CN110707807A - 一种用于ups的安全稳定放电电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于UPS的安全稳定放电电路,包括依次连接的市电输入接口、市电滤波模块和用电设备接口,其特征在于,所述市电输入接口连接电压检测模块的输入端,所述电压检测模块的输出端连接MCU微控制单元的输入端,所述市电输入接口通过继电器K2连接DC‑AC模块,所述继电器K2的控制端连接所述MCU微控制单元的输出端,所述继电器K2与所述DC‑AC模块之间还设置LC滤波模块,所述继电器K2一侧接线端连接市电输入接口;本发明结构简单,运用较少的半导体器件,实现了逆变桥臂,保证了可靠性,同时实现了对UPS的过压或过流保护,防止UPS被损坏,同时设置电气隔离,保证了操作者的安全,具有良好的市场应用价值。

Description

一种用于UPS的安全稳定放电电路
技术领域
本发明涉及UPS领域,尤其涉及一种用于UPS的安全稳定放电电路。
背景技术
UPS(Uninterruptible Power System,不间断电源)是一种含有储能装置的交流电源。主要利用电池等储能装置在停电时向负载提供不间断的电力供应。当市电输入正常时,UPS将市电稳压后供应给负载使用,此时UPS的储能装置为充电状态;当市电中断(事故停电)时,UPS立即利用储能装置的电能向负载继续供应交流电,使负载维持正常工作并保护负载不受损坏。
对于UPS来说,可靠性和效率是两项最重要的性能指标。目前,为了实现较高的系统效率,普遍将逆变桥臂设置为多电平变换拓扑结构。多电平变换拓扑结构需要数量更多的半导体器件,然而半导体器件越多,可靠性就越差,因此降低了逆变桥臂的可靠性。然而逆变桥臂是UPS的市电模式和电池模式所共用的模块,因此其可靠性的降低严重影响了UPS整机的可靠性。
另外,许多UPS在其主电路中没有保护电路,输入UPS的市电电压过高或过低会使UPS的主电路出现故障,损坏元器件,发生危险。
现有技术存在缺陷,需要改进。
发明内容
为了解决现在技术存在的缺陷,本发明提供了一种用于UPS的安全稳定放电电路。
本发明提供的技术文案,一种用于UPS的安全稳定放电电路,包括依次连接的市电输入接口、市电滤波模块和用电设备接口,所述市电输入接口连接电压检测模块的输入端,所述电压检测模块的输出端连接MCU微控制单元的输入端,所述市电输入接口通过继电器K2连接DC-AC模块,所述继电器K2的控制端连接所述MCU微控制单元的输出端,所述继电器K2与所述DC-AC模块之间还设置LC滤波模块,所述继电器K2一侧接线端连接市电输入接口,所述继电器K2的另一侧接线端连接所述LC滤波模块,且所述继电器K2的另一侧接线端还设有电压采集模块,所述电压采集模块与所述MCU微控制单元连接,所述DC-AC模块的输入端连接方形滤波模块的输出端,且所述DC-AC模块的控制端连接逆变MOS驱动模块的输出端,所述逆变MOS驱动模块的输入端连接所述MCU微控制单元的输出端,所述DC-AC模块的输入端连接方形滤波模块的输出端,所述方形滤波模块的输入端连接所述整流模块的输出端连接所述方形滤波模块的输入端,所述整流模块的输入端连接升压模块的输出端,电池接口连接所述升压模块的输入端,推挽模块的输出端连接所述升压模块的输入端,所述推挽模块的输入端连接推挽MOS驱动模块的输出端,推挽MOS驱动模块的输入端连接隔离模块的输出端,所述隔离模块的输入端连接所述MCU微控制单元的输出端;
所述继电器K2用于切换UPS的工作模式;
所述DC-AC模块用于将电池接口提供的直流电转变为交流电;
所述逆变MOS驱动模块用于将驱动DC-AC模块的MOS管;
所述整流模块用于将升压模块的提供的交流电转变为直流电;
所述推挽模块用于通过MOS管将直流电转变为交流电;
所述推挽MOS驱动模块用于驱动推挽模块的MOS管;
