CN204030706U - 一种ups电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种UPS电源，包括电源输入端、逆变器、交流检测与触发电路及切换开关；逆变器包括DC/DC变换电路及与DC/DC变换电路相连的DC/AC变换电路；第一切换开关的第一输入端、第二切换开关的第一输入端、交流监测与触发电路的输入端及DC/DC变换电路的输入端分别与电源输入端并联；第一切换开关的第二输入端与DC/AC变换电路的输出端相连，第二切换开关的第二输入端与DC/DC变换电路的输出端相连；交流检测与触发电路的输出端分别与第一切换开关的控制输入端及第二切换开关的控制输入端相连。本实用新型能够根据不同的市电输入情况，能够选择输出不同的交流或高压直流。

Description

一种UPS电源

技术领域

本实用新型涉及一种电源装置，特别是涉及一种能够同时输出交流与高压直流之一或两者的UPS电源。

背景技术

UPS电源主要作用是确保计算机、网络系统或其它电利电子设备提供稳定、不间断的电利供应，按工作原理分成后备式、在线式与在线互动式三大类。通常，我们所说的UPS容量以(VA)来表示，指UPS输出的视在功率，包括有功功率(W)和无功功率(Var)两部分。无功功率对UPS用电会产生一定的不良影响，一方面降低了UPS有功功率的输出，另一方面，后备电池(铅酸电池或铁锂电池)在放电过程中一部分电能转化为无功功率，使得后备时间缩短，影响了后备电池的使用效率，不利于节能降耗。

在UPS使用最广泛的IT行业、通信网络中，绝大部分计算机、服务器或其他通信设备在其内部交流输入端之后均配置有一定容量的高频开关电源模块，把交流50HZ电源转变为直流电源，作为内部电路的工作电源。

基于此，在用电设备复杂、UPS使用环境不确定的情况下，本方案推出一种新型UPS设备，可同时输出高压直流和交流50HZ电源，以满足各种类型UPS负载设备的需求，最大限度降低无功功耗，在后备电池容量一定的情况下，延长UPS后备时间，达到节能的目的。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种新型UPS设备，可同时输出高压直流和交流50HZ电源之一或两者，以满足各种类型UPS负载设备的需求，同时还能减少能耗。

为了实现本实用新型的上述目的，本实用新型提供了一种UPS电源，其特征在于，包括电源输入端、逆变器、交流检测与触发电路及切换开关；所述逆变器包括DC/DC变换电路及与所述DC/DC变换电路相连的DC/AC变换电路；所述切换开关包括第一切换开关及第二切换开关；所述第一切换开关的第一输入端、所述第二切换开关的第一输入端、交流监测与触发电路的输入端及所述DC/DC变换电路的输入端分别与所述电源输入端并联；所述第一切换开关的第二输入端与所述DC/AC变换电路的输出端相连，所述第二切换开关的第二输入端与所述DC/DC变换电路的输出端相连；所述交流检测与触发电路的输出端分别与第一切换开关的控制输入端及第二切换开关的控制输入端相连。

有益效果在于：在市电正常时，第一切换开关的输出端及第二切换开关的输出端同时输出市电；市电不正常时，第一切换开关的输出端输出交流电，第二切换开关的输出端输出高压直流。

作为优选，所述DC/DC变换电路通过面板选通开关分别与所述DC/AC变换电路和第二切换开关的第二输入端相连；所述面板选通开关包括第一开关及第二开关；所述第一开关的一端与DC/DC变换电路的输出端相连，所述第一开关的另一端与DC/AC变换电路的输入端的相连；所述第二开关的一端与DC/DC变换电路的输出端相连，所述第二开关的另一端与第二切换开关的第二输入端的相连。

有益效果在于：市电不正常时，可选择性的输出交流或者高压直流：第一开关闭合，第二开关断开，第一切换开关的输出端输出市电，第二切换开关的输出端无输出；第一开关断开，第二开关闭合，第一切换开关的输出端无输出，第二切换开关的输出端输出高压直流；第一开关及第二开关均闭合，第一切换开关的输出端输出市电，第二切换开关的输出端输出高压直流。

