CN203119601U - 一种智能整体式应急电源逆变器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能整体式应急电源逆变器，属一种应急电源装置，包括充电装置、蓄电装置与以MOS管为核心的整流电路，且逆变器中还设有交流电源输入端与交流电源输出端，所述的逆变器中还包括逆变控制器、输出过载自动恢复电路、短路采集电路与MOS管驱动保护电路；在输出过载自动恢复电路作用下，使得逆变器在发生短路保护后可通过逆变控制器恢复到短路发生前的使用状态，进而使得逆变器在实际使用中需人工维护的次数减少，降低了逆变器的使用成本，且其更加适宜在蓄电池低压输出的电路环境中使用。本实用新型所提供的一种智能整体式应急电源逆变器呈整体式生产，在安装使用时无需再次组装，适宜于在各类住宅及工商业场所中安装使用，应用范围广阔。

Description

一种智能整体式应急电源逆变器

技术领域

本实用新型涉及一种应急电源装置，更具体的说，本实用新型主要涉及一种智能整体式应急电源逆变器。

背景技术

按照我国国家标准GB_17945-2010中的消防应急照明和疏散指示系统中对应急照明集中电源的要求，现有的应急电源有通过纯模拟电路来实现的，也有通过微处理器（MCU)来控制实现的，目前，市面上的应急电源产品存在如下缺点：一是不能实现智能化控制，而导致产品在后期使用中需要投入大量的人力物力进行维护，例如在应急电源在实际使用中发生过载短路的情形，受应急电源中的过压保护装置作用，可立即断开电源停止运行，而需要人工闭合电源电路后，才可使其回复使用，二是充电模块性能不稳定，实际使用中的故障率较高，三是采用了大量的IGBT模块实现应急电源的整流输出，应急电源中蓄电池的低电压情形下，过多的采用IGBT模块浪费了应急电源产品过多的生产成本。因此市面上的常规应急电源产品，均存在不同的缺点，再次技术之上，有必要整合前述缺点对应急电源产品做进一步的改进。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于解决上述不足，提供一种智能整体式应急电源逆变器，以期望解决现有技术中应急电源产品不能实现短路保护后自恢复等智能化控制，以及整流桥等模块的生产成本较高等技术问题。

为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型所提供的一种智能整体式应急电源逆变器，包括充电装置、蓄电装置与以MOS管为核心的整流电路，且逆变器中还设有交流电源输入端与交流电源输出端，所述的逆变器中还包括逆变控制器、输出过载自动恢复电路、短路采集电路与MOS管驱动保护电路；其中，

所述的逆变控制器通过MOS管驱动保护电路接入整流电路，用于将来自于逆变控制器中的保护信号输出至MOS管驱动保护电路中作用于其内部的MOS管驱动；

所述的交流电源输出端分别通过短路采集电路接入逆变控制器与MOS管驱动保护电路，用于当短路发生时短路采集电路先后或同时向逆变控制器与MOS管驱动保护电路输出相应的短路保护信号，MOS管驱动保护电路与逆变控制器在接收到短路保护信号之时，即执行相应的封锁输出动作；

所述的逆变控制器还通过输出过载自动恢复电路接入交流电源输出端，用于实时采集交流电源输出端的输出电压及电流信号，并传输至逆变控制器，逆变控制器在接收到来自于短路采集电路的短路保护信号之后，经过逻辑运算，并待短路情形消除后，向输出过载自动恢复电路输出复位信号，以解除因短路保护信号而封锁的功能模块；

所述的充电装置分别接入蓄电装置、逆变控制器与交流电源输入端，用于接收来自于逆变控制器的控制信号，并将来自于交流电源输入端的交流电转换为与蓄电装置相匹配的直流电输出至蓄电装置存储；

所述的整流电路通过投掷切换装置接入交流电源输出端，且投掷切换装置还同时接入交流电源输入端，用于将来自于蓄电装置的直流电转换为交流电并传输至交流电源输出端，且投掷切换装置还用于切换逆变器市电输出与应急电源输出的状态。

进一步的技术方案是：所述的逆变器中还包括人机操作单元与电压电流检测电路，所述的人机操作单元接入逆变控制器，用于接收自于逆变控制器输出的显示信号，且人机操作单元将相应的控制信号传输至逆变控制器中进行处理与执行；

