CN205595560U - 一种不断电排插 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种不断电排插，包括UPS控制器、逆变器、升压器、充电器和电池组，所述充电器与所述电池组连接在市电连通时为电池组充电，所述电池组与升压器、逆变器连接在市电断电时为排插上的电源输出接口供电，所述UPS控制器控制所述升压器、逆变器、充电器、电池组的切换。该不断电排插能够在市电断电的一段时间内继续为排插供电，使用户能够对重要资料进行紧急备份存档，正常关闭用电设备，减少了突然断电对用电设备造成的损害。

Description

一种不断电排插

技术领域

本实用新型涉及一种排插，尤其是涉及一种不断电排插。

背景技术

电器化时代的今天，人们对电器的依赖程度越来越大。然而，随着信息社会的发展，人们对系统的稳定性要求越来越高。当系统突然断电时，往往由于来不急备份而丢失重要数据，造成不可估量的损失。目前，对于部分极为重要的设备，一般会配备相应的UPS系统，以保证在断电情况下及时提供电力支持，保证用电设备不间断的电源供应。然而，现有的UPS工业化气息浓重，厚实笨重而且不美观，对于一些不需要持续提供电力支持的场合而言，成本较高，而且由于体积较大也不便于携带。

排插作为一种基本的电力设备，经常为各种用电设备提供供电接口，而且还能够保护用电设备，起到防浪涌、防短路、防过载、防雷击等作用。现有技术中公开了一种带USB接口的可移动充电插线板（CN204045862 U），在断电时，可通过内置储能器件为USB接口独立供电，对手机、MP3、MP4等移动设备充电。然而，对于其他非USB接口的用电设备而言，则无能为力。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种不断电的排插，能够在断电情况下持续为用电设备提供电源输出，保证用电设备的正常使用。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种不断电排插，包括UPS控制器、逆变器、升压器、充电器和电池组，其特征在于，所述充电器与所述电池组连接在市电连通时为电池组充电，所述电池组与升压器、逆变器连接在市电断电时为排插上的电源输出接口供电，所述UPS控制器控制所述升压器、逆变器、充电器、电池组的切换。

进一步，还包括USB充电器，所述USB充电器与所述UPS控制器连接，所述USB充电器包括市电和UPS电源输出两路供电。

进一步，所述USB充电器与光耦连接。

进一步，还包括夜灯应急灯，所述夜灯应急灯与所述USB充电器连接。

进一步，还包括无线控制器，所述无线控制器通过RS232与所述UPS控制器连接，所述无线控制器控制UPS系统的切换和/或排插上各电源输出接口的通断。

进一步，所述无线控制器采用ESP8266芯片，所述UPS控制器采用MC9S08芯片，ESP8266与MC9S08之间采用二极管和电阻进行钳位。

进一步，所述电池组由锂电池和BMS电池管理系统构成。

进一步，所述电池组可拆卸地连接于排插的一端。

进一步，所述排插上包括市电输出接口、不间断电源输出接口和/或USB电源输出接口。

进一步，所述排插上还包括市电开关、UPS开关和/USB开关。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1）将电池组与传统排插进行集成，通过UPS控制器控制电池组的充电和放电，在断电情况下通过升压电路为排插提供正常电源输出，保证了用电设备在突然断电情况下正常使用，便于用户资料的紧急备份与存档；

2）采用锂电池作为电池组，并通过可拆卸的方式与排插进行电连接，可将锂电池单元单独作为移动电源使用，扩展了传统插排的功能；

3）在排插上设置了无线控制模块，用户通过移动客户端可查看排插内UPS系统的工作状态，并控制各个电源输出接口的通断，方便用户管理。

附图说明

图1为本实用新型不断电排插的结构示意图；

图2为本实用新型不断电排插可拆卸的连接示意图；

图3为本实用新型后备式UPS可远程遥控的不断电排插的系统结构图；

图4为无线控制器与UPS控制器的电路连接图；

图5为USB充电器输入电路结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实用新型不断电排插主要由两部分构成，一部分为排插本体，另一部分为电池组，排插本体内部包含UPS控制器、逆变器、升压器、充电器，当市电正常时，排插本体通过UPS端的DC/DC转换器对电池组进行充电；当市电突然断电之后，UPS控制器将电池组切换至电源输出模式，经升压器和逆变器升压后为排插提供电能。在一种实施例中，排插本体上提供的电源输出接口均为不断电电源输出接口，当断电后，电池组同时为排插上的不断电电源输出接口供电。在另一实施例中，排插本体上提供的电源输出接口分为市电输出接口和不断电电源输出接口，其中，市电输出接口连接市电供电通路，仅在市电正常时提供电源输出，不断电电源输出接口同时连接市电供电通路和电池组供电通路，在市电正常供电和断电的情况下选择相应的供电通路。相应地，在排插本体上还可设置USB充电接口，同时连接市电供电通路和电池组供电通路，为手机等移动设备提供不断电电源供应。

