CN216981599U - 一种不间断电源设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种不间断电源设备，包括：电路板以及集成于电路板上的检测模块、充放电模块、蓄电池单元和控制检测模块；检测模块的第一输入端与外部电源的第一供电端电连接，检测模块的第二输入端与外部电源的第二供电端电连接，检测模块的第一输出端与不间断电源设备的第一输出端电连接，检测模块的第二输出端与不间断电源设备的第二输出端电连接；其中，外部电源的第一供电端的电压高于外部电源的第二供电端的电压；充放电模块电连接于检测模块的第一输出端与蓄电池单元的第一端之间，蓄电池单元的第二端电连接至检测模块的第二输出端，以实现在外部电源断电时对负载的数据保护，且体积小、电路简单、成本低和智能化程度高。

Description

一种不间断电源设备

技术领域

本实用新型实施例涉及不间断电源技术领域，尤其涉及一种不间断电源设备。

背景技术

随着时代的发展，工业生产自动化发展趋势非常明显，对工业机器人等设备的需求的也呈现快速增长的趋势，与此同时也带动了工控机的市场需求，关键性行业的关键任务将越来越多地依靠工控机。

现有针对工控机的不间断电源设备，难以实现对工控机的数据保护，且体积较大、控制电路复杂、成本高以及智能化程度低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种不间断电源设备，以实现在外部电源突然断电的情况下，对负载的数据保护，且体积小、电路结构简单、成本低以及智能化程度高。

本实用新型实施例提供了一种不间断电源设备，其中，包括：电路板以及集成于所述电路板上的检测模块、充放电模块、蓄电池单元和控制检测模块；

所述检测模块的第一输入端与外部电源的第一供电端电连接，所述检测模块的第二输入端与外部电源的第二供电端电连接，所述检测模块的第一输出端与所述不间断电源设备的第一输出端电连接，所述检测模块的第二输出端与所述不间断电源设备的第二输出端电连接；其中，所述外部电源的第一供电端的电压高于所述外部电源的第二供电端的电压；

所述充放电模块电连接于所述检测模块的第一输出端与所述蓄电池单元的第一端之间，所述蓄电池单元的第二端电连接至所述检测模块的第二输出端；

所述检测模块用于将所述外部电源的电压信号通过所述不间断电源设备的输出端输出至负载；

所述充放电模块用于将所述外部电源的电压信号供给所述蓄电池单元进行充电，或者将所述蓄电池单元的放电电压信号通过所述不间断电源设备的输出端输出至负载；

所述控制检测模块分别与所述检测模块和所述充放电模块电连接，用于根据检测到的所述外部电源的电压信号的有无控制所述充放电模块充电或放电，以使所述检测模块或所述蓄电池单元给所述负载供电。

本实用新型实施例中，通过在不间断电源设备的电路板上的集成设置检测模块、充放电模块、蓄电池单元和控制检测模块，检测模块的第一输入端与外部电源的第一供电端电连接，检测模块的第二输入端与外部电源的第二供电端电连接，检测模块的第一输出端与不间断电源设备的第一输出端电连接，检测模块的第二输出端与不间断电源设备的第二输出端电连接；其中，外部电源的第一供电端的电压高于外部电源的第二供电端的电压；充放电模块电连接于检测模块的第一输出端与蓄电池单元的第一端之间，蓄电池单元的第二端电连接至检测模块的第二输出端。如此，使得在外部电源供电正常的情况下，不间断电源设备一方面可以通过检测模块将外部电源的电压信号直接供给负载，另一方面可以在控制检测模块的作用下，通过外部电源的电压信号通过检测模块和充放电模块给蓄电池单元充电。一旦外部电源供电断开，控制检测模块可以通过控制充放电模块放电，使蓄电池单元继续为负载供电，可实现防止负载数据的丢失和设备的损坏，且该设备体积小、电路结构简单、成本低以及智能化程度高。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型实施例提供的一种不间断电源设备的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种不间断电源设备的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的又一种不间断电源设备的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的又一种不间断电源设备的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的又一种不间断电源设备的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的又一种不间断电源设备的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的又一种不间断电源设备的结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的又一种不间断电源设备的结构示意图；

图9为本实用新型实施例提供的一种实际的不间断电源设备的结构示意图。

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，以下将结合本实用新型实施例中的附图，通过具体实施方式，完整地描述本实用新型的技术方案。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下获得的所有其他实施例，均落入本实用新型的保护范围之内。