所述隔离模块用于对控制回路和用电回路做电气上的隔离。
优选地,所述推挽MOS驱动模块设有MOS驱动芯片U8,所述MOS驱动芯片U8的输入端连接所述MCU微控制单元的输出端,所述MOS驱动芯片U8的输出端连接所述推挽模块的控制端,所述MOS驱动芯片U8的供电端连接12V电源,所述MOS驱动芯片U8的接地端接地,所述MOS驱动芯片U8的使能端共连后与主控芯片的输入端。
优选地,所述推挽模块包括设置为两组NMOS管,所述升压模块设有升压变压器T6,每组NMOS管至少设置一个NMOS管,NMOS管并联设置,第一组NMOS管的栅极共连后连接所述MOS驱动芯片U8的一个输出端,第二组NMOS管的栅极共连后连接所述MOS驱动芯片U8的另一个输出端,第一组NMOS管的源极和第二组NMOS管的源极共连后接地,第一组NMOS管的漏极共连后连接升压变压器T6的一次侧的一端,第二组NMOS管的漏极共连后连接升压变压器T6的一次侧的另一端,所述电池接口的正极连接升压变压器T6的一次侧的抽头端。
优选地,所述电池接口的正极通过串联的电容C49和电阻R48连接于第一组NMOS管的漏极,所述电池接口的正极通过串联的电容C52和电阻R49连接于第二组NMOS管的漏极,防止NMOS管开关对电流换向时造成NMOS管被击穿。
优选地,所述第一组NMOS管的源极通过检测电阻R64接地,检测电阻R64的高电位端通过放大模块连接所述主控芯片的输入端,且放大模块的输出端连接比较模块输入端,比较模块的输出端连接主控芯片的输入端。
优选地,所述放大模块设有放大器U10,放大器U10的正脚通过电阻R62连接于检测电阻R64的高电位端,且放大器U10的正脚通过电容C57接地,放大器的负脚通过电阻R67接地,且放大器U10的负脚与放大器U10的输出端通过电阻R65连接,放大器U10的输出端通过电容C59接地,放大器U10的供电端接3.3V直流电,放大器U10的接地端接地,放大器U10的输出端接主控芯片的输入端。
优选地,所述比较模块设有比较器U9,比较器U9的正脚接于两个分压电阻R60和R66的中间端,分压电阻R60的另一端接参考电压2.5V,分压电阻R66的另一端接地,且比较器U9的正脚通过电容C58接地,比较器的负脚接所述放大器的输出端,比较器U9的供电端接3.3V电源,比较器U9的接地端接地,比较器U9的输出端通过电容R63与所述MOS驱动芯片U8的使能端共连后与主控芯片的输入端连接,且比较器U9的输出端通过上接电阻R59连接3.3V电源。
优选地,所述升压变压器T6的二次侧还设置电流采集模块,电流采集模块包括电流互感器T3和第一整流桥,所述升压变压器T6的二次侧串接电流互感器T3,电流互感器T3的一次侧串接于所述升压变压器T6的二次侧,且电压互感器T3的二次侧连接第一整流桥的输入端,第一整流桥的输出端连接所述MCU微控制单元的输出端。
优选地,所述升压变压器T6的二次侧连接所述整流模块,所述整流模块设置为第二整流桥,所述升压变压器T6的二次侧连接所述第二整流桥的输入端,所述第二整流桥的输出端连接所述方形滤波模块的输入端。
优选地,所述方形滤波模块包括电感L5、电容C50和电容C51,所述电感L5串于所述第二整流桥的输出端,所述电容C50和电容C51并联于第二整流桥的输出端。
相对于现有技术的有益效果,通过设置继电器K2,实现对UPS的工作模式的切换,切换为市民供电模式或电池供电模块,且通过电压检测模块实现对市电的检测,进而实现对继电器K2的控制,同时通过电压采集模块对电压进行采集,并对继电器K2进行控制,防止出现在电压过高或过低的情况,对UPS造成损坏;通过设置推挽模块和升压模块,实现将电池的48V直流电转变为400V的交流电,通过整流模块将交流电转变为直流电,并通过设置DC-AC模块将直流电转为交流电,实现对用电设备的供电,同时DC-AC模块可以用作UPS充电时的整流模块,即逆变桥臂;通过设置电流采集模块,实现了对升压模块后的电流的采集,防止出现过流,对UPS造成损坏;通过设置隔离模块,实现了对控制回路和用电回路的电气隔离,保证了操作人员的安全,防止操作人员触电造成危险;本发明结构简单,运用较少的半导体器件,实现了逆变桥臂,保证了可靠性,同时实现了对UPS的过压或过流保护,防止UPS被损坏,同时设置电气隔离,保证了操作者的安全,具有良好的市场应用价值。