作为优选，所述交流监测与触发电路包括：第一运算放大器的反向输入端与第三电阻的一端相连，第三电阻的另一端与第二电阻的一端相连，第二电阻的另一端与第一电阻的一端相连，第一电阻的另一端与电源输入端的一端相连；第一运算放大器的正向输入端与第十三电阻的一端相连，第十三电阻的另一端与电源地相连；第一运算放大器的负电源端与电源地相连；第一运算放大器的正电源端与第二电容的一端相连，第二电容的另一端与电源地相连，第一运算放大器的正电源端又与第一电源相连；第一运算放大器的输出端与第四电阻的一端相连，第四电阻的另一端与第一运算放大器的反向输入端相连；第二运算放大器的正向输入端与第十二电阻的一端相连，第十二电阻的另一端与电源地相连，第二运算放大器的正向输入端又与第十一电阻的一端相连，第十一电阻的另一端与第二电阻的一端相连，第十一电阻的另一端又与第九电阻的一端相连，第九电阻的另一端与第二电源相连；第二运算放大器的反向输入端与第十五电阻的一端相连，第十五电阻的另一端与第十四电阻的一端相连，第十四电阻的另一端与第一运算放大器的正向输入端相连；第十五电阻的另一端又与第十电阻的一端相连，第十电阻的另一端与第二电源相连，第十五电阻的一端还与第八电阻的一端相连，第八电阻的另一端与第七电阻的一端相连，第七电阻的另一端与电源输入端的另一端相连；第二运算放大器的输出端与第十七电阻的一端相连，第十七电阻的另一端与第二放大器的反向输入端相连；第三三极管的基极与第二十一电阻的一端相连，第二十一电阻的另一端与第一运算放大器的输出端相连，第三三极管的基极又与第二十电阻的一端相连，第二十电阻的另一端与第二放大器的输出端相连，第三三极管的基极还与第二十四电阻的一端相连，第二十四电阻的另一端与三极管的发射极相连，第二十四电阻的另一端又与电源地相连，第二十四电阻的另一端还与第四电容的一端相连，第四电容的另一端与第三三极管的基极相连，第三三极管的集电极与第二十五电阻相连，第二十五电阻的另一端与第二电源相连；第一三极管的集电极与第十八电阻的一端相连，第十八电阻的另一端与第二电源相连，第一三极管的发射极与电源地相连，第一三极管的基极与第十九电阻的一端相连，第十九电阻的另一端与电源地相连，第一三极管的基极还与第一二极管的负极相连，第一二极管的正极与第三电容的一端相连，第三电容的另一端与电源地相连，第一二极管的正极又与第十六电阻的一端相连，第十六电阻的另一端与第三三极管的集电极相连；第二三极管的基极与第二十二电阻的一端相连，第二十二电阻的另一端与第一三极管的集电极相连，第二三极管的基极又与第二十三电阻的一端相连，第二十三电阻的另一端与第二三极管的发射极相连，第二十三电阻的另一端又与电源地相连；第二三极管的集电极分别与第一切换开关的控制输入端及第二切换开关的控制输入端相连。

作为优选，所述第一切换开关为第一一继电器，所述第二切换开关为第一二继电器；所述第一一继电器的第一输入回路为第一切换开关的第一输入端，所述第一一继电器的第二输入回路为第一切换开关的第二输入端；所述第一一继电器的控制输入端为第一切换开关的控制输入端，所述第一一继电器的正电源端与第一电源相连；所述第一二继电器的第一输入回路为第二切换开关的第一输入端，所述第一二继电器的第二输入回路为第二切换开关的第二输入端；所述第一二继电器的控制输入端为第二切换开关的控制输入端，所述第一二继电器的正电源端与第一电源相连；

有益效果在于：交流检测与触发电路通过检测市电是否正常来控制继电器切换：市电正常时，第一一继电器的第一输入回路闭合，第一一继电器的输出回路输出市电，第一二继电器的第一输入回路闭合，第一二继电器的输出回路输出市电；市电不正常时，第一一继电器的第二输入回路闭合，第一一继电器的输出回路输出交流电，第一二继电器的第二回路闭合，第一二继电器的输出回路输出高压直流。

作为优选，所述电源输入端包括输入滤波电路、充电器及电池组；所述输入滤波电路的输入端与市电相连，所述输入滤波电路的输出端分别与充电器的输入端、交流监测与触发电路输入端、第一切换开关的第一输入端及第二切换开关的第一输入端相连，所述电池组的输出端分别与所述充电器的输出端及DC/DC变换电路输入端相连。

作为优选，所述电源输入包括输入滤波电路、整流器及电池组；所述输入滤波电路的输入端与市电相连，所述输入滤波电路的输出端分别与整流器的输入端、交流监测与触发电路的输入端、第一切换开关的第一输入端及第二开关的第一输入端相连，所述电池组的输出端分别与所述整流器的输出端及DC/DC变换电路输入端相连。

作为优选，所述电源输入包括输入滤波电路电池组；所述输入滤波电路的输入端与市电相连，所述输入滤波电路的输出端与交流监测与触发电路的输入端、第一切换开关的第一输入端及第二开关的第一输入端相连，所述电池组的输出端与所述DC/DC变换电路输入端相连。

有益效果在于：市电不正常时，电池组通过逆变器转换供电输出：第一开关闭合，第二开关断开，第一切换开关的输出端输出市电，第二切换开关的输出端无输出；第一开关断开，第二开关闭合，第一切换开关的输出端无输出，第二切换开关的输出端输出高压直流；第一开关及第二开关均闭合，第一切换开关的输出端输出市电，第二切换开关的输出端输出高压直流。

本实用新型还公开了一种UPS电源，包括电源输入端，逆变器、UPS故障检测与旁路触发电路及切换开关；所述逆变器包括DC/DC变换电路及与所述DC/DC变换电路相连的DC/AC变换电路；所述切换开关包括第一切换开关及第二切换开关；所述第一切换开关的第一输入端、所述第二切换开关的第一输入端及所述DC/DC变换电路的输入端分别与所述电源输入端并联，所述第一切换开关的第二输入端与所述DC/AC变换电路的输出端相连，所述第二切换开关的第二输入端与所述DC/DC变换电路的输出端相连；所述UPS故障检测与旁路触发电路的输入端分别与所述第一切换开关的第二输入端及第二切换开关的第二输入端相连；所述UPS故障检测与旁路触发电路的输出端分别与第一切换开关的控制输入端及第二切换开关的控制输入端相连。

