CN209329770U - 一种备用电源系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种备用电源系统，包括电源适配器、备用电源和用电设备，且所述备用电源安装在所述电源适配器和用电设备中间；其中，所述备用电源包括DC输入端、DC‑DC转换单元、输出单元、控制中心、检测控制切换单元、电池充电管理单元、电池保护单元、备用电池组和控制开关；当所述检测控制切换单元检测到所述电源适配器出现故障时，将检测结果传输至所述控制中心，所述控制中心控制所述备用电池组进行供电，所述备用电池组的供给电压依次通过所述电池保护单元、电池充电管理单元、DC输入端、DC‑DC转换单元和输出单元传输至所述用电设备。
Description
技术领域
本实用新型属于电池领域，具体涉及一种备用电源系统。
背景技术
随着科技的快速发展以及物联网时代的到来，物联网产品的快速发展，包括远程数据采集和监控系统，小型网络交换机、小型家用监控系统、安防报警系统以及其它一些12V供电设备系统，普通供电电源系统(电源适配器或AC-DC供电系统)当外部供电系统发生故障或遭到破坏时，这些系统将不能正常工作，使系统的安全性和可靠性大大降低。例如数据采集中断、监控系统失去信号和失去监控效果，安防报警系统失去作用，起不到安防和报警作用等。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种备用电源系统，当外部供电系统发生故障断电或遭到人为破坏时，本发明供电系统自动将内部电池快速无缝切换到备用供电输出模式，为设备继续供电，保证设备安全可靠运行。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种备用电源系统，包括电源适配器、备用电源和用电设备，且所述备用电源安装在所述电源适配器和用电设备中间；其中，所述备用电源包括DC 输入端、DC-DC转换单元、输出单元、控制中心、检测控制切换单元、电池充电管理单元、电池保护单元、备用电池组和控制开关；
所述控制中心同时连接所述DC-DC转换单元、检测控制切换单元、电池充电管理单元、电池保护单元、备用电池组和控制开关，所述备用电池组连接所述电池保护单元，所述电池保护单元连接所述电池充电管理单元，所述电池充电管理单元连接所述DC输入端，所述 DC输入端的另一端连接DC-DC转换单元，所述DC-DC转换单元的另一端连接所述输出单元；
所述电源适配器连接所述DC输入端，所述用电设备连接所述输出单元；当所述电源适配器正常工作时，所述电源适配器中的输出电流一次通过所述DC输入端、DC-DC转换单元和输出单元传输至所述用电设备；当所述检测控制切换单元检测到所述电源适配器出现故障时，将检测结果传输至所述控制中心，所述控制中心控制所述备用电池组进行供电，所述备用电池组的供给电压依次通过所述电池保护单元、电池充电管理单元、DC输入端、DC-DC转换单元和输出单元传输至所述用电设备。
进一步地，所述备用电源还包括M个输入输出转换接口，所述输入输出转换接口连接在所述输出单元上；其中，M为大于等于1 的整数。
进一步地，所述备用电源还包括电池性能检测单元，所述电池性能检测单元连接所述控制中心和备用电池组，用于检测所述备用电池组的性能。
进一步地，所述备用电源还包括控制开关，所述控制开关连接所述控制中心，用于开启或关闭所述备用电源。
进一步地，所述备用电源还包括状态指示单元，所述状态指示单元连接所述控制中心，用于指示所述备用电池设备的工作状态。
进一步地，所述备用电池组为锂电池组。
进一步地，所述DC-DC转换单元包括升降压控制子单元。
本实用新型的有益效果为：本实用新型提供的一种备用电源系统，由锂电池组作为小型储能系统，当电源适配器供电正常时，内部电池储能系统不工作，处于待机状态，当电源适配器发生故障断电或遭到人为破坏时，本发明将备用电池组快速无缝切换到备用供电输出模式，为用电设备继续供电，保证用电设备安全可靠运行。
附图说明
附图1为本实用新型一种备用电源系统的结构示意图。
附图2为备用电源的结构框架图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步的详细说明。
如附图1和2所示，一种备用电源系统，包括电源适配器、备用电源和用电设备，且备用电源安装在电源适配器和用电设备中间；且电源适配器另一端连接AC220V输入，本发明中备用电源为小型直流备用电源。其中，备用电源包括DC输入端、DC-DC转换单元、输出单元、控制中心、检测控制切换单元、电池充电管理单元、电池保护单元、备用电池组和控制开关。控制中心同时连接DC-DC转换单元、检测控制切换单元、电池充电管理单元、电池保护单元、备用电池组和控制开关，备用电池组连接电池保护单元，电池保护单元连接电池充电管理单元，电池充电管理单元连接DC输入端，DC输入端的另一端连接DC-DC转换单元，DC-DC转换单元的另一端连接输出单元。
电源适配器连接DC输入端，用电设备连接输出单元；当电源适配器正常工作时，电源适配器中的输出电流一次通过DC输入端、 DC-DC转换单元和输出单元传输至用电设备；当检测控制切换单元检测到电源适配器出现故障时，将检测结果传输至控制中心，控制中心控制备用电池组进行供电，备用电池组的供给电压依次通过电池保护单元、电池充电管理单元、DC输入端、DC-DC转换单元和输出单元传输至用电设备。
