CN201805281U - 一种应用于工业ups的远程监控器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于工业UPS的远程监控器，旨在提供一种不仅能自己提供装置所需的电源，而且能将电压信号转换成电流信号来进行传输，进而消除传输线带来的压降误差，大大提高了UPS电源工作信息的传输距离，及远端控制能力。其技术方案的要点是，工业UPS的远程监控器，包括作为主控制芯片的单片机、用于进行设置或查询的操作按钮电路、用于实现远程通信的RS485或RS232通讯电路、用于UPS运行状态显示的LCD显示电路、用于警告UPS工作状态发生改变的报警电路、用于显示通讯状态的LED状态指示电路，用于进行时间和作息程序的存储器，还包括两线制变送器电路，所述的各个功能电路与单片机相应功能端口连接。

Description

一种应用于工业UPS的远程监控器

技术领域

本实用新型涉及一种监控器，尤其是一种应用于工业UPS的远程监控器。

背景技术

目前，随着计算机和数字控制系统应用的发展，UPS的作用越来越重要，UPS最重要的功能就是给计算机或设备提供连续不间断的高质量电力，为使UPS充分发挥功能，提高对突发事件的处理能力，必须对UPS进行管理和维护，而实现UPS的远程监控则是其重要手段，传统的UPS一般配置有RS232或RS485串行通讯接口，这两种信号均采用电压方式传输信号，会在传输线路上产生损耗，从而产生信号的衰减，不适合远距离传输。

实用新型内容

本实用新型克服了现有技术中的不足，提供了一种能更好的对UPS实行远程监控的工业UPS的两线制变送器。

为了解决上述存在的技术问题，本实用新型采用下述技术方案：应用于工业UPS的远程监控器，包括作为主控制芯片的单片机、用于进行设置或查询的操作按钮电路、用于实现远程通信的RS485或RS232通讯电路、用于UPS运行状态显示的LCD显示电路、用于警告UPS工作状态发生改变的报警电路、用于显示通讯状态的LED状态指示电路，还包括两线制变送器电路，所述的个功能电路与单片机相应功能端口连接。

由于采用上述技术方案，本实用新型提供的应用于工业UPS的远程监控器具有这样的有益效果，两线制变送器电路能把电压信号转换成电流信号来传输，可以消除传输线带来的压降误差，可以大大提高UPS电源工作信息的传输距离，及远端控制能力。

进一步，所述的两线制变送器包括传感器、调理电路和两线制V/I变换器，上述的传感器、调理电路和两线制V/I变换器依次通过导线连接，所述的传感器为电流传感器、电压传感器和频率传感器，电流传感器和电压传感器为磁平衡式霍尔传感器，频率传感器采用模块化结构，主要由光电耦合器、整形电路、单片机和D/A转换器部分组成。

由于采用上述技术方案，本实用新型提供的应用于工业UPS的远程监控器具有这样的有益效果，霍尔电流电压传感器具有优越的电性能，能隔离主电流回路和电子控制电路的检测元件，精度高、线性度好、频带宽、响应快、过载能力强和不损失被测电路能量，频率传感器采用光电隔离原理、单片机技术和专用厚膜集成电路，能对电路中的电压信号进行实时的测量，将其变为标准的0～5V直流电压信号输出。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

图1为本实用新型的整机方框图；

图2为两线制变送器电路原理图；

图3为调理电路电路原理图；

图4为两线制V/I变换器电路原理图。

具体实施方式

图1中，用于进行设置或查询的操作按钮电路、用于实现远程通信的RS485或RS232通讯电路、用于UPS运行状态显示的LCD显示电路、用于警告UPS工作状态发生改变的报警电路、用于显示通讯状态的LED状态指示电路、用于进行时间和作息程序的存储器和两线制变送器电路，各个功能电路与单片机相应的功能端口连接，两线制变送器可为装置提供所需的电源。

图2中，两线制变送器由传感器、调理电路和两线制V/I变换器三大部分组成，传感器将电压、电流等物理量转化为电参量，调理电路将传感器输出的微弱或非线性的电信号进行放大和调理，转化为线性电压输出，两线制V/I变换电路根据信号调理电路的输出控制总体耗电电流，同时从环路上获得电压并稳压，供调理电路和传感器使用，采样电阻Rs串联在电路的低端，所有的电流都通过Rs流回到电源负极。

