CN216121915U - 一种市电与太阳能双路输入的直流不间断电源电路 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种市电与太阳能双路输入的直流不间断电源电路，包括：交直流电压变换电路，包括市电接入端和第一直流电压输出端，第一直流电压输出端用于输出初级直流电压；锂电池，第一直流电压输出端与锂电池电性连接；第一直流电压变换电路，包括第一电压输入端和5V电压输出端，第一电压输入端与第一直流电压输出端、锂电池连接；第二直流电压变换电路，包括第二电压输入端和12V/9V电压输出端，第二电压输入端与第一直流电压输出端、锂电池连接；第三直流电压变换电路，包括第三电压输入端和15V/24V电压输出端，第三电压输入端与第一直流电压输出端、锂电池连接。本申请具有使得直流不间断电源便于与不同负载适配的效果。

Description

一种市电与太阳能双路输入的直流不间断电源电路

技术领域

本申请涉及不间断电源的领域，尤其是涉及一种市电与太阳能双路输入的直流不间断电源电路。

背景技术

不间断电源，是一种含有储能装置的不间断电源。主要用于给部分对电源稳定性要求较高的设备，提供不间断的电源。

相关技术中，直流不间断电源主要由智能电源盘和蓄电池组成，以交流220V作为主电源，密封铅电池作为备用电源。备用电源能在断开主电源后保证设备工作至少8小时。当市电输入正常时，直流不间断电源将市电处理后供应给负载使用，同时它还向机内电池充电；当市电中断时，直流不间断电源立即将电池的直流电能向负载继续供应，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。

针对上述相关技术，发明人认为将直流不间断电源用于不同的场景时，由于不同负载的额定电压不同，直流不间断电源难以适配不同的负载，造成了直流不间断电源不便于与不同的负载适配的缺陷。

实用新型内容

为了直流不间断电源便于与不同的负载适配，本申请公开了一种市电与太阳能双路输入的直流不间断电源电路。

本申请公开一种市电与太阳能双路输入的直流不间断电源电路，采用如下的技术方案：

一种市电与太阳能双路输入的直流不间断电源电路，包括：

交直流电压变换电路，包括市电接入端和第一直流电压输出端，所述市电接入端用于接入市电电压，所述第一直流电压输出端用于输出初级直流电压；

锂电池，所述第一直流电压输出端与锂电池电性连接，用于以初级直流电压为锂电池充电；

第一直流电压变换电路，包括第一电压输入端和5V电压输出端，所述第一电压输入端与第一直流电压输出端、锂电池连接，用于接收来自交直流电压变换电路的初级直流电压或来自锂电池的电池电压；

第二直流电压变换电路，包括第二电压输入端和12V/9V电压输出端，所述第二电压输入端与第一直流电压输出端、锂电池连接，用于接收来自交直流电压变换电路的初级直流电压或来自锂电池的电池电压，所述12V/9V电压输出端用于输出12V电压或9V电压；

第三直流电压变换电路，包括第三电压输入端和15V/24V电压输出端，所述第三电压输入端与第一直流电压输出端、锂电池连接，用于接收来自交直流电压变换电路的初级直流电压或来自锂电池的电池电压，所述15V/24V电压输出端用于输出15V电压或24V电压；

所述5V电压输出端、12V/9V电压输出端和15V/24V电压输出端均用于与不同的负载连接。

通过采用上述技术方案，交直流电压变换电路为锂电池充电，且交直流电压变换电路或锂电池为第一直流电压变换电路、第二直流电压变换电路、第三直流电压变换电路提供电压输入，使得5V电压输出端、12V/9V电压输出端和15V/24V电压输出端能输出多种大小不同的电压，进而使得直流不间断电源可与不同的负载连接，从而直流不间断电源便于与不同的负载适配。

