CN115051461A - 供电线路控制装置及ups系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种供电线路控制装置及UPS系统，该装置包括：软件失效检测电路、逆变低压检测电路、主控电源失效检测电路、集成输出电路；软件失效检测电路用于检测目标UPS中DSP模块的异常状态，并在检测到DSP模块异常时输出第一异常信号至集成输出电路；逆变低压检测电路用于检测目标UPS中逆变线路的输出电压，并在检测到输出电压低于预设低压值时输出第二异常信号至集成输出电路；主控电源失效检测电路用于检测目标UPS中DSP模块对应的主控电源的异常状态，并在检测到主控电源异常时输出第三异常信号至集成输出电路；集成输出电路用于在接收到异常信号后向目标UPS输出控制信号；本发明可提高为负载供电的可靠性。

Description

供电线路控制装置及UPS系统

技术领域

本发明属于电路控制技术领域，更具体地说，是涉及一种供电线路控制装置及UPS系统。

背景技术

现有技术中，UPS(Uninterruptible Power System/Uninterruptible PowerSupply，不间断电源)出现故障时，容易因为供电线路切换不及时导致失去对重要负载供电的能力，此时，如何尽可能地实现负载的不间断供电，提高供电的可靠性成为本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种供电线路控制装置及UPS系统，以尽可能地实现负载的不间断供电，提高供电的可靠性。

为实现上述目的，本发明提供了一种供电线路控制装置，所述供电线路控制装置包括：

软件失效检测电路、逆变低压检测电路、主控电源失效检测电路、以及集成输出电路；

所述软件失效检测电路用于检测目标UPS中DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)模块的异常状态，并在检测到所述DSP模块异常时输出第一异常信号至所述集成输出电路；所述逆变低压检测电路用于检测目标UPS中逆变线路的输出电压，并在检测到所述输出电压低于预设低压值时输出第二异常信号至所述集成输出电路；所述主控电源失效检测电路用于检测目标UPS中DSP模块对应的主控电源的异常状态，并在检测到所述主控电源异常时输出第三异常信号至所述集成输出电路；

所述集成输出电路用于在接收到异常信号后向目标UPS输出控制信号；

其中，所述异常信号为第一异常信号、第二异常信号、或第三异常信号。

在一种可能的实现方式中，所述集成输出电路具体用于：

在接收到异常信号后，检测目标UPS中旁路线路的异常状态，根据所述旁路线路的异常状态向目标UPS输出控制信号。

在一种可能的实现方式中，所述控制信号包括强制切换信号和关机保护信号；所述集成输出电路具体用于：

在检测到所述旁路线路异常时向目标UPS输出关机保护信号，以及在检测到所述旁路线路正常时向目标UPS输出强制切换信号；

其中，所述强制切换信号用于指示目标UPS执行由逆变线路切换至旁路线路的切换动作，所述关机保护信号用于指示目标UPS执行关机动作。

在一种可能的实现方式中，所述预设低压值根据目标UPS常用负载的负载特性确定。

在一种可能的实现方式中，所述供电线路控制装置还包括：处理器；

所述软件失效检测电路、逆变低压检测电路、以及主控电源失效检测电路的主路中均串接有电子开关，所述处理器与各个电子开关连接；

所述处理器用于按照第一预设周期控制所述软件失效检测电路的电子开关导通、按照第二预设周期控制所述逆变低压检测电路的控制器导通、按照第三预设周期控制所述主控电源失效检测电路导通；