图1为本实用新型实施例提供的一种不间断电源设备的结构示意图，如图1所示，包括：电路板1以及集成于电路板1上的检测模块10、充放电模块20、蓄电池单元30和控制检测模块40；检测模块10的第一输入端X1与外部电源的第一供电端V1电连接，检测模块10的第二输入端X2与外部电源的第二供电端V2电连接，检测模块10的第一输出端Y1与不间断电源设备的第一输出端OUT1电连接，检测模块10的第二输出端Y2与不间断电源设备的第二输出端OUT2电连接；其中，外部电源的第一供电端V1的电压高于外部电源的第二供电端V2的电压；充放电模块20电连接于检测模块10的第一输出端Y1与蓄电池单元30的第一端之间，蓄电池单元30的第二端电连接至检测模块10的第二输出端Y2；检测模块10用于将外部电源的电压信号通过不间断电源设备的输出端输出至负载200；充放电模块20用于将外部电源的电压信号供给蓄电池单元30进行充电，或者将蓄电池单元30的放电电压信号通过不间断电源设备的输出端输出至负载200；控制检测模块40分别与检测模块10和充放电模块20电连接，用于根据检测到的外部电源的电压信号的有无控制充放电模块20充电或放电，以使检测模块10或蓄电池单元30给负载200供电。

其中，检测模块10包括电压转换电路、过流保护电路、过热保护电路、短路保护电路以及瞬时高压保护电路等，本实施例对此不进行限定。

控制检测模块40包括控制电路以及控制芯片或微控制器等，本实施例对此不做限定。

具体的，外部电源通过第一供电端V1和第二供电端V2为不间断电源设备供电，当外部电源供电正常时，检测模块10根据检测到的外部电源的电压信号分成两路，一路直接通过不间断电源设备的第一输出端OUT1对负载200进行供电；另一路则给到充放电模块20，控制检测模块40在根据检测模块10获取到的电压信号不为零判定外部电源供电正常后，控制充放电模块20给蓄电池单元30充电。相反的，当控制检测模块40在根据检测模块10获取到的电压信号判定外部电源供电异常或断电时，将控制充放电模块20进行放电操作，此时蓄电池单元30进行放电，通过充放电模块20将放电电压信号输出至不间断电源设备的第一输出端OUT1，继续对负载200进行供电。如此，在外部电源断电的情况下，通过蓄电池单元30继续供电，使得负载200(例如工控机)可以及时进行保存数据，以防止数据的丢失，并在数据保存后，还能够通过负载200内部的脚本程序实现软关机，保护硬件设备。

可以理解的，本实施例中的负载200包括但不限于工控机，还可以是计算机等其他设备。

本实用新型实施例中，通过在不间断电源设备的电路板上的集成设置检测模块、充放电模块、蓄电池单元和控制检测模块，检测模块的第一输入端与外部电源的第一供电端电连接，检测模块的第二输入端与外部电源的第二供电端电连接，检测模块的第一输出端与不间断电源设备的第一输出端电连接，检测模块的第二输出端与不间断电源设备的第二输出端电连接；其中，外部电源的第一供电端的电压高于外部电源的第二供电端的电压；充放电模块电连接于检测模块的第一输出端与蓄电池单元的第一端之间，蓄电池单元的第二端电连接至检测模块的第二输出端。如此，使得在外部电源供电正常的情况下，不间断电源设备一方面可以通过检测模块将外部电源的电压信号直接供给负载，另一方面可以在控制检测模块的作用下，通过外部电源的电压信号通过检测模块和充放电模块给蓄电池单元充电。一旦外部电源供电断开，控制检测模块可以通过控制充放电模块放电，使蓄电池单元继续为负载供电，可实现防止负载数据的丢失和设备的损坏，且该设备体积小、电路结构简单、成本低以及智能化程度高。

可选的，图2为本实用新型实施例提供的另一种不间断电源设备的结构示意图，如图2所示，充放电模块20包括第一电阻R1、第一二极管D1和第一开关组件21；第一电阻R1的第一端和第一二极管D1的阴极均与检测模块10的第一输出端电连接；第一电阻R1的第二端和第一二极管D1的阳极均与第一开关组件21的第一端电连接；第一开关组件21的第二端与蓄电池单元30的第一端电连接。

其中，第一电阻R1包括水泥电阻，用于限流，防止电流冲击对蓄电池单元造成损坏。

第一二极管D1可以是理想二极管，避免蓄电池单元30放电过程产生的电流在经过第一二极管D1后产生相应的压降，进而导致放电电压减小，无法可靠稳定地为负载供电。

具体的，当外部电源供电正常的情况下，控制检测模块20控制第一开关组件21导通，检测模块10将检测到的外部电源的电压信号分成两路，一路直接通过不间断电源设备的第一输出端OUT1对负载200进行供电；另一路通过第一电阻R1和第一开关组件21给蓄电池单元30充电。当外部电源断电的情况下，控制检测模块20继续控制第一开关组件21导通，此时，蓄电池单元30产生的放电电压信号依次通过第一开关组件21和第一二极管D1后，继续给负载200供电。以保证负载200及时进行数据保存，避免数据丢失。

