CN205283243U - 不间断电源系统输出控制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种不间断电源系统输出控制电路，包括：逆变电源、旁路电源、双路供电切换装置以及不间断电源系统UPS输出端，所述双路供电切换装置包括开关电路与控制电路，通过控制电路控制开关电路，使得UPS输出在逆变电压与旁路电源之间切换的输出掉电时长小于5ms，即UPS输出掉电时长小于5ms，提高了开关电路的使用寿命，从而提高UPS的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及双路供电技术，尤其涉及一种不间断电源系统输出控制电路。
背景技术
随着电气化的广泛应用，在众多领域中都存在不可断电的重要设备。为保证对这些重要设备不间断的供电，通常采用不间断电源系统(UninterruptiblePowerSystem，UPS)对其供电。
一般来说，UPS包括：旁路电源、逆变电源、双路供电切换装置及输出端。当逆变电源供电发生中断时，双路供电切换装置将供电电路切换到旁路电源，由旁路电源为重要设备进行供电。同理，当旁路电源供电发生中断时，双路供电切换装置将供电电路切换到逆变电源，由逆变电源为重要设备进行供电。其中，双路供电切换装置包括接触器、可控硅等。上述切换过程中存在输出掉电的情况，即旁路电源与逆变电源同时输出端断开的状态，通常，输出掉电允许的最大时长为5ms。由于接触器的线包需要220V交流电源驱动，接触器的吸合或断开的时间均在20ms以上。为满足逆变电源与旁路电源之间切换间隔小于5ms，当UPS中其中一种电源供电发生中断时，逆变电源与旁路电源之间共通，供电电路切换成功后逆变电源与旁路电源才断开。
然而，上述供电电路切换过程中，双路供电切换装置的接触器断开时没有保护电路，而接触器大电流断开时可能存在粘连，容易损坏开关电路，导致供电电路切换失败。因此，上述的UPS可靠性差。
实用新型内容
本实用新型提供一种不间断电源系统输出控制电路，以提高UPS供电的可靠性。
第一个方面，本实用新型提供一种不间断电源系统输出控制电路，包括：
逆变电源、旁路电源、双路供电切换装置以及不间断电源系统UPS输出端，所述双路供电切换装置包括开关电路与控制电路，其中，
所述逆变电源的第一输出端与所述开关电路的第一输入端连接，所述逆变电源的第二输出端与所述控制电路的逆变电源采样端连接；
所述旁路电源的第一输出端与所述开关电路的第二输入端连接，所述旁路电路的第二输出端与所述控制电路的旁路电源采样端连接；
所述开关电路的第三输入端与所述控制电路的驱动输出端连接，所述开关电路的输出端与所述UPS输出端连接；
所述UPS输出端的第一输出端与所述控制电路的输出电压采样端连接，所述UPS输出端的第二输出端与所述控制电路的输出电流采样端连接；
所述控制电路用于控制所述开关电路，使得所述UPS输出在所述逆变电压与所述旁路电源之间切换的输出掉电时长小于5ms。
可选的，所述逆变电源的第二输出端具有逆变电源采样电路，所述逆变电源采样电路与所述控制电路的逆变电源采样端连接。
可选的，所述旁路电路的第二输出端具有旁路电源采样电路，所述旁路电源采样电路与所述控制电路的旁路电源采样端连接。
可选的，所述开关电路的所述第三输入端包括：第一继电器与第二继电器，以及第一可控硅与第二可控硅，其中，所述第一继电器与所述第一可控硅并联，所述第二继电器与所述第二可控硅并联，所述第一继电器的线包、所述第二继电器的线包、所述第一可控硅的控制级与所述第二可控硅的控制级与所述控制电路的驱动输出端连接。
可选的，所述第一继电器和/或所述第一可控硅闭合，所述第二继电器与所述第二可控硅断开，所述旁路电源供电；
所述第二继电器和/或所述第二可控硅闭合，所述第一继电器与所述第一可控硅断开，所述旁路电源供电；
所述第一继电器、所述第一可控硅、所述第二继电器与所述第二可控硅均闭合，所述逆变电源与所述旁路电源共通，所述共通时长小于10ms；
所述第一继电器、所述第一可控硅、所述第二继电器与所述第二可控硅均断开，所述UPS输出端掉电。
