CN201829928U - 不间断电源主路反灌保护装置及采用该装置的不间断电源 - Google Patents
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Abstract
一种不间断电源的主路反灌保护装置，属于电力电子变换技术领域。不间断电源的主路反灌保护装置，包括用于采样主路上晶闸管两端电压差的差分采样电路、放大电路、绝对值电路、滞回比较电路和控制器，差分采样电路采样主路上晶闸管两端电压差，并将差分信号送入放大电路，经放大电路放大后输入绝对值电路，经绝对值电路对放大后的差分信号取绝对值之后输入至滞回比较电路一端，滞回比较电路的另一端输入基准信号，滞回比较电路对采样信号和基准信号进行比较，并将比较结果信号输入控制器，控制器根据比较结果控制主路上的空气开关动作。采用本实用新型可以节约制造成本，简化装配工艺，节省加工装配时间和维修时间，提高了设备的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型公开一种电路保护装置及不间断电源，特别是一种不间断电源的主路反灌保护装置及采用该装置的不间断电源，属于电力电子变换技术领域。
背景技术
不间断交流电源是一种在市电出现故障情况下提供可持续供电的装置，简称为UPS(即Uninterruptible Power Supply)。目前，现有的UPS主要功能模块如图1所示，通常都包括主路(即市电输入)、旁路和电池供电电路，主路的每条输电线上都连接有一个晶闸管，主路输入电源经整流器和逆变器转换成标准正弦波电源后，输出给负载供电，当市电出现故障时，切换到电池放电模式，由电池进行持续供电。在电源从主路供电切换到电池供电的过程中，如果主路输入上的晶闸管S1、晶闸管S2或晶闸管S3出现短路故障，则由于晶闸管前端(即输出端口)带有强电，UPS能量会向晶闸管的输入端口反灌，造成了安全隐患。同时，此时如果市电突然来电，则会产生电池和市电共通，造成故障扩散，可能损坏整流器或母线。面对上述问题，目前业内的UPS均是采用相似的技术来解决的，请参看附图2，现有技术中对上述问题的解决方案均是利用假负载加电流互感器的方案进行旁路故障的检测，即是在旁路上的晶闸管S7、晶闸管S8和晶闸管S9的后端串入一个高精度的电流互感器，机器工作在逆变状态下，当主路上的晶闸管短路时，串在旁路线上的高精度电流互感器会检到流到假负载上的电流，则产生故障报警。采用上述方案存在一些固有的缺点：(1)由于电路中需要加入一个高精度的电流互感器，使得实现的成本较高；(2)高精度的电流互感器需要串在主功率线缆上，安装时需要专门的加工工具，维修时则需要拆卸功率线缆，使得安装和维修时间以及成本都有提高；(3)因为晶闸管本身有吸收电路，且由于旁路输入端有EMI(即Electro Magnetic Interference)电容的存在，在正常的时候也会有电流流过高精度的电流互感器，而流过电流的大小取决于吸收电路的参数，用上述的电路往往会造成误判、误报现象。
实用新型内容
针对上述提到的现有技术中的UPS电源主路晶闸管故障检测电路存在上述缺点，本实用新型提供一种新的防止不间断电源的主路反灌保护装置和采用该保护装置的不间断电源，其采用差分采样电路对不间断电源主路输入线路相线上的晶闸管两端电压差进行采样比较，然后对采样信号进行放大、取绝对值运算后，将采样信号与基准信号进行比较，将比较结果输入控制电路，控制电路根据比较结果对主路上的空气开关进行控制，解决现有技术中检测晶闸管需使用高精度电流互感器所带来的高成本和误判问题。
本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：一种不间断电源的主路反灌保护装置，保护装置包括用于采样主路市电输入线路上晶闸管两端电压差的差分采样电路、放大电路、绝对值电路、滞回比较电路和控制电路，差分采样电路采样主路市电输入线路上晶闸管两端电压差，并将差分信号送入放大电路，经放大电路放大后输入绝对值电路，经绝对值电路对放大后的差分信号取绝对值之后输入至滞回比较电路的一个输入端，滞回比较电路的另一个输入端输入基准信号，滞回比较电路对取绝对值之后的差分信号和基准信号进行比较，并将比较结果信号输入控制电路，控制电路根据比较结果控制主路市电输入线路上的空气开关动作。
一种采用上述的主路反灌保护装置的不间断电源，不间断电源的主路市电输入线路上的每条相线上串联有一个晶闸管，主路市电输入线路上的每条相线上还串联有一个空气开关，差分采样电路分别采样主路市电输入线路上各晶闸管两端电压差，并将差分信号送入放大电路，经放大电路放大后输入绝对值电路，经绝对值电路对放大后的差分信号取绝对值之后输入至滞回比较电路的一个输入端，滞回比较电路的另一个输入端输入基准信号，滞回比较电路对取绝对值之后的差分信号和基准信号进行比较，并将比较结果信号输入控制电路，控制电路根据比较结果控制所有线路上的空气开关动作。
