CN104242383B - 中小功率ups电源的可调充电电路及充电调节方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及UPS电源充电控制技术领域，具体公开了中小功率UPS电源的可调充电电路及充电调节方法，是在主电路中接入一个PWM电路以及一个控制电路，通过预留拨码开关，改变控制IC U1的6脚输出脉冲的占空比，进而控制充电电路的充电电压，通过控制充电电压实现充电电流的调节，用户可以直接根据实际需求设置充电电流大小，满足不同场合的应用要求；该电路结构简单，无昂贵复杂的电路元件，使用方便，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及UPS电源充电控制技术领域，尤其涉及一种中小功率UPS电源的可调充电电路及充电调节方法。
背景技术
随着信息化技术的发展，UPS的应用也越来越广泛，蓄电池作为储能部分，是UPS系统不可分割的一部分。一般而言，用户可以根据实际需求配置不同容量的蓄电池组，从而达到市电中断后的供电需求。由于不同的应用需求，往往对蓄电池组的容量范围要求非常广，这就对UPS系统的充电功能提出了很高的要求。但是，实际设计中，UPS系统的充电能力往往是固定的，这就不能很好的适应用户需求。
发明内容
本发明为解决上述问题，提供一种中小功率UPS电源的可调充电电路，其通过预留拨码开关，用户可以直接根据实际需求设置充电电流大小，满足不同场合的应用要求，电路结构简单、成本低。
本发明还提供一种中小功率UPS电源充电调节方法。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种中小功率UPS电源的可调充电电路，主电路包括MOS管Q1以及电感器L1，MOS管Q1的门级与充电电路直流输入端DC_INPUT相连接，MOS管Q1的发射极与电感器L1相连接，电感器L1与充电电路输出端DC_OUTPUT相连接；控制电路包括拨码开关SW、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、电流互感器CT、第一二极管D1、控制IC U1以及第一电容器C1，还包括一PWM电路，所述PWM电路包括光耦U2；所述电流互感器CT的3脚与充电电路直流输入端DC_INPUT相连接，4脚与MOS管Q1的集电极相连接，所述第一二极管D1的阳极与第六电阻R6并联后与电流互感器CT的1脚相连接，所述第一电阻R1、第二电阻R2以及拨码开关SW的4脚、5脚、6脚并联后与第一二极管D1的阴极相连接，所述拨码开关SW的1脚、2脚、3脚分别与第三电阻R3、第四电阻R4以及第五电阻R5相连接，所述第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5以及第六电阻R6并联后与充电电路的地GND1相连接，电阻R1的下端与电容C1的上端并联后与控制IC U1的3脚相连，所述控制IC U1的7脚与充电电路的供电电源相连接，所述控制IC U1的5脚、光耦U2的3脚以及第一电容器C1的并联后与充电电路的地GND相连接；所述控制IC U1的6脚与光耦U2的2脚相连接。
优选地，所述PWM电路还包括第二二极管D2、第二电容器C2、第七电阻R7以及第八电阻R8，第二二极管D2的阴极与电感器L1的1脚并联后与MOS管Q1的发射极相连接，电感器L1的2脚与第二电容器C2的正极并联后与充电电流直流输出DC_OUTPUT相连接，第二二极管D2的阳极与第二电容器C2的负极并联后与充电电路的地GND1相连接，光耦U2的8脚与驱动电源相连接，5脚与驱动电源的地GND2相连接，控制IC U1的5脚和6脚并联后与第七电阻R7相连接，第七电阻R7与第八电阻R8并联后与MOS管Q1的门极相连。
优选地，所述充电电路的供电电源为12V。
优选地，所述驱动电源为15 V。
优选地，所述控制IC U1为电流型控制IC。
中小功率UPS电源的充电调节方法，是通过改变控制IC U1的6脚输出脉冲的占空比，进而控制充电电路的充电电压，通过控制充电电压实现充电电流的调节。
作为对上述方法的详细描述，所述中小功率UPS电源的充电调节方法，包括：电流互感器CT采样充电电路输入侧的电流，经第一二极管D1整流后由拨码开关SW以及第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5后转化为电压信号；该电压信号经过第一电阻R1和第一电容器C1送到控制IC U1的1脚，根据其特性，当其1脚电压高于1V时，其6脚被封锁不能输出高电平，电电路中MOS管Q1的占空比被限制；当拨码开关SW的3个触点全部打下时，采样电阻为第二电阻R2，第一二极管D1阴极的电压为第一二极管D1整流后的电流与采样电阻第二电阻R2的乘积。
当拨码开关SW的第1个触点打上，第2、第3个触点打下，第一二极管D1阴极的电压为第一二极管D1整流后的电流与第二电阻R2、第三电阻R3两个电阻并联后阻值的乘积。
