CN102638092A - 直流ups操作电源 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种直流UPS操作电源，包括AC-DC整流模块、双向DC-DC升降压斩波调压模块和储能介质，其特征在于：还包括AC-DC整流模块的直流输出端与双向DC-DC升降压斩波调压模块的低压输出端并联；双向DC-DC升降压斩波调压模块的高压输出端与储能介质并联；所述储能介质为超级电容器。本发明具有结构简单、成本低廉、可靠性高、实时性好、真正免维护的有益效果。
Description
技术领域
本发明涉操作电源供电系统领域，具体涉及一种直流UPS操作电源。
背景技术
目前，高压永磁真空开关采用外接220/110V低压交流电作为操作供电输入电源(正常工作方式)，通过AC-DC整流整流模块将220/110V低压交流电变换成高压永磁真空开关操作控制箱所需要的24V直流电作为输入基准电压，为操作控制箱中的控制器和执行机构正常供电。同时操作控制箱中都备有低压免维护电池作为储能介质，其充电电压通常低于直流24V，最低可达到12V，并通过AC-DC充电模块，给低压免维护电池充电储能。当检测到220/110V低压交流电失效时(备用工作方式)，免维护电池的储能立即通过DC-DC放电模块，输出24V直流电，从而可以解决开关在线路停电状态下的操作电源供电问题。上述传统的电力变换模块系统供电方案设计已经具有一定的直流UPS思想，即不间断供电。但现有技术仍然存在以下问题：1、通过AC-DC整流充电模块，给低压免维护电池充电储能时，该模块的输入交流电压和输出直流电压之间的压差较大，通常在15-20倍左右，同时绝大多数化学储能介质，包括免维护电池、超级电容器等都需要恒流方式充电以提高充电速度和使用寿命，使得AC-DC整流充电模块，其实质为AC-DC整流电路加上单向DC-DC降压斩波电路构成的两级变换电路，造成充电储能电路结构复杂，可靠性大大降低；2、需要通过检测220/110V低压交流电的状态来判断供电是否失效，以决定是否启动免维护电池供电，该方法不如直接检测最后输出级的直流24V的状态进行判断，因而实时性较差；3、DC-DC放电模块的能量流动是单向的，且输出通常为升压斩波输出，电路结构限制造成电路功能单一，无法适应不同储能介质所需的电压等级，如采用超级电容器作为储能介质其充电电压通常高于直流24V，最高可达到48V，而其工作电压最低可低至18V，其一定工作电压范围内的储能放电需要升降压斩波电路完成，单一的电路结构限制将导致采用不同储能介质时的储能能力得不到充分利用，因而通用性较差；4、采用免维护电池作为储能介质，其使用寿命低且需要经常更换，使得实际的维护费用和工作量大增。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述背景技术存在的不足，提出一种结构简单、成本低廉、可靠性高、实时性好、真正免维护的直流UPS操作电源。
为了实现以上目的，本发明提供的一种直流UPS操作电源，包括AC-DC整流模块、双向DC-DC升降压斩波调压模块和储能介质，其特征在于：还包括AC-DC整流模块的直流输出端与双向DC-DC升降压斩波调压模块的低压输出端并联；双向DC-DC升降压斩波调压模块的高压输出端与储能介质并联；
作为本发明的优选方案：所述双向DC-DC升降压斩波调压模块可同时实现对储能介质的充电和放电功能。
作为本发明的优选方案：所述储能介质为超级电容器。
本发明的有益效果：其一，本发明取消了原有传统的AC-DC整流充电模块和DC-DC放电模块，采用的双向DC-DC升降压斩波调压模块，兼具充电和放电功能，电路结构简单且大大降低了成本；其二，双向DC-DC升降压斩波调压模块低压输出端直接与AC-DC整流模块的直流输出端并联，检测供电是否失效的实时性好；其三，AC-DC整流模块输出的直流24V通过双向DC-DC升降压斩波调压模块给超级电容器充电，输入输出直流压差较小，可靠性高；其四，采用超级电容器作为储能介质，因其使用寿命长，可以实现真正意义上的免维护。
附图说明
图1为传统操作电源供电系统原理图；
图2为本发明供电系统原理图；
图中AC-DC整流模块1；AC-DC整流充电模块2；DC-DC放电模块3；双向DC-DC升降压斩波调压模块4；储能介质5。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
实施例：如图1和图2所示，本发明所设计的一种直流UPS操作电源，包括AC-DC整流模块1、双向DC-DC升降压斩波调压模块4和储能介质5，其特征在于：还包括AC-DC整流模块1与双向DC-DC升降压斩波调压模块4的低压输出端并联；双向DC-DC升降压斩波调压模块4的高压输出端与储能介质5并联。所述储能介质5为超级电容器。
工作过程为：正常供电时，220/110V低压交流电通过AC-DC整流模块1，输出为24V直流电，供给高压永磁真空开关控制箱；同时通过双向DC-DC升降压斩波调压模块4给超级电容器充电。当220/110V低压交流电失效时，双向DC-DC升降压斩波调压模块4低压端检测到24V直流电失效，超级电容器立即通过双向DC-DC升降压斩波调压模块4放电输出24V直流，供给高压永磁真空开关控制箱，实现了对高压永磁真空开关控制箱的不间断供电。
相比较传统技术，本直流UPS操作电源通过双向DC-DC升降压斩波调压模块4实现了只用一个模块就能兼顾储能介质5的充电和放电功能，且双向DC-DC升降压斩波调压模块4的输入输出直流电压差较小，电路易于设计和实现，能够较好兼顾输出直流24V与不同储能介质5(如低压免维护电池、超级电容器)所需不同电压等级之间的矛盾，并节约了成本。通过检测最后输出级的直流24V的状态，即可启动双向DC-DC升降压斩波调压模块4的放电模式，避免了传统方案中通过检测输入220/110V交流电的状态来判断是否启动DC-DC放电模块3放电，因而实时性也得到了较大提高。而采用超级电容器作为储能介质5，因其使用寿命长，可以实现真正意义上的免维护。
Claims (3)
1.一种直流UPS操作电源，包括AC-DC整流模块(1)、双向DC-DC升降压斩波调压模块(4)和储能介质(5)，其特征在于：所述AC-DC整流模块(1)的直流输出端与双向DC-DC升降压斩波调压模块(4)的低压输出端并联；双向DC-DC升降压斩波调压模块(4)的高压输出端与储能介质(5)并联。
2.根据权利要求1所述的直流UPS操作电源，其特征在于：所述双向DC-DC升降压斩波调压模块(4)可同时实现对储能介质(5)的充电和放电功能。
3.根据权利要求1或2所述的直流UPS操作电源，其特征在于：所述储能介质(5)为超级电容器。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN2012101220974A CN102638092A (zh) | 2012-04-24 | 2012-04-24 | 直流ups操作电源 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN2012101220974A CN102638092A (zh) | 2012-04-24 | 2012-04-24 | 直流ups操作电源 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN102638092A true CN102638092A (zh) | 2012-08-15 |
Family
ID=46622385
Family Applications (1)
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| CN2012101220974A Pending CN102638092A (zh) | 2012-04-24 | 2012-04-24 | 直流ups操作电源 |
Country Status (1)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2012-04-24 CN CN2012101220974A patent/CN102638092A/zh active Pending
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