附图说明
图1为本发明整体电路结构框图;
图2为本发明电池接口、推挽MOS驱动模块和推挽模块电路图;
图3为本发明升压模块、电流采集模块、整流模块和方形滤波模块电路图;
图4为本发明DC-AC模块、LC滤波模块电路图;
图5为本发明继电器、市电滤波模块和用电设备接口电路图;
图6为本发明逆变MOS驱动芯片U4电路图;
图7为本发明逆变MOS驱动芯片U6电路图;
图8为本发明隔离模块电路图;
图9为本发明电压检测模块电路图;
图10为本发明电压采集模块电路图;
图11为本发明MCU微控制单元电路图;
图12为本发明调试模块电路图。
具体实施方式
需要说明的是,上述各技术特征继续相互组合,形成未在上面列举的各种实施例,均视为本发明说明书记载的范围;并且,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
为了便于理解本发明,下面结合附图和具体实施例,对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本说明书所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义,本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是用于限制本发明。
下面结合附图对本发明作详细说明。
如图1所示,一种用于UPS的安全稳定放电电路,包括依次连接的市电输入接口、市电滤波模块和用电设备接口,所述市电输入接口连接电压检测模块的输入端,所述电压检测模块的输出端连接MCU微控制单元的输入端,所述市电输入接口通过继电器K2连接DC-AC模块,所述继电器K2的控制端连接所述MCU微控制单元的输出端,所述继电器K2与所述DC-AC模块之间还设置LC滤波模块,所述继电器K2一侧接线端连接市电输入接口,所述继电器K2的另一侧接线端连接所述LC滤波模块,且所述继电器K2的另一侧接线端还设有电压采集模块,所述电压采集模块与所述MCU微控制单元连接,所述DC-AC模块的输入端连接方形滤波模块的输出端,且所述DC-AC模块的控制端连接逆变MOS驱动模块的输出端,所述逆变MOS驱动模块的输入端连接所述MCU微控制单元的输出端,所述DC-AC模块的输入端连接方形滤波模块的输出端,所述方形滤波模块的输入端连接所述整流模块的输出端连接所述方形滤波模块的输入端,所述整流模块的输入端连接升压模块的输出端,电池接口连接所述升压模块的输入端,推挽模块的输出端连接所述升压模块的输入端,所述推挽模块的输入端连接推挽MOS驱动模块的输出端,推挽MOS驱动模块的输入端连接隔离模块的输出端,所述隔离模块的输入端连接所述MCU微控制单元的输出端;
所述继电器K2用于切换UPS的工作模式;
所述DC-AC模块用于将电池接口提供的直流电转变为交流电;
所述逆变MOS驱动模块用于将驱动DC-AC模块的MOS管;
所述整流模块用于将升压模块的提供的交流电转变为直流电;
所述推挽模块用于通过MOS管将直流电转变为交流电;
所述推挽MOS驱动模块用于驱动推挽模块的MOS管;
所述隔离模块用于对控制回路和用电回路做电气上的隔离。
如图2所示,优选地,所述推挽MOS驱动模块设有MOS驱动芯片U8,所述MOS驱动芯片U8的输入端连接所述MCU微控制单元的输出端,所述MOS驱动芯片U8的输出端连接所述推挽模块的控制端,所述MOS驱动芯片U8的供电端连接12V电源,所述MOS驱动芯片U8的接地端接地,所述MOS驱动芯片U8的使能端共连后与主控芯片的输入端。
