CN204669077U - 在线式不间断电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种在线式不间断电源，包括与市电连接的变压器、整流电路、逆变器、隔离变压器、转换开关、备用蓄电池以及充电电路，还包括用于检测电源工作状态的检测单元、与检测单元输出端连接的监控单元以及与所述监控单元通信连接的远程监控单元，所述监控单元还与转换开关以及隔离输出开关电路连接；能够在工作过程中对于自身状态以及电网中的电能质量状态进行准确检测，并将检测参数发送到监控中心，能够根据监测的参数结果判断故障位置并及时报警，工作人员能够及时作出应对策略并排除故障，从而确保负载能够持续稳定运行。

Description

在线式不间断电源

技术领域

本实用新型涉及一种电源，尤其涉及一种在线式不间断电源。

背景技术

现代社会中，电能是使用最为广泛的能源，随着科学技术的发展，对于电能的质量要求也越来越高，比如在互联网中，供电故障将对数据安全性带来致命影响，因此，为了保证供电的稳定，人们逐渐提出了不间断电源(英文简称UPS)；现有的不间断电源虽然能够为负载提供较为稳定的供电，但是现有的不间断电源仍然存在如下问题：在供电过程中，不间断电源仍然存在故障，这些故障一方面来自于电网，比如电网的电压不稳，波动剧烈，另一方面来自于电源自身，比如逆变器故障，然而现有的电源并不能够对故障进行检测，因此对负载的稳定运行造成严重影响。

因此，需要提出一种新的不间断电源，能够在工作过程中对于自身状态以及电网中的电能质量状态进行准确检测，并能够根据监测的参数结果判断故障位置并及时报警，工作人员能够及时作出应对策略并排除故障，从而确保负载能够持续稳定运行。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种在线式不间断电源，能够在工作过程中对于自身状态以及电网中的电能质量状态进行准确检测，并能够根据监测的参数结果判断故障位置并及时报警，工作人员能够及时作出应对策略并排除故障，从而确保负载能够持续稳定运行。

本实用新型提供的一种在线式不间断电源，包括与市电连接的变压器、整流电路、逆变器、隔离变压器、转换开关、备用蓄电池以及充电电路，所述整流电路的输入端与变压器连接，逆变器的输入端与整流电路的输出端连接，隔离变压器的输入端与逆变器的输出端连接，隔离变压器的输出端通过转换开关与负载连接，所述变压器的输出端还与转换开关连接，所述充电电路的输入端与变压器的输出端连接，充电电路的输出端与备用蓄电池连接，所述备用蓄电池通过隔离输出开关电路与逆变器的输入端连接；

还包括用于检测电源工作状态的检测单元、与检测单元输出端连接的监控单元以及与所述监控单元通信连接的远程监控单元，所述监控单元还与转换开关以及隔离输出开关电路连接；

所述检测单元包括第一电压检测单元、第一电流检测单元、第二电压检测单元、第二电流检测单元、第三电压检测单元以及第三电流检测单元，所述第一电压检测单元和第一电流检测单元设置于变压器的输入端，第二电压检测单元以及第二电流检测单元设置于逆变器的输入端，第三电压检测单元和第三电流检测单元设置于逆变器的输出端。

进一步，所述监控单元包括输入端与检测单元输出端连接的前置处理电路、与前置处理电路输出端连接的第一比较器、与前置处理电路输出端连接的第二比较器、中央处理电路以及与中央处理电路连接的报警器，所述中央处理电路的输入端与第一比较器、第二比较器以及前置处理电路的输出端连接，中央处理电路还与第三电压检测单元和第三电流检测单元输出端连接，中央处理电路与远程监控终端通信连接；监控单元还包括通断开关，所述通断开关设置于整流电路的输出端，所述通断开关的控制端与中央处理电路连接。

进一步，所述远程监控单元包括远程监控服务器、与远程监控服务器连接的远程显示器以及与远程监控服务器连接的远程报警器，所述远程监控服务器与监控单元通信连接。

进一步，还包括备用电池管理单元，所述备用电池管理单元包括电池电压采集电路、电池电流采集电路、计时电路以及电池管理芯片，所述电池电压采集电路和电池电流采集电路与电池管理芯片连接，计时电路与所述电池管理芯片连接，所述电池管理芯片与监控单元通信连接，所述电池管理芯片还与充电电路连接。

进一步，还包括保护电路，所述保护电路包括设置于整流电路输出端的第一保护电路和设置于隔离变压器输出端的第二保护电路。

进一步，所述第一保护电路包括电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2、二极管D7以及二极管D8；

所述二极管D7的正极与整流电路的正输出端连接，二极管D7的负极通过电容C1与整流电路的负输出端连接，所述电阻R1的一端与二极管D7正极连接，另一端与二极管D7和电容C1的公共连接点连接；

