CN207559681U - 一种辅助电源失效模式的不掉电控制装置 - Google Patents

一种辅助电源失效模式的不掉电控制装置 Download PDF

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陈林城
黄杰伟
林高达
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Abstract

本实用新型公开了一种辅助电源失效模式的不掉电控制装置，采用电源采样单元对不掉电系统的辅助电源的电压监控值进行采样，并将采样得到的电压监控值发送至控制单元；该控制单元将电压监控值与预设电压阈值进行比较，以判断辅助电源是否正常；根据辅助电源和旁路电压的状态，根据各种组合状态产生相应的控制信号，并将控制信号发送至执行单元；其中，预设电压阈值大于驱动封锁电压；执行单元根据所述控制信号，对逆变/旁路切换装置执行对应切换。本申请通过检测辅助电源电压值，实时判断辅助电源是否正常，当辅助电源失效时能够迅速判断出来，并控制继电器切换到旁路端，进一步保证UPS系统不间断供电的可靠性。

Description

一种辅助电源失效模式的不掉电控制装置
技术领域
本实用新型涉及电源技术领域，特别是涉及一种辅助电源失效模式的不掉电控制装置。
背景技术
不间断电源(UPS)是保证供电可靠性的重要设备，很多对供电质量要求较高的场合都会配备UPS电源，以保证不间断的可靠供电。不间断供电是UPS电源最基本、最重要的功能，UPS在逆变器异常时，应能够迅速切换到旁路供电模式，以保证不间断供电。在中小功率的UPS电源系统中，出于成本考虑，逆变/旁路切换通常采用继电器切换装置，旁路态或系统未上电情况下，继电器打在旁路端输出。这样在辅助电源失效的情况下，辅助电源输出电压跌落到低压保护点时，复位芯片开始动作关闭逆变器输出，系统检测到短路保护，因此继电器仍然维持在逆变端；而DSP芯片3.3V电源由辅助电源取电，DSP电源还能稳定维持一段时间(几十至几百毫秒时间)，之后3.3V跌落到设定值时DSP便自动复位，此时继电器切换到旁路端，因此在辅助电源失效过程中，UPS系统输出会存在几十至几百毫秒的掉电时间，不能保证不间断供电的功能。
基于此，针对中小功率UPS系统，提供一种电源失效模式下不断电切换装置是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种辅助电源失效模式的不掉电控制装置，以解决现有UPS系统在辅助电源失效过程中，不能保证不间断供电的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种辅助电源失效模式的不掉电控制装置，包括：电源采样单元、控制单元以及执行单元；
其中，所述电源采样单元用于对不掉电系统的辅助电源的电压监控值进行采样，并将采样得到的所述电压监控值发送至所述控制单元；
所述控制单元用于将所述电压监控值与预设电压阈值进行比较，以判断所述辅助电源是否正常；根据所述辅助电源和旁路电压的状态，根据各种组合状态产生相应的控制信号，并将所述控制信号发送至执行单元；其中，所述预设电压阈值大于驱动封锁电压；
所述执行单元用于根据所述控制信号，对逆变/旁路切换装置执行对应切换。
可选地，所述控制单元包括：电源电压判断子单元、旁路电压判断子单元、综合判断子单元；
其中，所述电源电压判断子单元用于判断所述电压监控值是否小于预设电压阈值，如果是，则判定所述辅助电源异常；
所述旁路电压判断子单元用于对旁路电压进行监控，以判断所述旁路电压是否正常；
所述综合判断子单元用于根据所述辅助电源和旁路电压的状态，根据各种组合状态产生相应的控制信号。
可选地，所述控制单元具体用于：判断所述电压监控值是否小于预设电压阈值，如果是，则判定所述辅助电源异常；在所述辅助电源异常且旁路电压正常时，产生控制继电器切换至旁路信号的控制信号。
可选地，所述逆变/旁路切换装置为继电器。
可选地，所述辅助电源为12V电源。
可选地，所述辅助电源进行电源转换生成3.3V电源，对DSP芯片进行供电。
