公开了一种模块化不间断电源的冷启动方法，将传统的集成在功率模块中的冷启动板改成单独的冷启动板，统一对多个功率模块进行启动，不仅能够大幅降低成本，而且单独的冷启动板模块还可以缩短维修时间。

Description

模块化不间断电源及冷启动方法

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种模块化不间断电源及冷启动方法。

背景技术

不间断电源，常被称为UPS(即Uninterruptible Power Supply)，目前已被广泛应用于各个领域，为了增加使用的方便性，人们又设计了模块化UPS。模块化UPS中，为了提高系统的可靠性，需考虑在单个模块出现故障时，该模块会自动退出系统，并且保证故障不会扩大，不会拖累其他模块。这就要求将各个模块的直流母线独立，也就是说，电池需要通过电池变换器升压后再与直流母线相连。采用这种各个模块直流母线独立结构的系统，比各个模块母线相连后再直接连接电池的系统更加可靠。但是这种UPS系统，在无主路、旁路的交流输入，需要用电池直接冷启动开机时，现有的做法都是在各个功率模块内部安装一个电池冷启动电路板，来实现在无市电和控制电源的条件下，将电池电压通过开关和限流装置引入直流母线，从而给辅助电源板供电，辅助电源板有了控制电源，控制芯片就会工作，以控制整机启动，如图1所示。这种冷启动方式，存在一些固有的缺点：1、成本高，如果UPS系统中有10个功率模块，则需要10个电池冷启动电路板，才能达到正常工作要求；2、维修冷启动电路板不方便，一旦某个冷启动电路板出现故障，需要整个系统停机进行维修，且需要逐块检测各个模块的冷启动电路板的好坏，维修时间长。

发明内容

针对上述提到的现有技术中的模块化UPS每个功率模块设有一个冷启动板，不仅成本高，而且一旦出现故障维修时间长等缺点，本发明提供一种新的模块化不间断电源及其冷启动方法，其采用一块集中的冷启动电路板，冷启动电路板分别通过一个二极管连接至每个功率模块的直流母线上，给辅助电源板供电，可有效解决高成本及冷启动电路板故障维修时间长等问题。

本发明为解决上述技术问题提出了一种模块化不间断电源，包括机柜和机柜内安装的多个功率模块，机柜内还包括一个集中的冷启动电路板，冷启动电路板分别通过一个二极管将电池电压引入每个功率模块的直流母线，给辅助电源板供电。

其中，所述的二极管正极与冷启动电路板连接。

所述的冷启动电路板包括控制通道、开关通道、供电通道和机械开关，所述的控制通道包括有串联连接的限流电阻和稳压管D4，与稳压管D4并联有电容C2，控制通道一端连接在电源输入接口，另一端连接在电源输出接口；所述的开关通道包括串联的限流电阻和开关管Q1，开关通道一端连接在电源输入接口，另一端连接在电源输出接口；所述的供电通道采用晶闸管Q2，晶闸管Q2一端连接在电源输入接口，另一端连接在电源输出接口，晶闸管Q2的控制端连接在电源输出接口处；所述的机械开关一端与稳压管D4负极连接，另一端与开关管Q1的控制端连接。

所述的开关管Q1采用场效应管。

相应的，本发明还提出了一种如上述的模块化不间断电源的冷启动方法，该方法为采用一个集中的冷启动电路板分别通过一个二极管将电池电压引入每个功率模块的直流母线，给辅助电源板供电。

其中，所述的二极管正极与冷启动电路板连接。

所述的冷启动电路板包括控制通道、开关通道、供电通道和机械开关，所述的控制通道在常态时处于导通状态，并形成一个供开关通道导通的高电平；所述的机械开关连接于控制通道和开关通道之间，用于通过控制通道的高电平控制开关通道导通；所述的开关通道用于触发供电通道导通，从而转换冷启动电路板的工作状态；所述供电通道用于控制电池电压给辅助电源板供电。

所述的控制通道包括有串联连接的限流电阻和稳压管D4，与稳压管D4并联有电容C2，控制通道一端连接在电源输入接口，另一端连接在电源输出接口，机械开关一端与稳压管D4负极连接。