所述二极管D8的正极与逆变器的正输出端连接，二极管D7的负极通过电容C2与逆变器的负输出端连接，所述电阻R2的一端与二极管D8正极连接，另一端与二极管D8和电容C2的公共连接点连接。

本实用新型的有益效果：本实用新型的在线式不间断电源，能够在工作过程中对于自身状态以及电网中的电能质量状态进行准确检测，并将检测参数发送到监控中心，能够根据监测的参数结果判断故障位置并及时报警，工作人员能够及时作出应对策略并排除故障，从而确保负载能够持续稳定运行。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型的原理框图。

图2为本实用新型的整流电路、保护电路以及逆变器的电路原理图。

具体实施方式

图1为本实用新型的原理框图，图2为本实用新型的整流电路、保护电路以及逆变器的电路原理图，如图所示，本实用新型提供的一种在线式不间断电源，包括与市电连接的变压器、整流电路、逆变器、隔离变压器、转换开关、备用蓄电池以及充电电路，所述整流电路的输入端与变压器连接，逆变器的输入端与整流电路的输出端连接，隔离变压器的输入端与逆变器的输出端连接，隔离变压器的输出端通过转换开关与负载连接，所述变压器的输出端还与转换开关连接，所述充电电路的输入端与变压器的输出端连接，充电电路的输出端与备用蓄电池连接，所述备用蓄电池通过隔离输出开关电路与逆变器的输入端连接；

还包括用于检测电源工作状态的检测单元、与检测单元输出端连接的监控单元以及与所述监控单元通信连接的远程监控单元，所述监控单元还与转换开关以及隔离输出开关电路连接；

所述检测单元包括第一电压检测单元、第一电流检测单元、第二电压检测单元、第二电流检测单元、第三电压检测单元以及第三电流检测单元，所述第一电压检测单元和第一电流检测单元设置于变压器的输入端，第二电压检测单元以及第二电流检测单元设置于逆变器的输入端，第三电压检测单元和第三电流检测单元设置于逆变器的输出端，本实用新型的在线式不间断电源，能够在工作过程中对于自身状态以及电网中的电能质量状态进行准确检测，并将检测参数发送到监控中心，能够根据监测的参数结果判断故障位置并及时报警，工作人员能够及时作出应对策略并排除故障，从而确保负载能够持续稳定运行，其中，上述的各采集单元可以采用现有的采集电路或者传感器。

本实施例中，所述监控单元包括输入端与检测单元输出端连接的前置处理电路、与前置处理电路输出端连接的第一比较器、与前置处理电路输出端连接的第二比较器、中央处理电路以及与中央处理电路连接的报警器，所述中央处理电路的输入端与第一比较器、第二比较器以及前置处理电路的输出端连接，中央处理电路还与第三电压检测单元和第三电流检测单元输出端连接，中央处理电路与远程监控终端通信连接，监控单元还包括通断开关，所述通断开关设置于整流电路的输出端，所述通断开关的控制端与中央处理电路连接，其中，前置处理电路用于对采集的信号进行放大、滤波以及模数转换处理，所述中央处理电路采用现有的单片机，比如AVR单片机等。

本实施例中，所述远程监控单元包括远程监控服务器、与远程监控服务器连接的远程显示器以及与远程监控服务器连接的远程报警器，所述远程监控服务器与监控单元通信连接。

本实施例中，还包括备用电池管理单元，所述备用电池管理单元包括电池电压采集电路、电池电流采集电路、计时电路以及电池管理芯片，所述电池电压采集电路和电池电流采集电路与电池管理芯片连接，计时电路与所述电池管理芯片连接，所述电池管理芯片与监控单元通信连接，所述电池管理芯片还与充电电路连接。

本实施例中，还包括保护电路，所述保护电路包括设置于整流电路输出端的第一保护电路和设置于隔离变压器输出端的第二保护电路，其中第二保护电路用于对负载进行保护，采用过流过压保护电路。

本实施例中，所述第一保护电路包括电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2、二极管D7以及二极管D8；

所述二极管D7的正极与整流电路的正输出端连接，二极管D7的负极通过电容C1与整流电路的负输出端连接，所述电阻R1的一端与二极管D7正极连接，另一端与二极管D7和电容C1的公共连接点连接，其中，电容C1吸收整流电路输出的尖峰电压，然后通过电阻R1以及逆变器的IGBT进行放电，从而保护逆变器；

所述二极管D8的正极与逆变器的正输出端连接，二极管D7的负极通过电容C2与逆变器的负输出端连接，所述电阻R2的一端与二极管D8正极连接，另一端与二极管D8和电容C2的公共连接点连接，通过这种结构，利用电容电压不能瞬变的特性，能够对逆变器进行良好的保护，而且这种结构简单，制造成本低，而且保护效果良好。

