CN105259516A

CN105259516A - 一种后备式ups输入开关异常检测装置

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Publication number: CN105259516A
Application number: CN201510761645.1A
Authority: CN
Inventors: 许勇枝; 陈阳源; 毛文涛
Original assignee: Zhangzhou Kehua Technology Co Ltd
Current assignee: Zhangzhou Kehua Technology Co Ltd
Priority date: 2015-11-11
Filing date: 2015-11-11
Publication date: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2035-11-11
Also published as: CN105259516B

Abstract

本发明涉及一种后备式UPS输入开关异常检测装置，包括一输入模块；输入模块接至一输入开关的常开触点；一检测单元接至输入开关的常闭触点，输入开关的公共端触点接至一切换模块，切换模块分别接至一输出模块、一变压器，变压器接至一DC/AC的交流输入端，DC/AC的直流输入端接至一后备蓄电池；一控制单元分别接至输入模块的输出端以及接至DC/AC。本发明中检测单元在市电断电时检测输入开关是否故障；控制单元在输入开关出现故障情况下接收检测单元的故障信号后控制DC/AC关闭，在确保在继电器或接触器失效触点粘死或控制失效条件下，起到反向馈电保护的作用，确保危险电压不会反灌到输入端，造成触电的危险。

Description

一种后备式UPS输入开关异常检测装置

技术领域

本发明涉及一种后备式UPS输入开关异常检测装置。

背景技术

后备式UPS需要进行反向馈电保护，当市电正常时，输入开关导通，当市电停电时，开关自动断开，放置逆变器向电网反向馈电，目前普遍采用通过在UPS输入端接入1组继电器，用于隔离市电输入端与UPS之间，当输入电网断电时，UPS控制输入继电器的触点断开，确保逆变器的输出电压不会反灌到UPS的输入端，避免触电的危险；市电正常时UPS控制输入继电器触点闭合，进入正常的市电供电模式，然而，这种保护技术缺乏对继电器或接触器的失效条件进行保护，一旦继电器或接触器失效触点粘死或控制失效都可能造成UPS失去反向馈电保护功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种后备式UPS输入开关异常检测装置，以克服现有技术中存在的缺陷。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种后备式UPS输入开关异常检测装置，包括：一输入模块、一输入开关、一切换模块、一输出模块、一变压器、一DC/AC、一后备蓄电池、一检测单元以及一控制单元；所述输入模块的输入端连接至所述输入开关的常开触点；所述输入开关的常闭触点连接至所述检测单元一端，所述检测单元用于在市电断电时检测所述输入开关是否故障；所述输入开关的公共端触点连接至所述切换模块第一端；所述切换模块第二端以及第三端还分别与所述输出模块一端以及所述变压器一端相连；所述变压器另一端连接至所述DC/AC的交流输入端；所述DC/AC的直流输入端连接至所述后备蓄电池；所述检测单元另一端连接至所述控制单元一端，所述控制单元另一端连接至所述DC/AC的控制端，所述控制单元用于在所述输入开关出现故障情况下接收所述检测单元的故障信号后控制所述DC/AC关闭。

在本发明一实施例中，所述检测单元包括一第一电容、一第一电阻、一光电耦合器件以及一第二电阻；所述第一电容的一端连接至所述输入开关的常闭触点的一引脚，所述第一电容的另一端连接至所述第一电阻的一端；所述第一电阻的另一端连接至所述光电耦合器的发射器件阳极，所述光电耦合器的发射器件阴极连接至所述输入开关的常闭触点的另一引脚；所述光电耦合器的接收器件集电极分别连接至所述第二电阻的一端以及所述控制单元的一端；所述光电耦合器的接收器件发射极接地；所述第二电阻的另一端接一直流电源。

在本发明一实施例中，所述检测单元在市电断电时检测所述输入开关是否故障，当所述输入开关故障时，所述检测单元发送低电平信号至所述控制单元，所述控制单元接收到该低电平信号时控制所述DC/AC关闭。

在本发明一实施例中，所述检测单元还包括一二极管；所述光电耦合器的发射器件阴极与所述二极管的阳极相连，所述光电耦合器的发射器件阳极与所述二极管的阴极相连。

在本发明一实施例中，其特征在于，所述输入开关为双刀双掷开关。

在本发明另一实施例中，所述的变压器包括初级、第一次级以及第二次级；所述切换模块包括一升压继电器以及一降压继电器；所述变压器的初级连接至所述DC/AC的交流输出端；所述变压器的第一次级的同名端分别连接至所述升压继电器的常闭触点以及所述降压继电器的常闭触点；所述变压器的第一次级的异名端分别连接至所述升压继电器的常开触点以及所述降压继电器的常开触点；所升压继电器的公共端触点连接至所述输入开关的公共端的一引脚；所述变压器的第二次级的同名端连接至所述降压继电器的公共端触点；所述变压器的第二次级的异名端连接至所述输入开关的公共端的另一引脚；所述变压器的第二次级的两端分别连接至所述输出模块。

