CN210350854U - 一种ups电源用无缝自动切换回路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及UPS电源电路切换技术领域，特别涉及一种UPS电源用无缝自动切换回路。其包括主回路电路以及旁路电路，主回路电路与旁路电路并联连接，在旁路电路上串设有一中间继电器和一固态继电器，中间继电器通过外接电源与固态继电器串联连接，当中间继电器检测到主回路电路无电压时，中间继电器闭合，固态继电器通过外接电源上电后动作，旁路电路快速导通工作；当中间继电器检测到主回路电路有电压时，中间继电器断开，固态继电器失电断开，旁路电路快速断开，主回路电路导通开始工作。本实用新型主要用于需要不间断电源供电的场合，可实现主回路电路与旁路电路之间无缝切换，响应速度迅速，故障点少，可保证系统供电的连续性和稳定性，安全性高。
Description
技术领域
本实用新型涉及UPS电源电路切换技术领域，特别涉及一种UPS电源用无缝自动切换回路。
背景技术
UPS(Uninterruptible Power System)电源，即不间断电源，当市电输入正常时，UPS电源将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS电源就是一台交流式电稳压器，同时它还向机内电池充电；当市电中断(事故停电)时，UPS电源立即将电池的直流电能，通过逆变器切换转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。UPS电源设备通常对电压过高或电压过低都能提供保护。
随着社会经济的快速发展，UPS不间断电源设备在现代工业应用中愈加凸现其不可替代的作用。其具体是通过AC-DC-AC的转换模式，UPS电源可保证向用户负载提供连续、稳定和精确的输出电源，在市电中断时，UPS电源设备也可运行于后备模式以保证系统供电的连续性和稳定性。
而传统UPS电源系统中，旁路与主回路的切换是通过两路静态开关和一路控制模块实现的，首先控制模块的电源需要滤波，然后对主回路和旁路电源信号进行采样处理，控制模块对信号进行逻辑判断后下发动作指令，驱使静态开关动作，由于电路中切换环节较多、回路复杂，如果控制模块、控制模块电源、控制模块驱动故障将会致使中断输出的风险。比如，智能控制模块当出现乱码不能识别时，会导致控制模块不能接收或发送不出指令，从而导致指令不能被执行或精准的执行，最终出现输出中断的风险，严重影响供电的连续性及稳定性。又如其控制模块只需要低压环境便可工作，而传统的UPS电源系统中，是将控制模块连接在高压工作环境中，其控制模块极易受到高压线路的影响，易产生电磁干扰，从而降低了其抗干扰性能。再就是，当传统UPS电源系统中出现电压不稳定情况时，控制模块极易烧坏，不能正常工作，从而出现中断输出的风险，且风险高。
再例如专利CN 104037933 A，公开了一种UPS的快速切换电路和切换控制方法，其在旁路线路上串设至少两个继电器，一个为旁路常开继电器，另一个为旁路常闭继电器，在逆变输出线路上串设两个继电器，一个为逆变常开继电器，另一个为逆变常闭继电器；旁路输出线路和逆变输出线路在输出侧短接；所述旁路常闭继电器、逆变常闭继电器在UPS的辅助电源上电后动作；旁路输入正常时，旁路常开继电器动作；逆变器输出正常时，逆变常开继电器动作。
上述专利主要是通过每个回路上都有2个继电器的NO和NC节点串联，需要断开的回路上有2个节点同时动作，避免了因一个继电器的一个触点动作触点间的拉电弧影响继电器的触点寿命，在一些频繁切换的场合，可大大提高切换电路的使用寿命。但是，其采用两组继电器进行控制，一是，延长了信号传输时间，导致电路回路之间切换时间较长，响应速度慢，从而导致供电连续性及稳定性较差，同时增大了中断的可能性。二是，提高了使用成本。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种响应速度迅速，故障点少，可以保证系统供电的连续性和稳定性，安全性高的UPS电源用无缝自动切换回路。
本实用新型为实现上述目的采用的技术方案是：一种UPS电源用无缝自动切换回路，包括用于将市电输送至用户负载的主回路电路以及用于当主回路电路事故断电后继续供电给用户负载的旁路电路，所述主回路电路与旁路电路并联连接，在主回路电路及旁路电路上设有一个中间继电器和一个固态继电器，所述中间继电器通过外接电源与固态继电器串联连接，所述固态继电器、中间继电器均为常开继电器，当所述中间继电器检测到主回路电路无电压时，中间继电器闭合，所述固态继电器通过外接电源上电后动作，旁路电路快速导通工作；当所述中间继电器检测到主回路电路有电压时，中间继电器断开，所述固态继电器失电断开，旁路电路快速断开，主回路电路导通开始工作。