本实用新型所提供的辅助电源失效模式的不掉电控制装置，采用电源采样单元对不掉电系统的辅助电源的电压监控值进行采样，并将采样得到的电压监控值发送至控制单元；该控制单元将电压监控值与预设电压阈值进行比较，以判断辅助电源是否正常；根据辅助电源和旁路电压的状态，根据各种组合状态产生相应的控制信号，并将控制信号发送至执行单元；其中，预设电压阈值大于驱动封锁电压；执行单元根据所述控制信号，对逆变/旁路切换装置执行对应切换。本申请通过检测辅助电源电压值，实时判断辅助电源是否正常，当辅助电源失效时能够迅速判断出来，并控制继电器切换到旁路端，进一步保证UPS系统不间断供电的可靠性。
附图说明
为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型所提供的辅助电源失效模式的不掉电控制装置的一种具体实施方式的结构框图；
图2为本申请实施例所提供的控制单元的结构框图；
图3为本实用新型所提供的辅助电源失效模式的不掉电控制装置的另一种具体实施方式的结构框图。
具体实施方式
针对中小功率UPS系统，逆变/旁路切换通常采样继电器切换装置。在辅助电源失效的情况下(比如保险丝熔断)，辅助电源输出电压开始跌落，当电压跌落到低压保护点时，复位芯片开始动作，产生逆变驱动封锁信号，关闭逆变器输出，由于逆变输出被关闭，系统检测到短路保护，因此继电器仍然维持在逆变端；而DSP芯片3.3V电源由辅助电源取电，DSP电源还能稳定维持一段时间(几十至几百毫秒时间)，之后3.3V才开始跌落，当该电源跌落到设定值时DSP便自动复位，此时继电器输出信号才动作，继电器切换到旁路端；因此在辅助电源失效过程中，UPS系统输出会存在几十至几百毫秒的掉电时间。
在辅助电源失效时，输出掉电的根本原因是辅助电源与DSP电源掉电时间不同，系统检测到短路保护，导致继电器不能及时切换到旁路端。针对该原因，本申请提供了一种辅助电源失效模式的不掉电控制装置。
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型所提供的辅助电源失效模式的不掉电控制装置的一种具体实施方式的结构框图如图1所示，该装置包括：电源采样单元1、控制单元2以及执行单元3；
其中，所述电源采样单元1用于对不掉电系统的辅助电源的电压监控值进行采样，并将采样得到的所述电压监控值发送至所述控制单元2；
所述控制单元2用于将所述电压监控值与预设电压阈值进行比较，以判断所述辅助电源是否正常；根据所述辅助电源和旁路电压的状态，根据各种组合状态产生相应的控制信号，并将所述控制信号发送至执行单元3；其中，所述预设电压阈值大于驱动封锁电压；
所述执行单元3用于根据所述控制信号，对逆变/旁路切换装置执行对应切换。
其中，如图2本申请实施例所提供的控制单元的结构框图所示，所述控制单元2包括：电源电压判断子单元21、旁路电压判断子单元22、综合判断子单元23；
其中，所述电源电压判断子单元21用于判断所述电压监控值是否小于预设电压阈值，如果是，则判定所述辅助电源异常；
所述旁路电压判断子单元22用于对旁路电压进行监控，以判断所述旁路电压是否正常；
所述综合判断子单元23用于根据所述辅助电源和旁路电压的状态，根据各种组合状态产生相应的控制信号。
作为一种具体实施方式，本申请中控制单元具体用于：判断所述电压监控值是否小于预设电压阈值，如果是，则判定所述辅助电源异常；在所述辅助电源异常且旁路电压正常时，产生控制继电器切换至旁路信号的控制信号。
本装置通过对辅助电源进行采样，实时监控电源是否正常；当辅助电源失效时，电源电压开始跌落，该电压跌落到预设电压阈值UL时，系统判断为电源异常，若此时旁路电压正常，则控制输出继电器切换到旁路端。另外，要保证系统不会先误检测到短路保护，因此必须使预设电压阈值UL>UL’，UL’为驱动封锁电压。
本申请实施例中，所述逆变/旁路切换装置为继电器。
本实用新型所提供的辅助电源失效模式的不掉电控制装置，辅助电源为12V电源，辅助电源进行电源转换生成3.3V电源，对DSP芯片进行供电。
