CN208939654U - 一种不间断电源箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种不间断电源箱，包括箱体、插口、供电模块和控制模块，所述箱体上设置有显示屏和按键操作模块，所述箱体上设置有供接入市电的电源输入口，所述按键操作模块包括总按键、支路按键、市电模式按键、太阳能模式按键和电池组模式按键，所述箱体上设置有多个支路指示灯，所述供电模块包括太阳能供电模块、电池组和逆变器，所述太阳能供电模块包括太阳能板和稳压电路，所述控制模块包括单片机，所述单片机的输入端接有第一电压传感器、第二电压传感器和温度传感器。本实用新型结构简单，不间断供电，保证市电停电时外接设备仍能正常工作，消除市电供电的电涌和瞬间高电压造成的损害，且能应用于户外供电。

Description

一种不间断电源箱

技术领域

本实用新型属于不间断电源装置技术领域，具体涉及一种不间断电源箱。

背景技术

目前使用电源箱来满足多种设备的插接接电需求，但是目前电源箱存在一些问题：

第一，目前的电源装置一般采用市电进行供电，这样电力系统断电时，就不能满足外接设备的需求，影响外接设备的正常和稳定工作；

第二，目前的电源装置采用市电，不能有效地适应于户外供电，且采用市电产生的电能消耗较大，不能满足目前节能减排需求；

第三、目前的电源装置在市电断电的情况下，会对外接设备产生电涌和瞬间高电压等造成设备中硬件的损害。

因此，现如今缺少一种结构简单、成本低、设计合理、方便安装的不间断电源箱，保证市电停电时外接设备仍能正常工作，消除市电供电的电涌和瞬间高电压造成的损害，且能应用于户外供电，方便移动。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种不间断电源箱，其结构简单，设计合理，成本低，不间断供电，保证市电停电时外接设备仍能正常工作，消除市电供电的电涌和瞬间高电压造成的损害，且能应用于户外供电，方便安装。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种不间断电源箱，其特征在于：包括箱体、供电模块、设置在箱体上的多路供外接设备插接的插口以及设置在箱体内的控制模块，所述箱体上设置有显示屏和按键操作模块，所述箱体上设置有供接入市电的电源输入口，所述按键操作模块包括总按键、支路按键、市电模式按键、太阳能模式按键和电池组模式按键，所述箱体上设置有多个分别与多路插口对应的支路指示灯；

所述供电模块包括太阳能供电模块、电池组和逆变器，所述太阳能供电模块包括设置在箱体顶部的太阳能板和与太阳能板输出端相接的稳压电路，所述稳压电路的输出端与电池组的输入端相接，所述电池组的输出端通过第一继电器与逆变器的输入端相接，所述稳压电路的输出端通过第二继电器与逆变器的输入端相接，所述市电逆变器输出220V电源，所述市电通过第三继电器与220V电源相接；

所述控制模块包括单片机，所述单片机的输入端接有用于检测太阳能板输出电压的第一电压传感器、用于检测电池组输出端电压的第二电压传感器和设置在箱体内的温度传感器，所述第一继电器、第二继电器和第三继电器均由单片机进行控制，所述总按键、支路按键、市电模式按键、太阳能模式按键和电池组模式按键的输出端均与单片机的输入端相接，所述显示屏和支路指示灯的输入端均与单片机的输出端相接。

上述的一种不间断电源箱，其特征在于：所述箱体上设置有散热口。

上述的一种不间断电源箱，其特征在于：所述单片机为STC12C5A48S2 单片机。

上述的一种不间断电源箱，其特征在于：所述稳压电路包括稳压芯片 XL6009，所述稳压芯片XL6009的第2引脚与单片机相接，所述稳压芯片 XL6009的第4引脚分三路，一路经与电容C34的一端相接，另一路与电感 L1的一端相接，第三路与二极管D5的阴极相接；所述二极管D5的阳极与太阳能板的一个输出端相接，所述电容C34的另一端分两路，一路接地，另一路与太阳能板的另一个输出端相接；所述稳压芯片XL6009的第1引脚接地，所述稳压芯片XL6009的第5引脚分两路，一路经电阻R25接地，另一路与电阻R26的一端相接；所述电阻R26的另一端分两路，一路与稳压管D4的阴极相接，另一路经并联的电容C36和电容C37接地；第三路接12V电源输出端相接；所述稳压芯片XL6009的第3引脚分两路，一路接稳压管D4的阳极相接，另一路与电感L1的另一端相接。