可选的，所述交直流电压变换电路和锂电池之间耦接有输出变换电路，所述输出变换电路包括第一接入端、第二接入端和选定输出端，所述第一接入端与第一直流电压输出端连接，用于获取初级直流电压，所述第二接入端与锂电池连接，用于获取电池电压，所述选定输出端与第一直流电压变换电路、第二直流电压变换电路、第三直流电压变换电路连接；当市电处于正常状态时，所述选定输出端输出初级直流电压；当市电处于非正常状态时，所述选定输出端输出电池电压。

通过采用上述技术方案，输出变换电路的设置有利于根据市电的状态选定输出电压，进而使得第一直流电压变换电路、第二直流电压变换电路、第三直流电压变换电路能更加稳定地工作，从而直流不间断电源便于与不同的负载适配。

可选的，所述第一直流电压变换电路包括第一控制芯片和第一控制芯片外围电路，所述第一电压输入端和5V电压输出端位于第一控制芯片外围电路，所述第一控制芯片外围电路与第一控制芯片耦接，用于将初级直流电压或电池电压变换成5V电压供设备使用。

通过采用上述技术方案，第一控制芯片和第一控制芯片外围电路的设置有利于稳定地实现电压变换，有利于更稳定地输出5V电压。

可选的，所述第二直流电压变换电路包括第二控制芯片和第二控制芯片外围电路，所述第二电压输入端和12V/9V电压输出端位于第二控制芯片外围电路，所述第二控制芯片外围电路与第二控制芯片耦接，用于将初级直流电压或电池电压变换成12V或9V电压供设备使用；

所述第三直流电压变换电路包括第三控制芯片和第三控制芯片外围电路，所述第三电压输入端和15V/24V电压输出端位于第三控制芯片外围电路，所述第三控制芯片外围电路与第三控制芯片耦接，用于将初级直流电压或电池电压变换成15V或24V电压供设备使用。

通过采用上述技术方案，第二控制芯片和第二控制芯片外围电路的设置有利于稳定地实现电压变换，有利于更稳定地输出12V或9V电压；第三控制芯片和第三控制芯片外围电路的设置有利于稳定地实现电压变换，有利于更稳定地输出15V或24V电压。

可选的，所述交直流电压变换电路和锂电池之间还耦接有充电电路和电池保护电路，所述充电电路包括充电电压接入端和降压电压输出端，所述充电电压接入端与第一直流电压输出端连接，所述降压电压输出端与电池保护电路连接，所述电池保护电路与锂电池连接。

通过采用上述技术方案，充电电路和电池保护电路的设置有利于保障锂电池稳定地进行充电和放电。

可选的，所述充电电路包括充电管理芯片和充电管理芯片外围电路，所述充电管理芯片和充电管理芯片外围电路耦接，形成降压式变换电路，所述充电管理芯片外围电路包括原压接入端和降压输出端，所述原压接入端与第一直流电压输出端连接，用于接入初级直流电压，所述降压输出端与电池保护电路连接；所述电池保护电路包括电池保护芯片和电池保护芯片外围电路，所述电池保护芯片和电池保护芯片外围电路耦接，所述电池保护芯片外围电路与锂电池连接，所述降压输出端与电池保护芯片外围电路连接。

通过采用上述技术方案，有利于进一步提高充电电路和电池保护电路的稳定性，从而更加有利于保障锂电池稳定地进行充电和放电。

可选的，所述市电与太阳能双路输入的直流不间断电源电路还包括太阳能输入电路，所述太阳能输入电路包括太阳能板电压接入端和第二直流电压输出端，所述太阳能板电压接入端用于与太阳能板连接，所述第二直流电压输出端与第一直流电压输出端、原压接入端、第一接入端连接。

通过采用上述技术方案，太阳能输入电路的设置有利于增加输入电压的方式，且较为环保节能，提高了整体电路的稳定性。

可选的，所述太阳能输入电路包括电压电流检测模块、MPPT控制器、驱动电路和BUCK降压电路，所述BUCK降压电路的输入用于与太阳能板的输出连接，所述BUCK降压电路的输出与第一直流电压输出端、压接入端、第一接入端连接，所述电压电流检测模块的输入端用于与太阳能板的输出端连接，所述电压电流检测模块的输出端与MPPT控制器的输入连接，所述MPPT控制器的输出与驱动电路连接，所述驱动电路的输出与BUCK降压电路连接。