图3中，传感器输出信号一般较微弱，属于mV级信号，这一类小信号一般都要求用差动放大器对其进行第一级放大，一般选用低失调、低温飘的差动放大器，另外在两线制应用中，低功耗也是必须的，AD623是常用的低功耗精密差动放大器，常用在差分输入前级的放大，AD623最大失调200mV，温飘1Uv/度，在一般变送应用中保证了足够的精度，R0将0.4V叠加到AD623的REF脚(5脚)上，在压力等于零的情况下通过调整R0使输出电流为4mA，再调整RG输出20.00mA，完成校准。电路设计时需注意，传感器相当于一个千欧级的电阻，耗电一般比较大，适当降低压力桥的激励电压可以减小耗电电流，但是输出幅度也随之下降，需要提高AD623的增益。传感器采用恒压供电，实际应用中大部分半导体压力传感器需要恒流供电才能获得较好的温度特性，可以用一个运放构成恒流源为其提供激励。

图4中，V/I变换器是一种可以用电压信号控制输出电流的电路。两线制V/I变换器与一般V/I变换电路不同点在：电压信号不是直接控制输出电流，而是控制整个电路自身耗电电流。同时，还要从电流环路上提取稳定的电压为调理电路和传感器供电。图4是两线制V/I变换电路的基本原理图：图中OP1、Q1、R1、R2、Rs构成了V/I变换器。分析负反馈过程：若A点因为某种原因高于0V，则运放OP1输出升高，Re两端电压升高，通过Re的电流变大。相当于整体耗电变大，通过采样电阻Rs的电流也变大，B点电压变低(负更多)，结果是通过R2将A点电压拉下来，反之，若A点因某种原因低于0V，也会被负反馈抬高回0V。总之，负反馈的结果是运放OP1虚短，A点电压＝0V。下面分析Vo对总耗电的控制原理：假设调理电路输出电压为Vo，则流过R1的电流I1＝Vo/R1运放输入端不可能吸收电流，则I1全部流过R2，那么B点电压VB＝-I1*R2＝-Vo*R2/R1取R1＝R2时，有VB＝-Vo电源负和整个便送器电路之间只有Rs、R2两个电阻，因此所有的电流都流过Rs和R2。R2上端是虚地(0V)，Rs上端是GND。因此R2、Rs两端电压完全一样，都等于VB。相当于Rs与R2并联作为电流采样电阻。因此电路总电流：Is＝Vo/(Rs//R2)如果取R2＞＞Rs，Is＝Vo/Rs因此，取Rs＝100欧，当调理电路输出0.4~2V的时候，总耗电电流4~20mA.若不能满足R2＞＞Rs也没关系，Rs与R2并联(Rs//R2)是个固定值，Is与Vo仍然是线性关系，误差比例系数在校准时可以消除。除了电路正确以外，该电路正常工作还需要2个条件：首先要自身耗电尽量小，省下的电流还要供给调理电路以及变送器。其次要求运放能够单电源工作，即在没有负电源情况下，输入端仍能够接受0V输入，并能正常工作。LM358/324是最常见也是价格最低的单电源运放，耗电400uA/每运放，基本可以接受。单电源供电时，输入端从-0.3V~Vcc-1.5V范围内都能正常工作。如果换成OP07等精密放大器，因为输入不允许低至0V，在该电路中反而无法工作。R5和U1构成基准源，产生2.5V稳定的基准电压。LM385是低成本的微功耗基准，20uA以上即可工作，手册上给出的曲线在100uA附近最平坦，所以通过R5控制电流100uA左右。OP2构成一个同向放大器，将基准放大，向调理电路及传感器供电。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。

Claims (5)

1.一种应用于工业UPS的远程监控器，包括作为主控制芯片的单片机、用于进行设置或查询的操作按钮电路、用于实现远程通信的RS485或RS232通讯电路、用于UPS运行状态显示的LCD显示电路、用于警告UPS工作状态发生改变的报警电路、用于显示通讯状态的LED状态指示电路，用于进行时间和作息程序的存储器，其特征是，还包括两线制变送器电路，所述的各个功能电路与单片机相应功能端口连接。

2.根据权利要求1所述的应用于工业UPS的远程监控器，其特征是，所述的两线制变送器包括传感器、调理电路和两线制V/I变换器，上述的传感器、调理电路和两线制V/I变换器依次通过导线连接。

3.根据权利要求2所述的应用于工业UPS的远程监控器，其特征是，所述的传感器为电流传感器、电压传感器和频率传感器。

4.根据权利要求3所述的应用于工业UPS的远程监控器，其特征是，所述的电流传感器和电压传感器为磁平衡式霍尔传感器。

5.根据权利要求3所述的应用于工业UPS的远程监控器，其特征是，所述的频率传感器采用模块化结构，主要由光电耦合器、整形电路、单片机和D/A转换器部分组成。

Images