当拨码开关SW的第1、第2个触点打上，第3个触点打下时，第一二极管D1阴极的电压为第一二极管D1整流后的电流与第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4三个电阻并联后阻值的乘积。
当拨码开关SW1的3个触点全部打上时，第一二极管D1阴极的电压为第一二极管D1整流后的电流与第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4三个电阻并联后阻值的乘积。
本发明所述的中小功率UPS电源的可调充电电路及充电调节方法，其有益效果为：
在主电路中连接控制电路，通过预留拨码开关以及与其并联连接的若干个电阻，用户可以直接根据实际需求调节拨码开关的连通触点，进而控制充电电路的连通，通过改变充电电路的充电电压，来改变充电电流大小，满足不同场合的应用要求；该电路结构简单，无昂贵复杂的电路元件，使用方便，成本低。
附图说明
图1为本发明实施例中小功率UPS电源的可调充电电路的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
实施例：
参照图1，本发明所述中小功率UPS电源的可调充电电路，主电路包括MOS管Q1以及电感器L1，MOS管Q1的门级与充电电路直流输入端DC_INPUT相连接，MOS管Q1的发射极与电感器L1相连接，电感器L1与充电电路输出端DC_OUTPUT相连接；控制电路包括拨码开关SW、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、电流互感器CT、第一二极管D1、控制IC U1以及第一电容器C1，还包括一PWM电路，所述PWM电路包括光耦U2、第二二极管D2、第二电容器C2以及第七电阻R7、第八电阻R8。
控制IC U1型号为UC3843ANG，类型为电流型控制IC。
电路连接方式为：电流互感器CT的3脚与充电电路直流输入端DC_INPUT相连接，4脚与MOS管Q1的集电极相连接，第一二极管D1的阳极与第六电阻R6并联后与电流互感器CT的1脚相连接，第一电阻R1、第二电阻R2以及拨码开关SW的4脚、5脚、6脚并联后与第一二极管D1的阴极相连接，拨码开关SW的1脚、2脚、3脚分别与第三电阻R3、第四电阻R4以及第五电阻R5相连接，所述第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5以及第六电阻R6并联后与充电电路的地GND1相连接，电阻R1的下端与电容C1的上端并联后与控制IC U1的3脚相连，控制IC U1的7脚与充电电路的12V供电电源相连接，控制IC U1的5脚、光耦U2的3脚以及第一电容器C1的并联后与充电电路的地GND相连接；控制IC U1的6脚与光耦U2的2脚相连接。第二二极管D2的阴极与电感器L1的1脚并联后与MOS管Q1的发射极相连接，电感器L1的2脚与第二电容器C2的正极并联后与充电电流直流输出DC_OUTPUT相连接，第二二极管D2的阳极与第二电容器C2的负极并联后与充电电路的地GND1相连接，光耦U2的8脚与15V的驱动电源相连接，5脚与驱动电源的地GND2相连接，控制IC U1的5脚和6脚并联后与第七电阻R7相连接，第七电阻R7与第八电阻R8并联后与MOS管Q1的门极相连。
利用上述电路对UPS电源充电的调节方法，是通过改变控制IC U1的6脚输出脉冲的占空比，进而控制充电电路的充电电压，通过控制充电电压实现充电电流的调节，具体为：
本电路中充电电路采用BUCK电路拓扑，电流型控制IC U1给充电电路MOS管Q1的驱动信号，光耦U2保证了MOS管Q1的驱动电源与充电电路隔离。电流互感器CT以100：1的比例采样充电电路输入侧的电流，经第一二极管D1整流后由拨码开关SW以及第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5后转化为电压信号；该电压信号经过第一电阻R1和第一电容器C1送到控制IC U1的1脚，根据控制IC U1的特性，当其1脚电压高于1V时，其6脚被封锁不能输出高电平，电电路中MOS管Q1的占空比被限制；当拨码开关SW的3个触点全部打下时（即设置为000），采样电阻为第二电阻R2，第一二极管D1阴极的电压为第一二极管D1整流后的电流与采样电阻第二电阻R2的乘积，此时充电档位为6A。当拨码开关SW的第1个触点打上，第2、第3个触点打下（即设置为100），第一二极管D1阴极的电压为第一二极管D1整流后的电流与第二电阻R2、第三电阻R3两个电阻并联后阻值的乘积，此时充电档位为8A。当拨码开关SW的第1、第2个触点打上，第3个触点打下时（即设置为110），第一二极管D1阴极的电压为第一二极管D1整流后的电流与第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4三个电阻并联后阻值的乘积，此时充电档位为10A。当拨码开关SW1的3个触点全部打上时（即设置为111），第一二极管D1阴极的电压为第一二极管D1整流后的电流与第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4三个电阻并联后阻值的乘积，此时充电档位为12A。