通过采用上述技术方案，有利于更好地利用太阳能输入电压，更稳定地提供输入电压。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1. 交直流电压变换电路为锂电池充电，且交直流电压变换电路或锂电池为第一直流电压变换电路、第二直流电压变换电路、第三直流电压变换电路提供电压输入，使得5V电压输出端、12V/9V电压输出端和15V/24V电压输出端能输出多种大小不同的电压，进而使得直流不间断电源可与不同的负载连接，从而直流不间断电源便于与不同的负载适配。

2. 输出变换电路的设置有利于根据市电的状态选定输出电压，进而使得第一直流电压变换电路、第二直流电压变换电路、第三直流电压变换电路能更加稳定地工作，从而直流不间断电源便于与不同的负载适配。

3. 第二控制芯片和第二控制芯片外围电路的设置有利于稳定地实现电压变换，有利于更稳定地输出12V或9V电压；第三控制芯片和第三控制芯片外围电路的设置有利于稳定地实现电压变换，有利于更稳定地输出15V或24V电压。

附图说明

图1是本申请实施例中一种市电与太阳能双路输入的直流不间断电源电路的框架结构示意图。

图2是本申请实施例中交直流电压变换电路的电路连接示意图。

图3是本申请实施例中第一直流电压变换电路的电路连接示意图。

图4是本申请实施例中第二直流电压变换电路和第三直流电压变换电路的电路连接示意图。

图5是本申请实施例中太阳能输入电路的电路连接示意图。

图6是本申请实施例中输出变换电路的电路连接示意图。

图7是本申请实施例中充电电路和电池保护电路的电路连接示意图。

附图标记说明：

1、交直流电压变换电路；2、锂电池；3、第一直流电压变换电路；4、第二直流电压变换电路；5、第三直流电压变换电路；6、太阳能输入电路；61、电压电流检测模块；62、MPPT控制器；63、驱动电路；64、BUCK降压电路；7、输出变换电路；8、充电电路；9、电池保护电路。

具体实施方式

以下结合附图1-7对本申请作进一步详细说明。

参照图1，本申请公开一种市电与太阳能双路输入的直流不间断电源电路。

一种市电与太阳能双路输入的直流不间断电源电路，包括：

参照图1和参照图2，交直流电压变换电路1，包括市电接入端和第一直流电压输出端，市电接入端用于接入市电电压，第一直流电压输出端用于输出初级直流电压；

锂电池2，第一直流电压输出端与锂电池2电性连接，用于以初级直流电压为锂电池2充电；

参照图1和参照图3，第一直流电压变换电路3，包括第一电压输入端和5V电压输出端，第一电压输入端与第一直流电压输出端、锂电池2连接，用于接收来自交直流电压变换电路1的初级直流电压或来自锂电池2的电池电压；

参照图1和参照图4，第二直流电压变换电路4，包括第二电压输入端和12V/9V电压输出端，第二电压输入端与第一直流电压输出端、锂电池2连接，用于接收来自交直流电压变换电路1的初级直流电压或来自锂电池2的电池电压，12V/9V电压输出端用于输出12V电压或9V电压；

参照图1和参照图4，第三直流电压变换电路5，包括第三电压输入端和15V/24V电压输出端，第三电压输入端与第一直流电压输出端、锂电池2连接，用于接收来自交直流电压变换电路1的初级直流电压或来自锂电池2的电池电压，15V/24V电压输出端用于输出15V电压或24V电压；