本实用新型解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括：
所述的滞回比较电路对取绝对值之后的差分信号和基准信号进行比较，当比较结果为所述差分信号小于所述基准信号时，控制电路控制主路上的空气开关断开；当比较结果为所述差分信号大于所述基准信号时，控制电路控制主路上的空气开关闭合。
所述的绝对值电路和滞回比较电路之间设有滤波电路，滤波电路对取绝对值电路取绝对值后的信号进行滤波后输入至滞回比较电路的一个输入端。
所述的空气开关包括脱扣驱动电路和脱扣器，控制电路输出控制信号给脱扣驱动电路，脱扣驱动电路控制脱扣器动作。
当所述滞回比较电路对取绝对值之后的差分信号和基准信号进行比较，得出所述差分信号小于所述基准信号时的比较结果时，所述滞回比较电路输出低电平信号到控制电路，驱动所述的控制电路输出故障保护信号到脱扣器驱动电路，脱扣器驱动电路触发装在空气开关内部的脱扣器，使得输入空气开关断开。
所述的基准信号为+5V电压。
所述的空气开关串联在市电输入端与晶闸管之间。
所述的市电输入线路的相线设有三条。
本实用新型的有益效果是：采用本实用新型可以省去普通晶闸管故障检测方法中采用的高精度电流互感器以及假负载电路，从而节约制造成本，同时还简化了装配工艺，节省加工装配时间和维修时间。另一方面，本实用新型减少了由于高精度电流互感器本身的故障点，杜绝了误报的可能，提高了设备的可靠性。
下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。
附图说明
图1为不间断电源的简易原理图。
图2为现有技术中带故障报警的不间断电源原理图。
图3为本实用新型原理方框图。
图4为本实用新型空气开关原理方框图。
具体实施方式
本实施例为本实用新型优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本实用新型保护范围之内。
本实用新型主要是一种应用于不间断电源(即UPS)上的，防止主路反灌的保护装置，其主要包括用于采样主路市电输入线路上晶闸管两端电压差的差分采样电路、放大电路、绝对值电路、滞回比较电路和控制电路，差分采样电路采样主路市电输入线路上晶闸管两端电压差，并将差分信号送入放大电路，经放大电路放大后输入绝对值电路，经绝对值电路对放大后的差分信号取绝对值之后输入至滤波电路，滤波电路对信号进行滤波后得到一个电平信号输入至滞回比较电路的一个输入端，滞回比较电路的另一个输入端输入基准信号，本实施例中，基准信号为+5V电压，即设定的阀值电压，滞回比较电路对电平信号和基准信号进行比较，并将比较结果信号输入控制电路，本实施例中，控制电路可采用DSP处理器，控制电路根据比较结果控制主路市电输入线路上的空气开关动作。请参看附图4，本实施例中，空气开关包括脱扣驱动电路和脱扣器，控制电路输出控制信号给脱扣驱动电路，脱扣驱动电路控制脱扣器动作，当所述滞回比较电路对取绝对值之后的差分信号和基准信号进行比较，得出所述差分信号小于所述基准信号时的比较结果时，所述滞回比较电路输出低电平信号到控制电路，驱动所述的控制电路输出故障保护信号到脱扣器驱动电路，脱扣器驱动电路触发装在空气开关内部的脱扣器，使得输入空气开关断开，所述故障保护信号即为图4中所示的脱扣信号。
本实用新型同时还要求保护一种不间断电源，即本实用新型是对不间断电源进行的改进，即是对图1中的不间断电源结构进行的改进。请结合参看附图1和附图3，不间断电源包括并联设置的主路和旁路，主路市电输入经过整流器整流后再经过逆变器进行逆变形成标准正弦波电源输出，给负载进行供电，主路市电输入线路的每条相线上分别串联有一个晶闸管，本实施例中，主路市电输入线路的相线为三条，每条相线上均串联有一个晶闸管，分别为晶闸管S1、晶闸管S2和晶闸管S3，主路市电输入端与晶闸管之间分别串联有空气开关，空气开关同时控制三条主路市电输入线路的通断。电池分别通过晶闸管S4、晶闸管S5和晶闸管S6输出电能至整流器，当市电发生故障时，由电池进行持续供电。请参看附图3，本实用新型中的不间断电源在晶闸管S1、晶闸管S2和晶闸管S3(即主路市电输入线路的相线上的晶闸管)中的每个晶闸管两端分别连接有差分采样电路，差分采样电路分别采样主路上每个晶闸管两端电压差，并将差分信号送入放大电路，经放大电路放大后输入绝对值电路，经绝对值电路对放大后的差分信号取绝对值之后输入至滤波电路，滤波电路对信号进行滤波后得到一个电平信号输入至滞回比较电路的一个输入端，滞回比较电路的另一个输入端输入基准信号，本实施例中，基准信号为+5V电压，即设定的阀值电压，滞回比较电路对电平信号和基准信号进行比较，并将比较结果信号输入控制电路，本实施例中，控制电路可采用DSP处理器，控制电路根据比较结果控制主路上的空气开关动作。请参看附图4，本实施例中，空气开关包括脱扣驱动电路和脱扣器，控制电路输出控制信号给脱扣驱动电路，脱扣驱动电路控制脱扣器动作。