在本发明另一实施例中，所述检测单元包括一第一电容、一第一电阻、一光电耦合器件以及一第二电阻；所述第一电容的一端连接至所述输入开关的常闭触点的一引脚，所述第一电容的另一端连接至所述第一电阻的一端；所述第一电阻的另一端连接至所述光电耦合器的发射器件阳极，所述光电耦合器的发射器件阴极连接至所述输入开关的常闭触点的另一引脚；所述光电耦合器的接收器件集电极分别连接至所述第二电阻的一端以及所述控制单元的一端；所述光电耦合器的接收器件发射极接地；所述第二电阻的另一端接一直流电源；

在本发明另一实施例中，所述检测单元在市电断电时检测所述输入开关是否故障，当所述输入开关故障时，所述检测单元发送低电平信号至所述控制单元，所述控制单元接收到该低电平信号时控制所述DC/AC关闭。

在本发明另一实施例中，所述检测单元还包括一二极管；所述光电耦合器的发射器件阴极与所述二极管的阳极相连，所述光电耦合器的发射器件阳极与所述二极管的阴极相连。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明所提出的一种后备式UPS输入开关异常检测装置，具有控制装置简单、成本低廉、可靠性高。利用现有输入开关（继电器）多余的常闭触点，增加一检测单元，利用检测单元通过MCU/DSP的检测的常闭触点的信号，确保在继电器或接触器失效触点粘死或控制失效的条件下，也可以起到反向馈电保护的作用，确保危险电压不会反灌到输入端，避免造成触电的危险。本发明需要增加的成本占UPS总成本的比例极小，可以忽略不计，但是本发明对UPS反向馈电保护性能的提高是显著的，大大提高了UPS的可用。

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1为本发明一实施例中的电路原理图。

图2为本发明另一实施例中的电路原理图。

具体实施方式

实施例1

参见附图1，一种后备式UPS输入开关异常检测装置，包括输入模块、输入开关、切换模块、输出模块、变压器、DC/AC、后备蓄电池、检测单元以及控制单元；在本实施例中，输入开关为双刀双掷开关RLY1；输入模块的输入端连接输入开关RLY1的常开触点2、5；检测单元接至输入开关RLY1的常闭触点3，6；输入开关RLY1的公共端触点1、4接至切换模块；切换模块分别接至输出模块、变压器；变压器接至DC/AC的交流输入端，DC/AC的直流输入端接至后备蓄电池，控制单元分别接至检测单元的输出端以及DC/AC。

进一步的，在本实施例中，检测单元用于在市电断电时检测输入开关是否故障；控制单元用于在输入开关出现故障情况下接收检测单元的故障信号后控制DC/AC关闭。

优选的，如图1所示，在本实施例中，检测单元包括第一电容C1、第一电阻R1、光电耦合器件U1以及第二电阻R2；第一电容C1的一端接至输入开关RLY1的常闭触点的一引脚3，第一电容C1的另一端接第一电阻R1的一端，第一电阻R1的另一端接至光电耦合器UI的发射器件阳极，光电耦合器UI的发射器件阴极接至输入开关的RLY1的常闭触点的一另一引脚6，光电耦合器U1的接收器件集电极接至第二电阻R2以及控制单元的输入端，光电耦合器U1的接收器件发射极接地，第二电阻R2的另一端接一直流电源VCC。

进一步的，在本实施例中，检测单元用于在市电断电时检测输入开关是否故障，当输入开关故障时，检测单元发送低电平信号至控制单元；控制单元用于在接收到一低电平信号时用时控制DC/AC关闭。

进一步的，在本实施例中，检测单元还包括一二极管D1，光电耦合器的发射器件阴极接至二极管D1的阳极，光电耦合器UI的发射器件阳极接至二极管D1的阴极。该二极管D1用于保护光电耦合器的发射器件，由于电路检测的是50/60Hz的交流电压，因此交流电压的极性每10ms会翻转一次，当二极管D1的阳极为正电压时，二极管D1会正向导通，因此光电耦合器的发射器件两端的电压被二极管D1钳位在安全的电压范围内，避免了光电耦合器的发射器件由于反偏电压过高而损坏。