5V电压输出端、12V/9V电压输出端和15V/24V电压输出端均用于与不同的负载连接。

参照图1和参照图5，为了提高节能性且增添除市电外的输入电压，市电与太阳能双路输入的直流不间断电源电路还包括太阳能输入电路6，太阳能输入电路6包括太阳能板电压接入端和第二直流电压输出端，太阳能板电压接入端用于与太阳能板连接，第二直流电压输出端与第一直流电压输出端。

太阳能输入电路6具体包括电压电流检测模块61、MPPT控制器62、驱动电路63和BUCK降压电路64，BUCK降压电路64的输入用于与太阳能板的输出连接，BUCK降压电路64的输出与第一直流电压输出端连接，电压电流检测模块61的输入端用于与太阳能板的输出端连接，电压电流检测模块61的输出端与MPPT控制器62的输入连接，MPPT控制器62的输出与驱动电路63连接，驱动电路63的输出与BUCK降压电路64连接。

其中， MPPT控制器62输出通过驱动电路63连接BUCK电路的控制端，MPPT控制器62对太阳能板的输出电压进行最大功率点跟踪计算，根据最大功率点向BUCK电路发出脉冲控制信号从而实现对BUCK电路输出电压和电流的控制。

参照图1和参照图6，为了稳定地选择输出电压供变换电路使用，交直流电压变换电路1和锂电池2之间耦接有输出变换电路7。具体的，如图所示，输出变换电路7包括第一接入端、第二接入端和选定输出端，第一接入端与第一直流电压输出端、第二直流电压输出端连接，第二接入端与锂电池2连接，选定输出端与第一直流电压变换电路3、第二直流电压变换电路4、第三直流电压变换电路5连接；当市电处于正常状态时，选定输出端输出初级直流电压或第二直流电压；当市电处于非正常状态时，选定输出端输出电池电压。

参照图1和参照图7，为了提高电路整体的稳定性，在交直流电压变换电路1和锂电池2之间还耦接有充电电路8和电池保护电路9，充电电路8包括充电电压接入端和降压电压输出端，充电电压接入端与第一直流电压输出端、第二直流电压输出端连接，降压电压输出端与电池保护电路9连接，电池保护电路9与锂电池2连接。

具体的，如图7所示，充电电路8包括充电管理芯片和充电管理芯片外围电路，充电管理芯片的型号为：SD6401E。充电管理芯片和充电管理芯片外围电路耦接，形成降压式变换电路，充电管理芯片外围电路包括原压接入端和降压输出端，原压接入端与第一直流电压输出端连接，用于接入初级直流电压，降压输出端与电池保护电路9连接；电池保护电路9包括电池保护芯片和电池保护芯片外围电路，电池保护芯片的型号为PL7022。电池保护芯片和电池保护芯片外围电路耦接，电池保护芯片外围电路与锂电池2连接，降压输出端与电池保护芯片外围电路连接。

参照图3，第一直流电压变换电路3包括第一控制芯片、第一电容器C1、第二电容器C2、第三电容器C3、第一电感器L1和第一二极管D1，第一控制芯片的型号为XL2012，第一电容器C1的其中一端与选定输出端、第一控制芯片的引脚4连接，第一电容器C1的另一端与第一控制芯片的引脚3连接，第一控制芯片的引脚7和引脚8接地，第一控制芯片的引脚5和引脚6相互连接且与第一二极管D1的阴极、第一电感器L1的其中一端连接，第一二极管D1的阳极接地，第一电感器L1的另一端与第一控制芯片的引脚1、第二电容器C2的正极、第三电容器C3的其中一端连接，第二电容器C2的负极和第三电容器C3的另一端均接地。

