CN206461429U - 一种带有太阳能板输入的不间断供电源系统 - Google Patents

Abstract

一种带有太阳能板输入的不间断供电源系统，包括太阳能板和市电；太阳能板经控制器连接于充电器，充电器通过电池连接于逆变器；市电经滤波电路连接于整流器，整流器分别连接于充电器和逆变器；逆变器经开关控制并输出；滤波电路还经由旁路直接连接于开关。本实用新型通过采用两路供电对逆变电路进行智能切换供电，太阳能板输出的电压并接在逆变回路的输入端，整个太阳能板输出与电池供电回路主机内部的直流输出相并联。本方案的电路原理设计，使得整个供电系统能够根据负载容量来进行智能判定，并根据负载容量和太阳能板输出的容量的对比，实现对逆变器电路的智能供电。

Description

一种带有太阳能板输入的不间断供电源系统

技术领域

本实用新型涉及电源系统领域，尤其是一种带有太阳能板输入的不间断供电源系统。

背景技术

目前随着国民经济的迅速发展及信息技术，网络技术的迅速发展，监控系统在各行业的应用日渐广泛，监控系统已经不是单单在通信、交通、安全等行业应用。它在逐步向其他行业，公众方向发展。在森林防火监控系统、森林公园安全监控系统或在前端摄像机距离远并且分散视频监控系统的建设中。电源设计传统方式中存在的缺点：

1.传统设计中220V集中供电模式。在上述的几种场景系统建设中由于前端摄像机距离供电源有几公里或有十几公里。前端的电压只剩下一百多伏。电压已经无法满足设备的要求，再者由于线路的长度太长增加线路的稳定性。遇到台风或其它的自然灾害难免出现停电故障。

2.传统设计中太阳能单独供电模式。太阳能板的发电效率与天气条件有密切关系，2016春夏之交厦门出50多天的阴雨天气。太阳发电装置的电池储电能力一般只能支撑设备7天左右。剩下的时间设备出现时有时无的供电状态。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种带有太阳能板输入的宽电源输入的不间断供电源系统，实现稳定安全的市电输入，并且提供太阳能电能与市电的智能切换，大大提高了森林防火、森林公园安全监控系统的供电问题。

一种带有太阳能板输入的不间断供电源系统，包括有通过太阳能发电的太阳能板和直接供电的市电；太阳能板经由控制器连接于充电器，充电器通过电池连接于逆变器；市电经由滤波电路连接于整流器，整流器分别连接于充电器和逆变器；逆变器经由开关控制并输出；滤波电路还经由旁路直接连接于开关。

进一步具体优化的，滤波电路包括输入端J1、输出端J2、RC滤波单元、LC滤波单元、传输单元；RC滤波单元包括电阻R1、电容C1，LC滤波单元包括电感L2、电容C2，传输单元包括电感L1、电容C5、电容C4、电阻R2、三极管Q1、电阻R3，输入端J1的引脚1接电阻R1的一端、电容C1的一端，其引脚2接电感L1的一端，电感L1的另一端接电容C2的一端、电容C5的一端、电感L2的一端，电容C2的另一端接电感L2的另一端且都接地，电容C1的另一端接地，电阻R1的另一端接电容C4的一端、电阻R3的一端，电容C5的另一端接电容C4的另一端、电阻R2的一端，电阻R2的另一端接三极管Q1的集电极，三极管Q1的基极接电阻R3的另一端、输出端J2的引脚2，其发射极接输出端J2的引脚1。

进一步具体优化的，整流器包括有整流电路，整流电路为包括二极管D1、单向可控硅V1和整流检测单元，整流电路具有输入端、输出端和反馈端，二极管D1的负极连接单向可控硅V1的正极A，两者连接的接点接整流电路的输入端，二极管D1的正极接地，单向可控硅V1的负极K接整流电路的输出端，整流电路的输入端与输出端之间还连接有第四电阻R4和电容C1；整流检测单元连接整流电路的输入端和单向可控硅V1的门极G，整流检测单元还连接整流电路的反馈端。

进一步具体优化的，整流检测单元包括光耦N1、二极管D2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、单向可控硅V2、单向可控硅V3；二极管D2负极接单向可控硅V1的门极G，电阻R1、电阻R2和电阻R3串联接在整流电路的输入端与二极管D2的负极之间；单向可控硅V2正极接整流电路的输入端，单向可控硅V2负极接单向可控硅V3正极，单向可控硅V2门极接电阻R1与电阻R2的接点；单向可控硅V3负极接电阻R3与二极管D2的接点，门极接电阻R2与电阻R3的接点；光耦N1的脚和脚接整流电路的反馈端，光耦N1的脚接电阻R3与二极管D2的接点，光耦N1的第四脚接电阻R2与电阻R3的接点。

