CN215498413U - Eps三相应急电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了EPS三相应急电源，涉及供电电源技术领域，包括充电电源模块，充放电控制模块，双向逆变模块，新能源模块，电源状态检测模块，采样模块，主控制模块，通信模块；所述充放电控制模块用于控制电压变化，双向逆变模块用于DC‑AC和AC‑DC转换，新能源模块用于提供电能，电源状态检测模块和采样模块用于检测电源状况，主控制模块用于接收信号和控制电源工作，通信模块用于与用户终通信。本实用新型EPS三相应急电源采用了太阳能光伏板和市压互补为备用电源供电，节约电资源，并且通过无线通信对EPS三相应急电源的电源状态进行定期检测，预防EPS三相应急电源出现故障。
Description
技术领域
本实用新型涉及供电电源技术领域，具体是EPS三相应急电源。
背景技术
EPS（Emergency Power Supply，紧急电源）应急电源是一种由充电器、逆变器、蓄电池、隔离变压器、切换开关等装置组成的一种把直流电能逆变成交流电能的应急电源，目前，在很多场合中，大多数EPS应急电源都通过市电压进行供电，当市电压故障时，EPS应急电源无法保持在满电状态，并且由于EPS应急电源本身具有很多不确定因素，大多数情况下EPS应急电源不会经常使用，加上对EPS应急电源缺失的监测功能，这导致EPS应急电源存在安全隐患，同样人工维护的工作也很难进行展开。
发明内容
本实用新型实施例提供EPS三相应急电源，以解决上述背景技术中提出的问题。
依据本实用新型实施例中，提供EPS三相应急电源，该EPS三相应急电源包括：充电电源模块，充放电控制模块，双向逆变模块，新能源模块，电源状态检测模块，采样模块，主控制模块，通信模块；
所述充电电源模块，用于为该EPS三相应急电源提供电能；
所述充放电控制模块，用于控制所述充电电源模块的充电和放电；
所述双向逆变模块，用于将所述充放电控制模块输出的直流电压转换为三相交流电，用于将三相交流电转换为直流电压；
所述新能源模块，用于通过太阳能光伏板将太阳能转换为电能，用于控制太阳能光伏板工作；
所述电源状态检测模块，用于检测所述充电电源模块的温度和湿度情况；
所述采样模块，用于检测所述充电电源模块和新能源模块输出的电压信号；
所述主控制模块，用于接收所述电源状态检测模块输出的信号和所述采样模块输出的电压信号，用于控制所述充放电控制模块和双向逆变模块工作，用于输出数据信号；
所述通信模块，用于接收所述主控制模块输出的数据信号并与用户终端进行通信。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型EPS三相应急电源采用了太阳能光伏板作为EPS三相应急电源电池的备用供电电源，在太阳充足的情况下为备用电源充电，节约电资源，并且对EPS三相应急电源的电源状态进行定期检测，通过无线通信使得监控中心可实时监测EPS三相应急电源的状态，提高EPS三相应急电源的可靠性和安全性，降低人力资源的损耗。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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为本实用新型实例提供的EPS三相应急电源的原理方框示意图。
图2为本实用新型实例提供的EPS三相应急电源切换控制电路图。
图3为本实用新型实例提供的电源状态检测模块和通信模块电路图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。
参见图1，本实用新型实施例提供EPS三相应急电源，该EPS三相应急电源包括：充电电源模块1，充放电控制模块2，双向逆变模块3，新能源模块4，电源状态检测模块5，采样模块6，主控制模块7，通信模块8；