优选的，为了提高电源模块的利用率，如图2所示，排插本体与电池组采用可拆卸的方式进行电连接。当需要时，电池组可拆卸单独作为移动电源使用。

为了更详细地说明本实用新型各个组件的连接与控制关系，图3示出了本实用新型另一实施例的系统结构图。本实施例采用后备式UPS进行说明，电池组采用锂电池与BMS电池管理单元构成，UPS控制器作为主控芯片。当市电断电时，UPS开始工作，电池组通过升压器将电池电压变成高压直流，再通过逆变器转换成排插的输出电源，逆变器的输出也作为USB充电器的电源，保证断电的时候USB也能继续保持有电状态。优选的，还包括无线控制器，无线控制器与UPS之间采用RS232实时通信控制UPS的状态切换，同时无线控制器通过UPS控制器控制各个电源输出接口开关的通断，UPS控制器将输入电压、输入电流、电池电压、电池电流、电池电量、输出电压、输出电流、告警信息等数据传输到无线控制器，无线控制器经过路由器传输到云端服务器，再由WIFI/3G/4G/GPRS等方式将信息传输到用户的移动客户端。数据传输是双向的，客户也可以根据需求将命令通过此路径传输到可遥控的不断电排插上，进行UPS开机、关机、开关机冻结等操作以及控制各个电源输出接口的通断。

在排插上电的时候，出于安全的考虑，USB电源输出接口以及其他排插电源输出接口都是没有电的状态。USB充电器有两路输入，一是市电，二是UPS的输出。市电正常的情况下通过市电输入整流，反激DC-DC变换成+5V输出。+5V输出通过D1和D3给无线控制器和UPS控制器作为辅助电源，无线控制器通过RS232与UPS控制器进行信息交互，查询UPS的状态、市电电压、电池电压等。所有采样正常后，通过排插上的UPS开关或者由移动客户端向无线控制器发送开启UPS指令，UPS控制器收到命令之后，判断是否具备UPS开启的条件，如符合即切换RLY2至节点1，由市电对UPS输出直供，同时开启充电器，由市电对电池组进行充电，此时UPS工作在充电模式。断电时，快速开启升压器将电池组电压切换成高压直流，再通过逆变器将高压直流转换成用电设备可用的交流电，将RLY2切换至节点2，由逆变器输出作为UPS输出，此时UPS工作在放电模式。在断电状态下，UPS控制器的辅助电源由电池电压通过线性芯片降压供电，而UPS输出通过整流二极管对USB充电器持续供电，USB充电器给无线控制器的+5V电压也能够平滑供应，保证在断电的情况下，移动客户端依旧能够对排插进行远程遥控。

排插上包含三个物理开关和一个触控开关，分别是USB开关、UPS开关、市电开关以及夜灯的触控开关，物理开关信号通过UPS控制器进行采集和处理。USB、UPS、和市电插头的实时状态也会通过RS232传输到无线控制器，再由无线控制器经过云端服务器传输给用户。触控开关信号通过无线控制器芯片进行采集和处理。当开关开启，相应的LED指示灯也随着亮起，其中触控灯在断电的时候被强制点亮，作为应急灯使用。此外，排插上还包含两个大电流的输出接头，可以通过移动客户端的命令和排插上的物理开关控制插头的供电，保证用户在接入大功率负载或者其余UPS不适用负载时排插的正常使用。

为了更清楚地说明无线控制器与UPS控制器的连接与控制关系，图4示出了无线控制器与UPS控制器的电路连接图，在此实施例中采用MC9S08芯片作为UPS控制器，ESP8266芯片作为无线控制器，其中ESP8266作为主控芯片，由于两个芯片工作电压不同，在RXD和TXD通信之间加上二极管D1、D2和电阻进行钳位。GPIO4的作用是探寻UPS的状态，当GPIO4为1时，则认定UPS在线，可以通过通信进行控制，当GPIO4为0时证明UPS掉线，无法通过远程进行控制。UPS的状态信息通过无线控制器实时传输到用户终端。GPIO5是UPS应用的一个强制命令，UPS属于保护型设备，不能够轻易掉电或者触碰关机。在本实施例中使用GPI05控制UPS，当GPIO5置1时，强制UPS不能通过排插上的UPS开关随意开通或关闭UPS系统。当GPIO5置0时，UPS可以通过UPS开关进行控制。GPIO0为市电输出继电器的控制命令，置1时闭合市电继电器，置0时关闭市电继电器。GPIO2为USB充电器输出继电器的控制命令，由于USB属于人为能够接触的电源，本实施例中加上光耦OPT1进行隔离，确保电源的安全性。GPIO13为LED夜灯的驱动控制接口；当市电正常运作的情况下，LED由触控信号GPIO15的接收信号进行控制，当市电缺失时，ESP8266将GPIO13输出电平强制转为高电平输出，将LED点亮作应急灯使用。GPIO12为UPS远程开关机的控制接口；GPIO14、GPIO16分别为USB电源输出和市电开关的控制接口；GPIO10为无线通信的LED灯，当无线连接成功时，点亮LED灯。