进一步具体优化的，逆变器为在线式，型号为3C3-EX-20KVA-40KVA-UPS。

进一步具体优化的，控制器为KY12S控制器。

进一步具体优化的，充电器为直流充电器。

进一步具体优化的，电池为铅蓄电池或锂电池。

本实用新型和现有技术相比，其优点在于：

本实用新型通过采用两路供电对逆变电路进行智能切换供电，太阳能板输出的电压并接在逆变回路的输入端，整个太阳能板输出与电池供电回路主机内部的直流输出相并联。本方案的电路原理设计，使得整个供电系统能够根据负载容量来进行智能判定，并根据负载容量和太阳能板输出的容量的对比，实现对逆变器电路的智能供电。

本实用新型有效解决了现有技术中单纯采用太阳能供电系统的电池储能由于受天气因素的影响而导致能源供电不均衡的技术缺陷。也有效改进了单纯采用直流供电所带来的设备铺设复杂，线路复杂的，前端电压大幅下降的缺陷，极大提高了供电系统的稳定性和安全性。

附图说明

图1为不间断供电源系统整体结构示意图；

图2为不间断供电源系统的滤波电路结构示意图；

图3为不间断供电源系统中整流器的整流电路结构示意图。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1，本实用新型解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

一种带有太阳能板输入的不间断供电源系统，包括有通过太阳能发电的太阳能板和直接供电的市电；太阳能板经由控制器连接于充电器，充电器通过电池连接于逆变器；市电经由滤波电路连接于整流器，整流器分别连接于充电器和逆变器；逆变器经由开关控制并输出；滤波电路还经由旁路直接连接于开关，当设备发生故障时自动旁路，负载改为市电直接供电。参考图1中的原理图，本实施例中，采用两路供电对逆变电路进行智能切换供电，太阳能板输出的电压并接在逆变回路的输入端，整个太阳能板输出与电池供电回路主机内部的直流输出相并联。

参考图2所示，本实施例中，滤波电路包括输入端J1、输出端J2、RC滤波单元、LC滤波单元、传输单元；RC滤波单元包括电阻R1、电容C1，LC滤波单元包括电感L2、电容C2，传输单元包括电感L1、电容C5、电容C4、电阻R2、三极管Q1、电阻R3，输入端J1的引脚1接电阻R1的一端、电容C1的一端，其引脚2接电感L1的一端，电感L1的另一端接电容C2的一端、电容C5的一端、电感L2的一端，电容C2的另一端接电感L2的另一端且都接地，电容C1的另一端接地，电阻R1的另一端接电容C4的一端、电阻R3的一端，电容C5的另一端接电容C4的另一端、电阻R2的一端，电阻R2的另一端接三极管Q1的集电极，三极管Q1的基极接电阻R3的另一端、输出端J2的引脚2，其发射极接输出端J2的引脚1。

参考图3所示，本实施例中，整流器包括有整流电路，整流电路为包括二极管D1、单向可控硅V1和整流检测单元，整流电路具有输入端、输出端和反馈端，二极管D1的负极连接单向可控硅V1的正极A，两者连接的接点接整流电路的输入端，二极管D1的正极接地，单向可控硅V1的负极K接整流电路的输出端，整流电路的输入端与输出端之间还连接有第四电阻R4和电容C1；整流检测单元连接整流电路的输入端和单向可控硅V1的门极G，整流检测单元还连接整流电路的反馈端。

本实施例中，整流检测单元包括光耦N1、二极管D2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、单向可控硅V2、单向可控硅V3；二极管D2负极接单向可控硅V1的门极G，电阻R1、电阻R2和电阻R3串联接在整流电路的输入端与二极管D2的负极之间；单向可控硅V2正极接整流电路的输入端，单向可控硅V2负极接单向可控硅V3正极，单向可控硅V2门极接电阻R1与电阻R2的接点；单向可控硅V3负极接电阻R3与二极管D2的接点，门极接电阻R2与电阻R3的接点；光耦N1的脚和脚接整流电路的反馈端，光耦N1的脚接电阻R3与二极管D2的接点，光耦N1的第四脚接电阻R2与电阻R3的接点。

本实施例中，逆变器为在线式，型号为3C3-EX-20KVA-40KVA-UPS。控制器为KY12S控制器。充电器为直流充电器。电池为铅蓄电池或锂电池。

本实施例的工作原理如下：本实施例的一种带有太阳能板输入的不间断供电源系统，采用在线式UPS设计，太阳能板输出的电压并接在逆变回路的输入端。与电池供电回路主机内部的直流输出相并联。