优选地,所述推挽模块包括设置为两组NMOS管,所述升压模块设有升压变压器T6,每组NMOS管至少设置一个NMOS管,NMOS管并联设置,第一组NMOS管的栅极共连后连接所述MOS驱动芯片U8的一个输出端,第二组NMOS管的栅极共连后连接所述MOS驱动芯片U8的另一个输出端,第一组NMOS管的源极和第二组NMOS管的源极共连后接地,第一组NMOS管的漏极共连后连接升压变压器T6的一次侧的一端,第二组NMOS管的漏极共连后连接升压变压器T6的一次侧的另一端,所述电池接口的正极连接升压变压器T6的一次侧的抽头端。
优选地,所述电池接口的正极通过串联的电容C49和电阻R48连接于第一组NMOS管的漏极,所述电池接口的正极通过串联的电容C52和电阻R49连接于第二组NMOS管的漏极,防止NMOS管开关对电流换向时造成NMOS管被击穿。
优选地,所述第一组NMOS管的源极通过检测电阻R64接地,检测电阻R64的高电位端通过放大模块连接所述主控芯片的输入端,且放大模块的输出端连接比较模块输入端,比较模块的输出端连接主控芯片的输入端。
优选地,所述放大模块设有放大器U10,放大器U10的正脚通过电阻R62连接于检测电阻R64的高电位端,且放大器U10的正脚通过电容C57接地,放大器的负脚通过电阻R67接地,且放大器U10的负脚与放大器U10的输出端通过电阻R65连接,放大器U10的输出端通过电容C59接地,放大器U10的供电端接3.3V直流电,放大器U10的接地端接地,放大器U10的输出端接主控芯片的输入端。
优选地,所述比较模块设有比较器U9,比较器U9的正脚接于两个分压电阻R60和R66的中间端,分压电阻R60的另一端接参考电压2.5V,分压电阻R66的另一端接地,且比较器U9的正脚通过电容C58接地,比较器的负脚接所述放大器的输出端,比较器U9的供电端接3.3V电源,比较器U9的接地端接地,比较器U9的输出端通过电容R63与所述MOS驱动芯片U8的使能端共连后与主控芯片的输入端连接,且比较器U9的输出端通过上接电阻R59连接3.3V电源。
如图3所示,优选地,所述升压变压器T6的二次侧还设置电流采集模块,电流采集模块包括电流互感器T3和第一整流桥,所述升压变压器T6的二次侧串接电流互感器T3,电流互感器T3的一次侧串接于所述升压变压器T6的二次侧,且电压互感器T3的二次侧连接第一整流桥的输入端,第一整流桥的输出端连接所述MCU微控制单元的输出端。
优选地,所述升压变压器T6的二次侧连接所述整流模块,所述整流模块设置为第二整流桥,所述升压变压器T6的二次侧连接所述第二整流桥的输入端,所述第二整流桥的输出端连接所述方形滤波模块的输入端。
优选地,所述方形滤波模块包括电感L5、电容C50和电容C51,所述电感L5串于所述第二整流桥的输出端,所述电容C50和电容C51并联于第二整流桥的输出端。
如图2所示,进一步地,所述电池接口设置电池滤波模块,所述电池滤波模块由四个电容C45-C48并联构成,四个电容C45-C48并联于电池接口的正负极之间,对电池输出的电压进行滤波操作,削弱尖峰值。
如图5所示,进一步地,所述市电输入接口设置熔断器F2,熔断器串联于市电输入接口的L线上,用于保护UPS防止过流造成UPS设备或用电设备损坏。
进一步地,所述市电滤波模块包括电感、共模电感和电容,电感L3的一端和电感L4的一端分别连接于市电输入接口的LN两线路上,电容C37的两端分别连接电感L3另一端和电感L4的另一端,且电感L3的另一端和电感L4的另一端分别通过电容C36和电容C43接大地,且电感L3的另一端和电感L4的另一端分别连接共模电感T2的一次侧的两端,共模电感T2的二次侧的两端分别通过电容C34和电容C42接大地,共模电感T2的二次侧的两端通过电容C40连接,电容C40的一端通过熔断器F3连接于开关S1的输入侧一端,电容C40的另一端连接开关S1的输入侧另一端,开关S1的输出侧两端分别连接用电设备接口K1的LN端,用电设备接口K1的E端接大地。