实施例2

参见附图2，一种后备式UPS输入开关异常检测装置，包括输入模块、输入开关、切换模块、输出模块、变压器、DC/AC、蓄电池、检测单元以及控制单元；在本实施例中，输入开关为双刀双掷开关RLY1；输入模块的输入端连接一输入开关RLY1的常开触点2、5；检测单元接至输入开关RLY1的常闭触点3、6；输入开关RLY1的公共端触点1、4接至切换模块；切换模块分别接至输出模块、变压器，变压器接至DC/AC的交流输入端，DC/AC的直流输入端接至后备蓄电池，控制单元分别接至检测单元的输出端以及DC/AC。

优选的，如图2所示，在本实施例中，检测单元包括一第一电容C1、第一电阻R1、光电耦合器件U1、第二电阻R2；第一电容C1的一端接至输入开关RLY1的常闭触点的一引脚3，第一电容C1的另一端接第一电阻R1的一端，第一电阻R1的另一端接至光电耦合器UI的发射器件阳极，光电耦合器UI的发射器件阴极接至输入开关的RLY1的常闭触点的一另一引脚6，光电耦合器U1的接收器件集电极接至第二电阻R2的一端以及控制单元的输入端，光电耦合器U1的接收器件发射极接地，第二电阻R2的另一端接一直流电源VCC。

进一步的，在本实施例中，如图2所示，测单元还包括一二极管D1，光电耦合器的发射器件阴极接至二极管D1的阳极，光电耦合器UI的发射器件阳极接至二极管D1的阴极。该二极管D1用于保护光电耦合器的发射器件，由于电路检测的是50/60Hz的交流电压，因此交流电压的极性每10ms会翻转一次，当二极管D1的阳极为正电压时，二极管D1会正向导通，因此光电耦合器的发射器件两端的电压被二极管D1钳位在安全的电压范围内，避免了光电耦合器的发射器件由于反偏电压过高而损坏。

进一步的，在本实施例中，如图2所示，变压器T包括一初级、第一次级以及第二次级，切换模块包括一升压继电器以及一降压继电器。变压器的初级接至DC/AC的交流输出端；变压器T的第一次级的同名端1分别接至升压继电器RLY2的常闭触点3以及降压继电器RLY3的常闭触点3。变压器T的第一次级的异名端3分别接至升压继电器RLY2的常开触点2以及降压继电器RLY3的常开触点2；压继电器RLY2的公共端1接至输入开关的公共端的一引脚1；变压器T的第二次级的同名端2接至降压继电器RLY3的公共触点1，变压器T的第二次级的异名端4接至输入开关的公共端的另一引脚4；变压器的第二次级的两端分别接至输出模块。

在本实施例中，输入开关为为一继电器，双刀双掷开关RLY1，利用继电器的触点来完善UPS反向馈电保护功能的，继电器一般有常开触点（2，5）与常闭触点（3，6）及公共触点（1，4）共3个触点，UPS输入开关使用常开触点（2，5）与公共触点（1，4）来实现电路的通/断功能，而常闭触点（3，6）处于未用的空闲状态。当市电正常时，继电器RLY1吸合常开触点（2，5）与公共触点（1，4）闭合导通，而常闭触点（3，6）处于悬空的状态；当市电断电时，继电器RLY1释放，常开触点（2，5）与公共触点（1，4）断开，而常闭触点（3，6）与公共触点（1，4）导通，由于UPS处于电池放电模式时，升压继电器RLY2、降压继电器RLY3都处于释放的状态，即继电器RLY1的常闭触点（3，6）连接到变压器T的输出端，即输出电压。利用这个电路连接，可以在继电器RLY1的常闭触点（3，6）间接一个检测单元，当继电器RLY1释放时应当有逆变器的输出电压，而当继电器RLY1处于吸合状态时，继电器RLY1的常闭触点（3，6）应当是没有电压的状态；因此可以通过逻辑判断，当市电断电时，继电器RLY1应当释放，继电器RLY1的常闭触点（3，6）应当有逆变器的输出电压，这就说明此时继电器RLY1的功能是正常的；反之若此时没有在继电器RLY1上检测到逆变器输出电压，则说明继电器RLY1的功能不正常，可能是触点粘死，也可能是继电器线圈的控制电路故障引起，总之输入继电器RLY1是不正常的，即不能有效的保护输入端口的安全，因此需要控制将逆变器关闭，确保危险电压不会反灌到输入端，造成触电的危险。