上述的一种不间断电源箱，其特征在于：所述箱体内设置有为电池组充电的第一降压电路以及与第一降压电路与电池组的输出端相接的第二降压电路；

所述第一降压电路包括变压器T1、整流桥D1和芯片LM7812，所述变压器T1的初级线圈的一端与通过电源输入口接入的市电的一端相接，变压器T1的初级线圈的另一端与通过电源输入口接入的市电的另一端相接，所述整流桥D1的两个交流输入端分别与变压器T1的次级线圈的两端相接，所述芯片LM7812的Vin引脚分两路，一路与整流桥D1的正直流输出端相接，另一路经并联的电容C2和电容C3接地；所述整流桥D1的负直流输出端和所述芯片LM7812的GND引脚接地，所述芯片LM7812的Vout 引脚分两路，一路经电容C3接地，另一路为12V电源输出端；

所述第二降压电路包括芯片LM7805，所述芯片LM7805的Vin引脚分两路，一路与12V电源输出端相接，另一路经并联的电容C4和电容C5接地，所述芯片LM7805的Vout引脚分两路，一路经电容C6接地，另一路为为5V电源输出端，所述芯片LM7805的GND引脚均接地。

上述的一种不间断电源箱，其特征在于：所述逆变器为输入12VDC输出220V的逆变器。

上述的一种不间断电源箱，其特征在于：所述单片机的输出端接有继电器模块，所述继电器模块包括继电器K1和三极管Q1，所述插口为三相插口J1，，所述继电器K1的线圈的一端分两路，一路与二极管D1的阳极相接，另一路接地；所述继电器K1的线圈的另一端分两路，一路与二极管D1的阴极，另一路与三极管Q1的集电极相接；所述三极管Q1的发射极接+5V电源输出端，所述三极管Q1的基极经电阻R1与单片机相接，所述继电器K1的公共触点与三相插口J1的火线端相接，所述继电器K1的常开触点与220V电源的火线相接，所述继电器K1的常闭触点悬空，所述三相插口J1的零线端和接地线均与220V电源的零线相接。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型设置市电输出端220V电源为多路插口供电，且设置电池组模块经过逆电器转换输出220V电源为多路插口供电，这样电力系统断电时，就能通过电池组和逆变器转换的220V电源满足外接设备的需求，保证外接设备的正常和稳定工作。

2、本实用新型设置太阳能供电模块，太阳能板输出的电压经过稳压电路输出稳定12V直流电，并经过逆电器转换220V电源为多路插口供电，使得电源箱能适应于户外供电，且减少市电的牵引和市电电能消耗，满足目前节能减排需求。

3、本实用新型设置设置市电、太阳能供电模块和电池组相互配合，保证电源箱处于不间断供电，消除市电供电的电涌和瞬间高电压造成的损害。

4、本实用新型设结构简单，通过设置市电模式按键、太阳能模式按键和电池组模式按键，便于按需操作。

综上所述，本实用新型结构简单，设计合理，成本低，不间断供电，保证市电停电时外接设备仍能正常工作，消除市电供电的电涌和瞬间高电压造成的损害，且能应用于户外供电，方便安装。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的A向视图。

图3为本实用新型的电路原理框图。

图4为本实用新型市电和供电模块的电路原理框图。

图5为本实用新型稳压电路的电路原理图。

图6为本实用新型第一降压电路的电路原理图。

图7为本实用新型第二降压电路的电路原理图。

图8为本实用新型继电器模块的电路原理图。

附图标记说明:

1—显示屏； 2—市电模式按键； 3—太阳能模式按键；

4—电池组模式按键； 5—支路按键； 6—支路指示灯；

7—插口； 8—总按键；

10—太阳能板； 11—箱体； 12—继电器模块；

13—电源输入口； 14—散热口； 15—第一电压传感器；

16—第二电压传感器； 17—单片机； 18—温度传感器；

19—市电； 20—第一降压电路； 21—第二降压电路；

22—电池组； 23—第一继电器； 24—第二继电器；

25—第三继电器； 26—稳压电路； 27—逆变器；

28—220V电源。

具体实施方式

如图1、图2、图3和图4所示，本实用新型包括箱体11、设置在箱体 11上的多路供外接设备插接的插口7以及设置在箱体11内的控制模块，所述箱体11上设置有显示屏1和按键操作模块，所述箱体11上设置有供接入市电19的电源输入口13，所述按键操作模块包括总按键8、支路按键5、市电模式按键2、太阳能模式按键3和电池组模式按键4，所述箱体11上设置有多个分别与多路插口7对应的支路指示灯6；