在优选的实施例中，无线控制器和UPS控制器的电源均由USB充电器供应。USB充电器有两路电源，一路由市电直接供应，一路由UPS的输出直接供应。如图5所示，当市电正常的情况下，此时UPS处于待机或者充电状态，逆变器处于关闭状态，USB充电器的输入由市电经过D1、D2整流进行供电，市电输入与UPS到USB充电器直接的电力转接通过二极管D3、D4进行反向截止。当市电缺失的时候，UPS打开电池升压器和逆变器，此时USB充电器的输入就由UPS的输出经过D3和D4整流提供电能。因此，无论在市电正常或缺失的情况下，USB充电器均能为无线控制器和UPS控制器提供电能，使用户在断电的情况下依然能够对排插实行远程控制。

首次使用排插时，需要配置无线控制器，使无线控制器与外网连接，无线控制器与外网的连接属于公知技术，本发明对此不进行限定，通讯成功之后无线通讯指示灯显示常亮。打开UPS有两种方式，一种是通过手机界面的应用打开UPS选项，此时移动客户端给排插的无线控制器发送指令，无线控制器收到指令即通过RS232通讯将指令传输给UPS控制器开启UPS，一种是长按排插上面的UPS按键，UPS采集到用户的开机命令后，开启升压模块和逆变模块开启UPS。UPS开启后，UPS的指示灯会跟着点亮。

打开USB有两种方式，一种是通过手机界面的应用打开USB选项，移动客户端即会发出指令给无线控制器，无线控制器收到后发送指令闭合USB的开关，USB开启；一种是通过排插面板的USB按键，无线通信模块收到客户命令后发送指令给USB开关RLY1即可实现USB开启，USB指示灯会跟着点亮。

打开正常市电排插有两种方式，一种是通过手机界面的应用打开市电输出选项，无线控制器接受来自移动客户端的命令，然后发送指令闭合继电器RLY3，形成输出电压给排插供电，一种是通过排插上面的市电开关，无线控制器接受按键信号后闭合继电器RLY3，实现市电输出，市电指示灯随之点亮。

当断电的时候，UPS控制器采集到市电缺失，即打开升压模块和逆变器给排插上的电源输出接口和USB充电器供电，保证USB和排插的输出都不会断电。此时排插可作为移动电源使用。

所有电源输出接口包括USB、市电输出和UPS输出都可以结合移动客户端进行定时，可以进行闲时设定，具备定时开关能力，如USB充电插头可以防过充，节省不必要的电源浪费。

此外，当UPS不断电排插应用于电脑、游戏机的时候，在优选的实施例中，排插还包括强制锁的功能，家长能够使用强制锁强制关闭排插的供电，并使得无法通过排插上的物理开关进行开启。当选择启动强制锁时，无线控制器收到指令后，发送命令给UPS，关闭排插上的所有电源输出开关，并且不再接收来自物理开关的启动命令，只有在移动客户端解除锁定，才能再次开启排插。

以上所述仅为本实用新型的几个实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种不断电排插，包括UPS控制器、逆变器、升压器、充电器和电池组，其特征在于，所述充电器与所述电池组连接在市电连通时为电池组充电，所述电池组与升压器、逆变器连接在市电断电时为排插上的电源输出接口供电，所述UPS控制器控制所述升压器、逆变器、充电器、电池组的切换。

2.根据权利要求1所述的不断电排插，其特征在于：还包括USB充电器，所述USB充电器与所述UPS控制器连接，所述USB充电器包括市电和UPS电源输出两路供电。

3.根据权利要求2所述的不断电排插，其特征在于，所述USB充电器与光耦连接。

4.根据权利要求2所述的不断电排插，其特征在于，还包括夜灯应急灯，所述夜灯应急灯与所述USB充电器连接。

5.根据权利要求1所述的不断电排插，其特征在于：还包括无线控制器，所述无线控制器通过RS232与所述UPS控制器连接，所述无线控制器控制UPS系统的切换和/或排插上各电源输出接口的通断。

6.根据权利要求5所述的不断电排插，其特征在于：所述无线控制器采用ESP8266芯片，所述UPS控制器采用MC9S08芯片，ESP8266与MC9S08之间采用二极管和电阻进行钳位。

7.根据权利要求1所述的不断电排插，其特征在于：所述电池组由锂电池和BMS电池管理系统构成。

8.根据权利要求1所述的不断电排插，其特征在于：所述排插上包括市电输出接口、不间断电源输出接口和/或USB电源输出接口。

9.根据权利要求8所述的不断电排插，其特征在于，所述排插上还包括市电开关、UPS开关和/USB开关。

10.根据权利要求1-9任一项所述的不断电排插，其特征在于：所述电池组可拆卸地连接于排插的一端。