如图9和11所示,进一步地,所述MCU微控制单元型号设置为dsPIC33FJ16GS402,所述电压检测模块设有放大器U11,放大器U11的负脚通过电阻连接于市电输入接口的N线上,放大器U11的正脚通过电阻连接于市电输入接口的L线上,且放大器U11的正脚通过电阻R81连接2.5V电源,且放大器U11的正脚通过电容C65接2.5V电源,放大器U11的负脚通过并联电容C60和R68连接于放大器U11的输出端,放大器U11的电源端接5V电源,放大器U11的接地端接地,放大器U11的输出端通过电阻R74接MCU微控制单元的1管脚,且电阻R74的一端通过电容C64接地,MCU微控制单元的1管脚正接二极管D17连接于3.3V电源,且MCU微控制单元的1管脚反接二极管D19接地。
如图10所示,如图进一步地,电压采集模块与与电压检测模块电路结构相同,不同之处仅在于放大器U12的输出端连接于MCU微控制单元的2管脚。
如图5所示,进一步地,所述继电器K2的供电端接12V电源,且继电器K2线圈两端反接二极管D12,继电器K2的线圈负极接三极管Q10的集电极,三极管Q10的发射极接地,三极管Q10的基极通过电阻R46接MCU微控制单元的8管脚,三极管Q10的基极和发射极之间通过电阻R47连接。
如图4所示,进一步地,所述LC滤波模块由共模电感T1和电容C27构成,电容C27并于LN两线之间,共模电感串于L1、L2两线之间。
如图4、6和7所示,进一步地,所述DC-AC模块包括四个二极管D7-D10和四个NMOS管Q6-Q9,所述逆变MOS驱动模块包括两个逆变MOS驱动芯片,逆变MOS驱动芯片的型号为IR2113,由整流模块输出的400V直流电通过NMOS管Q6和Q7分别连接于L1和L2两线上,NMOS管Q6和Q7的漏极连接于400V直流电,NMOS管Q6和Q7的源极分别连接于L1和L2两线上,NMOS管Q8和Q9的漏极分别连接于L1和L2两线上,NMOS管Q8和Q9的源极接地,NMOS管Q6和Q7的栅极分别连接逆变MOS驱动芯片U4和U6的7管脚,且NMOS管Q6通过正接二极管D7连接于逆变MOS驱动芯片U4的7管脚,二极管D7还并联电阻R35, NMOS管Q7通过正接二极管D8连接于逆变MOS驱动芯片U6的7管脚,二极管D8还并联电阻R38, NMOS管Q6的栅极通过电阻R37连接于NMOS管Q6的源极,NMOS管Q7的栅极通过电阻R38连接于NMOS管Q7的源极,NMOS管Q8和Q9的栅极分别连接逆变MOS驱动芯片U4和U6的1管脚,且NMOS管Q8通过正接二极管D9连接于逆变MOS驱动芯片U4的1管脚,二极管D9还并联电阻R41, NMOS管Q9通过正接二极管D10连接于逆变MOS驱动芯片U6的1管脚,二极管D10还并联电阻R42, NMOS管Q8的栅极通过电阻R43连接于NMOS管Q8的源极,NMOS管Q9的栅极通过电阻R44连接于NMOS管Q9的源极。
所述逆变MOS驱动芯片的9管脚接5V电源,逆变MOS驱动芯片的10和12管脚接MCU微控制单元的PWM管脚,逆变MOS驱动芯片的11和13管脚共连接地,逆变MOS驱动芯片U4和U6的5管脚分别接L1和L2线,逆变MOS驱动芯片的5管脚与6管脚之间接电容C30,逆变MOS驱动芯片的3管脚接12V电源,逆变MOS驱动芯片的3管脚与6管脚之间下接二极管D11,且逆变MOS驱动芯片的3管脚与2管脚之间接电容C32,逆变MOS驱动芯片的2管脚接地。
如图8所示,进一步地,所述隔离模块的型号设置为ISO7420,隔离模块的供电端接3.3V电源,隔离模块的接地端接地,隔离模块的输入端即2和3管脚连接MCU微控制单元的18和19管脚,隔离模块的输出端即6和7管脚,接MOS驱动芯片U8的2和4管脚,且MOS驱动芯片U8的型号设置为MCP14E14。