所述供电模块包括太阳能供电模块、电池组22和逆变器27，所述太阳能供电模块包括设置在箱体11顶部的太阳能板10和与太阳能板10输出端相接的稳压电路26，所述稳压电路26的输出端与电池组22的输入端相接，所述电池组22的输出端通过第一继电器23与逆变器27的输入端相接，所述稳压电路26的输出端通过第二继电器24与逆变器27的输入端相接，所述市电 19逆变器27输出220V电源，所述市电19通过第三继电器25输出220V电源28；

所述控制模块包括单片机17，所述单片机17的输入端接有用于检测太阳能板10输出电压的第一电压传感器15、用于检测电池组22输出端电压的第二电压传感器16和设置在箱体11内的温度传感器18，所述第一继电器23 和第二继电器24均由单片机17进行控制，所述总按键8、支路按键5、市电模式按键2、太阳能模式按键3和电池组模式按键4的输出端均与单片机的输入端相接，所述显示屏1和支路指示灯6的输入端均与单片机17的输出端相接。

本实施例中，所述箱体11上设置有散热口14。

本实施例中，所述单片机17为STC12C5A48S2单片机。

如图5所示，本实施例中，所述稳压电路26包括稳压芯片XL6009，所述稳压芯片XL6009的第2引脚与单片机17相接，所述稳压芯片XL6009的第 4引脚分三路，一路经与电容C34的一端相接，另一路与电感L1的一端相接，第三路与二极管D5的阴极相接；所述二极管D5的阳极与太阳能板10的一个输出端相接，所述电容C34的另一端分两路，一路接地，另一路与太阳能板 10的另一个输出端相接；所述稳压芯片XL6009的第1引脚接地，所述稳压芯片XL6009的第5引脚分两路，一路经电阻R25接地，另一路与电阻R26的一端相接；所述电阻R26的另一端分两路，一路与稳压管D4的阴极相接，另一路经并联的电容C36和电容C37接地；第三路接12V电源输出端相接；所述稳压芯片XL6009的第3引脚分两路，一路接稳压管D4的阳极相接，另一路与电感L1的另一端相接。

如图6和图7所示，本实施例中，所述箱体11内设置有为电池组22充电的第一降压电路20以及与第一降压电路20与电池组22的输出端相接的第二降压电路21；

所述第一降压电路包括变压器T1、整流桥D1和芯片LM7812，所述变压器T1的初级线圈的一端与通过电源输入口13接入的市电的一端相接，变压器T1的初级线圈的另一端与通过电源输入口13接入的市电的另一端相接，所述整流桥D1的两个交流输入端分别与变压器T1的次级线圈的两端相接，所述芯片LM7812的Vin引脚分两路，一路与整流桥D1的正直流输出端相接，另一路经并联的电容C2和电容C3接地；所述整流桥D1的负直流输出端和所述芯片LM7812的GND引脚接地，所述芯片LM7812的Vout引脚分两路，一路经电容C3接地，另一路为12V电源输出端；

所述第二降压电路包括芯片LM7805，所述芯片LM7805的Vin引脚分两路，一路与12V电源输出端相接，另一路经并联的电容C4和电容C5接地，所述芯片LM7805的Vout引脚分两路，一路经电容C6接地，另一路为为5V 电源输出端，所述芯片LM7805的GND引脚均接地。

本实施例中，所述逆变器27为输入12VDC输出220V的逆变器。

如图8所示，本实施例中，所述单片机1的输出端接有继电器模块12，所述继电器模块包括继电器K1和三极管Q1，所述插口7为三相插口J1，，所述继电器K1的线圈的一端分两路，一路与二极管D1的阳极相接，另一路接地；所述继电器K1的线圈的另一端分两路，一路与二极管D1的阴极，另一路与三极管Q1的集电极相接；所述三极管Q1的发射极接+5V电源输出端，所述三极管Q1的基极经电阻R1与单片机17相接，所述继电器K1的公共触点与三相插口J1的火线端相接，所述继电器K1的常开触点与220V电源28 的火线相接，所述继电器K1的常闭触点悬空，所述三相插口J1的零线端和接地线均与220V电源28的零线相接。

本实施例中，所述逆变器27为SSTH-C3000W逆变器。

本实施例中，所述第一继电器23的常开触点串接在逆变器27的回路中，所述第二继电器24的常开触点串接在逆变器27的回路中，且所述第一继电器23的常开触点和第二继电器24的常开触点呈并联设置。