电压电流检测回路分别接入逆变控制器、交流电输出端与人机操作单元，用于实时采集交流电源输出端及交流电源输入端的电压与电流数据，通过该电压与电流数据输出模拟信号至人机操作单元与逆变控制器，逆变控制器与人机操作单元根据该模拟信号做出相应的反馈与执行。

更进一步的技术方案是：所述的电压电流检测回路实时采集的电压及电流数据来自于输入和输出回路上设置的变压器；所述的充电机、输出过载恢复电路与短路采集电路中均设有电流互感器。

更进一步的技术方案是：所述的人机交互单元中至少包括液晶显示屏、液晶显示电路与输入装置，且输入装置与液晶显示屏的信号传输端均接入液晶显示电路，液晶显示电路按照来自于逆变控制器的显示信号，向液晶显示屏输出相应的图像信号。

更进一步的技术方案是：所述的人机交互单元中还集成有声光报警电路，且声光报警电路也接入液晶显示电路，用于在接收到来自于逆变控制器的相应信号时进行声光报警。

更进一步的技术方案是：所述的逆变控制器是以PIC16F和ATmega8单片机为核心，并结合相应的外围线路构成。

更进一步的技术方案是：所述的整流电路中至少包括逆变变压器与由多个MOS管并联所组成的全控整流桥。

更进一步的技术方案是：所述的蓄电装置是相互串联的蓄电池组。

更进一步的技术方案是：所述的交流电源输入端与交流电源输出端的电压均为220V。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果之一是：在输出过载自动恢复电路作用下，使得逆变器在发生短路保护后可通过逆变控制器恢复到短路发生前的使用状态，进而使得逆变器在实际使用中需人工维护的次数减少，降低了逆变器的使用成本，并且采用并联MOS管构成的整流桥，使其更加适宜在蓄电池低压输出的电路环境中使用。另外通过整合人机操作单元，还使得提高的本实用新型的可操作性，且操作可视化程度高。同时本实用新型所提供的一种智能整体式应急电源逆变器呈整体式生产，在安装使用时无需再次组装，适宜于在各类住宅及工商业场所中安装使用，应用范围广阔。

附图说明

图1为用于说明本实用新型实施例的电路结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。

图1示出了本实用新型的电路结构框图，本实用新型的一个实施例是一种智能整体式应急电源逆变器，其内部需要设置充电装置、蓄电装置与以MOS管为核心的整流电路，且逆变器中还设有交流电源输入端与交流电源输出端，所述的逆变器中还包括逆变控制器、输出过载自动恢复电路、短路采集电路与MOS管驱动保护电路；参考图1所示，在前述的电路模块当中，它们之间的关系是：

将逆变控制器通过MOS管驱动保护电路接入整流电路，其目的是将来自于逆变控制器中的保护信号输出至MOS管驱动保护电路中作用于其内部的MOS管驱动；

将交流电源输出端分别通过短路采集电路接入逆变控制器与MOS管驱动保护电路，其目的是当短路发生时短路采集电路先后或同时向逆变控制器与MOS管驱动保护电路输出相应的短路保护信号，MOS管驱动保护电路与逆变控制器在接收到短路保护信号之时，即执行相应的封锁输出动作；

逆变控制器除上述的电路接入之外，还通过输出过载自动恢复电路接入交流电源输出端，其目的是实时采集交流电源输出端的输出电压及电流信号，并传输至逆变控制器，逆变控制器在接收到来自于短路采集电路的短路保护信号之后，经过逻辑运算，并待短路情形消除后，向输出过载自动恢复电路输出复位信号，以解除因短路保护信号而封锁的功能模块；

将充电装置分别接入蓄电装置、逆变控制器与交流电源输入端，其目的是接收来自于逆变控制器的控制信号，并将来自于交流电源输入端的交流电转换为与蓄电装置相匹配的直流电输出至蓄电装置存储；

将整流电路通过投掷切换装置接入交流电源输出端，且投掷切换装置还同时接入交流电源输入端，用于将来自于蓄电装置的直流电转换为交流电并传输至交流电源输出端，且投掷切换装置还用于切换逆变器市电输出与应急电源输出的状态。