有益效果在于：在市电输入正常，UPS电源工作不正常时，第一切换开关及第二切换开关实现直通市电，并同时输出市电。

作为优选，所述DC/DC变换电路通过面板选通开关分别与所述DC/AC变换电路和第二切换开关的第二输入端相连；所述面板选通开关包括第一开关及第二开关；所述第一开关的一端与DC/DC变换电路的输出端相连，所述第一开关的另一端与DC/AC变换电路的输入端的相连；所述第二开关的一端与DC/DC变换电路的输出端相连，所述第二开关的另一端与第二切换开关的第二输入端的相连。

有益效果在于：UPS正常时，可选择性的输出交流或者高压直流：第一开关闭合，第二开关断开，第一切换开关的输出端输出市电，第二切换开关的输出端无输出；第一开关断开，第二开关闭合，第一切换开关的输出端无输出，第二切换开关的输出端输出高压直流；第一开关及第二开关均闭合，第一切换开关的输出端输出市电，第二切换开关的输出端输出高压直流。

作为优选，所述UPS故障检测与旁路触发电路包括：整流桥的第一输出端与第二十六电阻的一端相连，第二十六电阻的另一端与第二十七电阻的一端相连，第二十七电阻的另一端与第三十一电阻的一端相连，第三十一电阻的另一端与整流桥的第二输出端相连，第二十七电阻的另一端又与第五电容的一端相连，第五电容的另一端与电源地相连，第五电容的另一端又与整流桥的第二输出端相连，第二十七电阻的另一端还与第三十二电阻的一端相连，第三十二电阻的另一端与比较器的正向输入端相连，比较器的反向输入端与第二十九电阻的一端相连，第二十九电阻的另一端与电源地相连，比较器的反向输入端又与第二十八电阻的一端相连，第二十八电阻的另一端与第一电源相连，比较器的输出端与第三十电阻的一端相连，第三十电阻的另一端与第四三极管的基极相连，第三十电阻的另一端又与第三十三电阻的一端相连，第三十三电阻的另一端与第四三极管的发射极相连，第三十三电阻的另一端又与电源地相连，第四三极管的集电极与第一切换开关的控制输入端相连；整流桥′的第一输出端与第二十六′电阻的一端相连，第二十六′电阻的另一端与第二十七′电阻的一端相连，第二十七′电阻的另一端与第三十一′电阻的一端相连，第三十一′电阻的另一端与整流桥′的第二输出端相连，第二十七′电阻的另一端又与第五′电容的一端相连，第五′电容的另一端与电源地相连，第五′电容的另一端又与整流桥′的第二输出端相连，第二十七′电阻的另一端还与第三十二′电阻的一端相连，第三十二′电阻的另一端与比较器′的正向输入端相连，比较器′的反向输入端与第二十九′电阻的一端相连，第二十九′电阻的另一端与电源地相连，比较器′的反向输入端又与第二十八′电阻的一端相连，第二十八′电阻的另一端与第一电源相连，比较器′的输出端与第三十′电阻的一端相连，第三十′电阻的另一端与第四′三极管的基极相连，第三十′电阻的另一端又与第三十三′电阻的一端相连，第三十三′电阻的另一端与第四′三极管的发射极相连，第三十三′电阻的另一端又与电源地相连，第四′三极管的集电极与第二切换开关的控制输入端相连。

作为优选，其特征在于，所述第一切换开关为第二一继电器，第二切换开关为第二二继电器；所述第二一继电器的第一输入回路为第一切换开关的第一输入端，所述第二一继电器的第二输入回路为第一切换开关的第二输入端；所述第二一继电器的控制输入端为第一切换开关的控制输入端，所述第二一继电器的正电源端与第一电源相连；所述第二二继电器的第一输入回路为第二切换开关的第一输入端，所述第二二继电器的第二输入回路为第二切换开关的第二输入端；所述第二二继电器的控制输入端为第二切换开关的控制输入端，所述第二二继电器的正电源端与第一电源相连。

有益效果在于：UPS故障检测与旁路触发电路通过检测UPS电源是否正常来控制继电器切换：UPS电源不正常时，第二一继电器的第一回路闭合，第二一继电器的输出回路输出市电，第二二继电器的第一回路闭合，第二二继电器的输出回路输出市电；UPS电源正常时，第二一继电器的第二回路闭合，第二一继电器的第二输出回路输出交流电，第二二继电器的第二回路闭合，第一二继电器的第二输出回路输出高压直流。

作为优选，所述电源输入端包括输入滤波、充电器及电池组；所述输入滤波的输入端与市电相连，所述输入滤波的输出端分别与充电器的输入端、第一切换开关的第一输入端及第二切换开关的第一输入端相连，所述电池组的输出端分别与所述充电器的输出端及DC/DC变换电路输入端相连。

作为优选，所述电源输入包括输入滤波、整流器及电池组；所述输入滤波的输入端与市电相连，所述输入滤波的输出端分别与整流器的输入端、第一切换开关的第一输入端及第二旁路开关的第一输入端相连，所述电池组的输出端分别与所述整流器的输出端及DC/DC变换电路输入端相连。

作为优选，所述电源输入包括输入滤波及电池组；所述输入滤波的输入端与市电相连，所述输入滤波的输出端分别与第一切换开关的第一输入端及第二旁路开关的第一输入端相连，所述电池组的输出端与所述DC/DC变换电路输入端相连。