具体地，充电电源模块1，用于为该EPS三相应急电源提供电能；所述充电电源模块1连接充放电控制模块2的第一端；
充放电控制模块2，用于控制所述充电电源模块1的充电和放电；所述充放电控制模块2的第二端连接双向逆变模块3的第一端，所述充放电控制模块2的第四端连接主控制模块7的第二端；
双向逆变模块3，用于将所述充放电控制模块2输出的直流电压转换为三相交流电，用于将三相交流电转换为直流电压；所述双向逆变模块3的第二端连接主控制模块7的第三端，双向逆变模块3的第三端输出交流电压；
新能源模块4，用于通过太阳能光伏板J3将太阳能转换为电能，用于控制太阳能光伏板J3工作；所述新能源模块4的第一端连接充放电控制模块2的第三端，新能源模块4的第二端连接主控制模块7的第一端；
电源状态检测模块5，用于检测所述充电电源模块1的温度和湿度情况；所述电源状态检测模块5连接主控制模块7的第四端；
采样模块6，用于检测所述充电电源模块1和新能源模块4输出的电压信号；所述采样模块6的连接主控制模块7的第五端；
主控制模块7，用于接收所述电源状态检测模块5输出的信号和所述采样模块6输出的电压信号，用于控制所述充放电控制模块2和双向逆变模块3工作，用于输出数据信号；
通信模块8，用于接收所述主控制模块7输出的数据信号并与用户终端进行通信；所述通信模块8连接主控制模块7的第六端。
在具体实施例中，上述充电电源模块1为该EPS三相应急电源的备用储能电池，在此不做赘述；上述充放电控制模块2可采用双向DC-DC转换电路控制对上述充电电源模块1的充放电，也可采用专门的充放电芯片进行充放电控制；上述双向逆变模块3为该EPS三相应急电源中将直流电逆变为三相交流电，在此不做赘述；上述新能源模块4可采用太阳能光伏板J3将太阳能转换为电能为充电电源模块1进行备用供电；上述电源状态检测模块5可采用温度传感器，湿度传感器和气体传感器检测该EPS三相应急电源的环境状态，在此介绍温度传感器的检测方式；上述采样模块6可采用电阻分压的方式检测备用电池和备用电源的电量；上述主控制模块7可采用DSP或者单片机配合驱动器的控制方式控制该EPS三相应急电源工作；上述通信模块8可采用GPRS（General packet radio service，通用无线分组业务）通信、以太网通信、RS485通信中的一种实现与用户终端801的无线数据交互。
实施例2：在实施例1的基础上，请参阅图2，在本实用新型所述的EPS三相应急电源的一个具体实施例中，所述充电电源模块1包括电池组DY1；所述充放电控制模块2包括第一电容C1、第一电感L1、第一开关管VT1、第二开关管VT2、第二电容C2和第三电容C3；
具体地，电池组DY1的第一端连接第一电容C1和第一电感L1，第一电感L1的另一端连接第一开关管VT1的发射极和第二开关管VT2的集电极，电池组DY1的第二端连接第一电容C1的另一端、第二开关管VT2的发射极和第三电容C3的第一端，第一开关管VT1的集电极连接第二电容C2的第一端，第二电容C2的第二端和第三电容C3的第二端接地。
进一步地，所述新能源模块4包括太阳能光伏板J3、第三二极管D3、第三电阻R3、第四电阻R4、第一二极管D1、第三开关管M1、第二二极管D2、继电器K1、继电器触点K1-1和第一电源+5V；
具体地，太阳能光伏板J3通过继电器触点K1-1连接第三二极管D3的阳极，第三二极管D3的阴极连接第二电容C2的第一端，继电器K1连接第一电源+5V和第二二极管D2的阴极，继电器K1的另一端连接第二二极管D2的阳极和第三开关管M1的漏极，第三开关管M1的源极和第三电阻R3接地，第三电阻R3的另一端连接第三开关管M1的栅极、第四电阻R4和第一二极管D1的阳极，第一二极管D1的阴极连接第四电阻R4的另一端。
进一步地，所述采样模块6包括第一电阻R1、第二电阻R2、第五电阻R5和第六电阻R6；
