CN209150792U - Eps逆变切换装置和应急电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种EPS逆变切换装置和应急电源，包括主控制器、开关晶体管、驱动电路、继电器以及负载输出端，所述所述继电器分别连接市电供电电路，逆变电电路、开关晶体管和负载输出端；所述开关晶体管的控制端与所述驱动电路连接；所述主控制器适于当检测到市电供电异常时，控制所述驱动电路接通所述开关晶体管，同时控制所述继电器，使其从常闭动触点切换到常开动触点，以接通所述逆变供电电路，并经所述负载输出端输出逆变交流电。本实用新型可快速切换逆变电供应，以满足短时间的断电响应需求。

Description

EPS逆变切换装置和应急电源

技术领域

本实用新型涉及电源技术领域，特别涉及一种EPS逆变切换装置和应急电源。

背景技术

应急电源(Emergency Power Supply，EPS)是一种含有蓄电池蓄能装置，以逆变器为主要单元的电源保护设备。当市电输入正常时，EPS将市电直接输出供负载使用，同时完成对蓄电池的充电；当市电不正常时，EPS就将蓄电池中储存的能量通过逆变电路转换为恒压恒频的交流电给负载供电。而市电恢复时，EPS就会将EPS输出端从逆变输出线路切换到市电输出线路，由市电给负载供电。

EPS一般采用继电器来实现市电输出线路和逆变输出线路之间的切换，但继电器的动作时间较长，对于某些对逆变切换时间严格的场合(例如后端负载为钠灯时，切换时间一般要求在4ms，继电器或接触器不能在如此短时间内实现不掉电式切换)，继电器或接触器的动作时间在20～100ms内，响应时间过长，从而不能达到断电时间上的要求。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种EPS逆变切换装置和应急电源，可快速切换逆变电供应，以满足短时间的断电响应需求。

为实现上述发明目的，本实用新型采用以下技术方案。

本实用新型提供一种EPS逆变切换装置，用于EPS中切换市电供电电路和逆变供电电路，包括主控制器、开关晶体管、驱动电路、继电器以及负载输出端，所述继电器具有一定触点、一常闭动触点和一常开动触点，所述定触点与所述负载输出端连接，所述市电供电电路与所述常闭动触点连接，所述常闭动触点与所述定触点常闭连接；所述逆变供电电路一路与所述常开动触点连接，另一路通过所述开关晶体管连接到所述负载输出端；所述开关晶体管的控制端与所述驱动电路连接；所述主控制器分别与所述继电器和驱动电路连接，并适于当检测到市电供电异常时，控制所述驱动电路接通所述开关晶体管，同时控制所述继电器，使其从常闭动触点切换到常开动触点，以接通所述逆变供电电路，并经所述负载输出端输出逆变交流电。

优选地，所述主控制器在所述继电器完成从常闭动触点到常开动触点的切换后适于控制所述驱动电路断开所述开关晶体管。

优选地，所述开关晶体管为双向可控硅。

优选地，所述驱动电路包括适于接收脉冲信号的信号接收电路、变压器和适于根据所述脉冲信号断开和闭合所述变压器的开关电路，以及连接所述开关晶体管与变压器的整流滤波电路。

优选地，所述信号接收电路包括信号接收端和三极管，所述开关电路包括MOS管，所述三极管的基极与所述信号接收端连接，集电极连接一高电平，集电极与发射极之间连接所述MOS管。

优选地，所述变压器的一次侧线圈的一端连接一高电平，另一端连接所述MOS管；所述变压器的二次侧线圈连接所述整流滤波电路。

本实用新型还提供一种应急电源，包括市电供电电路和逆变供电电路，还包括上述EPS逆变切换装置，所述EPS逆变切换装置用于切换所述市电供电电路和逆变供电电路。

本实用新型设置开关晶体管，在停电时，控制开关晶体管先闭合，接通逆变供电电路，待继电器完成从常闭动触点到常开动触点的切换后，再将开关晶体管断开。由于开关晶体管的动作时间较短，通过开关晶体管的过渡，弥补了继电器的动作时间过长的缺点，从而使EPS从市电供电电路到逆变供电电路的切换的动作时间大大缩短，可满足对逆变切换时间严格的负载场合。

附图说明

图1为本实施例中EPS逆变切换装置的电路方框示意图。

图2为本实施例中驱动电路的电路原理图。

图3为本实施例中整流滤波电路的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例做进一步说明。

如图1所示，本实施例提供一种EPS逆变切换装置，用于EPS中快速切换市电供电电路和逆变供电电路。该EPS逆变切换装置包括主控制器、开关晶体管、驱动电路、继电器RY以及负载输出端OUT，所述继电器RY具有一定触点COM、一常闭动触点NC和一常开动触点NO，所述定触点COM与所述负载输出端OUT连接。正常供电时，所述市电供电电路BY与所述常闭动触点COM连接，所述常闭动触点与所述定触点常闭连接。

所述逆变供电电路INV一路与所述常开动触点NO连接，另一路通过所述开关晶体管连接到所述负载输出端OUT。所述开关晶体管的控制端与所述驱动电路连接。所述主控制器分别与所述继电器RY和驱动电路连接，当检测到市电供电异常时，控制所述驱动电路接通所述开关晶体管，同时控制所述继电器RY工作，使其从常闭动触点NC切换到常开动触点NO，以接通所述逆变供电电路INV，并经所述负载输出端OUT输出逆变交流电，从而在市电停电(或异常)的瞬间完成从市电供电电路BY到逆变供电电路INV的快速切换。

在一些情况下，后端负载对切换时间有更高要求，若EPS不能在规定的响应时间内完成切换，负载就会掉电，可能引发生命财产损失，而传统采用继电器的切换器件是无法胜任该要求的，因此，本实施例采用响应速度更快的开关晶体管替代传统的断电器来预先接通逆变供电电路INV。