其中，所述第一预设周期根据所述DSP模块的异常频次确定，所述第二预设周期根据所述输出电压的低压频次确定，所述第三预设周期根据所述主控电源的异常频次确定。

在一种可能的实现方式中，所述处理器还用于：

实时检测所述软件失效检测电路的异常状态，并在判断所述软件失效检测电路异常时立即导通所述逆变低压检测电路。

在一种可能的实现方式中，所述处理器还用于：

实时检测所述主控电源失效检测电路的异常状态，并在判断所述主控电源失效检测电路异常时调低所述第一预设周期。

在一种可能的实现方式中，所述逆变低压检测电路中包含比较器，所述比较器用于比较所述输出电压以及所述预设低压值大小；所述供电线路控制装置还包括处理器；

所述处理器用于实时获取目标UPS当前负载的负载特性，并根据所述负载特性控制输入到所述比较器的预设低压值。

在一种可能的实现方式中，所述主控电源失效检测电路具体用于：

通过检测目标UPS中DSP模块对应的主控电源的供电状态来检测所述主控电源的异常状态；

或者，通过检测UPS中DSP模块对应的备用电源的生效状态来检测所述主控电源的异常状态；

其中，所述备用电源用于在所述主控电源异常时为DSP模块供电。

为实现上述目的，本发明还提供了一种UPS系统，所述UPS系统包括：目标UPS以及以上所描述的供电线路控制装置。

本发明提供的供电线路控制装置及UPS系统的有益效果在于：

本发明设置了软件失效检测电路来检测DSP模块的异常状态、设置了逆变低压检测模块来检测逆变线路的低压状态、设置了主控电源失效检测电路来检测主控电源的异常状态，因而可以在DSP异常、逆变线路低压或主控电源异常时快速触发集成输出电路输出控制信号，以尽可能保证负载的不间断供电，提高为负载供电的可靠性。并且，本发明设置的各个检测电路之间还存在协同作用，例如，当软件失效检测电路失效时，即使DSP模块异常也不会向集成输出电路输出第一异常信号，依据本申请的方案，此时即使软件失效检测电路无法输出第一异常信号，逆变低压检测电路也会因为DSP模块异常导致的逆变线路低压输出第二异常信号，因而可在DSP模块异常时保证集成输出电路输出对应的控制信号，从而保证负载的不间断供电，进一步提高了为负载供电的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的供电线路控制装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

请参考图1，图1为本发明一实施例提供的供电线路控制装置的结构示意图，该供电线路控制装置包括：

软件失效检测电路11、逆变低压检测电路12、主控电源失效检测电路13、以及集成输出电路14。

软件失效检测电路11用于检测目标UPS中DSP模块的异常状态，并在检测到DSP模块异常时输出第一异常信号至集成输出电路14。逆变低压检测电路12用于检测目标UPS中逆变线路的输出电压，并在检测到输出电压低于预设低压值时输出第二异常信号至集成输出电路14。主控电源失效检测电路13用于检测目标UPS中DSP模块对应的主控电源的异常状态，并在检测到主控电源异常时输出第三异常信号至集成输出电路14。

集成输出电路14用于在接收到异常信号后向目标UPS输出控制信号。

其中，异常信号为第一异常信号、第二异常信号、或第三异常信号。

已知UPS中通常会设置有DSP模块，DSP模块用于向UPS电路中的可控开关输出控制信号，以控制UPS电路的各项电气参数。在此基础上，为防止DSP模块失效时导致负载断电，本发明实施例设置了软件失效检测电路11，软件失效检测电路11用于检测DSP模块的异常状态，并在检测到DSP模块异常时向集成输出电路14输出第一异常信号。其中，DSP模块在失效时会输出低电平信号，在此基础上，在软件失效检测电路检测DSP模块的异常状态时可检测DSP模块是否输出低电平信号。

已知UPS在出现各类会导致断电的异常时，逆变电路的输出电压会降低，因此本发明实施例设置了逆变低压检测电路12，以通过检测UPS中逆变线路的低压状态来判断UPS是否出现会导致断电的异常，若逆变低压检测电路12检测到逆变线路为低压状态(即逆变线路的输出电压低于预设低压值)，则向集成输出电路14输出第二异常信号，用以指示集成输出电路14输出控制信号至UPS，从而保证负载供电的不间断。

通常，UPS的主控板上(也就是DSP模块)上设置有两路电源，也即主控电源和备用电源，主控电源有效时，由主控电源为DSP模块供电，DSP模块会按照正常模式控制UPS电路，当主控电源失效时，UPS会将DSP模块的供电电源由主控电源切换到备用电源。其中，在主控电源失效时，为防止UPS的负载断电，本发明实施例设置了主控电源失效检测电路13，用以在检测到主控电源失效时向集成输出电路14输出第三异常信号，用以指示集成输出电路14输出控制信号至UPS，从而保证负载供电的不间断。