有益效果在于：UPS电源正常时，电池组通过逆变器转换供电输出：第一开关闭合，第二开关断开，第一切换开关的输出端输出市电，第二切换开关的输出端无输出；第一开关断开，第二开关闭合，第一切换开关的输出端无输出，第二切换开关的输出端输出高压直流；第一开关及第二开关均闭合，第一切换开关的输出端输出市电，第二切换开关的输出端输出高压直流。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：可同时输出高压直流和交流电源之一或两者，以满足各种类型UPS负载设备的需求，最大限度降低无功功耗，在电池容量一定的情况下，延长UPS后备时间，达到节能的目的。

附图说明

图1是本实用新型UPS电源实施例一的结构框图；

图2是本实用新型UPS电源实施例二的结构框图；

图3是本实用新型UPS电源实施例三的结构框图；

图4是图1中交流检测与触发电路的电路图；

图5是图2及图3中UPS故障检测与旁路触发电路的电路图；

图6是图1-图3中切换开关的电路图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例1：如图1、图4及图6所示，输入滤波电路的输入端与市电相连，输入滤波电路的输出端分别与充电器的输入端、第一一继电器的第一输入回路及第一二继电器的第一输入回路相连，电池组的输出端分别与充电器的输出端及DC/DC变换电路输入端相连，DC/DC变换电路的输出端分别与开关1及开关2相连，开关1与DC/AC变换电路的输入端相连，DC/AC变换电路的输出端与第一一继电器的第二输入回路相连，开关2与第一二继电器的第二输入回路相连，第一运算放大器的反向输入端与第三电阻的一端相连，第三电阻的另一端与第二电阻的一端相连，第二电阻的另一端与第一电阻的一端相连，第一电阻的另一端与市电的一端相连；第一运算放大器的正向输入端与第十三电阻的一端相连，第十三电阻的另一端与电源地相连；第一运算放大器的负电源端与电源地相连；第一运算放大器的正电源端与第二电容的一端相连，第二电容的另一端与电源地相连，第一运算放大器的正电源端又与第一电源相连；第一运算放大器的输出端与第四电阻的一端相连，第四电阻的另一端与第一运算放大器的反向输入端相连；第二运算放大器的正向输入端与第十二电阻的一端相连，第十二电阻的另一端与电源地相连，第二运算放大器的正向输入端又与第十一电阻的一端相连，第十一电阻的另一端与第二电阻的一端相连，第十一电阻的另一端又与第九电阻的一端相连，第九电阻的另一端与第二电源相连；第二运算放大器的反向输入端与第十五电阻的一端相连，第十五电阻的另一端与第十四电阻的一端相连，第十四电阻的另一端与第一运算放大器的正向输入端相连；第十五电阻的另一端又与第十电阻的一端相连，第十电阻的另一端与第二电源相连，第十五电阻的一端还与第八电阻的一端相连，第八电阻的另一端与第七电阻的一端相连，第七电阻的另一端与市电的另一端相连；第二运算放大器的输出端与第十七电阻的一端相连，第十七电阻的另一端与第二放大器的反向输入端相连；第三三极管的基极与第二十一电阻的一端相连，第二十一电阻的另一端与第一运算放大器的输出端相连，第三三极管的基极又与第二十电阻的一端相连，第二十电阻的另一端与第二放大器的输出端相连，第三三极管的基极还与第二十四电阻的一端相连，第二十四电阻的另一端与三极管的发射极相连，第二十四电阻的另一端又与电源地相连，第二十四电阻的另一端还与第四电容的一端相连，第四电容的另一端与第三三极管的基极相连，第三三极管的集电极与第二十五电阻相连，第二十五电阻的另一端与第二电源相连；第一三极管的集电极与第十八电阻的一端相连，第十八电阻的另一端与第二电源相连，第一三极管的发射极与电源地相连，第一三极管的基极与第十九电阻的一端相连，第十九电阻的另一端与电源地相连，第一三极管的基极还与第一二极管的负极相连，第一二极管的正极与第三电容的一端相连，第三电容的另一端与电源地相连，第一二极管的正极又与第十六电阻的一端相连，第十六电阻的另一端与第三三极管的集电极相连；第二三极管的基极与第二十二电阻的一端相连，第二十二电阻的另一端与第一三极管的集电极相连，第二三极管的基极又与第二十三电阻的一端相连，第二十三电阻的另一端与第二三极管的发射极相连，第二十三电阻的另一端又与电源地相连，第二三极管的集电极分别与第一一继电器的控制输入端及第一二继电器的控制输入端相连。