A市电正常时；太阳能板和主机内部的直流输出共同为逆变电路提供能源。当太阳能板输出的容量大于负载时，由太阳板单独向逆变回路的提供能源并且向电池提供充电电流。

B没有市电时；太阳能板和电池输出共同为逆变电路提供能源。当太阳能板输出的容量大于负载时，由太阳板单独向逆变回路的提供能源并且向电池提供充电电流。

C当机器内部发生故障时，自动切断开内部电路，改为由市电直接向负载供电。

设备工作状态切换点的设置；当设备开机时检测到电池电压为在于25V时为逆变工作状态，当电池电压降到25V时设备开始检测市电输入；A市电正常转为市电供电。此时由太阳板与设备内部的直流电路共同给电池提供充电电流。电池电压上升至27.5V时停止充电。此时设备开始检测市电输入状态，市电正常时而且状态切换时间大于40分钟。转为逆变状态。市电不正常时立刻转为逆变状态。B市电不正常保持逆变工作状态直到电池电压降至22V停止工作。

需要说明的是，在本文中，诸如和等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。

尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利保护范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围之内。

Claims (8)

1.一种带有太阳能板输入的不间断供电源系统，其特征在于，包括有通过太阳能发电的太阳能板和直接供电的市电；所述太阳能板经由控制器连接于充电器，所述充电器通过电池连接于逆变器；所述市电经由滤波电路连接于整流器，所述整流器分别连接于充电器和逆变器；所述逆变器经由开关控制并输出；所述滤波电路还经由旁路直接连接于开关。

2.根据权利要求1所述的一种带有太阳能板输入的不间断供电源系统，其特征在于，所述滤波电路包括输入端J1、输出端J2、RC滤波单元、LC滤波单元、传输单元；RC滤波单元包括电阻R1、电容C1，LC滤波单元包括电感L2、电容C2，传输单元包括电感L1、电容C5、电容C4、电阻R2、三极管Q1、电阻R3，输入端J1的引脚1接电阻R1的一端、电容C1的一端，其引脚2接电感L1的一端，电感L1的另一端接电容C2的一端、电容C5的一端、电感L2的一端，电容C2的另一端接电感L2的另一端且都接地，电容C1的另一端接地，电阻R1的另一端接电容C4的一端、电阻R3的一端，电容C5的另一端接电容C4的另一端、电阻R2的一端，电阻R2的另一端接三极管Q1的集电极，三极管Q1的基极接电阻R3的另一端、输出端J2的引脚2，其发射极接输出端J2的引脚1。

3.根据权利要求1所述的一种带有太阳能板输入的不间断供电源系统，其特征在于，所述整流器包括有整流电路，整流电路为包括二极管D1、单向可控硅V1和整流检测单元，整流电路具有输入端、输出端和反馈端，二极管D1的负极连接单向可控硅V1的正极A，两者连接的接点接整流电路的输入端，二极管D1的正极接地，单向可控硅V1的负极K接整流电路的输出端，整流电路的输入端与输出端之间还连接有第四电阻R4和电容C1；整流检测单元连接整流电路的输入端和单向可控硅V1的门极G，整流检测单元还连接整流电路的反馈端。

4.根据权利要求3所述的一种带有太阳能板输入的不间断供电源系统，其特征在于，整流检测单元包括光耦N1、二极管D2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、单向可控硅V2、单向可控硅V3；二极管D2负极接单向可控硅V1的门极G，电阻R1、电阻R2和电阻R3串联接在整流电路的输入端与二极管D2的负极之间；单向可控硅V2正极接整流电路的输入端，单向可控硅V2负极接单向可控硅V3正极，单向可控硅V2门极接电阻R1与电阻R2的接点；单向可控硅V3负极接电阻R3与二极管D2的接点，门极接电阻R2与电阻R3的接点；光耦N1的脚和脚接整流电路的反馈端，光耦N1的脚接电阻R3与二极管D2的接点，光耦N1的第四脚接电阻R2与电阻R3的接点。

5.根据权利要求1所述的一种带有太阳能板输入的不间断供电源系统，其特征在于，所述逆变器为在线式，型号为3C3-EX-20KVA-40KVA-UPS。

6.根据权利要求1所述的一种带有太阳能板输入的不间断供电源系统，其特征在于，所述控制器的型号为KY12S控制器。

7.根据权利要求1所述的一种带有太阳能板输入的不间断供电源系统，其特征在于，所述充电器为直流充电器。

8.根据权利要求1所述的一种带有太阳能板输入的不间断供电源系统，其特征在于，所述电池为铅蓄电池或锂电池。