其中，集成输出电路14输出的控制信号用于指示UPS执行关机保护动作、或者指示UPS执行由逆变线路切换至旁路线路的切换动作。

从以上描述可知，本发明实施例的有益效果为：本发明实施例设置了软件失效检测电路来检测DSP模块的异常状态、设置了逆变低压检测模块来检测逆变线路的低压状态、设置了主控电源失效检测电路来检测主控电源的异常状态，因而可以在DSP异常、逆变线路低压或主控电源异常时快速触发集成输出电路输出控制信号，以尽可能保证负载的不间断供电，提高为负载供电的可靠性。并且，本发明实施例设置的各个检测电路之间还存在协同作用，例如，当软件失效检测电路失效时，即使DSP模块异常也不会向集成输出电路输出第一异常信号，依据本申请的方案，此时即使软件失效检测电路无法输出第一异常信号，逆变低压检测电路也会因为DSP模块异常导致的逆变线路低压输出第二异常信号，因而可在DSP模块异常时保证集成输出电路输出对应的控制信号，从而保证负载的不间断供电，进一步提高了为负载供电的可靠性。

在一种可能的实现方式中，集成输出电路具体用于：

在接收到异常信号后，检测目标UPS中旁路线路的异常状态，根据旁路线路的异常状态向目标UPS输出控制信号。

在本实施例中，集成输出电路接收到异常信号后，还可检测UPS旁路线路的异常状态，根据旁路线路的异常状态确定向UPS输出的控制信号的类型。

在一种可能的实现方式中，控制信号包括强制切换信号和关机保护信号。集成输出电路具体用于：

在检测到旁路线路异常时向目标UPS输出关机保护信号，以及在检测到旁路线路正常时向目标UPS输出强制切换信号。

其中，强制切换信号用于指示目标UPS执行由逆变线路切换至旁路线路的切换动作，关机保护信号用于指示目标UPS执行关机动作。

在本实施例中，集成输出电路若检测到旁路线路异常，则表示即使切换到旁路也无法持续供电，此时可向UPS输出强制关机的信号，也即关机保护信号，以保证整机电路的安全。集成输出电路若检测到旁路正常，则可在接收到异常信号时即输出强制切换信号，控制UPS由逆变线路切换到旁路线路。

在一种可能的实现方式中，预设低压值根据目标UPS常用负载的负载特性确定。

在本实施例中，负载特性可以为负载运行所需的最低电压值，预设低压值可以根据UPS常用负载的负载特性确定，来保证常用负载可以得到持续供电。

在一种可能的实现方式中，供电线路控制装置还包括：处理器。

软件失效检测电路、逆变低压检测电路、以及主控电源失效检测电路的主路中均串接有电子开关，处理器与各个电子开关连接。

处理器用于按照第一预设周期控制软件失效检测电路的电子开关导通、按照第二预设周期控制逆变低压检测电路的控制器导通、按照第三预设周期控制主控电源失效检测电路导通。

其中，第一预设周期根据DSP模块的异常频次确定，第二预设周期根据输出电压的低压频次确定，第三预设周期根据主控电源的异常频次确定。

在本实施例中，电子开关串接在各个检测电路的主路上，电子开关导通时，各个检测电路即导通，电子开关断开时，各个检测电路即断开。处理器可通过控制各个电子开关的导通状态来控制各个检测电路的导通。

具体的，各个检测电路可对应一个预设的检测周期(也即第一预设周期、第二预设周期、第三预设周期)，各个预设周期的具体大小可以根据对应的异常/低压频次来确定，此种方式可在节约系统资源的同时保证负载供电的可靠性。

在一种可能的实现方式中，处理器还用于：

实时检测软件失效检测电路的异常状态，并在判断软件失效检测电路异常时立即导通逆变低压检测电路。

在本实施例中，处理器还可检测软件失效检测电路的异常状态，若软件失效检测电路异常时(比如，应当输出第一异常信号而未输出)则可快速导通逆变低压检测电路去检测逆变线路的低压状态，以保证供电异常处理的及时性，提升负载供电的可靠性。