依照上述实施例的技术方案，智能整体式应急电源逆变器在进行应急供电之时，输出过载自动恢复电路中的输出过载单元实时检测逆变器的交流电输出端的电流情况，并通过其内部的电流互感器将其实时检测的电流信号传输至逆变控制器，当逆变控制器判断出输出过载自动恢复电路所检测的实时电流过大，且该过大的电流持续单位时间时（例如持续7至10秒，可预先在逆变控制器中进行设置），则逆变控制器封锁MOS管驱动保护电路，使得整个智能整体式应急电源逆变器处于休眠的状态，待由投掷切换装置切换至市电输入或者重新启动逆变器时，即恢复运行。而前述逆变控制器判断出输出过载自动恢复电路中的输出过载单元实时检测到交流电输出端的电流及电压过大的技术目的，在本实施例中的实施方式是预先在逆变控制器中设置相应的阈值范围，当输出过载自动恢复电路中的输出过载单元实时检测到交流电输出端的电流超过该阈值范围时，即判断为逆变器交流电源输出端的电流及电压的过大，且当该状态持续单位时间后，逆变控制器执行前述操作。

另一方面，结合上述短路检测电路的具体作用，短路检测电路在整个逆变器中，其所发出的短路保护信号相对于上述输出过载自动恢复电路实时采集并输入逆变控制器的电流信号来说，属于最高优先级，即在逆变控制器接收到来自于短路检测电路的短路保护信号时，会立即进行封锁操作，使得逆变器停止运行，且通过逻辑运算后输出一个自恢复信号给输出过载自动恢复电路中的自动恢复单元，来解除由前面短路采集信号的封锁，达到自动恢复输出的目的。结合前述的输出过载电流及电压过大逆变控制器封锁MOS管驱动保护电路使逆变器进行的休眠操作，即形成逆变器中输出电流过大的双重保护，进一步提升其使用的稳定性，从而降低其人工进行维护的频率。

本实用新型用于解决技术问题更加优选的另一个实施例是，为增加本实用新型的可操作性，增加其在实际使用中的便利性，还可以在上述实施例中技术方案的基础上进行改进，即再在逆变器中增设人机操作单元与电压电流检测电路，并将人机操作单元接入逆变控制器，其目的是接收自于逆变控制器输出的显示信号，即人机操作单元将相应的控制信号传输至逆变控制器中进行处理与执行；

并且将电压电流检测回路分别接入逆变控制器、交流电输出端与人机操作单元，其目的是通过电压电流检测回路实时采集交流电源输出端及交流电源输入端的电压与电流数据，电压电流检测回路通过采集到的电压与电流数据输出模拟信号至人机操作单元与逆变控制器，逆变控制器与人机操作单元根据该模拟信号做出相应的反馈与执行。

具体的，为保证电压电流检测回路在上述实施例中的技术方案中能顺利的实现，需要在电压电流检测回路中增设变压器，即其实时采集的电压及电流数据来自于输入和输出回路上设置的变压器，而常态下，该变压器应当有两个，一个是输入变压器，采集的是输入市电电压，另一个是输出变压器，采集的输出应急电压。除此之外，上述实施例中输出过载恢复电路、充电机、短路采集电路的功能实现均需要在前述的电路中集成电流互感器。

更进一步的，上述的人机交互单元中至少包括液晶显示屏、液晶显示电路与输入装置，且输入装置与液晶显示屏的信号传输端均接入液晶显示电路，液晶显示电路按照来自于逆变控制器的显示信号，向液晶显示屏输出相应的图像信号。结合现有技术，人机交互单元在本实施例中可以实现的功能如下：可显示设备运行的状态；可显示并设置主电电压、输出电压、电池电压、输出电流和充电电流等参数；可查询历史记录、时间、蓄电装置电压、年月放电时间等信息；可设置手动应急、强制启动、年月放电启动等应急启动功能。其信号有来自电压电流检测回路的模拟量，有来自逆变控制器发出的显示信号，且其自身有七个按键输入（即输入装置）；其输出有一个192*64的LCD显示窗口，向逆变控制器输出控制信号。人机操作单元中由192*64的液晶屏和七个按键及输入输出接口组成的一个可以设置及控制的显示屏，且其内部集成液晶显示电路。

另外，上述的人机交互单元中还集成有声光报警电路，且声光报警电路也接入液晶显示电路，其目的是在接收到来自于逆变控制器的相应信号时进行声光报警。

上述为本实用新型解决技术问题所采用的具体技术手段，而本实用新型的发明人在上述基础之上，还对以上的部分技术特征作了如下的优化和解释，以帮助本领域技术人员更好的实现本实用新型，其具体是上述的逆变控制器是以PIC16F和ATmega8单片机为核心，并结合相应的外围线路构成。上述的整流电路中至少包括逆变变压器与由多个MOS管并联所组成的全控整流桥。上述的蓄电装置是相互串联的蓄电池组。集合目前常规的用电电压，本实用新型中的交流电源输入端与交流电源输出端的电压均为220V，以便于适应大部分的应急电源使用场所。