本实用新型所提供的辅助电源失效模式的不掉电控制装置，采用电源采样单元对不掉电系统的辅助电源的电压监控值进行采样，并将采样得到的电压监控值发送至控制单元；该控制单元将电压监控值与预设电压阈值进行比较，以判断辅助电源是否正常；根据辅助电源和旁路电压的状态，根据各种组合状态产生相应的控制信号，并将控制信号发送至执行单元；其中，预设电压阈值大于驱动封锁电压；执行单元根据所述控制信号，对逆变/旁路切换装置执行对应切换。本申请通过检测辅助电源电压值，实时判断辅助电源是否正常，当辅助电源失效时能够迅速判断出来，并控制继电器切换到旁路端，进一步保证UPS系统不间断供电的可靠性。
下面对本实用新型所提供的辅助电源失效模式的不掉电控制装置的另一种具体实施方式进行阐述，具体实现原理示意图如图3所示，该装置包括：
电源采样单元：对系统辅助电源VCC进行采样，从而实现对VCC电压进行实时监控。
电源低压判断单元：对辅助电源VCC进行监控，当该值小于预设电压阈值UL时，判断为电源低压异常。
旁路电压判断单元：对旁路电压进行实时监控，综合判断旁路电压是否正常。
综合判断单元：综合判断旁路电压和电源VCC的状态，并根据各种组合状态产生相应的控制信号
控制单元：根据旁路电压和辅助电源VCC的状态，产生相应的控制信号；当旁路电压正常且辅助电源VCC低压异常时，产生控制继电器切旁路信号。
执行单元：根据控制信号，执行对继电器的对应切换控制，避免输出长时间掉电。
本申请通过对辅助电源进行监控，在辅助电源失效时，UPS系统迅速切换到旁路态进行供电，保证系统不间断供电的要求。只需增加简单的硬件电路，便可实现不间断切换功能，成本低廉、结构简单，适用在对成本要求较高的中小功率UPS场合。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本实用新型的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上对本实用新型所提供的辅助电源失效模式的不掉电控制装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种辅助电源失效模式的不掉电控制装置，其特征在于，包括：电源采样单元、控制单元以及执行单元；
其中，所述电源采样单元用于对不掉电系统的辅助电源的电压监控值进行采样，并将采样得到的所述电压监控值发送至所述控制单元；
所述控制单元用于将所述电压监控值与预设电压阈值进行比较，以判断所述辅助电源是否正常；根据所述辅助电源和旁路电压的状态，根据各种组合状态产生相应的控制信号，并将所述控制信号发送至执行单元；其中，所述预设电压阈值大于驱动封锁电压；
所述执行单元用于根据所述控制信号，对逆变/旁路切换装置执行对应切换。
2.如权利要求1所述的辅助电源失效模式的不掉电控制装置，其特征在于，所述控制单元包括：电源电压判断子单元、旁路电压判断子单元、综合判断子单元；
其中，所述电源电压判断子单元用于判断所述电压监控值是否小于预设电压阈值，如果是，则判定所述辅助电源异常；
所述旁路电压判断子单元用于对旁路电压进行监控，以判断所述旁路电压是否正常；
所述综合判断子单元用于根据所述辅助电源和旁路电压的状态，根据各种组合状态产生相应的控制信号。
3.如权利要求1或2所述的辅助电源失效模式的不掉电控制装置，其特征在于，所述控制单元具体用于：判断所述电压监控值是否小于预设电压阈值，如果是，则判定所述辅助电源异常；在所述辅助电源异常且旁路电压正常时，产生控制继电器切换至旁路信号的控制信号。
4.如权利要求3所述的辅助电源失效模式的不掉电控制装置，其特征在于，所述逆变/旁路切换装置为继电器。
5.如权利要求4所述的辅助电源失效模式的不掉电控制装置，其特征在于，所述辅助电源为12V电源。
6.如权利要求5所述的辅助电源失效模式的不掉电控制装置，其特征在于，所述辅助电源进行电源转换生成3.3V电源，对DSP芯片进行供电。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112821545A (zh) * 2021-02-25 2021-05-18 福州创实讯联信息技术有限公司 一种系统掉电后旁路状态的设置方法及装置

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