所述的开关通道包括串联的限流电阻和开关管Q1，开关通道一端连接在电源输入接口，另一端连接在电源输出接口上，开关管Q1的控制端与机械开关连接。

所述的供电通道采用晶闸管Q2，晶闸管Q2一端连接在电源输入接口，另一端连接在电源输出接口，晶闸管Q2的控制端连接在电源输出接口处。

本发明的有益效果是：本发明将传统的集成在功率模块中的冷启动电路板改成单独的冷启动电路板，统一对多个功率模块进行启动，不仅能够大幅降低成本，而且单独的冷启动电路板模块还可以缩短维修时间。

下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图说明

图1现有技术中模块化不间断电源电路结构方框示意图。

图2为本发明电路结构方框示意图。

图3为本发明中冷启动电路板电路原理图。

具体实施方式

本实施例为本发明优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本发明保护范围之内。

请参看附图2，本发明中的模块化不间断电源包括多个功率模块，所述多个功率模块指至少两个功率模块，功率模块的数量根据实际需要而定，本发明中的功率模块的结构与现有技术中的相似，即都包括主供电电路和控制主供电电路工作的辅助电源，不同之处在于，本发明中的功率模块内未设置冷启动电路板，而是，本发明中设有一块集中的冷启动电路板，冷启动电路板分别经过一个二极管将电池电压引入直流母线上，给功率模块内的辅助电源供电，本实施例中，二极管的正极连接至冷启动电路板上，负极连接至每个功率模块的直流母线上，既可使电池电压顺利的引入至直流母线，又可防止直流母线上的高压电流入冷启动电路板，对冷启动电路板造成损坏，同时还可以防止各个功率模块之间相互供电。本发明中的模块化不间断电源中还包括一个显示通讯模块，显示通讯模块分别与各个功率模块连接，用于采集各个功率模块的工作状态及参数等，并对其进行显示。

请参看附图3，本实施例中，冷启动电路板的电路如图3所示。本实施例中，人为地将冷启动电路板分为控制通道、开关通道、供电通道等三个通道和一个机械开关，本实施例中控制通道包括有串联连接的限流电阻和稳压管D4，此处的限流电阻由电阻R4、电阻R5和电阻R6串联而成，本实施例中，与稳压管D4并联有电容C2，控制通道一端连接在电源输入接口，电源输入接口与电池输出端连接，另一端连接在电源输出接口，电源输出接口连接至功率模块的直流母线上；本实施例中的开关通道包括串联的限流电阻和开关管Q1，此处的限流电阻为电阻R1、电阻R2和电阻R3串联而成，本实施例中，开关管Q1采用场效应管，开关通道一端连接在电源输入接口，另一端连接在电源输出接口；本实施例中，供电通道采用晶闸管Q2，晶闸管Q2一端连接在电源输入接口，另一端连接在电源输出接口，晶闸管Q2的控制端连接在电源输出接口处；机械开关J1一端与稳压管D4负极连接，另一端与开关管Q1的控制端连接。

本发明还提供一种模块化不间断电源的冷启动方法，其采用一个集中的冷启动电路板分别通过一个二极管将电池电压引入直流母线，给辅助电源板供电，本实施例中，二极管正极与冷启动电路板连接。请参看附图3，冷启动电路板包括控制通道、开关通道、供电通道和机械开关，控制通道用于常态时导通，并形成一个供开关通道导通的高电平，本实施例中，控制通道包括有串联连接的限流电阻和稳压管D4，与稳压管D4并联有电容C2，控制通道一端连接在电源输入接口，另一端连接在电源输出接口，机械开关一端与稳压管D4负极连接；开关通道用于触发供电通道导通，本实施例中，开关通道包括串联的限流电阻和开关管Q1，开关通道一端连接在电源输入接口，另一端连接在电源输出接口上，开关管Q1的控制端与机械开关连接；机械开关J1连接于控制通道和开关通道之间，用于将控制通道的高电平控制开关通道导通，从而转换冷启动电路板的工作状态；供电通道的导通受控于开关通道，供电通道用于控制电池电压给辅助电源板供电，本实施例中，供电通道采用晶闸管Q2，晶闸管Q2一端连接在电源输入接口，另一端连接在电源输出接口，晶闸管Q2的控制端连接在电源输出接口处。

