CN202696269U - 带发电机组的交流续航逆变器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出一种带发电机组的交流续航逆变器，包括有铅酸电池、交流续航执行机构、交流继电器、信号检测电路、充电电路、报警/指示电路、供电电路和主控制器；信号检测电路包括发电机交流信号检测电路、发电机直流信号检测电路和按键POWER检测电路；该应急电源采用单片机控制技术，实时检测发电机的工作情况，实现了220伏交流输出的无缝切换。在发电机由于过热或是缺油停机时，能自动续航输出220伏交流电压，保证用电设备在发电机突然掉电时，仍能正常工作，保护了数据的安全。既可以与发电机配合使用，也可以独立使用，是一种适应性强的交流应急电源。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种带发电机组的交流续航逆变器。
背景技术
发电机在野外环境中工作时，输出220伏交流电压给用电设备供电过程中，由于某种原因（缺油，过热保护），会出现突然掉电的情况，使得用电设备的数据没有来得及保存，从而造成损失。同时，发电机工作过程中，直流输出没有使用，造成了资源的浪费。发电机交流续航应急电源在发电机突然停机时，无缝接替发电机工作，为外部用电设备提供交流220伏电源，同时，在发电机工作时，可以为交流续航应急电源内部铅酸电池充电，节约资源。现有的交流续航应急电源在电路控制方面还有改进的余地。
实用新型内容
本实用新型的目的是提一种供带发电机组的交流续航逆变器。
本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案是，
带发电机组的交流续航逆变器，包括有铅酸电池、交流续航执行机构、交流继电器、信号检测电路、充电电路、报警/指示电路、供电电路和主控制器；信号检测电路包括发电机交流信号检测电路、发电机直流信号检测电路和按键POWER检测电路；
交流续航执行机构的输入电路连接铅酸电池的正极、负极，其输出连接交流继电器的I路输入；发电机组的发电机AC输出连接交流继电器的II路输入，交流继电器的输出为220伏交流输出；
信号检测电路的输入端分别电路连接发电机组的发电机AC输出、发电机组的发电机DC输出和按键POWER，其输出分别电路连接到主控制器；
充电电路的输入端电路连接发电机组的发电机DC输出，其输出电路连接到铅酸电池的正极，负极；
供电电路的输入端电路连接到铅酸电池的正极、负极，为主控制器供电；
报警/指示电路的输入电路连接到主控制器。
所述的交流续航执行机构，包括脉冲调制电路、电流电压检测电路、驱动电路、DC-AC电路，软启动电路及欠压和过压保护电路，错误信号电路；交流续航执行机构输入电路连接到铅酸电池的正极、负极，输出电路连接到交流继电器。
所述的信号检测电路包括发电机交流信号检测电路和按键POWER检测电路。
所述的发电机交流信号检测电路，实时采集发电机组的发电机AC输出的交流220伏信号，主控制器根据此信号实时控制交流续航执行机构；当此信号存在时，主控制器认为发电机组的发电机AC输出正常，主控制器关闭交流续航执行机构；发电机组的发电机AC输出通过交流继电器给外部设备提供220伏交流输出；当此信号消失时，主控制器认为发电机组的发电机AC输出不正常，主控制器打开交流续航执行机构，交流续航执行机构通过交流继电器给外部设备提供220伏交流输出。
所述的发电机直流信号检测电路，实时采集发电组的发电机DC输出的直流信号，主控制器根据此信号实时控制充电电路对铅酸电池进行充电，并且通过报警/指示电路指示充电状态，当铅酸电池充满后，报警/指示电路指示电池处于充满状态。
所述的按键POWER检测电路，在检测到按键POWER开关按下时，主控制器输出高电平锁定供电电路输出+5V电压。
所述的充电电路，其输入电路连接到发电机组的发电机DC输出，在主控制器的控制下对铅酸电池进行充电。
所述的交流继电器，I路输入电路连接到交流续航执行机构的输出，II路输入电路连接到发电机组的发电机AC输出，交流继电器的输出为220伏交流输出。
本实用新型的优点在于，该应急电源可以配合发电机作为无缝续航应急电源，又可以单独作为220伏交流应急电源来使用，内部铅酸电池既可以通过发电机组的直流输出对其充电，也可以通过外置充电器对其充电，方便灵活，使用简单。采用单片机控制技术，实时检测发电机的工作情况，实现了220伏交流输出的无缝切换；在发电机由于过热或是缺油停机时，能自动续航输出220伏交流电压，保证用电设备在发电机突然掉电时，仍能正常工作，保护了数据的安全；安全可靠，使用简单，既可以与发电机配合使用，也可以独立使用，是一种适用性强的交流应急电源。
附图说明