可选的，所述UPS输出端的第一输出端具有输出电压采样电路，所述输出电压采样电路与所述控制电路的输出电压采样端连接；所述UPS输出端的第二输出端具有输出电流采样电路，所述输出电流采样电路与所述控制电路的输出电流采样端连接。
可选的，所述控制电路为数字信号处理DSP电路。
本实用新型实施例提供的不间断电源系统输出控制电路，包括：逆变电源、旁路电源、双路供电切换装置以及不间断电源系统UPS输出端，所述双路供电切换装置包括开关电路与控制电路，通过控制电路控制开关电路，使得UPS输出在逆变电压与旁路电源之间切换的输出掉电时长小于5ms，即UPS输出掉电时长小于5ms，提高了开关电路的使用寿命，从而提高UPS的可靠性。同时，该UPS具有功率损耗小、电路可靠性高、成本价格低廉、线路结构简单、体积小、重量轻等特点。
附图说明
图1为本实用新型一实施例提供的不间断电源系统输出控制电路的结构示意图；
图2为本实用新型一实施例提供的UPS的开关电路的电路结构示意图；
图3为本实用新型一实施例提供的UPS的工作时序图。
具体实施方式
图1为本实用新型一实施例提供的不间断电源系统输出控制电路的结构示意图。如图1所述，本实施例提供的UPS包括：逆变电源、旁路电源、双路供电切换装置以及不间断电源系统UPS输出端，所述双路供电切换装置包括开关电路与控制电路，例如数字信号处理(DigitalSignalProcessor，DSP)电路，其中，所述逆变电源的第一输出端与所述开关电路的第一输入端连接，所述逆变电源的第二输出端与所述控制电路的逆变电源采样端连接；所述旁路电源的第一输出端与所述开关电路的第二输入端连接，所述旁路电路的第二输出端与所述控制电路的旁路电源采样端连接；所述开关电路的第三输入端与所述控制电路的驱动输出端连接，所述开关电路的输出端与所述UPS输出端连接；所述UPS输出端的第一输出端与所述控制电路的输出电压采样端连接，所述UPS输出端的第二输出端与所述控制电路的输出电流采样端连接。
具体的，旁路电源输与逆变电源均为交流电源，且旁路电源与逆变电源同频率同相位。UPS输出端供电在旁路电源、逆变电源间切换，旁路电源、逆变电源任一电源正常，则UPS输出端供电不间断。控制电路通过对逆变电源的逆变电源、旁路电源的旁路电源、UPS输出端的输出电压、UPS输出端的输出电流节进行采样，根据采样结果对开关电路控制，使UPS输出端的供电不间断。
本实用新型实施例提供的UPS，在进行供电电路切换时，控制电路控制开关电路，使得UPS输出在逆变电压与旁路电源之间切换的输出掉电时长小于5ms，UPS输出掉电，即旁路电源与逆变电源同时与UPS输出端断开的时长小于5ms。
本实用新型提供的UPS，包括：逆变电源、旁路电源、双路供电切换装置以及不间断电源系统UPS输出端，所述双路供电切换装置包括开关电路与控制电路，通过控制电路控制开关电路，使得UPS输出在逆变电压与旁路电源之间切换的输出掉电时长小于5ms，即UPS输出掉电时长小于5ms，提高了开关电路的使用寿命，从而提高UPS的可靠性。同时，该UPS具有功率损耗小、电路可靠性高、成本价格低廉、线路结构简单、体积小、重量轻等特点。
可选的，在本实用新型一实施例中，所述逆变电源的第二输出端具有逆变电源采样电路，所述逆变电源采样电路与所述控制电路的逆变电源采样端连接。
可选的，在本实用新型一实施例中，所述旁路电路的第二输出端具有旁路电源采样电路，所述旁路电源采样电路与所述控制电路的旁路电源采样端连接。
可选的，在本实用新型一实施例中，所述UPS输出端的第一输出端具有输出电压采样电路，所述输出电压采样电路与所述控制电路的输出电压采样端连接；所述UPS输出端的第二输出端具有输出电流采样电路，所述输出电流采样电路与所述控制电路的输出电流采样端连接。
可选的，在本实用新型一实施例中，所述开关电路的所述第三输入端包括：第一继电器与第二继电器，以及第一可控硅与第二可控硅，其中，所述第一继电器与所述第一可控硅并联，所述第二继电器与所述第二可控硅并联，所述第一继电器的线包、所述第二继电器的线包、所述第一可控硅的控制级与所述第二可控硅的控制级与所述控制电路的驱动输出端连接。具体的，可参见图2，图2为本实用新型一实施例提供的UPS的开关电路的电路结构示意图。