在一种可能的实现方式中，处理器还用于：

实时检测主控电源失效检测电路的异常状态，并在判断主控电源失效检测电路异常时调低第一预设周期。

在本实施例中，处理器还可检测主控电源失效检测电路的异常状态，若主控电源失效检测电路异常(比如，应当输出第三异常信号而未输出)，则增加软件失效检测电路的导通频次，也即增加DSP模块的异常检测频次，以快速发现主控电源和备用电源切换时可能存在的对DSP模块产生的影响，从而保证负载供电的可靠性。在此需要指出的是，主控电源检测电路失效后可能会存在此种情形：主控电源失效时，UPS的保护机制将DSP模块的供电电源切换为了备用电源，然而主控电源检测电路失效导致其未向集成输出电路发送第三异常信号，进而导致UPS供电线路未发生切换，但此时电路还可正常运行。在此种情形下，考虑到DSP模块的供电电源由主控电源切换到备用电源可能会对DSP模块中的程序单元产生影响，因此可增加软件失效检测电路的导通频次、调低第一预设周期，进而提高为负载供电的可靠性。

在一种可能的实现方式中，逆变低压检测电路中包含比较器，比较器用于比较输出电压以及预设低压值大小并输出不同的信号。具体的，在逆变线路的输出电压小于预设低压值时，比较器可输出第二异常信号至集成输出电路。可选的，比较器也可输出异常指示信号至逆变低压检测电路中的其他电路，由其他电路根据该异常指示信号输出第二异常信号至集成输出电路，对于此本实施例不做限定。

供电线路控制装置还包括处理器，处理器用于实时获取目标UPS当前负载的负载特性，并根据负载特性控制输入到比较器的预设低压值。

在本实施例中，也可通过处理器的控制实时调整预设低压值。

其中，调整预设低压值的方式可以为：

第一种：在逆变低压检测电路中设置并联连接的电阻电路，该电阻电路的输入端用于接入电压信号，输出端用于输出预设低压值至比较器，其中并联连接的电阻电路中每个支路都串联有电阻以及电子开关，处理器通过控制每个支路中电子开关的导通/断开来控制电阻的加入/切除，进而影响预设低压值的大小。

第二种，处理器可直接输出预设低压值至比较器，也即预设低压值的大小直接由处理器确定。

在一种可能的实现方式中，主控电源失效检测电路具体用于：

通过检测目标UPS中DSP模块对应的主控电源的供电状态来检测主控电源的异常状态。

或者，通过检测UPS中DSP模块对应的备用电源的生效状态来检测主控电源的异常状态。

在本实施例中，检测主控电源的异常状态可通过两种方式：

第一，直接检测主控电源的供电装置，例如可直接获取主控电源的供电电压，当主控电源的供电电压低于其理论值时判断主控电源异常。

第二，可通过判断备用电源的生效状态来间接判断主控电源的异常状态。UPS的保护机制中，主控电源失效会自动切换到备用电源为DSP模块供电，因此可通过检测备用电源的生效状态来检测主控电源的异常状态，在检测到备用电源生效时判定主控电源异常。

在本实施例中，DSP模块对应的主控电源的供电电压的采样位置可以根据需求设置，采样位置不一样，供电电压的理论值也不一样，本实施例中可选择多个采样位置的供电电压去判断主控电源的异常状态，也可选择任一供电电压去判断主控电源的异常状态，此处不做限定。

例如，输入至DSP模块的供电电路的电压可能为15V，但DSP模块需要的电压为3.3V，则DSP模块的供电电路会将15V电压转换为3.3V电压为DSP模块供电。基于此情形，在采样供电电压判断主控电源的异常状态时，可采集15V电压点的电压去判断主控电源的异常状态、也可采集3.3V电压点的电压去判断主控电源的异常状态、也可采集前述两个电压点的电压去判断主控电源的异常状态。