本实用新型在使用时，当UPS正常工作时，市电输入通过晶闸管S1、晶闸管S2、晶闸管S3，再经过整流器、逆变器，由逆变器提供标准正弦波电源给负载。此时电池放电晶闸管S4、晶闸管S5、晶闸管S6不工作。此时，如果晶闸管S1、晶闸管S2或晶闸管S3短路故障，由于晶闸管本身是一直处于导通状态下，电路上无法检测出。但是，当市电掉电(或发生故障断开)时，晶闸管S1、晶闸管S2和晶闸管S3不工作，切换到晶闸管S4、晶闸管S5合晶闸管S6工作，UPS工作在电池放电模式下，此时如果晶闸管S1、晶闸管S2或晶闸管S3出现短路时，则可通过本实用新型实施中所公开的不间断电源的主路反灌保护装置检测出晶闸管S1、晶闸管S2或晶闸管S3的故障。
本实用新型分别采样三个晶闸管S1、晶闸管S2和晶闸管S3的两端电压Vin，通过一个差分电路后的采样电压V1＝Vin*39000/3000000，然后，通过一个放大器将电压信号放大，本实施例中的放大器放大倍数为39510/510，则放大后的电压为V2＝39510/510*V1；再经过绝对值电路和滤波器，得到一个直流电平信号，电平信号与基准电压Vref＝5V在滞回比较电路中进行比较，当直流电平信号小于5V时，认为相应的晶闸管出现短路故障，由公式Vin*39k/3000k*39.51k/0.51k＝5可得出，Vin＝5.3V，即输入晶闸管S1、晶闸管S2和晶闸管S3两端电压小于5.3V时，则认为晶闸管故障，输出低电平到控制电路。控制电路发出故障保护信号到脱扣器驱动电路，脱扣器驱动电路触发装在空气开关内部的脱扣器，使得主路市电输入线路上的空气开关断开，保护不间断电源不受损坏。
采用本实用新型可以省去普通晶闸管故障检测方法中采用的高精度电流互感器以及假负载电路，从而节约可制造成本，同时还简化了装配工艺，节省加工装配时间和维修时间。另一方面，本实用新型减少了由于高精度电流互感器本身的故障点，杜绝了误报的可能，提高了设备的可靠性。
Claims (10)
1.一种不间断电源的主路反灌保护装置，其特征是：所述的保护装置包括用于采样主路市电输入线路上晶闸管两端电压差的差分采样电路、放大电路、绝对值电路、滞回比较电路和控制电路，差分采样电路采样主路市电输入线路上晶闸管两端电压差，并将差分信号送入放大电路，经放大电路放大后输入绝对值电路，经绝对值电路对放大后的差分信号取绝对值之后输入至滞回比较电路的一个输入端，滞回比较电路的另一个输入端输入基准信号，滞回比较电路对取绝对值之后的差分信号和基准信号进行比较，并将比较结果信号输入控制电路，控制电路根据比较结果控制主路市电输入线路上的空气开关动作。
2.根据权利要求1所述的不间断电源的主路反灌保护装置，其特征是：所述的滞回比较电路对取绝对值之后的差分信号和基准信号进行比较，当比较结果为所述差分信号小于所述基准信号时，控制电路控制主路上的空气开关断开；当比较结果为所述差分信号大于所述基准信号时，控制电路控制主路上的空气开关闭合。
3.根据权利要求1所述的不间断电源的主路反灌保护装置，其特征是：所述的绝对值电路和滞回比较电路之间设有滤波电路，滤波电路对取绝对值电路取绝对值后的信号进行滤波后输入至滞回比较电路的一个输入端。
4.根据权利要求1或2或3所述的不间断电源的主路反灌保护装置，其特征是：所述的空气开关包括脱扣驱动电路和脱扣器，控制电路输出控制信号给脱扣驱动电路，脱扣驱动电路控制脱扣器动作。
5.根据权利要求4所述的不间断电源的主路反灌保护装置，其特征是：当所述滞回比较电路对取绝对值之后的差分信号和基准信号进行比较，得出所述差分信号小于所述基准信号时的比较结果时，所述滞回比较电路输出低电平信号到控制电路，驱动所述的控制电路输出故障保护信号到脱扣器驱动电路，脱扣器驱动电路触发装在空气开关内部的脱扣器，使得输入空气开关断开。
6.根据权利要求1或2或3所述的不间断电源的主路反灌保护装置，其特征是：所述的基准信号为+5V电压。
7.一种采用如权利要求1至权利要求6中任意一项所述的主路反灌保护装置的不间断电源，其特征是：所述的不间断电源的主路市电输入线路上的每条相线上串联有一个晶闸管，主路市电输入线路上的每条相线上还串联有一个空气开关，差分采样电路分别采样主路市电输入线路上各晶闸管两端电压差，并将差分信号送入放大电路，经放大电路放大后输入绝对值电路，经绝对值电路对放大后的差分信号取绝对值之后输入至滞回比较电路的一个输入端，滞回比较电路的另一个输入端输入基准信号，滞回比较电路对取绝对值之后的差分信号和基准信号进行比较，并将比较结果信号输入控制电路，控制电路根据比较结果控制所有线路上的空气开关动作。