在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”、等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本实用新型的范围内。

尽管这里参照本实用新型的多个解释性实施例对本实用新型进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (8)

1.一种智能整体式应急电源逆变器，包括充电装置、蓄电装置与以MOS管为核心的整流电路，且逆变器中还设有交流电源输入端与交流电源输出端，其特征在于：所述的逆变器中还包括逆变控制器、输出过载自动恢复电路、短路采集电路与MOS管驱动保护电路；其中，

所述的逆变控制器通过MOS管驱动保护电路接入整流电路，用于将来自于逆变控制器中的保护信号输出至MOS管驱动保护电路中作用于其内部的MOS管驱动；

所述的交流电源输出端分别通过短路采集电路接入逆变控制器与MOS管驱动保护电路，用于当短路发生时短路采集电路先后或同时向逆变控制器与MOS管驱动保护电路输出相应的短路保护信号，MOS管驱动保护电路与逆变控制器在接收到短路保护信号之时，即执行相应的封锁输出动作；

所述的逆变控制器还通过输出过载自动恢复电路接入交流电源输出端，用于实时采集交流电源输出端的输出电压及电流信号，并传输至逆变控制器，逆变控制器在接收到来自于短路采集电路的短路保护信号之后，经过逻辑运算，并待短路情形消除后，向输出过载自动恢复电路输出复位信号，以解除因短路保护信号而封锁的功能模块；

所述的充电装置分别接入蓄电装置、逆变控制器与交流电源输入端，用于接收来自于逆变控制器的控制信号，并将来自于交流电源输入端的交流电转换为与蓄电装置相匹配的直流电输出至蓄电装置存储；

所述的整流电路通过投掷切换装置接入交流电源输出端，且投掷切换装置还同时接入交流电源输入端，用于将来自于蓄电装置的直流电转换为交流电并传输至交流电源输出端，且投掷切换装置还用于切换逆变器市电输出与应急电源输出的状态。

2.根据权利要求1所述的智能整体式应急电源逆变器，其特征在于：所述的逆变器中还包括人机操作单元与电压电流检测电路，所述的人机操作单元接入逆变控制器，用于接收自于逆变控制器输出的显示信号，且人机操作单元将相应的控制信号传输至逆变控制器中进行处理与执行；

电压电流检测回路分别接入逆变控制器、交流电输出端与人机操作单元，用于实时采集交流电源输出端及交流电源输入端的电压与电流数据，通过该电压与电流数据输出模拟信号至人机操作单元与逆变控制器，逆变控制器与人机操作单元根据该模拟信号做出相应的反馈与执行。

3.根据权利要求2所述的智能整体式应急电源逆变器，其特征在于：所述的电压电流检测回路实时采集的电压及电流数据来自于输入和输出回路上设置的变压器；所述的充电机、输出过载恢复电路与短路采集电路中均设有电流互感器。

4.根据权利要求2所述的智能整体式应急电源逆变器，其特征在于：所述的人机交互单元中至少包括液晶显示屏、液晶显示电路与输入装置，且输入装置与液晶显示屏的信号传输端均接入液晶显示电路，液晶显示电路按照来自于逆变控制器的显示信号，向液晶显示屏输出相应的图像信号。

5.根据权利要求4所述的智能整体式应急电源逆变器，其特征在于：所述的人机交互单元中还集成有声光报警电路，且声光报警电路也接入液晶显示电路，用于在接收到来自于逆变控制器的相应信号时进行声光报警。

6.根据权利要求1或2所述的智能整体式应急电源逆变器，其特征在于：所述的逆变控制器是以PI C16F和ATmega8单片机为核心，并结合相应的外围线路构成。

7.根据权利要求1或2所述的智能整体式应急电源逆变器，其特征在于：所述的整流电路中至少包括逆变变压器与由多个MOS管并联所组成的全控整流桥。

8.根据权利要求1或2所述的智能整体式应急电源逆变器，其特征在于：所述的蓄电装置是相互串联的蓄电池组。

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