参照图4，第二直流电压变换电路4包括第二电感器L2、第二二极管D2、第一电阻器R1、第二电阻器R2、第三电阻器R3、第四电容器C4、第二控制芯片和第一单刀双掷开关SW1，第二控制芯片的型号为XL6019，第二电感器L2的其中一端与选定输出端、第二控制芯片的引脚4、第二控制芯片的引脚2连接，第二电感器L2的另一端与第二控制芯片的引脚3、第二二极管D2的阳极连接，第二控制芯片的引脚1接地，第二二极管D2的阴极与第一电阻器R1的其中一端、第二电阻器R2的其中一端、第四电容器C4的正极连接，第一电阻器R1另一端与第一单刀双掷开关SW1的第一不动端连接，第二电阻器R2另一端与第一单刀双掷开关SW1的第二不动端连接，第一单刀双掷开关SW1的动端与第二控制芯片的引脚5、第三电阻器R3的其中一端连接，第三电阻器R3的另一端与第四电容器C4的负极连接且接地；

参照图4，第三直流电压变换电路5包括第三电感器L3、第三二极管D3、第4电阻器R4、第五电阻器R5、第六电阻器R6、第五电容器C5、第六电容器C6、第三控制芯片和第二单刀双掷开关SW2，第三控制芯片的型号为XL6019，第三电感器L3的其中一端与选定输出端、第三控制芯片的引脚4、第三控制芯片的引脚2连接，第三电感器L3的另一端与第三控制芯片的引脚3、第三二极管D3的阳极连接，第三控制芯片的引脚1接地，第三二极管D3的阴极与第四电阻器R4的其中一端、第五电阻器R5的其中一端、第五电容器C5的正极、第六电容器C6的其中一端连接，第四电阻器R4另一端与第二单刀双掷开关SW2的第一不动端连接，第五电阻器R5另一端与第二单刀双掷开关SW2的第二不动端连接，第二单刀双掷开关SW2的动端与第三控制芯片的引脚5、第六电阻器R6的其中一端连接，第六电阻器R6的另一端与第五电容器C5的负极连接且接地，第六电容器C6的另一端接地。

本申请实施例的实施原理为：太阳能输入电路6和市电通过交直流电压变换电路1后均可对变换电路进行供电或对锂电池2进行充电，为锂电池2充电前，需要经过充电电路8和电池保护电路9。若市电处于非正常状态时且太阳能板处于非工作状态时，锂电池2放电为变换电路供电，进而使得整体电路能稳定地提供多种输出电压，从而便于对不同的设备进行供电，直流不间断电源便于与不同的负载适配。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种市电与太阳能双路输入的直流不间断电源电路，其特征在于，包括：交直流电压变换电路(1)，包括市电接入端和第一直流电压输出端，所述市电接入端用于接入市电电压，所述第一直流电压输出端用于输出初级直流电压；

锂电池(2)，所述第一直流电压输出端与锂电池(2)电性连接，用于以初级直流电压为锂电池(2)充电；

第一直流电压变换电路(3)，包括第一电压输入端和5V电压输出端，所述第一电压输入端与第一直流电压输出端、锂电池(2)连接，用于接收来自交直流电压变换电路(1)的初级直流电压或来自锂电池(2)的电池电压；

第二直流电压变换电路(4)，包括第二电压输入端和12V/9V电压输出端，所述第二电压输入端与第一直流电压输出端、锂电池(2)连接，用于接收来自交直流电压变换电路(1)的初级直流电压或来自锂电池(2)的电池电压，所述12V/9V电压输出端用于输出12V电压或9V电压；

第三直流电压变换电路(5)，包括第三电压输入端和15V/24V电压输出端，所述第三电压输入端与第一直流电压输出端、锂电池(2)连接，用于接收来自交直流电压变换电路(1)的初级直流电压或来自锂电池(2)的电池电压，所述15V/24V电压输出端用于输出15V电压或24V电压；

所述5V电压输出端、12V/9V电压输出端和15V/24V电压输出端均用于与不同的负载连接。

2.根据权利要求1所述的一种市电与太阳能双路输入的直流不间断电源电路，其特征在于：所述交直流电压变换电路(1)和锂电池(2)之间耦接有输出变换电路(7)，所述输出变换电路(7)包括第一接入端、第二接入端和选定输出端，所述第一接入端与第一直流电压输出端连接，用于获取初级直流电压，所述第二接入端与锂电池(2)连接，用于获取电池电压，所述选定输出端与第一直流电压变换电路(3)、第二直流电压变换电路(4)、第三直流电压变换电路(5)连接；当市电处于正常状态时，所述选定输出端输出初级直流电压；当市电处于非正常状态时，所述选定输出端输出电池电压。