实施例2：如图2、图5及图6所示，输入滤波电路的输入端与市电相连，输入滤波电路的输出端分别与整流器的输入端、第二一继电器的第一输入回路及第二二继电器的第一输入回路相连，电池组的输出端分别与整流器的输出端及DC/DC变换电路输入端相连，DC/DC变换电路的输出端分别与开关1及开关2相连，开关1与DC/AC变换电路的输入端相连，DC/AC变换电路的输出端与第一一继电器的第二输入回路相连，开关2与第一二继电器的第二输入回路相连，整流桥的输入端与第二一继电器的第一输入回路相连，整流桥的第一输出端与第二十六电阻的一端相连，第二十六电阻的另一端与第二十七电阻的一端相连，第二十七电阻的另一端与第三十一电阻的一端相连，第三十一电阻的另一端与整流桥的第二输出端相连，第二十七电阻的另一端又与第五电容的一端相连，第五电容的另一端与电源地相连，第五电容的另一端又与整流桥的负输出端相连，第二十七电阻的另一端还与第三十二电阻的一端相连，第三十二电阻的另一端与比较器的正向输入端相连，比较器的反向输入端与第二十九电阻的一端相连，第二十九电阻的另一端与电源地相连，比较器的反向输入端又与第二十八电阻的一端相连，第二十八电阻的另一端与第一电源相连，比较器的输出端与第三十电阻的一端相连，第三十电阻的另一端与第四三极管的基极相连，第三十电阻的另一端又与第三十三电阻的一端相连，第三十三电阻的另一端与第四三极管的发射极相连，第三十三电阻的另一端又与电源地相连，第四三极管的集电极与第二一继电器的控制输入端相连。其中，第二二继电器连接的元器件与本实施例中第二一继电器的连接的元器件完全相同，不做过多累述。

实施例3：如图3、图5及图6所示，输入滤波电路的输入端与市电相连，输入滤波电路的输出端分别与第二一继电器的第一输入回路及第二二继电器的第一输入回路相连，电池组的输出端与DC/DC双向变换电路输入端相连，DC/DC双向变换电路的输出端分别与开关1及开关2相连，开关1与DC/AC双向变换电路的输入端相连，DC/AC双向变换电路的输出端与第一一继电器的第二输入回路相连，开关2与第一二继电器的第二输入回路相连，整流桥的输入端与第二一继电器第一输入回路相连，整流桥的第一输出端与第二十六电阻的一端相连，第二十六电阻的另一端与第二十七电阻的一端相连，第二十七电阻的另一端与第三十一电阻的一端相连，第三十一电阻的另一端与整流桥的第二输出端相连，第二十七电阻的另一端又与第五电容的一端相连，第五电容的另一端与电源地相连，第五电容的另一端又与整流桥的负输出端相连，第二十七电阻的另一端还与第三十二电阻的一端相连，第三十二电阻的另一端与比较器的正向输入端相连，比较器的反向输入端与第二十九电阻的一端相连，第二十九电阻的另一端与电源地相连，比较器的反向输入端又与第二十八电阻的一端相连，第二十八电阻的另一端与第一电源相连，比较器的输出端与第三十电阻的一端相连，第三十电阻的另一端与第四三极管的基极相连，第三十电阻的另一端又与第三十三电阻的一端相连，第三十三电阻的另一端与第四三极管的发射极相连，第三十三电阻的另一端又与电源地相连，第四三极管的集电极与第二一继电器的控制输入端相连。其中，第二二继电器连接的元器件与本实施例中第二一继电器的连接的元器件完全相同，不做过多累述。如图1-3所示，切换开关及切换开关均为G2R-24-DC12这种型号的继电器，也可以是其它相同功能的继电器；输入滤波电路为超级电容，能够滤去交流电中的直流；面板选通开关中的开关1、开关2为常闭型直流接触器，并不限于选择常闭型直流接触器，也可为相同功能的开关器件，接触器线圈的触发电压通过设置在UPS面板上的选通开关连接；选通开关通常有三档，分别代表UPS正常工作时的三种输出状态：①交直流输出兼备；②仅交流输出；③仅高压直流输出。

如图1所示，在市电正常情况下，不管UPS面板上的选通开关处于哪种模式，其UPS交流输入端和输出端通过UPS内部的“切换开关”实现市电直通输出，UPS输出1、输出2端口均为50HZ交流电；而充电器将输入的市电转换成的低压直流，向电池组充电；

在市电停电或市电电压过高、过低的情况下(市电电压大于260V，为过高；低于175V，为过低)，UPS的输出模式取决于UPS面板上的选通开关所处的状态：

①在仅交流输出模式下(开关1闭合，开关2断开)，UPS输出1端口从市电直通切换到逆变器交流输出，切换时间≤10ms，UPS输出2端口停电后无输出；

②在仅高压直流输出模式下(开关1断开，开关2闭合)，UPS输出2端口从市电直通切换到高压直流输出，切换时间≤10ms，UPS输出1端口停电后无输出；

③在交直流输出兼备模式下(开关1、开关2均闭合)，输出1端口从市电切换到逆变器交流输出状态，输出端口2从市电切换到高压直流输出状态，两个端口的切换时间均≤10ms，两个端口输出的总功率为UPS标称容量，而每个端口的输出功率可动态变化，此消彼长。

在本实施方式中，逆变器中的DC/DC变换电路能够将输入的电池电压进行升压处理得到高压直流，DC/AC变换电路能够将输入的高压直流转换成50HZ的交流；电池组为小容量电池组，电池组的电压在DC48V及以下；充电器的规格是与电池组相匹配。

如图2所示，在UPS出现故障满足旁路切换的情况下，不管UPS面板上的选通开关处于哪种模式，其UPS交流输入端和输出端通过UPS内部的“旁路转换开关”实现市电直通输出，UPS输出1、输出2端口均输出交流50HZ电源；