上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种后备式UPS输入开关异常检测装置，其特征在于，包括：一输入模块、一输入开关、一切换模块、一输出模块、一变压器、一DC/AC、一后备蓄电池、一检测单元以及一控制单元；所述输入模块的输入端连接至所述输入开关的常开触点；所述输入开关的常闭触点连接至所述检测单元一端，所述检测单元用于在市电断电时检测所述输入开关是否故障；所述输入开关的公共端触点连接至所述切换模块第一端；所述切换模块第二端以及第三端还分别与所述输出模块一端以及所述变压器一端相连；所述变压器另一端连接至所述DC/AC的交流输入端；所述DC/AC的直流输入端连接至所述后备蓄电池；所述检测单元另一端连接至所述控制单元一端，所述控制单元另一端连接至所述DC/AC的控制端，所述控制单元用于在所述输入开关出现故障情况下接收所述检测单元的故障信号后控制所述DC/AC关闭。

2.根据权利要求1所述的一种后备式UPS输入开关异常检测装置，其特征在于，所述检测单元包括一第一电容、一第一电阻、一光电耦合器件以及一第二电阻；所述第一电容的一端连接至所述输入开关的常闭触点的一引脚，所述第一电容的另一端连接至所述第一电阻的一端；所述第一电阻的另一端连接至所述光电耦合器的发射器件阳极，所述光电耦合器的发射器件阴极连接至所述输入开关的常闭触点的另一引脚；所述光电耦合器的接收器件集电极分别连接至所述第二电阻的一端以及所述控制单元的一端；所述光电耦合器的接收器件发射极接地；所述第二电阻的另一端接一直流电源。

3.根据权利要求2所述的一种后备式UPS输入开关异常检测装置，其特征在于，所述检测单元在市电断电时检测所述输入开关是否故障，当所述输入开关故障时，所述检测单元发送低电平信号至所述控制单元，所述控制单元接收到该低电平信号时控制所述DC/AC关闭。

4.根据权利要求2所述的一种后备式UPS输入开关异常检测装置，其特征在于，所述检测单元还包括一二极管；所述光电耦合器的发射器件阴极与所述二极管的阳极相连，所述光电耦合器的发射器件阳极与所述二极管的阴极相连。

5.根据权利要求1至4任一项所述的一种后备式UPS输入开关异常检测装置，其特征在于，所述输入开关为双刀双掷开关。

6.根据权利要求1所述的一种后备式UPS输入开关异常检测装置，其特征在于，所述的变压器包括初级、第一次级以及第二次级；所述切换模块包括一升压继电器以及一降压继电器；所述变压器的初级连接至所述DC/AC的交流输出端；所述变压器的第一次级的同名端分别连接至所述升压继电器的常闭触点以及所述降压继电器的常闭触点；所述变压器的第一次级的异名端分别连接至所述升压继电器的常开触点以及所述降压继电器的常开触点；所升压继电器的公共端触点连接至所述输入开关的公共端的一引脚；所述变压器的第二次级的同名端连接至所述降压继电器的公共端触点；所述变压器的第二次级的异名端连接至所述输入开关的公共端的另一引脚；所述变压器的第二次级的两端分别连接至所述输出模块。

7.根据权利要求6所述的一种后备式UPS输入开关异常检测装置，其特征在于，所述检测单元包括一第一电容、一第一电阻、一光电耦合器件以及一第二电阻；所述第一电容的一端连接至所述输入开关的常闭触点的一引脚，所述第一电容的另一端连接至所述第一电阻的一端；所述第一电阻的另一端连接至所述光电耦合器的发射器件阳极，所述光电耦合器的发射器件阴极连接至所述输入开关的常闭触点的另一引脚；所述光电耦合器的接收器件集电极分别连接至所述第二电阻的一端以及所述控制单元的一端；所述光电耦合器的接收器件发射极接地；所述第二电阻的另一端接一直流电源。

8.根据权利要求7所述的一种后备式UPS输入开关异常检测装置，其特征在于，所述检测单元在市电断电时检测所述输入开关是否故障，当所述输入开关故障时，所述检测单元发送低电平信号至所述控制单元，所述控制单元接收到该低电平信号时控制所述DC/AC关闭。

9.根据权利要求7所述的一种后备式UPS输入开关异常检测装置，其特征在于，所述检测单元还包括一二极管；所述光电耦合器的发射器件阴极与所述二极管的阳极相连，所述光电耦合器的发射器件阳极与所述二极管的阴极相连。