上述的UPS电源用无缝自动切换回路，所述中间继电器包括控制线圈KA-Q和常开辅助触点KA-FC，所述固态继电器包括控制线圈KM-Q和常开主触点KM-ZC，所述控制线圈KA-Q与所述主回路电路的输出端并联连接，当所述主回路电路突然断开失电时，所述中间继电器的控制线圈KA-Q失电，常开辅助触点KA-FC快速闭合，所述固态继电器的控制线圈KM-Q通过外接电源得电，常开主触点KM-ZC得电后闭合，旁路电路快速导通工作；当主回路电路导通得电时，所述中间继电器的控制线圈KA-Q得电，常开辅助触点KA-FC断开，所述固态继电器的控制线圈KM-Q失电，常开主触点KM-ZC失电后断开，旁路电路快速断开，主回路电路开始工作。
上述的UPS电源用无缝自动切换回路，所述主回路电路上串设有市电断路器，第一隔离变压器，整流器，逆变器，第二隔离变压器以及在主回路电路的输出端串设的输出断路器。
上述的UPS电源用无缝自动切换回路，在所述主回路电路上并联有保护电路，所述保护电路的一端与主回路电路的电源输入端连接，另一端连接在主回路电路上的整流器与逆变器之间，在保护电路上串连有用于防止直流电回流至电源输入端的直流断路器以及用于防止交流回流至电源输入端的逆止二极管，所述直流断路器与逆止二极管串联连接。
上述的UPS电源用无缝自动切换回路，所述切换回路还包括当旁路电路故障断电时对旁路电路进行维修的维修电路，所述维修电路与主回路电路的输出端并联连接，所述维修电路与旁路电路并联连接，所述维修电路上连接有维修断路器。
上述的UPS电源用无缝自动切换回路，所述外接电源为24V或48V直流电源。
上述的UPS电源用无缝自动切换回路，在所述旁路电路的电源输入端还串设有一用于保护旁路电路的旁路断路器。
本实用新型UPS电源用无缝自动切换回路的有益效果是：一是，旁路电路上外接电源、固态继电器，中间继电器的设置，当市电突然断电时，中间继电器检测到主回路电路无电压时动作闭合，固态继电器上的控制线圈从外接电源得电后，常开主触点闭合，旁路电路从而导通，由于本实用新型中采用的中间继电器上的控制线圈KA-Q能在市电断电的瞬间检测到断电信号，并发送信号中间继电器常开辅助触点进行闭合，从而实现了快速、无缝自动切换至旁路电路给负载供电的目的，从而保证了市电供电与UPS电源电路之间的快速、无缝自动切换，达到供电连续、稳定的目的，从而可有效避免输出中断的风险。二是，由于本实用新型采用固态继电器、中间继电器来实现主回路电路与旁路电路间的切换，所以省去了传统的电路中控制模块滤波、采样分析、触发的过程，从而减少故障点，达到响应迅速的目的，固态继电器技术成熟，寿命长，经济性。三是，无需两路静态开关，占用空间小。四，本实用新型通过设置主回路电路、旁路电路以及维修电路，可实现对用户负载三重供电。本实用新型响应速度迅速，故障点少，可实现主回路电路与旁路电路之间无缝切换，同时，可以保证系统供电的连续性和稳定性，安全性高。
附图说明
图1为本实用新型实施例1自动切换回路；
图2为实施例2手动切换回路；
图3为传统的切换回路。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步详细说明；
实施例1
如图1、2、3所示，一种UPS电源用无缝自动切换回路，包括用于将市电输送至用户负载的主回路电路以及用于当主回路电路事故断电后继续供电给用户负载的旁路电路，还包括当旁路电路故障断电时对旁路电路进行维修的维修电路，其中，维修电路与主回路电路的输出端并联连接，维修电路与旁路电路并联连接，维修电路上连接有维修断路器。
本实用新型中主回路电路与旁路电路并联连接，在主回路电路及旁路电路上旁路电路上串设有一个中间继电器和一个固态继电器，中间继电器通过外接电源与固态继电器串联连接，其中，外接电源为24V或48V直流电源。固态继电器、中间继电器均为常开继电器。本实施中主回路电路上串设有市电断路器，第一隔离变压器，整流器，逆变器，第二隔离变压器以及在主回路电路的输出端串设的输出断路器。在旁路电路的电源输入端还串设有一用于保护旁路电路的旁路断路器。中间继电器包括控制线圈KA-Q和常开辅助触点KA-FC，固态继电器包括控制线圈KM-Q和常开主触点KM-ZC，控制线圈KA-Q与所述主回路电路的输出端并联连接。
本实用新型还包括在主回路电路上并联有保护电路，保护电路的一端与主回路电路的电源输入端连接，另一端连接在主回路电路上的整流器与逆变器之间，在保护电路上串连有用于防止直流电回流至电源输入端的直流断路器以及用于防止交流回流至电源输入端的逆止二极管，直流断路器与逆止二极管串联连接。
本实用新型切换回路工作过程是：当中间继电器检测到主回路电路无电压时，中间继电器闭合，固态继电器通过外接电源上电后动作，旁路电路快速导通工作；当中间继电器检测到主回路电路有电压时，中间继电器断开，固态继电器失电断开，旁路电路快速断开，主回路电路导通开始工作。具体的，当主回路电路突然断开失电时，中间继电器的控制线圈KA-Q失电，常开辅助触点KA-FC快速闭合，固态继电器的控制线圈KM-Q通过外接电源得电，常开主触点KM-ZC得电后闭合，旁路电路快速导通工作；当主回路电路导通得电时，中间继电器的控制线圈KA-Q得电，常开辅助触点KA-FC断开，固态继电器的控制线圈KM-Q失电，常开主触点KM-ZC失电后断开，旁路电路快速断开，主回路电路开始工作。