在UPS正常工作的情况下，UPS的输出模式取决于UPS面板上的选通开关所处的状态：

①在仅交流输出模式下(开关1闭合，开关2断开)，不论市电停电与否，UPS输出1端口为后续负载提供质量较高的不间断交流电源，UPS输出2端口为无电源输出；

②在仅高压直流输出模式下(开关1断开，开关2闭合)，不论市电停电与否，UPS输出2端口为后续负载提供不间断的高压直流输出，UPS输出1端口为无输出；

③在交直流输出兼备模式下(开关1、开关2均闭合)UPS输出1端口提供高质量不间断的交流电源，输出2端口提供不间断的高压直流电源，两个端口输出的总功率为UPS标称容量，而每个端口的输出功率可动态变化，此消彼长。

在本实施方式中，逆变器中的DC/DC变换电路能够将输入的电池电压进行升压处理得到高压直流，DC/AC变换电路能够将输入的高压直流转换成50HZ的交流；整流器为4个二极管连接的一般结构，电池组为大容量的电池组。

如图3所示，在UPS出现故障满足旁路切换的情况下，不管UPS面板上的选通开关处于哪种模式，其UPS交流输入端和输出端通过UPS内部的“旁路转换开关”实现市电直通输出，UPS输出1、输出2端口均输出交流50HZ电源；

在UPS正常工作的情况下，UPS的输出模式取决于UPS面板上的选通开关所处的状态：

①在仅交流输出模式下(开关1闭合，开关2断开)，不论市电停电与否，UPS输出1端口为后续负载提供质量较高的不间断交流电源，UPS输出2端口为无电源输出；

②在仅高压直流输出模式下(开关1断开，开关2闭合)，不论市电停电与否，UPS输出2端口为后续负载提供不间断的高压直流输出，UPS输出1端口为无输出；

③在交直流输出兼备模式下(开关1、开关2均闭合)UPS输出1端口提供高质量不间断的交流电源，输出2端口提供不间断的高压直流电源，两个端口输出的总功率为UPS标称容量，而每个端口的输出功率可动态变化，此消彼长。

在本实施例中，逆变器中的DC/DC双向变换电路和DC/AC双向变换电路在工作时，可通过检测输入输出电压状况，进行双向变换工作方式。DC/AC双向变换电路能够将市电输入的交流转换成直流，或者将来自电池组经DC/DC双向变换电路升压后的直流转换成交流；DC/DC双向变换电路能够将输入的直流转换成低压直流供电池组充电，也能将电池组中的低压直流转换成高压直流。

如图4及图6所示为交流检测与触发电路原理：运放U1及其外围电路完成交流电的降压与整流功能，将高电压交流电变成低电压的脉动直流电，其1脚和7脚输出均为正弦半波信号，两者相位相差180度。通过R20、R21、C4、R24、R25、VT3整形后得到与输入交流电同频的过零脉冲信号SYNC，脉冲宽度1ms(改变R20、R21与R24的阻值比例可改变脉冲宽度)；该信号经R16、C3滤波后，其幅值不足以让VD1、VT1导通，VT1处于截止状态，VT2导通，继电器REL1线圈获得工作电压，其常开节点闭合，输入的交流电得以正常输出。一旦输入交流电中断，运放U11脚和7脚输出均为低电平，信号SYNC由脉冲变成高电平，VD1、VT1导通，VT2处于截止状态，继电器REL1线圈失去工作电压，其常开节点断开，常闭节点闭合，输出选择逆变器输出。

如图5及图6所示为UPS故障检测与旁路触发电路原理：UPS输出电压经整流桥B1整流后得到高压直流电，经R26、R27、R31、C5降压滤波后送到比较器U2的5脚，与U2的6脚的给定信号进行比较，比较器U2B的7脚输出高/低电平；当UPS输出电压正常时，U2的5脚的电压高于与U2的6脚的电压，VT4导通，继电器REL2线圈获得工作电压，其常开节点闭合，UPS输出继电器REL2闭合的常开节点得以正常输出；一旦UPS输出电压不正常，U2的5脚的电压低于与U2的6脚的电压，VT4截止，继电器REL2线圈失去工作电压，其常开节点断开，常闭节点闭合，旁路输入经继电器REL2闭合的常闭节点得以正常输出。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (14)

1.一种UPS电源，其特征在于，包括电源输入端、逆变器、交流检测与触发电路及切换开关； 

所述逆变器包括DC/DC变换电路及与所述DC/DC变换电路相连的DC/AC变换电路； 

所述切换开关包括第一切换开关及第二切换开关； 

所述第一切换开关的第一输入端、所述第二切换开关的第一输入端、交流监测与触发电路的输入端及所述DC/DC变换电路的输入端分别与所述电源输入端并联； 

所述第一切换开关的第二输入端与所述DC/AC变换电路的输出端相连，所述第二切换开关的第二输入端与所述DC/DC变换电路的输出端相连； 

所述交流检测与触发电路的输出端分别与第一切换开关的控制输入端及第二切换开关的控制输入端相连。 

2.根据权利要求1所述的UPS电源，其特征在于，所述DC/DC变换电路通过面板选通开关分别与所述DC/AC变换电路和第二切换开关的第二输入端相连； 

所述面板选通开关包括第一开关及第二开关； 

所述第一开关的一端与DC/DC变换电路的输出端相连，所述第一开关的另一端与DC/AC变换电路的输入端的相连； 

所述第二开关的一端与DC/DC变换电路的输出端相连，所述第二开关的另一端与第二切换开关的第二输入端的相连。 

3.根据权利要求1所述的UPS电源，其特征在于，所述交流监测与触发电 路包括：第一运算放大器的反向输入端与第三电阻的一端相连，第三电阻的另一端与第二电阻的一端相连，第二电阻的另一端与第一电阻的一端相连，第一电阻的另一端与电源输入端的一端相连；第一运算放大器的正向输入端与第十三电阻的一端相连，第十三电阻的另一端与电源地相连；第一运算放大器的负电源端与电源地相连；第一运算放大器的正电源端与第二电容的一端相连，第二电容的另一端与电源地相连，第一运算放大器的正电源端又与第一电源相连；第一运算放大器的输出端与第四电阻的一端相连，第四电阻的另一端与第一运算放大器的反向输入端相连； 