下面对本实用新型的工作原理进行介绍：

当电网由电能输出时，由变压器、整流电路、逆变器、隔离变压器以及转换开关构成的主供电电路向负载进行供电，在该主供电电路供电时，第一电压检测单元和第二电压检测单元用于对电网输出的电压和电流进行检测，并输入到第一比较器中，第一比较器将检测的参数与设定的参数比较器，是否超过设定的参数范围，如果超出范围过大，比如电网输出的瞬时电压超过设定的上限参数较多，而且多次超出该上限参数，那么中央处理电路将通断开关断开，暂停由电网供电，转而由蓄电池进行供电，如果电网输出的瞬时电压小于设定的下限参数，此时处于欠压状态，中央处理电路同样控制通断开关断开，转而由蓄电池供电，隔离输出开关电路导通；

当电网无电能输出且备用蓄电池的电压即将达到最低放电电压，那么中央处理电路输出告警命令，向监控服务器请求是否停电处理或者采取其他措施；

当电网有电能输出，但是第二电压检测单元、第二电流检测单元、第三电压检测单元以及第三电流检测单元的检测信号输入到到第二比较器中，与设定的参数比较均出现异常，那么此时证明逆变器存在故障，那么此时隔离输出开关电路断开，通断开关断开，变压器输出的电能直接通过转换开关向负载提供；另一方面，第三电流检测单元和第三电压检测单元还将检测到信号传输到中央处理电路，中央处理电路对逆变器输出的电压和电流信号的相位进行分析，通过检测到的实际输出电流、电压的相位与设定的控制相位相比是否出现较大偏差，如果出现偏差较大，则证明逆变器存在故障，包括器件故障以及控制逻辑故障等。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种在线式不间断电源，其特征在于：包括与市电连接的变压器、整流电路、逆变器、隔离变压器、转换开关、备用蓄电池以及充电电路，所述整流电路的输入端与变压器连接，逆变器的输入端与整流电路的输出端连接，隔离变压器的输入端与逆变器的输出端连接，隔离变压器的输出端通过转换开关与负载连接，所述变压器的输出端还与转换开关连接，所述充电电路的输入端与变压器的输出端连接，充电电路的输出端与备用蓄电池连接，所述备用蓄电池通过隔离输出开关电路与逆变器的输入端连接；

还包括用于检测电源工作状态的检测单元、与检测单元输出端连接的监控单元以及与所述监控单元通信连接的远程监控单元，所述监控单元还与转换开关以及隔离输出开关电路连接；

所述检测单元包括第一电压检测单元、第一电流检测单元、第二电压检测单元、第二电流检测单元、第三电压检测单元以及第三电流检测单元，所述第一电压检测单元和第一电流检测单元设置于变压器的输入端，第二电压检测单元以及第二电流检测单元设置于逆变器的输入端，第三电压检测单元和第三电流检测单元设置于逆变器的输出端。

2.根据权利要求1所述在线式不间断电源，其特征在于：所述监控单元包括输入端与检测单元输出端连接的前置处理电路、与前置处理电路输出端连接的第一比较器、与前置处理电路输出端连接的第二比较器、中央处理电路以及与中央处理电路连接的报警器，所述中央处理电路的输入端与第一比较器、第二比较器以及前置处理电路的输出端连接，中央处理电路还与第三电压检测单元和第三电流检测单元输出端连接，中央处理电路与远程监控终端通信连接；

监控单元还包括通断开关，所述通断开关设置于整流电路的输出端，所述通断开关的控制端与中央处理电路连接。

3.根据权利要求1所述在线式不间断电源，其特征在于：所述远程监控单元包括远程监控服务器、与远程监控服务器连接的远程显示器以及与远程监控服务器连接的远程报警器，所述远程监控服务器与监控单元通信连接。

4.根据权利要求1所述在线式不间断电源，其特征在于：还包括备用电池管理单元，所述备用电池管理单元包括电池电压采集电路、电池电流采集电路、计时电路以及电池管理芯片，所述电池电压采集电路和电池电流采集电路与电池管理芯片连接，计时电路与所述电池管理芯片连接，所述电池管理芯片与监控单元通信连接，所述电池管理芯片还与充电电路连接。

5.根据权利要求1所述在线式不间断电源，其特征在于：还包括保护电路，所述保护电路包括设置于整流电路输出端的第一保护电路和设置于隔离变压器输出端的第二保护电路。

6.根据权利要求5所述在线式不间断电源，其特征在于：所述第一保护电路包括电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2、二极管D7以及二极管D8；

所述二极管D7的正极与整流电路的正输出端连接，二极管D7的负极通过电容C1与整流电路的负输出端连接，所述电阻R1的一端与二极管D7正极连接，另一端与二极管D7和电容C1的公共连接点连接；

所述二极管D8的正极与逆变器的正输出端连接，二极管D7的负极通过电容C2与逆变器的负输出端连接，所述电阻R2的一端与二极管D8正极连接，另一端与二极管D8和电容C2的公共连接点连接。