8.根据权利要求7所述的不间断电源，其特征是：所述的空气开关串联在市电输入端与晶闸管之间。
9.根据权利要求7所述的不间断电源，其特征是：所述的市电输入线路的相线设有三条。
10.根据权利要求7或8或9所述的不间断电源，其特征是：所述的基准信号为+5V电压。
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107728035A (zh) * | 2017-10-26 | 2018-02-23 | 厦门科华恒盛股份有限公司 | 一种三相电源中晶闸管故障的检测方法及三相电源 |
| CN107819327A (zh) * | 2016-09-13 | 2018-03-20 | 维谛技术有限公司 | 一种ups电源旁路反灌保护方法 |
| CN108123538A (zh) * | 2016-11-29 | 2018-06-05 | 维谛技术有限公司 | 一种不间断电源ups电路反灌保护方法、装置及ups |
| JP2018170877A (ja) * | 2017-03-30 | 2018-11-01 | 新電元工業株式会社 | 電源装置、及び制御装置 |
| CN110515007A (zh) * | 2019-08-13 | 2019-11-29 | 科华恒盛股份有限公司 | 一种电池故障检测电路及设备 |
| CN111900794A (zh) * | 2020-08-28 | 2020-11-06 | 联正电子(深圳)有限公司 | 实现反馈功能的ups系统 |
| CN113394876A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-09-14 | 漳州科华电气技术有限公司 | 一种基于负载短路的ups供电方法、系统及ups |
| JP2022079577A (ja) * | 2017-03-30 | 2022-05-26 | 新電元工業株式会社 | 電源装置、及び制御装置 |
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Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107819327A (zh) * | 2016-09-13 | 2018-03-20 | 维谛技术有限公司 | 一种ups电源旁路反灌保护方法 |
| CN107819327B (zh) * | 2016-09-13 | 2019-02-12 | 维谛技术有限公司 | 一种ups电源旁路反灌保护方法 |
| CN108123538A (zh) * | 2016-11-29 | 2018-06-05 | 维谛技术有限公司 | 一种不间断电源ups电路反灌保护方法、装置及ups |
| CN108123538B (zh) * | 2016-11-29 | 2020-06-26 | 维谛技术有限公司 | 一种不间断电源ups电路反灌保护方法、装置及ups |
| JP2018170877A (ja) * | 2017-03-30 | 2018-11-01 | 新電元工業株式会社 | 電源装置、及び制御装置 |
| JP2022079577A (ja) * | 2017-03-30 | 2022-05-26 | 新電元工業株式会社 | 電源装置、及び制御装置 |
| JP7270802B2 (ja) | 2017-03-30 | 2023-05-10 | 新電元工業株式会社 | 電源装置、及び制御装置 |
| CN107728035A (zh) * | 2017-10-26 | 2018-02-23 | 厦门科华恒盛股份有限公司 | 一种三相电源中晶闸管故障的检测方法及三相电源 |
| CN110515007A (zh) * | 2019-08-13 | 2019-11-29 | 科华恒盛股份有限公司 | 一种电池故障检测电路及设备 |
| CN111900794A (zh) * | 2020-08-28 | 2020-11-06 | 联正电子(深圳)有限公司 | 实现反馈功能的ups系统 |
| CN113394876A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-09-14 | 漳州科华电气技术有限公司 | 一种基于负载短路的ups供电方法、系统及ups |
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