第二运算放大器的正向输入端与第十二电阻的一端相连，第十二电阻的另一端与电源地相连，第二运算放大器的正向输入端又与第十一电阻的一端相连，第十一电阻的另一端与第二电阻的一端相连，第十一电阻的另一端又与第九电阻的一端相连，第九电阻的另一端与第二电源相连；第二运算放大器的反向输入端与第十五电阻的一端相连，第十五电阻的另一端与第十四电阻的一端相连，第十四电阻的另一端与第一运算放大器的正向输入端相连；第十五电阻的另一端又与第十电阻的一端相连，第十电阻的另一端与第二电源相连，第十五电阻的一端还与第八电阻的一端相连，第八电阻的另一端与第七电阻的一端相连，第七电阻的另一端与电源输入端的另一端相连；第二运算放大器的输出端与第十七电阻的一端相连，第十七电阻的另一端与第二放大器的反向输入端相连； 

第三三极管的基极与第二十一电阻的一端相连，第二十一电阻的另一端与第一运算放大器的输出端相连，第三三极管的基极又与第二十电阻的一端相连，第二十电阻的另一端与第二放大器的输出端相连，第三三极管的基极还与第二十四电阻的一端相连，第二十四电阻的另一端与三极管的发射极相连，第二十 四电阻的另一端又与电源地相连，第二十四电阻的另一端还与第四电容的一端相连，第四电容的另一端与第三三极管的基极相连，第三三极管的集电极与第二十五电阻相连，第二十五电阻的另一端与第二电源相连； 

第一三极管的集电极与第十八电阻的一端相连，第十八电阻的另一端与第二电源相连，第一三极管的发射极与电源地相连，第一三极管的基极与第十九电阻的一端相连，第十九电阻的另一端与电源地相连，第一三极管的基极还与第一二极管的负极相连，第一二极管的正极与第三电容的一端相连，第三电容的另一端与电源地相连，第一二极管的正极又与第十六电阻的一端相连，第十六电阻的另一端与第三三极管的集电极相连；第二三极管的基极与第二十二电阻的一端相连，第二十二电阻的另一端与第一三极管的集电极相连，第二三极管的基极又与第二十三电阻的一端相连，第二十三电阻的另一端与第二三极管的发射极相连，第二十三电阻的另一端又与电源地相连； 

第二三极管的集电极分别与第一切换开关的控制输入端及第二切换开关的控制输入端相连。 

4.根据权利要求1所述的UPS电源，其特征在于，所述第一切换开关为第一一继电器，所述第二切换开关为第一二继电器； 

所述第一一继电器的第一输入回路为第一切换开关的第一输入端，所述第一一继电器的第二输入回路为第一切换开关的第二输入端；所述第一一继电器的控制输入端为第一切换开关的控制输入端，所述第一一继电器的正电源端与第一电源相连； 

所述第一二继电器的第一输入回路为第二切换开关的第一输入端，所述第一二继电器的第二输入回路为第二切换开关的第二输入端；所述第一二继电器 的控制输入端为第二切换开关的控制输入端，所述第一二继电器的正电源端与第一电源相连。 

5.根据权利要求1-4之一所述的UPS电源，其特征在于，所述电源输入端包括输入滤波电路、充电器及电池组， 

所述输入滤波电路的输入端与市电相连，所述输入滤波电路的输出端分别与充电器的输入端、交流监测与触发电路输入端、第一切换开关的第一输入端及第二切换开关的第一输入端相连，所述电池组的输出端分别与所述充电器的输出端及DC/DC变换电路输入端相连。 

6.根据权利要求1-4之一所述的UPS电源，其特征在于，所述电源输入包括输入滤波电路、整流器及电池组； 

所述输入滤波电路的输入端与市电相连，所述输入滤波电路的输出端分别与整流器的输入端、交流监测与触发电路的输入端、第一切换开关的第一输入端及第二开关的第一输入端相连，所述电池组的输出端分别与所述整流器的输出端及DC/DC变换电路输入端相连。 

7.根据权利要求1-4之一所述的UPS电源，其特征在于，所述电源输入包括输入滤波电路电池组； 

所述输入滤波电路的输入端与市电相连，所述输入滤波电路的输出端与交流监测与触发电路的输入端、第一切换开关的第一输入端及第二开关的第一输入端相连，所述电池组的输出端与所述DC/DC变换电路输入端相连。 

8.一种UPS电源，其特征在于，包括电源输入端，逆变器、UPS故障检测与旁路触发电路及旁路切换开关； 

所述逆变器包括DC/DC变换电路及与所述DC/DC变换电路相连的DC/AC变 换电路； 

所述旁路切换开关包括第一旁路切换开关及第二旁路切换开关； 

所述第一旁路切换开关的第一输入端、所述第二旁路切换开关的第一输入端及所述DC/DC变换电路的输入端分别与所述电源输入端并联，所述第一切换开关的第二输入端与所述DC/AC变换电路的输出端相连，所述第二切换开关的第二输入端与所述DC/DC变换电路的输出端相连； 

