CN203251130U - 一种用于安保系统的数字式直流不间断电源装置 - Google Patents

Abstract

一种用于安保系统的数字式直流不间断电源装置，由充放电电路、蓄电池、检测电路、控制器、显示模块构成，其特征是：充放电电路输入端有一电压检测电路与控制器连接，输出端分两路一路直接输出，一路进入蓄电池，检测电路包括充放电电路输入端与控制器之间的电压检测电路，显示模块采用的是4位8段共阳极数码管显示。本实用新型提供了用于安保系统的在线数字式直流不间断电源，它能提供稳定的24V的直流输出电压，恒定功率为100W，能在市电断电后持续工作2小时，切换时间小于10ms。从而保证了安保系统的稳定、可靠运行。

Description

一种用于安保系统的数字式直流不间断电源装置

技术领域：

本实用新型涉及一种数字式直流不间断电源，尤其涉及一种用于安保系统的数字式直流不间断电源装置。

背景技术：

八十年代末到九十年代中，随着国外各种新型安保观念的引入，各行各业及居民小区纷纷建立起了各自独立的闭路电视监控系统或报警联网系统，特别是在银行、通讯、电力等国家重点部门，安保系统网络已基本形成，对预防和制止犯罪，维护社会稳定起到了巨大作用。运用先进的技术手段，在一定区域范围内警戒可能发生的侵入行为，对发生的报警及时捕获和记录相关影像，对重要的部门进出实现自动记录，对重要区域提供有效的保护等，对安保系统的要求更是严格，但目前实际市电电网是很不稳定的，除了众所周知的电压波动、频率变化外，还有来自电网外部、内部的各种噪声和干扰等，都会影响安保系统的正常运行。

随着数字化技术的发展，一些应用数字式控制的直流UPS电源产品开始出现在市场上。由于数字化技术的应用能使有效的提高UPS输出电压的稳定性和纯净程度，同时也提高了UPS产品自身的可靠性，加之直流供电模式的不间断电源在设备体积，使用环境等条件上较交流不间断电源又有了很大的选择余地。因此一种数字式控制的直流不间断电源极有可能对现有交流不间断电源产生影响和冲击，具有潜在的巨大市场。

从技术上而言，直流UPS较交流UPS有种种优势。交流UPS是将交流电转化为直流电，然后再转化为交流电输给终端设备。而直流UPS只需要将交流电转化为直流电，直接供给终端设备。由于节省了逆变器这个UPS中成本最高，最复杂的部件，交流UPS购置成本和运营成本可降低20％-30％，总效率提高12-15％，可节电8％左右，而且更容易管理、维护。

从可靠性方便讲，由于交流UPS结构复杂，元器件众多，很容易出现单点故障、还会出现两个谐波源，对电网和系统本身形成干扰，而引入数字式控制的直流UPS则可保证稳定性和可靠性。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种用于安保系统的数字式直流不间断电源装置，以保证安保系统的连续运行。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种用于安保系统的数字式直流不间断电源装置，由充放电电路、蓄电池、检测电路、控制器、显示模块构成，其特征是：

充放电电路输入端有一电压检测电路与控制器连接，输出端分两路一路直接输出，一路进入蓄电池，检测电路包括充放电电路输入端与控制器之间的电压检测电路，显示模块采用的是4位8段共阳极数码管显示。

本实用新型提供了用于安保系统的在线数字式直流不间断电源，它能提供稳定的24V的直流输出电压，恒定功率为100W，能在市电断电后持续工作2小时，切换时间小于10ms。从而保证了安保系统的稳定、可靠运行。

附图说明

附图为本实用新型的结构示意图

具体实施方式：

以下结合附图详细描述本实用新型的技术方案。

如图所示，本实用新型用于安保系统的数字式直流不间断电源，包括充放电电路、蓄电池、检测电路、控制器、显示模块构成。

本实用新型方案通过ATmel公司生产的AVR单片机ATmega48实现蓄电池充放电电压电流的检测与控制。电压检测通过分压电阻和单片机模数转换读出电压值换算而得，电路简单，精度高。蓄电池充、放电电流一般为毫安级，若用一般的测量方法，引入的测量电路会对所测电流产生很大的影响，使得测量误差很大，故需由专门设计的电流采样电路获得。本方案采用的是由0.5欧的采样电阻将电压差分信号输入HCPL-7840光耦隔离芯片，经差分放大电路后，再由单片机模数转换计算采样电阻的输入电压，从而算得电流值。

蓄电池充电电压反馈控制电路则采用Boost升压电路实现，对输入的直流电压要求小，一般在12V左右，开关管开闭频率则由单片机产生的PWM控制，而采样的电压电流值又对PWM的占空比形成闭环反馈，使得充电电压或电流得到实时控制以完成蓄电池合理安全的充、放电。

蓄电池电压采样电路采用单片机ATmega48的8路(ADC0-ADC7)10位AD转换器采样计算而得，ADC的最大采样值为1023(210-1)，通过采样值与单片机设置参考电压做比较。

蓄电池充电末期充电电流很小，用一般电流测量方法很难实时检测出蓄电池在不同充、放电阶段的电流值，故采用HCPL-7840光耦隔离差分放大芯片以及差分运放电路来检测采样电阻两侧的电压值，再通过单片机AD转换器ADC5读出电压值，经过软件换算求得电流值。

蓄电池充放电硬件电路，外设电压约12V从Vin口输入，经Boost升压电路后一方面给负载供电，另一方面作为蓄电池充电电压，输出口另设置一数码管D6作为电源指示灯。继电器回路主要完成电池供电模式的切换，当蓄电池长时间充电(连续10天以上)对电池的寿命会产生影响，故考虑对电池进行放电操作。放电操作可以通过软件定时或硬件控制，及通过单片机拉低LED1口电压或按键S1，此时放电指示灯亮，继电器开关断开(电路图中置继电器右脚)，同时控制PWM输出以降低Boost升压电路输出电压使二极管D3截止，至此蓄电池单独对负载供电。当放电电压低于22V时，单片机通过软件放出电压过低预警(数码管显示LO_)。

显示模块采用的是4位8段共阳极数码管显示，ATmega48单片机PD6和PD7位选第1、2位，PB0和PB1位选第3、4位。八段数码管接330欧电阻后分别连至PD0-PD4，PC0-PC2口。

此外，软件部分还设置了系统看门狗，一旦程序出现死机时则对系统进行复位，减少不间断电源因软件原因产生的故障。

Claims (1)

1.一种用于安保系统的数字式直流不间断电源装置，由充放电电路、蓄电池、检测电路、控制器、显示模块构成，其特征是：充放电电路输入端有一电压检测电路与控制器连接，输出端分两路一路直接输出，一路进入蓄电池，检测电路包括充放电电路输入端与控制器之间的电压检测电路，显示模块采用的是4位8段共阳极数码管显示。

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