由于PWM电路（PWM）工作原理与其控制作用为现有技术，在此不再赘述，直接将其利用到充电控制电路中即可。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种中小功率UPS电源的可调充电电路，其特征在于，中小功率UPS电源的可调充电电路的主电路包括MOS管Q1以及电感器L1，MOS管Q1的门级与充电电路直流输入端DC_INPUT相连接，MOS管Q1的发射极与电感器L1相连接，电感器L1与充电电路输出端DC_OUTPUT相连接；控制电路包括拨码开关SW、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、电流互感器CT、第一二极管D1、控制IC U1以及第一电容器C1，还包括一PWM电路，所述PWM电路包括光耦U2；所述电流互感器CT的3脚与充电电路直流输入端DC_INPUT相连接，4脚与MOS管Q1的集电极相连接，所述第一二极管D1的阳极与第六电阻R6并联后与电流互感器CT的1脚相连接，所述第一电阻R1、第二电阻R2以及拨码开关SW的4脚、5脚、6脚并联后与第一二极管D1的阴极相连接，所述拨码开关SW的1脚、21脚、3脚分别与第三电阻R3、第四电阻R4以及第五电阻R5相连接，所述第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5以及第六电阻R6并联后与充电电路的地GND1相连接，电阻R1的下端与电容C1的上端并联后与控制IC U1的3脚相连，所述控制IC U1的7脚与充电电路的供电电源相连接，所述控制IC U1的5脚、光耦U2的3脚以及第一电容器C1的并联后与充电电路的地GND相连接；所述控制IC U1的6脚与光耦U2的2脚相连接；
所述PWM电路还包括第二二极管D2、第二电容器C2、第七电阻R7以及第八电阻R8，第二二极管D2的阴极与电感器L1的1脚并联后与MOS管Q1的发射极相连接，电感器L1的2脚与第二电容器C2的正极并联后与充电电流直流输出DC_OUTPUT相连接，第二二极管D2的阳极与第二电容器C2的负极并联后与充电电路的地GND1相连接，光耦U2的8脚与驱动电源相连接，5脚与驱动电源的地GND2相连接，控制IC U1的5脚和6脚并联后与第七电阻R7相连接，第七电阻R7与第八电阻R8并联后与MOS管Q1的门极相连；
所述中小功率UPS电源的充电调节方法是通过改变控制IC U1的6脚输出脉冲的占空比，进而控制充电电路的充电电压，通过控制充电电压实现充电电流的调节；包括：电流互感器CT采样充电电路输入侧的电流，经第一二极管D1整流后由拨码开关SW以及第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5后转化为电压信号；该电压信号经过第一电阻R1和第一电容器C1送到控制IC U1的1脚，根据其特性，当其1脚电压高于1V时，其6脚被封锁不能输出高电平，电电路中MOS管Q1的占空比被限制；当拨码开关SW的3个触点全部打下时，采样电阻为第二电阻R2，第一二极管D1阴极的电压为第一二极管D1整流后的电流与采样电阻第二电阻R2的乘积。
2.根据权利要求1所述中小功率UPS电源的可调充电电路，其特征在于：所述充电电路的供电电源为12V。
3.根据权利要求1所述中小功率UPS电源的可调充电电路，其特征在于：所述驱动电源为15V。
4.根据权利要求1所述中小功率UPS电源的可调充电电路，其特征在于：所述控制IC U1为电流型控制IC。
5.一种权利要求1所述中小功率UPS电源的可调充电电路的充电调节方法，其特征在于：当拨码开关SW的第1个触点打上，第2、第3个触点打下，第一二极管D1阴极的电压为第一二极管D1整流后的电流与第二电阻R2、第三电阻R3两个电阻并联后阻值的乘积。
6.一种权利要求1所述中小功率UPS电源的可调充电电路的充电调节方法，其特征在于：当拨码开关SW的第1、第2个触点打上，第3个触点打下时，第一二极管D1阴极的电压为第一二极管D1整流后的电流与第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4三个电阻并联后阻值的乘积。
7.根据权利要求6所述中小功率UPS电源的可调充电电路的充电调节方法，其特征在于：当拨码开关SW1的3个触点全部打上时，第一二极管D1阴极的电压为第一二极管D1整流后的电流与第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4三个电阻并联后阻值的乘积。
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