所述UPS故障检测与旁路触发电路的输入端分别与所述第一旁路切换开关的第二输入端及第二旁路切换开关的第二输入端相连；所述UPS故障检测与旁路触发电路的输出端分别与第一旁路切换开关的控制输入端及第二旁路切换开关的控制输入端相连。 

9.根据权利要求8所述的UPS电源，其特征在于，所述DC/DC变换电路通过面板选通开关分别与所述DC/AC变换电路和第二切换开关的第二输入端相连； 

所述面板选通开关包括第一开关及第二开关； 

所述第一开关的一端与DC/DC变换电路的输出端相连，所述第一开关的另一端与DC/AC变换电路的输入端的相连； 

所述第二开关的一端与DC/DC变换电路的输出端相连，所述第二开关的另一端与第二切换开关的第二输入端的相连。 

10.根据权利要求8所述的UPS电源，其特征在于，所述UPS故障检测与旁路触发电路包括：整流桥的第一输出端与第二十六电阻的一端相连，第二十六电阻的另一端与第二十七电阻的一端相连，第二十七电阻的另一端与第三十一电阻的一端相连，第三十一电阻的另一端与整流桥的第二输出端相连，第二 十七电阻的另一端又与第五电容的一端相连，第五电容的另一端与电源地相连，第五电容的另一端又与整流桥的第二输出端相连，第二十七电阻的另一端还与第三十二电阻的一端相连，第三十二电阻的另一端与比较器的正向输入端相连，比较器的反向输入端与第二十九电阻的一端相连，第二十九电阻的另一端与电源地相连，比较器的反向输入端又与第二十八电阻的一端相连，第二十八电阻的另一端与第一电源相连，比较器的输出端与第三十电阻的一端相连，第三十电阻的另一端与第四三极管的基极相连，第三十电阻的另一端又与第三十三电阻的一端相连，第三十三电阻的另一端与第四三极管的发射极相连，第三十三电阻的另一端又与电源地相连，第四三极管的集电极与第一旁路切换开关的控制输入端相连；整流桥′的第一输出端与第二十六′电阻的一端相连，第二十六′电阻的另一端与第二十七′电阻的一端相连，第二十七′电阻的另一端与第三十一′电阻的一端相连，第三十一′电阻的另一端与整流桥′的第二输出端相连，第二十七′电阻的另一端又与第五′电容的一端相连，第五′电容的另一端与电源地相连，第五′电容的另一端又与整流桥′的第二输出端相连，第二十七′电阻的另一端还与第三十二′电阻的一端相连，第三十二′电阻的另一端与比较器′的正向输入端相连，比较器′的反向输入端与第二十九′电阻的一端相连，第二十九′电阻的另一端与电源地相连，比较器′的反向输入端又与第二十八′电阻的一端相连，第二十八′电阻的另一端与第一电源相连，比较器′的输出端与第三十′电阻的一端相连，第三十′电阻的另一端与第四′三极管的基极相连，第三十′电阻的另一端又与第三十三′电阻的一端相连，第三十三′电阻的另一端与第四′三极管的发射极相连，第三十三′电阻的另一端又与电源地相连，第四′三极管的集电极与第二旁路切换开关的控制输入 端相连。 

11.根据权利要求8所述的UPS电源，其特征在于，所述第一旁路切换开关为第二一继电器，第二旁路切换开关为第二二继电器； 

所述第二一继电器的第一输入回路为第一旁路切换开关的第一输入端，所述第二一继电器的第二输入回路为第一旁路切换开关的第二输入端；所述第二一继电器的控制输入端为第一切换开关的控制输入端，所述第二一继电器的正电源端与第一电源相连； 

所述第二二继电器的第一输入回路为第二旁路切换开关的第一输入端，所述第二二继电器的第二输入回路为第二切换开关的第二输入端；所述第二二继电器的控制输入端为第二切换开关的控制输入端，所述第二二继电器的正电源端与第一电源相连。 

12.根据权利要求8-11之一所述的UPS电源，其特征在于，所述电源输入端包括输入滤波、充电器及电池组； 

所述输入滤波的输入端与市电相连，所述输入滤波的输出端分别与充电器的输入端、第一旁路切换开关的第一输入端及第二旁路切换开关的第一输入端相连，所述电池组的输出端分别与所述充电器的输出端及DC/DC变换电路输入端相连。 

13.根据权利要求8-11之一所述的UPS电源，其特征在于，所述电源输入包括输入滤波、整流器及电池组； 

所述输入滤波的输入端与市电相连，所述输入滤波的输出端分别与整流器的输入端、第一旁路切换开关的第一输入端及第二旁路开关的第一输入端相连，所述电池组的输出端分别与所述整流器的输出端及DC/DC变换电路输入端相连。 

14.根据权利要求8-11之一所述的UPS电源，其特征在于，所述电源输入包括输入滤波及电池组； 

所述输入滤波的输入端与市电相连，所述输入滤波的输出端分别与第一旁路切换开关的第一输入端及第二旁路开关的第一输入端相连，所述电池组的输出端与所述DC/DC变换电路输入端相连。