本发明中备用电源还包括括M个输入输出转换接口，输入输出转换接口连接在输出单元上；其中，M为大于等于1的整数。包括电池性能检测单元，电池性能检测单元连接控制中心和备用电池组，用于检测备用电池组的性能。还包括控制开关，控制开关连接控制中心，用于开启或关闭所述备用电源。还包括状态指示单元，状态指示单元连接控制中心，用于指示所述备用电池设备的工作状态。其中，DC-DC 转换单元包括升降压控制子单元。
请继续参阅附图2，本发明中DC输入端的输入接口为DC5.5*2.5 输入DC座，标称输入直流电压范围9-19V，设计兼容12V供电设备的电源适配器输出范围、具有输入欠压和输入过压报警提示。
本发明中的DC-DC转换单元包括升降压控制子单元，器为整个备用电源系统的功率变换输出部分，将输入电压9-19V通过升压或降压电路转成稳定的12V电压、输出电流能力为2.5A。DC-DC转换单元输入电压范围宽9-19V，内部具有升降压控制子单元，自动实现升降和降压切换控制，具有输出过载保护。
本发明中电池保护单元主要完成对备用电池组的过充电、过放电、过流和短路保护等，保证备用电池组在使用中的安全和可靠。这是因为由于锂电池组的自身特性，在使用过程中，不能发生过充和过放，否则将损坏电池。
本发明中备用电池组为锂电池组，为整个备用电源储能和备用放电的能量存储核心，电池组由4串18650/2600mAh电芯组合而成，有效工作输出电压范围为10V-16.8V。采用锂电池的主要优点是体积小、重量轻、能量密度高、使用寿命长，绿色环保。
本发明中控制中心为整个备用电池的控制核心，整个系统软件自动控制，控制简便，可靠性高，参数便于调整和更新。可实现状态自动检测、切换、控制和指示等。
本发明中电池充电管理单元在外部供电系统正常时，电池充电管理电路根据自身电池的状况对备用电池组进行小电流充电，保证备用电池组的电压处在充满电状态，提高备用放电使用时时间，为了防止备用电池组长时间电池浮充电影响电池的使用寿面，电池充电管理单元在充满电时，自动切断充电。
本发明中检测控制切换单元用于实现外部电源断电自动检测、备用电源自动无缝切换控制、异常保护切断控制、DC-DC转换单元中升压和降压检测控制等。
本发明中电池性能检测单元为本发明产品的自身特色，当备用电池组特性变差或寿命衰老，系统将发出告警提示，提示用户需要更换内部备用电池组，保证当设备外部供电断电时，系统自身不会发生供电问题或达不到备用使用时间，系统安全性更高。
本发明中控制开关为产品使用者控制开关，长按开关可以开启和关闭备用电源，由于系统的特殊性，当输入端有供电接入时，会自动进入工作模式。
本发明中状态指示单元用来指示备用电源的工作状态包括外部供电接入指示、输入过欠压保护指示、备用电池组工作状态指示、备用电池组欠压指示、备用电池组特性变差指示等。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，所述实施例并非用于限制本实用新型的专利保护范围，因此凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型所附权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.一种备用电源系统，其特征在于，包括电源适配器、备用电源和用电设备，且所述备用电源安装在所述电源适配器和用电设备中间；其中，所述备用电源包括DC输入端、DC-DC转换单元、输出单元、控制中心、检测控制切换单元、电池充电管理单元、电池保护单元、备用电池组和控制开关；
所述控制中心同时连接所述DC-DC转换单元、检测控制切换单元、电池充电管理单元、电池保护单元、备用电池组和控制开关，所述备用电池组连接所述电池保护单元，所述电池保护单元连接所述电池充电管理单元，所述电池充电管理单元连接所述DC输入端，所述DC输入端的另一端连接DC-DC转换单元，所述DC-DC转换单元的另一端连接所述输出单元；
所述电源适配器连接所述DC输入端，所述用电设备连接所述输出单元；当所述电源适配器正常工作时，所述电源适配器中的输出电流一次通过所述DC输入端、DC-DC转换单元和输出单元传输至所述用电设备；当所述检测控制切换单元检测到所述电源适配器出现故障时，将检测结果传输至所述控制中心，所述控制中心控制所述备用电池组进行供电，所述备用电池组的供给电压依次通过所述电池保护单元、电池充电管理单元、DC输入端、DC-DC转换单元和输出单元传输至所述用电设备。
2.根据权利要求1所述的一种备用电源系统，其特征在于，所述备用电源还包括M个输入输出转换接口，所述输入输出转换接口连接在所述输出单元上；其中，M为大于等于1的整数。
3.根据权利要求1所述的一种备用电源系统，其特征在于，所述备用电源还包括电池性能检测单元，所述电池性能检测单元连接所述控制中心和备用电池组，用于检测所述备用电池组的性能。
4.根据权利要求1所述的一种备用电源系统，其特征在于，所述备用电源还包括控制开关，所述控制开关连接所述控制中心，用于开启或关闭所述备用电源。
5.根据权利要求1所述的一种备用电源系统，其特征在于，所述备用电源还包括状态指示单元，所述状态指示单元连接所述控制中心，用于指示所述备用电池设备的工作状态。
6.根据权利要求1所述的一种备用电源系统，其特征在于，所述备用电池组为锂电池组。
7.根据权利要求1所述的一种备用电源系统，其特征在于，所述DC-DC转换单元包括升降压控制子单元。
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