本实施例中，所述第三继电器25的常开触点串接在220V电源28的火线回路中。

本实施例中，进一步地优选，第一电压传感器15、第二电压传感器16 和第三电压传感器17均为HBV-A5电压传感器，采用+5V直流供电，满足单片机17供电需求。

本实施例中，芯片XL6009是一个宽输入范围，电流模式稳压器，即DC/DC 转换器能够产生积极的或负输出电压。它可以配置作为提升，反激，SEPIC 或反转转换器。芯片XL6009内置N通道功率MOSFET和固定频率振荡器，电流模式架构导致在广泛的供应范围内稳定运行和输出电压。

本实施例中，在电源装置工作的过程中，当温度传感器18对箱体11 内的温度进行检测，并将检测到的温度发送至单片机17，单片机17将接收到的温度与温度设定值进行比较，当温度传感器18检测到的温度大于温度设定值，单片机17控制显示屏1报警提醒，避免电源装置长期工作的高温状态下而损害电源装置的各部件，提高电源装置的使用寿命。

本实施例中，在太阳能供电的过程中，第一电压传感器15对太阳能板10输出的电压进行检测，并将检测到的电压发送至单片机17，单片机 17将接收到的电压与太阳能电压设定值进行比较，当第一电压传感器15 检测到的电压小于太阳能电压设定值，单片机17控制显示屏1报警提醒，更换市电19或者电池组22供电。

本实用新型使用时，当需要市电供电时，通过电源输入口13连接市电19，并操作总按键8和市电模式按键2，市电19经过第一降压电路20 和第二降压电路21输出5V直流电，或者电池组22经过第二降压电路输出5V直流电，满足单片机17和其他用电设备工作需求，单片机17进入工作状态，单片机17控制第三继电器25闭合，市电19输出220V电源，当需要使用某一插口7时，操作支路按键5，单片机17控制继电器模块 12中的继电器K1的常开触点闭合，插口7的火线端接入220V电源28的火线，插口7获220V交流电供外界设备使用，同时，单片机17控制支路指示灯6亮；当不需要使用插口7时，再次操作支路按键5，继电器K1 的常开触点断开，将插口7断电；

当需要使用电池组22供电时，操作电池组模式按键4，单片机17控制第一继电器23闭合，电池组22输出12V直流电至逆变器27，逆变器 27将12V直流电逆变为220V电源28，220V电源28输出220V电为多路插口7供电；当需要使用太阳能模块供电时，操作太阳能模式按键3，单片机17控制第二继电器24闭合，太阳能板10输出电压经过稳压电路26稳压输出稳压的12V直流电，12V直流电通过第二继电器24输入逆电器27 输入端，逆变器27将12V直流电逆变为220V电源28，220V电源28输出 220V电为多路插口7供电。

在电池组22供电的过程中，第二电压传感器16对电池组22输出的电压进行检测，并将检测到的电压发送至单片机17，单片机17将接收到的电压与电池组电压设定值进行比较，当第二电压传感器16检测到的电压小于电池组电压设定值，单片机17控制显示屏1报警提醒，更换市电 19或者太阳能模块供电；且市电19在供电的过程中，市电19经过第一降压20输出12V直流电为电池组22进行充电，或者在太阳能模块供电过程中，太阳能板10输出电压经过稳压电路26稳压输出稳压的12V直流电为电池组22进行充电，以保证在市电19断电或者太阳能模块供电不足时切换电池组22进行充电。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (7)

1.一种不间断电源箱，其特征在于：包括箱体(11)、供电模块、设置在箱体(11)上的多路供外接设备插接的插口(7)以及设置在箱体(11)内的控制模块，所述箱体(11)上设置有显示屏(1)和按键操作模块，所述箱体(11)上设置有供接入市电(19)的电源输入口(13)，所述按键操作模块包括总按键(8)、支路按键(5)、市电模式按键(2)、太阳能模式按键(3)和电池组模式按键(4)，所述箱体(11)上设置有多个分别与多路插口(7)对应的支路指示灯(6)；

所述供电模块包括太阳能供电模块、电池组(22)和逆变器(27)，所述太阳能供电模块包括设置在箱体(11)顶部的太阳能板(10)和与太阳能板(10)输出端相接的稳压电路(26)，所述稳压电路(26)的输出端与电池组(22)的输入端相接，所述电池组(22)的输出端通过第一继电器(23)与逆变器(27)的输入端相接，所述稳压电路(26)的输出端通过第二继电器(24)与逆变器(27)的输入端相接，所述逆变器(27)输出220V电源(28)，所述市电(19)通过第三继电器(25)与220V电源(28)相接；