请参照图2，本实用新型提供的UPS，开关电路包括并联的第一可控硅Q1、第一继电器Q2，以及并联的第二可控硅Q3、第二继电器Q4。其中，第一继电器Q2的线包G2、第二继电器的线包G4、第一可控硅Q1的控制级G1与第二可控硅Q2的控制级G2均与控制电路的驱动输出端连接。
本实用新型提供的UPS，UPS输出端的供电状态包括：旁路供电、逆变供电、旁路供电切换逆变供电状态、逆变供电切换旁路供电状态和供电断开状态。本实用新型实施例中，继电器的开关特性为：对继电器的线包供电12ms后，继电器闭合，继电器通态功率损耗小；对继电器的线包断开供电10ms后，继电器断开；继电器闭合与断开时，继电器两端电压小于10V，继电器触点处于安全工作状态。可控硅的开关特性为：可控硅控制级收到闭合信号时，可控硅立刻闭合，可控硅通态功率损耗大；可控硅控制级收到断开信号时，可控硅通过电流为零时可控硅断开。因此，请参照图2，在供电电路的切换过程中，当第一继电器Q2和/或第一可控硅Q1闭合、第二继电器Q4与第二可控硅Q3断开时，由旁路电源供电；当第二继电器Q4和/或第二可控硅Q3闭合、第一继电器Q2与第一可控硅Q1断开时，由逆变电源供电；当第一继电器Q2、第一可控硅Q1、第二继电器Q4与第二可控硅Q3均闭合时，逆变电源与旁路电源共通，共通时长小于10ms，逆变电源与旁路电源处于安全工作状态；当第一继电器Q2、第一可控硅Q1、第二继电器Q4与第二可控硅Q3均断开时，UPS输出端掉电，掉电时长小于5ms。
下面，以供电电路由逆变电源供电转换为旁路电源供电的过程中，控制电路对开关电路中的继电器以及可控硅进行控制以实现供电电路的切换进行详细说明。具体的，可参见图3，图3为本实用新型一实施例提供的UPS的工作时序图。
请参照图3，t1时刻之前，第二继电器Q4、第二可控硅Q3闭合，第一继电器Q2、第二可控硅Q1断开，UPS输出端处于逆变电源供电状态。
在t1时刻，控制电路检测到逆变电源中断，需要将供电电路切换到旁路电源供电的状态。此时，控制电路切断对第二继电器Q4的线包的供电，第二继电器Q4、第二可控硅Q3闭合，第一继电器Q2、第二可控硅Q1断开，UPS输出端处于逆变电源供电状态。
在t2时刻，控制电路给第二可控硅Q3的控制级G3发送断开信号，此时，第二继电器Q4、第二可控硅Q3闭合，第一继电器Q2、第二可控硅Q1断开，UPS输出端处于逆变电源供电状态。
在t2～t3时段，第二继电器Q4断开，第二可控硅Q3闭合，第二继电器Q4断开时两端电压小于10V，第二继电器Q4安全断开；此时，第二可控硅Q3闭合，第二继电器Q4、第一继电器Q2、第二可控硅Q1断开，UPS输出端处于逆变电源供电状态。
t3时刻，第二可控硅Q3断开。
在t3时刻到t4时刻之间，第二继电器Q4、第二可控硅Q3，第一继电器Q2、第二可控硅Q1均断开，UPS输出端处于供电断开状态。控制电路根据输出电压采样端或输出电流采样端的检测，在3ms内检测出UPS输出端处于供电断开状态。
在t4时刻，输出控制电路给第一继电器Q2的线包G2供电，同时给第一可控硅Q1的控制级G1发送闭合信号。此时，第一可控硅Q1闭合，第一继电器Q1、第二可控硅Q3、第二继电器Q4断开，UPS输出端切换至旁路电源供电状态；
在t4至t5时段：
第一继电器Q2闭合，第一继电器Q2闭合时可第一控硅Q1已经闭合，第一继电器Q2触点两端电压小于10V，第二继电器Q2安全闭合。此时，第一继电器Q2、第一可控硅Q1闭合，第二继电器Q4、第二可控硅Q3断开，UPS输出端切换至旁路供电状态；
在t5时段后：
第一继电器Q2、第一可控硅Q1闭合，第二继电器Q4、第二可控硅Q3断开，UPS输出端旁路供电状态。
本实用新型提供的UPS旁路，采用继电器并联可控硅作为开关电路，降低了开关电路的成本和UPS的功率损耗；同时，使用控制电路对开关电路进行控制，提高了切换时开关电路的安全性，并且，控制电路通过快速判断UPS输出端端供电断开，保证了电路切换的时间间隔。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (7)