图1是本实用新型提出的应急电源的结构示意图；
图2是该应急电源的控制流程图；
图3是发电机交流信号检测电路图；
图4是供电电路图；
图5是交流继电器和交流续航执行机构的电路图；
图6是主控制器电路图；
图7是充电电路和发电机直流信号检测电路图；
图8是报警/指示电路图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本实用新型。
如图1所示，本实用新型提出的带发电机组的交流续航逆变器包括有铅酸电池、交流续航执行机构、交流继电器、信号检测电路、充电电路、报警/指示电路、供电电路和主控制器；信号检测电路包括发电机交流信号检测电路、发电机直流信号检测电路和按键POWER检测电路；
交流续航执行机构的输入电路连接铅酸电池的正极、负极，其输出连接交流继电器的I路输入；发电机组的发电机AC输出连接交流继电器的II路输入，交流继电器的输出为220伏交流输出；
信号检测电路的输入端分别电路连接发电机组的发电机AC输出、发电机组的发电机DC输出和按键POWER，其输出分别电路连接到主控制器；
充电电路的输入端电路连接发电机组的发电机DC输出，其输出电路连接到铅酸电池的正极，负极；
供电电路的输入端电路连接到铅酸电池的正极、负极，为主控制器供电；
报警/指示电路的输入电路连接到主控制器。
所述的交流续航执行机构，包括脉冲调制电路、电流电压检测电路、驱动电路、DC-AC电路，软启动电路及欠压和过压保护电路，错误信号电路；交流续航执行机构输入电路连接到铅酸电池的正极、负极，输出电路连接到交流继电器。
所述的信号检测电路包括发电机交流信号检测电路和按键POWER检测电路。
所述的发电机交流信号检测电路，实时采集发电机组的发电机AC输出的交流220伏信号，主控制器根据此信号实时控制交流续航执行机构；当此信号存在时，主控制器认为发电机组的发电机AC输出正常，主控制器关闭交流续航执行机构；发电机组的发电机AC输出通过交流继电器给外部设备提供220伏交流输出；当此信号消失时，主控制器认为发电机组的发电机AC输出不正常，主控制器打开交流续航执行机构，交流续航执行机构通过交流继电器给外部设备提供220伏交流输出。
所述的发电机直流信号检测电路，实时采集发电组的发电机DC输出的直流信号，主控制器根据此信号实时控制充电电路对铅酸电池进行充电，并且通过报警/指示电路指示充电状态，当铅酸电池充满后，报警/指示电路指示电池处于充满状态。
所述的按键POWER检测电路，在检测到按键POWER开关按下时，主控制器输出高电平锁定供电电路输出+5V电压。
所述的充电电路，其输入电路连接到发电机组的发电机DC输出，在主控制器的控制下对铅酸电池进行充电。
所述的交流继电器，I路输入电路连接到交流续航执行机构的输出，II路输入电路连接到发电机组的发电机AC输出，交流继电器的输出为220伏交流输出。
该交流续航应急电源的工作原理：在发电机正常工作时，发电机组的发电机DC输出在主控制器的控制下给铅酸电池充电，充电电流为1A。当铅酸电池充满电时，主控制器切断对其充电电路。发电机组的发电机AC输出通过交流继电器输出交流220伏电压，对外地设备供电。主控制器实时检测发电机的交流信号，当发电机组由于某种原因（比如无汽油，过热保护）停止工作时，主控制器检测发电机输出的交流信号消失，主控制器程序做出正确的判断，打开交流续航执行机构，铅酸电池通过交流续航执行机构电压变换，产生交流220伏电压，通过交流继电器输出交流220伏电压，继续对部设备供电。交流续航应急电源与发电机做到无缝切换，能满足大部分小功率交流外设的需要。
如图2所示，该发电机交流续航应急电源的控制流程包括以下步骤：
步骤1、系统初始化；
步骤2、检测铅酸电池电压；检测发电机组的发电机AC输出信号；检测发电机组的发电机DC输出信号；检测按键POWER S1信号；
步骤3、交流续航执行机构已打开，若是，跳到步骤4；若否，跳到步骤6；
步骤4、发电机组的发电机AC有输出或铅酸电池电压低于8伏，若是，跳到步骤5；若否，跳到步骤8；
步骤5、关闭交流续航执行机构；
步骤6、发电机组的发电机AC没有输出且电池电压高于11V，若是，跳到步骤7；若否，跳到步骤8；
步骤7、打开交流续航执行机构；
步骤8、发电机组的发电机DC有输出，若是，跳到步骤9；若否，跳到步骤10；
步骤9、给电池充电；
步骤10、显示相应的指示灯；
步骤11、按键POWER键S1按下或电池电压低于8V超过1s时，关闭系统总电源，跳到步骤1。
具体电路如图3～图8，发电机交流信号检测电路采用光耦器件PC817来完成，发电机正常工作时，发电机组的发电机AC输出经过保险丝F1，共模电感L1，差模电感L2交流滤波后，分两路输出，一路经过二极管D1整流，R2限流，使光耦PC817导通。主控制器采集电容C1上的波形，可以判断发电机的工作情况。另一路接入到交流继电器，通过交流继电器输出220伏交流电压。