所述控制模块包括单片机(17)，所述单片机(17)的输入端接有用于检测太阳能板(10)输出电压的第一电压传感器(15)、用于检测电池组(22)输出端电压的第二电压传感器(16)和设置在箱体(11)内的温度传感器(18)，所述第一继电器(23)、第二继电器(24)和第三继电器(25)均由单片机(17)进行控制，所述总按键(8)、支路按键(5)、市电模式按键(2)、太阳能模式按键(3)和电池组模式按键(4)的输出端均与单片机(17)的输入端相接，所述显示屏(1)和支路指示灯(6)的输入端均与单片机(17)的输出端相接。

2.按照权利要求1所述的一种不间断电源箱，其特征在于：所述箱体(11)上设置有散热口(14)。

3.按照权利要求1或2所述的一种不间断电源箱，其特征在于：所述单片机(17)为STC12C5A48S2单片机。

4.按照权利要求1或2所述的一种不间断电源箱，其特征在于：所述稳压电路(26)包括稳压芯片XL6009，所述稳压芯片XL6009的第2引脚与单片机(17)相接，所述稳压芯片XL6009的第4引脚分三路，一路经与电容C34的一端相接，另一路与电感L1的一端相接，第三路与二极管D5的阴极相接；所述二极管D5的阳极与太阳能板(10)的一个输出端相接，所述电容C34的另一端分两路，一路接地，另一路与太阳能板(10)的另一个输出端相接；所述稳压芯片XL6009的第1引脚接地，所述稳压芯片XL6009的第5引脚分两路，一路经电阻R25接地，另一路与电阻R26的一端相接；所述电阻R26的另一端分两路，一路与稳压管D4的阴极相接，另一路经并联的电容C36和电容C37接地；第三路为12V电源输出端相接；所述稳压芯片XL6009的第3引脚分两路，一路接稳压管D4的阳极相接，另一路与电感L1的另一端相接。

5.按照权利要求1或2所述的一种不间断电源箱，其特征在于：所述箱体(11)内设置有为电池组(22)充电的第一降压电路(20)以及与第一降压电路(20)与电池组(22)的输出端相接的第二降压电路(21)；

所述第一降压电路(20)包括变压器T1、整流桥D1和芯片LM7812，所述变压器T1的初级线圈的一端与通过电源输入口(13)接入的市电(19)的一端相接，所述变压器T1的初级线圈的另一端与通过电源输入口(13)接入的市电(19)的另一端相接，所述整流桥D1的两个交流输入端分别与变压器T1的次级线圈的两端相接，所述芯片LM7812的Vin引脚分两路，一路与整流桥D1的正直流输出端相接，另一路经并联的电容C1和电容C2接地；所述整流桥D1的负直流输出端和所述芯片LM7812的GND引脚接地，所述芯片LM7812的Vout引脚分两路，一路经电容C3接地，另一路为12V电源输出端；

所述第二降压电路(21)包括芯片LM7805，所述芯片LM7805的Vin引脚分两路，一路与12V电源输出端相接，另一路经并联的电容C4和电容C5接地，所述芯片LM7805的Vout引脚分两路，一路经电容C6接地，另一路为+5V电源输出端，所述芯片LM7805的GND引脚均接地。

6.按照权利要求1或2所述的一种不间断电源箱，其特征在于：所述逆变器(27)为输入12VDC输出220V的逆变器。

7.按照权利要求1或2所述的一种不间断电源箱，其特征在于：所述单片机(17)的输出端接有继电器模块(12)，所述继电器模块(12)包括继电器K1和三极管Q1，所述插口(7)为三相插口J1，所述继电器K1的线圈的一端分两路，一路与二极管D1的阳极相接，另一路接地；所述继电器K1的线圈的另一端分两路，一路与二极管D1的阴极，另一路与三极管Q1的集电极相接；所述三极管Q1的发射极接+5V电源输出端，所述三极管Q1的基极经电阻R1与单片机(17)相接，所述继电器K1的公共触点与三相插口J1的火线端相接，所述继电器K1的常开触点与220V电源(28)的火线相接，所述继电器K1的常闭触点悬空，所述三相插口J1的零线端和接地线均与220V电源(28)的零线相接。