本发明在使用时，正常状态下，机械开关J1处于常开状态，此时电路通过BUS-IN(即电源输入接口)输入，然后经过串联的二极管D2、电阻R4、电阻R5、电阻R6、稳压二极管D4、二极管D3和电阻R9，然后由BUS-OUT(即电源输出接口)输出，形成通路，此时，稳压二极管D4两端形成15V电压，给电容C2充电；到需要电池进行冷启动时，手动闭合机械开关J1(闭合几秒时间断开)，此时，场效应管Q1的1脚与电容C2正端连通，形成高电位场效应管Q1导通，此时，BUS-IN输入，然后经过串联的二极管D1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、场效应管Q1和电阻R9，然后由BUS-OUT输出，形成通路，此时，晶闸管Q2的控制端有驱动电流，晶闸管Q2导通(几秒之后驱动电流消失，晶闸管Q2靠自身电流擎住维持导通)，电池给直流母线电容充电，达到一定值时，辅助电源板开始工作，然后通过控制电路控制整流器使电池放电，从而达到启动整机的效果。

本发明将传统的集成在功率模块中的冷启动电路板改成单独的冷启动电路板，统一对多个功率模块进行启动，不仅能够大幅降低成本，而且单独的冷启动电路板模块还可以缩短维修时间。

Claims

1.一种模块化不间断电源，包括机柜和机柜内安装的多个功率模块，其特征是：所述的机柜内还包括一个集中的冷启动电路板，冷启动电路板分别通过一个二极管将电池电压引入每个功率模块的直流母线，给辅助电源板供电。

2.根据权利要求1所述的模块化不间断电源，其特征是：所述的二极管正极与冷启动电路板连接。

3.根据权利要求1或2所述的模块化不间断电源，其特征是：所述的冷启动电路板包括控制通道、开关通道、供电通道和机械开关，所述的控制通道包括有串联连接的限流电阻和稳压管D4，与稳压管D4并联有电容C2，控制通道一端连接在电源输入接口，另一端连接在电源输出接口；所述的开关通道包括串联的限流电阻和开关管Q1，开关通道一端连接在电源输入接口，另一端连接在电源输出接口；所述的供电通道采用晶闸管Q2，晶闸管Q2一端连接在电源输入接口，另一端连接在电源输出接口，晶闸管Q2的控制端连接在电源输出接口处；所述的机械开关一端与稳压管D4负极连接，另一端与开关管Q1的控制端连接。

4.根据权利要求3所述的模块化不间断电源，其特征是：所述的开关管Q1采用场效应管。

5.一种如权利要求1至4中任意一项所述的模块化不间断电源的冷启动方法，其特征是：所述的冷启动方法为采用一个集中的冷启动电路板分别通过一个二极管将电池电压引入每个功率模块的直流母线，给辅助电源板供电。

6.根据权利要求5所述的冷启动方法，其特征是：所述的二极管正极与冷启动电路板连接。

7.根据权利要求5或6所述的冷启动方法，其特征是：所述的冷启动电路板包括控制通道、开关通道、供电通道和机械开关，所述的控制通道在常态时处于导通状态，并形成一个供开关通道导通的高电平；所述的机械开关连接于控制通道和开关通道之间，用于通过控制通道的高电平控制开关通道导通；所述的开关通道用于触发供电通道导通，从而转换冷启动电路板的工作状态；所述供电通道用于控制电池电压给辅助电源板供电。

8.根据权利要求7所述的冷启动方法，其特征是：所述的控制通道包括有串联连接的限流电阻和稳压管D4，与稳压管D4并联有电容C2，控制通道一端连接在电源输入接口，另一端连接在电源输出接口，机械开关一端与稳压管D4负极连接。

9.根据权利要求7所述的冷启动方法，其特征是：所述的开关通道包括串联的限流电阻和开关管Q1，开关通道一端连接在电源输入接口，另一端连接在电源输出接口上，开关管Q1的控制端与机械开关连接。

10.根据权利要求7所述的冷启动方法，其特征是：所述的供电通道采用晶闸管Q2，晶闸管Q2一端连接在电源输入接口，另一端连接在电源输出接口，晶闸管Q2的控制端连接在电源输出接口处。