本实施例中，所述开关晶体管为双向可控硅，其响应时间可缩短到20ms左右。由于所要接通的线路为交流电，因此，采用双向可控硅来导通，不会损失电能。

请参照图2和图3所示，所述驱动电路包括用于接收脉冲信号的信号接收电路、变压器T1和用于根据所述脉冲信号断开和闭合所述变压器T1的开关电路，以及连接所述双向可控硅Q2/Q3与变压器T1的整流滤波电路。脉冲信号由主控制器在检测到停电(或异常)时发出。信号接收电路根据脉冲信号输出一开关信号到所述开关电路，所述开关电路根据该开关信号断开或闭合所述变压器T1，使变压器T1输出一交变电压，该交变电压经所述整流滤波电路整形和滤波后，变成恒压直流电，并加载到所述双向可控硅Q2/Q3的控制端，以控制所述双向可控硅Q2/Q3的通断。

具体地，所述信号接收电路包括信号接收端SCR和三极管Q1，所述开关电路包括MOS管Q4，所述三极管Q1的基极与所述信号接收端SCR连接，集电极连接一高电平，集电极与发射极之间连接所述MOS管Q4。

同时，所述变压器T1的一次侧线圈的一端连接一12V的高电平，另一端连接所述MOS管Q4。所述变压器T1的二次侧线圈连接所述整流滤波电路。

当市电异常或停电(或异常)时，主控制器一方面控制继电器RY从动触点NC切换到动触点NO，另一方面向信号接收电路和变压器T1发出脉冲信号，该脉冲信号经由变压器T1的转换后输出到可控硅Q2/Q3的控制端，可控硅Q2/Q3此受控导通，逆变供电电路INV从而通过可控硅Q2/Q3向EPS的负载输岀端OUT供电。

由于可控硅Q2/Q3通常具有静态及动态的过载能力较差的特性，因此，为避免可控硅Q2/Q3长时间通电，所述主控制器在所述继电器RY完成从常闭动触点NC到常开动触点NO的切换后能够控制所述驱动电路断开所述可控硅Q2/Q3，由继电器RY保持逆变供电电路的连通状态，直到市电恢复或者有人工干预介入。具体实现方式可以是：

当所述继电器RY完成从常闭动触点NC到常开动触点NO的切换后，主控制器输出脉冲信号到信号接收电路，信号接收电路的信号接收端SCR的转变为高电平，三极管Q1再次导通，MOS管Q4的控制端再次变为低电平，从而被截止，这样，变压器T1的一次侧线圈断开，使得双向可控硅Q2、Q3由此截止，此时逆变供电电路INV仅通过继电器RY的常开动触点NO和定触点COM的连接向负载输出端OUT输出交流电，从而持续为负载供电。

本实用新型还提供一种应急电源，包括上述市电供电电路、逆变供电电路和EPS逆变切换装置，所述EPS逆变切换装置用于切换所述市电供电电路和逆变供电电路。

综上所述，本实用新型设置开关晶体管，在停电时，控制开关晶体管先闭合，接通逆变供电电路，待继电器完成从常闭动触点到常开动触点的切换后，再将开关晶体管断开。由于开关晶体管的动作时间较短，通过开关晶体管的过渡，弥补了继电器的动作时间过长的缺点，从而使EPS从市电供电电路到逆变供电电路的切换的动作时间大大缩短，可满足对逆变切换时间严格的负载场合。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种EPS逆变切换装置，用于EPS中切换市电供电电路和逆变供电电路，其特征在于：包括主控制器、开关晶体管、驱动电路、继电器以及负载输出端，所述继电器具有一定触点、一常闭动触点和一常开动触点，所述定触点与所述负载输出端连接，所述市电供电电路与所述常闭动触点连接，所述常闭动触点与所述定触点常闭连接；所述逆变供电电路一路与所述常开动触点连接，另一路通过所述开关晶体管连接到所述负载输出端；所述开关晶体管的控制端与所述驱动电路连接；所述主控制器分别与所述继电器和驱动电路连接，并适于当检测到市电供电异常时，控制所述驱动电路接通所述开关晶体管，同时控制所述继电器，使其从常闭动触点切换到常开动触点，以接通所述逆变供电电路，并经所述负载输出端输出逆变交流电。

2.如权利要求1所述的EPS逆变切换装置，其特征在于：所述主控制器在所述继电器完成从常闭动触点到常开动触点的切换后适于控制所述驱动电路断开所述开关晶体管。

3.如权利要求2所述的EPS逆变切换装置，其特征在于：所述开关晶体管为双向可控硅。

4.如权利要求2或3所述的EPS逆变切换装置，其特征在于：所述驱动电路包括适于接收脉冲信号的信号接收电路、变压器和适于根据所述脉冲信号断开和闭合所述变压器的开关电路，以及连接所述开关晶体管与变压器的整流滤波电路。

5.如权利要求4所述的EPS逆变切换装置，其特征在于：所述信号接收电路包括信号接收端和三极管，所述开关电路包括MOS管，所述三极管的基极与所述信号接收端连接，集电极连接一高电平，集电极与发射极之间连接所述MOS管。

6.如权利要求5所述的EPS逆变切换装置，其特征在于：所述变压器的一次侧线圈的一端连接一高电平，另一端连接所述MOS管；所述变压器的二次侧线圈连接所述整流滤波电路。

7.一种应急电源，包括市电供电电路和逆变供电电路，其特征在于：还包括如权利要求1～6任一项中所述的EPS逆变切换装置，所述EPS逆变切换装置用于切换所述市电供电电路和逆变供电电路。