所述的供电电路，在按键POWER S1按下时，PNP三极管Q3导通，经过电容C3滤波后，经过三端稳压器L78L05输出+5伏电压。此电压使主控制器的程序启动运行，在程序通过主控制器的第17脚检测到此按按键按下时，从第12脚输出高电平使NMOS管Q6导通（型号为2N7002），锁定供电电路正常工作。
所述的主控制器，其型号为现代MC95FG308-DS，20引脚。主控制器在烧写入软件程序后，协调控制交流续航有续工作。
所述的交流继电器，分别电路连接到发电机组的发电机AC输出和交流续航执行机构的输出。交流继电器的型号为NT75-12VDC8A双列直插式尺寸：29×12.7×15.7cm。交流继电器有两组开关，一组是常闭开关，一组是常开开关，通过内部线圈进行切换。在发电机正常工作时，发电机组的发电机AC输出通过交流继电器常闭开关输出220伏交流电压。在发电机停止工作后，主控制器检测到发电机停机信号后，通过第6脚输出高电平信号，使NPN三极管S8050导通，交流继电器线圈得电吸合，交流续行执行机构通过交流继电器输出220伏交流电压。
所述的发电机直流信号检测电路和充电电路，在发电机正常工作时，发电机组的发电机DC输出分成两路。一路送入发电机直流信号检测电路，一路送入到充电电路。所述的发电机直流信号检测电路由二极管D5，电阻R34，R38，C11，R37组成。发电机组的发电机DC输出经T1滤波，R34、R38分压，R37限流后，送入到主控制器的第1脚。主控制根据此电压判定发电机组发电机直流输出是否正常，如果正常，就通过充电电路给铅酸电池供电，并通过报警/指示电路指示充电中状态，相应的LED指示灯会点亮。所述的充电电路，主要是通过芯片L78S15调压后，将输入的电压调整为14.2伏～15.7伏，给铅酸电池充电。在电池电压充满后，主控制器通过报警/指示电路指示充满状态，相应的LED指示灯会点亮。
所述的报警/指示电路由六个LED指示灯组成，主控制器根据交流续航应急电源和发电机组的状态使相应的LED灯点亮、熄灭或是闪烁。六个LED指示灯分别是：LED1表示电源指示灯；LED2预留指示灯；LED3表示充电中指示灯；LED4表示充满指示灯；LED5表示交流续行执行机构工作指示灯；LED6表示交流续行执行机构发生错误指示灯。
所述的交流续航执行机构，包括脉冲调制电路、电流电压检测电路、驱动电路、DC-AC电路，软启动电路及欠压和过压保护电路，错误信号电路。交流续航执行机构输入电路连接到铅酸电池的正极，负极，输出电路连接到交流继电器，功率为300W。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (5)
1.带发电机组的交流续航逆变器，其特征在于，包括有铅酸电池、交流续航执行机构、交流继电器、信号检测电路、充电电路、报警/指示电路、供电电路和主控制器；信号检测电路包括发电机交流信号检测电路、发电机直流信号检测电路和按键POWER检测电路；
交流续航执行机构的输入电路连接铅酸电池的正极、负极，其输出连接交流继电器的I路输入；发电机组的发电机AC输出连接交流继电器的II路输入，交流继电器的输出为220伏交流输出；
信号检测电路的输入端分别电路连接发电机组的发电机AC输出、发电机组的发电机DC输出和按键POWER，其输出分别电路连接到主控制器；
充电电路的输入端电路连接发电机组的发电机DC输出，其输出电路连接到铅酸电池的正极，负极；
供电电路的输入端电路连接到铅酸电池的正极、负极，为主控制器供电；
报警/指示电路的输入电路连接到主控制器。
2.如权利要求1所述的带发电机组的交流续航逆变器，其特征在于，所述的交流续航执行机构，包括脉冲调制电路、电流电压检测电路、驱动电路、DC-AC电路，软启动电路及欠压和过压保护电路，错误信号电路；交流续航执行机构输入电路连接到铅酸电池的正极、负极，输出电路连接到交流继电器。
3.如权利要求1所述的带发电机组的交流续航逆变器，其特征在于，所述的信号检测电路包括发电机交流信号检测电路和按键POWER检测电路。
4.如权利要求1所述的带发电机组的交流续航逆变器，其特征在于，所述的充电电路，其输入电路连接到发电机组的发电机DC输出，在主控制器的控制下对铅酸电池进行充电。
5.如权利要求1所述的带发电机组的交流续航逆变器，其特征在于，所述的交流继电器，I路输入电路连接到交流续航执行机构的输出，II路输入电路连接到发电机组的发电机AC输出，交流继电器的输出为220伏交流输出。
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