如图11所示,所述MCU微控制单元的6和7管脚之间接晶振X1,且MCU微控制单元的6和7管脚之间接电阻R39,MCU微控制单元的6管脚和7管脚分别通过电容C26和电容C24接地,此为MCU微控制单元的时针电路。
本发明的工作原理,当MCU微控制单元通过电压检测模块检测到市电输入接口无电压值时,证明市电已经断电,MCU微控制单元控制继电器合闸,开始电池供电模式,电池接接口输出48V直流电,MCU微控制单元通过隔离模块控制推挽MOS驱动模块工作,通过不断的控制推挽模块的两组NMOS管开断,使48V直流电在带有抽头的升压变压器T6一次侧不断改变方向变成交流电,并通过升压变压器将交流电进行升压,升压后的交流电通过整流模块进行整流,转变为400V直流电,方形滤滤模块进行滤波,滤波后的400V直流电进入DC-AC模块的输入端,MCU微控制单元控制逆变MOS驱动模块,逆变MOS驱动模块驱动DC-AC模块的四个NMOS管Q6-Q9交变地开合,由DC-AC模块的四个二极管D7-D10,将400V直流电转为220V交流电,并通过继电器供给用电设备接口,对用电设备进行放电;在放电的同时,电压采集模块对电压进行采集,或出现过压,则MCU微控制单元对逆变MOS驱动模块进行操作,对四个NMOS管进行关断,停止对用电设备进行供电,防止出现用电设备损坏或UPS损坏;同时设置电流采集模块,对升压变压器T6的二次侧的电流进行采集,当电流过流时,则MCU微控制单元通过隔离模块对推挽MOS驱动模块进行操作,关断推挽模块内的NMOS管,停止对用电设备进行供电,防止出现用电设备损坏或UPS损坏。
如图4所示,实施例二,与实施例一不同之处在于, L1线上设置电流互感器U15,电流互感器U15的型号为HXS 20-NP/SP2/LTSR6-NP,电流互感器U15的1和2管脚共连后连接L1线的一端,电流互感器U15的3、5、6管脚共连后连接于L1线的另一端,电流互感器U15的7管脚接5V电源,电流互感器U15的7和8管脚之间接电容C31,电流互感器U15的9管脚连接MCU微控制单元的27管脚,电流互感器U15的10管脚通过电阻R40接2.5V电源。
如图12所示,实施例三,与实施以上实施例均不同之处在于,MCU微控制单元设置调试模块,调试模块JP1的1管脚接MCU微控制单元的26管脚,调试模块JP1的2管脚接3.3V电源,调试模块JP1的3管脚接地,调试模块JP1的4管脚接MCU微控制单元的11管脚,调试模块JP1的12管脚接MCU微控制单元的12管脚,调试模块JP1的6管脚空置。
需要说明的是,上述各技术特征继续相互组合,形成未在上面列举的各种实施例,均视为本发明说明书记载的范围;并且,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于UPS的安全稳定放电电路,包括依次连接的市电输入接口、市电滤波模块和用电设备接口,其特征在于,所述市电输入接口连接电压检测模块的输入端,所述电压检测模块的输出端连接MCU微控制单元的输入端,所述市电输入接口通过继电器K2连接DC-AC模块,所述继电器K2的控制端连接所述MCU微控制单元的输出端,所述继电器K2与所述DC-AC模块之间还设置LC滤波模块,所述继电器K2一侧接线端连接市电输入接口,所述继电器K2的另一侧接线端连接所述LC滤波模块,且所述继电器K2的另一侧接线端还设有电压采集模块,所述电压采集模块与所述MCU微控制单元连接,所述DC-AC模块的输入端连接方形滤波模块的输出端,且所述DC-AC模块的控制端连接逆变MOS驱动模块的输出端,所述逆变MOS驱动模块的输入端连接所述MCU微控制单元的输出端,所述DC-AC模块的输入端连接方形滤波模块的输出端,所述方形滤波模块的输入端连接所述整流模块的输出端连接所述方形滤波模块的输入端,所述整流模块的输入端连接升压模块的输出端,电池接口连接所述升压模块的输入端,推挽模块的输出端连接所述升压模块的输入端,所述推挽模块的输入端连接推挽MOS驱动模块的输出端,推挽MOS驱动模块的输入端连接隔离模块的输出端,所述隔离模块的输入端连接所述MCU微控制单元的输出端;