1.一种不间断电源系统输出控制电路，其特征在于，包括：逆变电源、旁路电源、双路供电切换装置以及不间断电源系统UPS输出端，所述双路供电切换装置包括开关电路与控制电路，其中，
所述逆变电源的第一输出端与所述开关电路的第一输入端连接，所述逆变电源的第二输出端与所述控制电路的逆变电源采样端连接；
所述旁路电源的第一输出端与所述开关电路的第二输入端连接，所述旁路电源的第二输出端与所述控制电路的旁路电源采样端连接；
所述开关电路的第三输入端与所述控制电路的驱动输出端连接，所述开关电路的输出端与所述UPS输出端连接；
所述UPS输出端的第一输出端与所述控制电路的输出电压采样端连接，所述UPS输出端的第二输出端与所述控制电路的输出电流采样端连接；
所述控制电路用于控制所述开关电路，使得所述UPS输出在所述逆变电源与所述旁路电源之间切换的输出掉电时长小于5ms。
2.根据权利要求1所述的UPS输出控制电路，其特征在于，所述逆变电源的第二输出端具有逆变电源采样电路，所述逆变电源采样电路与所述控制电路的逆变电源采样端连接。
3.根据权利要求1所述的UPS输出控制电路，其特征在于，所述旁路电路的第二输出端具有旁路电源采样电路，所述旁路电源采样电路与所述控制电路的旁路电源采样端连接。
4.根据权利要求1～3任一项所述的UPS输出控制电路，其特征在于，所述开关电路的所述第三输入端包括：第一继电器与第二继电器，以及第一可控硅与第二可控硅，其中，所述第一继电器与所述第一可控硅并联，所述第二继电器与所述第二可控硅并联，所述第一继电器的线包、所述第二继电器的线包、所述第一可控硅的控制级与所述第二可控硅的控制级与所述控制电路的驱动输出端连接。
5.根据权利要求4所述的UPS输出控制电路，其特征在于，
所述第一继电器和/或所述第一可控硅闭合，所述第二继电器与所述第二可控硅断开，所述旁路电源供电；
所述第二继电器和/或所述第二可控硅闭合，所述第一继电器与所述第一可控硅断开，所述旁路电源供电；
所述第一继电器、所述第一可控硅、所述第二继电器与所述第二可控硅均闭合，所述逆变电源与所述旁路电源共通，所述共通时长小于10ms；
所述第一继电器、所述第一可控硅、所述第二继电器与所述第二可控硅均断开，所述UPS输出端掉电。
6.根据权利要求1～3任一项所述的UPS输出控制电路，其特征在于，所述UPS输出端的第一输出端具有输出电压采样电路，所述输出电压采样电路与所述控制电路的输出电压采样端连接；所述UPS输出端的第二输出端具有输出电流采样电路，所述输出电流采样电路与所述控制电路的输出电流采样端连接。
7.根据权利要求1～3任一项所述的UPS输出控制电路，其特征在于，所述控制电路为数字信号处理DSP电路。
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|---|---|---|---|
| CN201521135014.0U CN205283243U (zh) | 2015-12-31 | 2015-12-31 | 不间断电源系统输出控制电路 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106229963A (zh) * | 2016-08-31 | 2016-12-14 | 广东新昇电业科技股份有限公司 | 一种可控硅多待压切换的控制电路 |
| CN108964246A (zh) * | 2018-07-25 | 2018-12-07 | 郑州云海信息技术有限公司 | 一种测试设备的主备电源切换方法及系统 |
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| CN106229963B (zh) * | 2016-08-31 | 2019-06-18 | 广东新昇电业科技股份有限公司 | 一种可控硅多待压切换的控制电路 |
| CN108964246A (zh) * | 2018-07-25 | 2018-12-07 | 郑州云海信息技术有限公司 | 一种测试设备的主备电源切换方法及系统 |
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