具体地，第一电阻R1的第一端连接电池组DY1的第一端，第一电阻R1的第二端通过第二电阻R2接地，第五电阻R5的第一端连接太阳能光伏板J3，第五电阻R5的第二端通过第六电阻R6接地。
进一步地，所述主控制模块7包括第一控制器U1；
具体地，第一控制器U1的第一端连接所述第一电阻R1的第二端，第一控制器U1的第二端连接第二开关管VT2的栅极，第一控制器U1的第三端连接第一开关管VT1的栅极，第一控制器U1的第四端连接第一二极管D1的阴极，第一控制器U1的第五端连接第五电阻R5的第二端。
在具体实施例中，上述第一开关管VT1和第二开关管VT2可选用IGBT（InsulatedGate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管），配合第一电感L1、第一电感L1、第二电容C2和第三电容C3组成双向DC-DC转换器，在电网正常时，电网和太阳能光伏板J3能为电池组DY1充电，该第一开关管VT1导通，通过第一电感L1储能后第一开关管VT1断开，第一电感L1为电池组DY1充电，电池组DY1放电时，第二开关管VT2导通，电池组DY1向第一电感L1储能后，第二开关管VT2断开，第一电感L1和电池组DY1进行放电；上述第三开关管M1可选用N沟道增强型MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金氧半场效晶体管），控制太阳能光伏板J3的供电；上述第一控制器U1可选用DSP控制核心板进行数据的接收和驱动控制，在此可选用TMS320F28335；上述继电器K1控制继电器触点K1-1工作，且继电器触点K1-1可选用常开触点。
实施例3：在实施例1的基础上，请参阅图3，在本实用新型所述的EPS三相应急电源的一个具体实施例中，所述电源状态检测模块5包括第一温度传感器J1、第二温度传感器J2、第二电源+5V和第七电阻R7；
具体地，第一温度传感器J1的第一端连接第二温度传感器J2的第一端、第二电源+5V和第七电阻R7，第一温度传感器J1的第二端连接第二温度传感器J2的第二端、第七电阻R7的另一端和第一控制器U1的第六端，第一温度传感器J1的第三端和第二温度传感器J2的第三端接地。
进一步地，所述通信模块8包括通信芯片U2和用户终端801；
具体地，通信芯片U2的SPI通信端口连接所述第一控制器U1的SPI通信端口，通信芯片U2的输出端口通过通信网络无线连接用户终端801。
在具体实施例中，上述温度传感器可选用DS18B20数字温度传感器，可直接输出数字信号供第一控制器U1接收，并且该温度传感器由单缆线进行数据接收，该单缆线上的温度传感器数量可根据用户所需自行选择；上述通信芯片U2可选用CH395以太网控制芯片，第一控制器U1通过与通信芯片U2以太网协议栈管理芯片的SPI串行接口直接连接，通信芯片U2与用户终端801通过常用的以太网接口RJ45进行数据传输。
在本实用实施例中，该充电电源模块1作为该EPS三相应急电源的备用电压源，通过充电放电模块进行充电和放电工作，并将输出的电压通过双向逆变模块3进行DC-AC转换，输出三相交流电作为用电设备的备用电源，当充电电源模块1中的电池组DY1电源不足时，新能源模块4中的太阳能光伏板J3将太阳能转换为电能为充电电源模块1供电，当新能源模块4提供的电能过小时，便由市压通过双向逆变模块3和充放电控制模块2对充电电源模块1进行供电，节约了电资源的同时，也确保电能的供应，并通过电源状态检测模块5检测充电电源模块1的温度、湿度和气体浓度情况，预防温度湿度过高给电池组DY1带来危害，检测气体浓度可判断电池组DY1是否发生泄漏，检测的信号都将通过以太网通信将数据传输给用户终端801；其中在充放电控制模块2中，在电网正常时，第一控制器U1控制第三开关管M1导通，使得太阳能光伏板J3能为电池组DY1充电，此时第一开关管VT1导通，通过第一电感L1储能后第一开关管VT1断开，第一电感L1为电池组DY1充电，如果太阳能光伏板J3提供电能过低，则由市压为电池组DY1充电，当电池组DY1放电时，第二开关管VT2导通，电池组DY1向第一电感L1储能后，第二开关管VT2断开，第一电感L1和电池组DY1进行放电。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (7)