在一种可能的实现方式中，主控电源失效检测电路也可同时检测逆变低压检测电路的供电电压的异常状态，并在逆变低压检测电路的供电电压异常时也输出第三异常信号至集成输出电路。

此外，本发明还提供了一种UPS系统，UPS系统包括：目标UPS以及以上所描述的供电线路控制装置。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种供电线路控制装置，其特征在于，包括：

软件失效检测电路、逆变低压检测电路、主控电源失效检测电路、以及集成输出电路；

所述软件失效检测电路用于检测目标UPS中DSP模块的异常状态，并在检测到所述DSP模块异常时输出第一异常信号至所述集成输出电路；所述逆变低压检测电路用于检测目标UPS中逆变线路的输出电压，并在检测到所述输出电压低于预设低压值时输出第二异常信号至所述集成输出电路；所述主控电源失效检测电路用于检测目标UPS中DSP模块对应的主控电源的异常状态，并在检测到所述主控电源异常时输出第三异常信号至所述集成输出电路；

所述集成输出电路用于在接收到异常信号后向目标UPS输出控制信号；

其中，所述异常信号为第一异常信号、第二异常信号、或第三异常信号。

2.如权利要求1所述的供电线路控制装置，其特征在于，所述集成输出电路具体用于：

在接收到异常信号后，检测目标UPS中旁路线路的异常状态，根据所述旁路线路的异常状态向目标UPS输出控制信号。

3.如权利要求2所述的供电线路控制装置，其特征在于，所述控制信号包括强制切换信号和关机保护信号；所述集成输出电路具体用于：

在检测到所述旁路线路异常时向目标UPS输出关机保护信号，以及在检测到所述旁路线路正常时向目标UPS输出强制切换信号；

其中，所述强制切换信号用于指示目标UPS执行由逆变线路切换至旁路线路的切换动作，所述关机保护信号用于指示目标UPS执行关机动作。

4.如权利要求1所述的供电线路控制装置，其特征在于，所述预设低压值根据目标UPS常用负载的负载特性确定。

5.如权利要求1所述的供电线路控制装置，其特征在于，所述供电线路控制装置还包括：处理器；

所述软件失效检测电路、逆变低压检测电路、以及主控电源失效检测电路的主路中均串接有电子开关，所述处理器与各个电子开关连接；

所述处理器用于按照第一预设周期控制所述软件失效检测电路的电子开关导通、按照第二预设周期控制所述逆变低压检测电路的控制器导通、按照第三预设周期控制所述主控电源失效检测电路导通；

其中，所述第一预设周期根据所述DSP模块的异常频次确定，所述第二预设周期根据所述输出电压的低压频次确定，所述第三预设周期根据所述主控电源的异常频次确定。

6.如权利要求5所述的供电线路控制装置，其特征在于，所述处理器还用于：

实时检测所述软件失效检测电路的异常状态，并在判断所述软件失效检测电路异常时立即导通所述逆变低压检测电路。

7.如权利要求5所述的供电线路控制装置，其特征在于，所述处理器还用于：

实时检测所述主控电源失效检测电路的异常状态，并在判断所述主控电源失效检测电路异常时调低所述第一预设周期。

8.如权利要求1所述的供电线路控制装置，其特征在于，所述逆变低压检测电路中包含比较器，所述比较器用于比较所述输出电压以及所述预设低压值大小；所述供电线路控制装置还包括处理器；

所述处理器用于实时获取目标UPS当前负载的负载特性，并根据所述负载特性控制输入到所述比较器的预设低压值。

9.如权利要求1至8任一项所述的供电线路控制装置，其特征在于，所述主控电源失效检测电路具体用于：

通过检测目标UPS中DSP模块对应的主控电源的供电状态来检测所述主控电源的异常状态；

或者，通过检测UPS中DSP模块对应的备用电源的生效状态来检测所述主控电源的异常状态；

其中，所述备用电源用于在所述主控电源异常时为DSP模块供电。

10.一种UPS系统，其特征在于，包括：目标UPS以及如权利要求1至9任一项所述的供电线路控制装置。

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