本实用新型实现了快速、无缝自动切换至旁路电路给负载供电的目的，从而保证了市电供电与UPS电源电路之间的快速、无缝自动切换，达到供电连续、稳定的目的，从而可有效避免输出中断的风险。
实施例2
与实施例1相同地方不再赘述，不同在于，中间继电器包括常开触点KA，固态继电器包括控制线圈KM和常开触点KM。当市电断电时，手动闭合中间继电器的常开触点KA。
本实施例中主要包括以下几个组成部分：固态继电器，中间继电器，24V外接电源。具体的工作过程是：1.24V外接电源为固态继电器的控制线圈提供电源；2.当系统主回路电路失电，将中间继电器的常开触点KA手动闭合，固态继电器的控制线圈得电；3.固态继电器常开触点闭合，旁路电路将电输入供给用户负载；4.当系统主回路电路恢复工作时，手动将主回路电路常开触点KA打开，固态继电器的控制线圈回路断开，固态继电器的常开触点断开，电源重新由主回路供给用户负载。
本实用新型主要用于需要不间断电源供电的场合。当旁路回路出现故障需要维修时，维修电源输入，用户负载通电，便于查找旁路电路上的故障点，并进行故障消除。
上述实施例只是为了说明本实用新型的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡是根据本实用新型内容的实质所做出的等效的变化或修改，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。
Claims (7)
1.一种UPS电源用无缝自动切换回路，包括用于将市电输送至用户负载的主回路电路以及用于当主回路电路事故断电后继续供电给用户负载的旁路电路，所述主回路电路与旁路电路并联连接，其特征在于：在主回路电路及旁路电路上设有一个中间继电器和一个固态继电器，所述中间继电器通过外接电源与固态继电器串联连接，所述固态继电器、中间继电器均为常开继电器，当所述中间继电器检测到主回路电路无电压时，中间继电器闭合，所述固态继电器通过外接电源上电后动作，旁路电路快速导通工作；当所述中间继电器检测到主回路电路有电压时，中间继电器断开，所述固态继电器失电断开，旁路电路快速断开，主回路电路导通开始工作。
2.根据权利要求1所述的UPS电源用无缝自动切换回路，其特征是：所述中间继电器包括控制线圈KA-Q和常开辅助触点KA-FC，所述固态继电器包括控制线圈KM-Q和常开主触点KM-ZC，所述控制线圈KA-Q与所述主回路电路的输出端并联连接，当所述主回路电路突然断开失电时，所述中间继电器的控制线圈KA-Q失电，常开辅助触点KA-FC快速闭合，所述固态继电器的控制线圈KM-Q通过外接电源得电，常开主触点KM-ZC得电后闭合，旁路电路快速导通工作；当主回路电路导通得电时，所述中间继电器的控制线圈KA-Q得电，常开辅助触点KA-FC断开，所述固态继电器的控制线圈KM-Q失电，常开主触点KM-ZC失电后断开，旁路电路快速断开，主回路电路开始工作。
3.根据权利要求1所述的UPS电源用无缝自动切换回路，其特征是：所述主回路电路上串设有市电断路器，第一隔离变压器，整流器，逆变器，第二隔离变压器以及在主回路电路的输出端串设的输出断路器。
4.根据权利要求3所述的UPS电源用无缝自动切换回路，其特征是：在所述主回路电路上并联有保护电路，所述保护电路的一端与主回路电路的电源输入端连接，另一端连接在主回路电路上的整流器与逆变器之间，在保护电路上串连有用于防止直流电回流至电源输入端的直流断路器以及用于防止交流回流至电源输入端的逆止二极管，所述直流断路器与逆止二极管串联连接。
5.根据权利要求1所述的UPS电源用无缝自动切换回路，其特征是：所述切换回路还包括当旁路电路故障断电时对旁路电路进行维修的维修电路，所述维修电路与主回路电路的输出端并联连接，所述维修电路与旁路电路并联连接，所述维修电路上连接有维修断路器。
6.根据权利要求1所述的UPS电源用无缝自动切换回路，其特征是：所述外接电源为24V或48V直流电源。
7.根据权利要求1所述的UPS电源用无缝自动切换回路，其特征是：在所述旁路电路的电源输入端还串设有一用于保护旁路电路的旁路断路器。
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| CN114779613A (zh) * | 2022-04-13 | 2022-07-22 | 中国兵器装备集团自动化研究所有限公司 | 基于安全功能的继电器旁通电路及电子设备 |
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