1.EPS三相应急电源，其特征在于：
该EPS三相应急电源包括：充电电源模块，充放电控制模块，双向逆变模块，新能源模块，电源状态检测模块，采样模块，主控制模块，通信模块；
所述充电电源模块，用于为该EPS三相应急电源提供电能；
所述充放电控制模块，用于控制所述充电电源模块的充电和放电；
所述双向逆变模块，用于将所述充放电控制模块输出的直流电压转换为三相交流电，用于将三相交流电转换为直流电压；
所述新能源模块，用于通过太阳能光伏板将太阳能转换为电能，用于控制太阳能光伏板工作；
所述电源状态检测模块，用于检测所述充电电源模块的温度和湿度情况；
所述采样模块，用于检测所述充电电源模块和新能源模块输出的电压信号；
所述主控制模块，用于接收所述电源状态检测模块输出的信号和所述采样模块输出的电压信号，用于控制所述充放电控制模块和双向逆变模块工作，用于输出数据信号；
所述通信模块，用于接收所述主控制模块输出的数据信号并与用户终端进行通信。
2.根据权利要求1所述的EPS三相应急电源，其特征在于，所述充电电源模块包括电池组；所述充放电控制模块包括第一电容、第一电感、第一开关管、第二开关管、第二电容和第三电容；
所述电池组的第一端连接第一电容和第一电感，第一电感的另一端连接第一开关管的发射极和第二开关管的集电极，电池组的第二端连接第一电容的另一端、第二开关管的发射极和第三电容的第一端，第一开关管的集电极连接第二电容的第一端，第二电容的第二端和第三电容的第二端接地。
3.根据权利要求2所述的EPS三相应急电源，其特征在于，所述新能源模块包括太阳能光伏板、第三二极管、第三电阻、第四电阻、第一二极管、第三开关管、第二二极管、继电器、继电器触点和第一电源；
所述太阳能光伏板通过继电器触点连接第三二极管的阳极，第三二极管的阴极连接第二电容的第一端，继电器连接第一电源和第二二极管的阴极，继电器的另一端连接第二二极管的阳极和第三开关管的漏极，第三开关管的源极和第三电阻接地，第三电阻的另一端连接第三开关管的栅极、第四电阻和第一二极管的阳极，第一二极管的阴极连接第四电阻的另一端。
4.根据权利要求3所述的EPS三相应急电源，其特征在于，所述采样模块包括第一电阻、第二电阻、第五电阻和第六电阻；
所述第一电阻的第一端连接电池组的第一端，第一电阻的第二端通过第二电阻接地，第五电阻的第一端连接太阳能光伏板，第五电阻的第二端通过第六电阻接地。
5.根据权利要求4所述的EPS三相应急电源，其特征在于，所述主控制模块包括第一控制器；
所述第一控制器的第一端连接所述第一电阻的第二端，第一控制器的第二端连接第二开关管的栅极，第一控制器的第三端连接第一开关管的栅极，第一控制器的第四端连接第一二极管的阴极，第一控制器的第五端连接第五电阻的第二端。
6.根据权利要求5所述的EPS三相应急电源，其特征在于，所述电源状态检测模块包括第一温度传感器、第二温度传感器、第二电源和第七电阻；
所述第一温度传感器的第一端连接第二温度传感器的第一端、第二电源和第七电阻，第一温度传感器的第二端连接第二温度传感器的第二端、第七电阻的另一端和第一控制器的第六端，第一温度传感器的第三端和第二温度传感器的第三端接地。
7.根据权利要求5所述的EPS三相应急电源，其特征在于，所述通信模块包括通信芯片和用户终端；
所述通信芯片的SPI通信端口连接所述第一控制器的SPI通信端口，通信芯片的输出端口通过通信网络无线连接用户终端。
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