所述继电器K2用于切换UPS的工作模式;
所述DC-AC模块用于将电池接口提供的直流电转变为交流电;
所述逆变MOS驱动模块用于将驱动DC-AC模块的MOS管;
所述整流模块用于将升压模块的提供的交流电转变为直流电;
所述推挽模块用于通过MOS管将直流电转变为交流电;
所述推挽MOS驱动模块用于驱动推挽模块的MOS管;
所述隔离模块用于对控制回路和用电回路做电气上的隔离。
2.根据权利要求1所述一种用于UPS的安全稳定放电电路,其特征在于,所述推挽MOS驱动模块设有MOS驱动芯片U8,所述MOS驱动芯片U8的输入端连接所述MCU微控制单元的输出端,所述MOS驱动芯片U8的输出端连接所述推挽模块的控制端,所述MOS驱动芯片U8的供电端连接12V电源,所述MOS驱动芯片U8的接地端接地,所述MOS驱动芯片U8的使能端共连后与主控芯片的输入端。
3.根据权利要求2所述一种用于UPS的安全稳定放电电路,其特征在于,所述推挽模块包括设置为两组NMOS管,所述升压模块设有升压变压器T6,每组NMOS管至少设置一个NMOS管,NMOS管并联设置,第一组NMOS管的栅极共连后连接所述MOS驱动芯片U8的一个输出端,第二组NMOS管的栅极共连后连接所述MOS驱动芯片U8的另一个输出端,第一组NMOS管的源极和第二组NMOS管的源极共连后接地,第一组NMOS管的漏极共连后连接升压变压器T6的一次侧的一端,第二组NMOS管的漏极共连后连接升压变压器T6的一次侧的另一端,所述电池接口的正极连接升压变压器T6的一次侧的抽头端。
4.根据权利要求3所述一种用于UPS的安全稳定放电电路,其特征在于,所述电池接口的正极通过串联的电容C49和电阻R48连接于第一组NMOS管的漏极,所述电池接口的正极通过串联的电容C52和电阻R49连接于第二组NMOS管的漏极,防止NMOS管开关对电流换向时造成NMOS管被击穿。
5.根据权利要求4所述一种用于UPS的安全稳定放电电路,其特征在于,所述第一组NMOS管的源极通过检测电阻R64接地,检测电阻R64的高电位端通过放大模块连接所述主控芯片的输入端,且放大模块的输出端连接比较模块输入端,比较模块的输出端连接主控芯片的输入端。
6.根据权利要求5所述一种用于UPS的安全稳定放电电路,其特征在于,所述放大模块设有放大器U10,放大器U10的正脚通过电阻R62连接于检测电阻R64的高电位端,且放大器U10的正脚通过电容C57接地,放大器的负脚通过电阻R67接地,且放大器U10的负脚与放大器U10的输出端通过电阻R65连接,放大器U10的输出端通过电容C59接地,放大器U10的供电端接3.3V直流电,放大器U10的接地端接地,放大器U10的输出端接主控芯片的输入端。
7.根据权利要求6所述一种用于UPS的安全稳定放电电路,其特征在于,所述比较模块设有比较器U9,比较器U9的正脚接于两个分压电阻R60和R66的中间端,分压电阻R60的另一端接参考电压2.5V,分压电阻R66的另一端接地,且比较器U9的正脚通过电容C58接地,比较器的负脚接所述放大器的输出端,比较器U9的供电端接3.3V电源,比较器U9的接地端接地,比较器U9的输出端通过电容R63与所述MOS驱动芯片U8的使能端共连后与主控芯片的输入端连接,且比较器U9的输出端通过上接电阻R59连接3.3V电源。
8.根据权利要求7所述一种用于UPS的安全稳定放电电路,其特征在于,所述升压变压器T6的二次侧还设置电流采集模块,电流采集模块包括电流互感器T3和第一整流桥,所述升压变压器T6的二次侧串接电流互感器T3,电流互感器T3的一次侧串接于所述升压变压器T6的二次侧,且电压互感器T3的二次侧连接第一整流桥的输入端,第一整流桥的输出端连接所述MCU微控制单元的输出端。