3.根据权利要求2所述的一种市电与太阳能双路输入的直流不间断电源电路，其特征在于：所述第一直流电压变换电路(3)包括第一控制芯片和第一控制芯片外围电路，所述第一电压输入端和5V电压输出端位于第一控制芯片外围电路，所述第一控制芯片外围电路与第一控制芯片耦接，用于将初级直流电压或电池电压变换成5V电压供设备使用。

4.根据权利要求2所述的一种市电与太阳能双路输入的直流不间断电源电路，其特征在于：所述第二直流电压变换电路(4)包括第二控制芯片和第二控制芯片外围电路，所述第二电压输入端和12V/9V电压输出端位于第二控制芯片外围电路，所述第二控制芯片外围电路与第二控制芯片耦接，用于将初级直流电压或电池电压变换成12V或9V电压供设备使用；

所述第三直流电压变换电路(5)包括第三控制芯片和第三控制芯片外围电路，所述第三电压输入端和15V/24V电压输出端位于第三控制芯片外围电路，所述第三控制芯片外围电路与第三控制芯片耦接，用于将初级直流电压或电池电压变换成15V或24V电压供设备使用。

5.根据权利要求2所述的一种市电与太阳能双路输入的直流不间断电源电路，其特征在于：所述交直流电压变换电路(1)和锂电池(2)之间还耦接有充电电路(8)和电池保护电路(9)，所述充电电路(8)包括充电电压接入端和降压电压输出端，所述充电电压接入端与第一直流电压输出端连接，所述降压电压输出端与电池保护电路(9)连接，所述电池保护电路(9)与锂电池(2)连接。

6.根据权利要求5所述的一种市电与太阳能双路输入的直流不间断电源电路，其特征在于：所述充电电路(8)包括充电管理芯片和充电管理芯片外围电路，所述充电管理芯片和充电管理芯片外围电路耦接，形成降压式变换电路，所述充电管理芯片外围电路包括原压接入端和降压输出端，所述原压接入端与第一直流电压输出端连接，用于接入初级直流电压，所述降压输出端与电池保护电路(9)连接；所述电池保护电路(9)包括电池保护芯片和电池保护芯片外围电路，所述电池保护芯片和电池保护芯片外围电路耦接，所述电池保护芯片外围电路与锂电池(2)连接，所述降压输出端与电池保护芯片外围电路连接。

7.根据权利要求6所述的一种市电与太阳能双路输入的直流不间断电源电路，其特征在于：所述市电与太阳能双路输入的直流不间断电源电路还包括太阳能输入电路(6)，所述太阳能输入电路(6)包括太阳能板电压接入端和第二直流电压输出端，所述太阳能板电压接入端用于与太阳能板连接，所述第二直流电压输出端与第一直流电压输出端、原压接入端、第一接入端连接。

8.根据权利要求7所述的一种市电与太阳能双路输入的直流不间断电源电路，其特征在于：所述太阳能输入电路(6)包括电压电流检测模块(61)、MPPT控制器(62)、驱动电路(63)和BUCK降压电路(64)，所述BUCK降压电路(64)的输入用于与太阳能板的输出连接，所述BUCK降压电路(64)的输出与第一直流电压输出端、压接入端、第一接入端连接，所述电压电流检测模块(61)的输入端用于与太阳能板的输出端连接，所述电压电流检测模块(61)的输出端与MPPT控制器(62)的输入连接，所述MPPT控制器(62)的输出与驱动电路(63)连接，所述驱动电路(63)的输出与BUCK降压电路(64)连接。

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