9.根据权利要求8所述一种用于UPS的安全稳定放电电路,其特征在于,所述升压变压器T6的二次侧连接所述整流模块,所述整流模块设置为第二整流桥,所述升压变压器T6的二次侧连接所述第二整流桥的输入端,所述第二整流桥的输出端连接所述方形滤波模块的输入端。
10.根据权利要求9所述一种用于UPS的安全稳定放电电路,其特征在于,所述方形滤波模块包括电感L5、电容C50和电容C51,所述电感L5串于所述第二整流桥的输出端,所述电容C50和电容C51并联于第二整流桥的输出端。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111193412A (zh) * 2020-02-10 2020-05-22 陕西理工大学 一种自动不间断供电双电源供电系统
CN112787826A (zh) * 2021-01-19 2021-05-11 苏州海特自动化设备有限公司 一种专用半高4口网卡
CN112838666A (zh) * 2021-01-25 2021-05-25 南昌鑫驰实业有限公司 一种温控仪的生产工艺
CN115833362A (zh) * 2023-02-02 2023-03-21 樊氏科技发展股份有限公司 环网柜ups电源综合管控系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202712895U (zh) * 2012-06-28 2013-01-30 比亚迪股份有限公司 一种回馈式电池维护系统
CN204131215U (zh) * 2014-08-12 2015-01-28 昆明理工大学 一种智能型正弦波输出不间断电源
CN106410747A (zh) * 2015-07-28 2017-02-15 广东爱迪贝克软件科技有限公司 Ups输入保护电路及ups

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202712895U (zh) * 2012-06-28 2013-01-30 比亚迪股份有限公司 一种回馈式电池维护系统
CN204131215U (zh) * 2014-08-12 2015-01-28 昆明理工大学 一种智能型正弦波输出不间断电源
CN106410747A (zh) * 2015-07-28 2017-02-15 广东爱迪贝克软件科技有限公司 Ups输入保护电路及ups

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111193412A (zh) * 2020-02-10 2020-05-22 陕西理工大学 一种自动不间断供电双电源供电系统
CN111193412B (zh) * 2020-02-10 2023-07-07 普罗纳新能源(广东)有限公司 一种自动不间断供电双电源供电系统
CN112787826A (zh) * 2021-01-19 2021-05-11 苏州海特自动化设备有限公司 一种专用半高4口网卡
CN112787826B (zh) * 2021-01-19 2024-03-15 苏州海特自动化设备有限公司 一种专用半高4口网卡
CN112838666A (zh) * 2021-01-25 2021-05-25 南昌鑫驰实业有限公司 一种温控仪的生产工艺
CN115833362A (zh) * 2023-02-02 2023-03-21 樊氏科技发展股份有限公司 环网柜ups电源综合管控系统

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