可选的，图3为本实用新型实施例提供的又一种不间断电源设备的结构示意图，如图3所示，第一开关组件21包括第一常开继电器；控制检测模块40包括第二二极管D2和继电器线圈组件41，第二二极管D2的阴极与外部电源的第一供电端电V1连接，第二二极管D2的阳极与外部电源的第二供电端V2电连接；继电器线圈组件41并联在第二二极管D2的两端；继电器线圈组件41用于在得电时控制常开继电器闭合，或在失电时控制常开继电器断开。

具体的，第二二极管D2可以是理想二极管，用于在继电器线圈组件41失电时提供续流通路，避免对第二二极管D2以及其他电路器件造成损坏。

具体的，当外部电源供电正常时，继电器线圈组件41得电，进而控制第一常开继电器闭合，此时，外部电源的电压系统可以同时实现为负载200供电以及为蓄电池单元30充电。当外部电源断电时，继电器线圈组件41失电，并通过第二二极管D2续流，同时，为使得蓄电池单元30可以通过第一开关组件21和第一二极管D1继续为负载200供电，可以设置在继电器线圈组件41失电后，控制第一开关组件21延时一段时间关断，以保证负载200能够及时进行数据保存。

可选的，继续参考图3，第一常开继电器包括常开延时断开继电器；常开延时断开继电器用于在继电器线圈组件41失电时，按照预设时间延迟断开，以使蓄电池单元按预设时间放电。

其中，预设时间可以用户任意设定，具体可以通过不间断电源设备上的按钮和旋钮进行设置，本实施例不做限定。

具体的，通过设置一常开继电器为常开延时断开继电器，使得在继电器线圈组件41时候后，第一常开继电器不会立即断开，以保证蓄电池单元30能够继续通过第一常开继电器输出放电电压信号，并通过第一二极管D1给负载200供电。

需要说明的是，预设时间大于负载进行数据保存的时间，以避免负载200还未完成数据保存，第一常开继电器就已断开，使得蓄电池单元30不能继续为负载200供电。

可选的，图4为本实用新型实施例提供的又一种不间断电源设备的结构示意图，如图4所示，控制检测模块40还包括顺序电连接的信号生成模块42和第一常闭继电器43；第一常闭继电器43的另一端通过不间断电源设备的第三输出端OUT2与负载200电连接；继电器线圈组件41用于在失电时控制第一常闭继电器43闭合；信号生成模块42用于在第一常闭继电器43闭合时，生成第一信号发送至负载200，以使负载200根据第一信号执行数据保存操作，并在数据保存操作完成后执行软关机操作。

其中，第一信号指外部电源断电信号，可以是电平信号(例如高电平或低电平)，本实施例对此不做限定。

具体的，当外部电源断电时，继电器线圈组件41失电，进而控制第一常闭继电器43闭合，此时，信号生成模块42将产生的第一信号(即外部电源断电信号)通过不间断电源设备的第三输出端OUT2发送至负载200，负载200在接收到外部电源断电信号后，立即执行数据保存操作，并在数据保存操作完成后执行软关机操作，以避免数据丢失，同时保证设备的安全。

需要说明的是，信号生成模块42还可以采用与常开继电器并联的方式实现断电信号的输出。即在继电器线圈组件41得电时，常开继电器闭合，信号生成模块42被短路，无法输出断电信号；在继电器线圈组件41失电时，控制常开继电器断开，信号生成模块42输出断电信号。

可选的，图5为本实用新型实施例提供的又一种不间断电源设备的结构示意图，如图5所示，检测模块10包括第三二极管D3；第三二极管D3的阳极与外部电源的第一供电端V1电连接，第三二极管D3的阴极与检测模块10的第一输出端Y1电连接。

具体的，第三二极管D3用于在蓄电池单元30放电时，防止电流倒灌入外部电源的第一供电端V1，避免引发安全事故。此外，在控制模块40中存在继电器线圈组件41时，还可以避免蓄电池单元30放电的电流通过继电器线圈组件41，使得继电器线圈组件41再次得电，从而影响蓄电池单元30和充放电模块20的正常工作。

可选的，图6为本实用新型实施例提供的又一种不间断电源设备的结构示意图，如图6所示，该不间断电源设备还包括集成于电路板1上的限流保护模块50，限流保护模块50包括熔断器。

具体的，通过设置熔断器，一方面可以限制不间断电源设备输出的电流，避免电流较大损坏负载200；另一方面，可以避免负载200一侧有短路等现象产生较大的电流冲击而损坏不间断电源设备。

可选的，图7为本实用新型实施例提供的又一种不间断电源设备的结构示意图，如图7所示，蓄电池单元30包括电连接的保护电路组件31和超级电容组件32。

其中，保护电路组件32包括均压电路、温度反馈电路以及充电完成控制电路等，以保护保护超级电容组件31的安全性和可靠性。可以理解的，保护电路组件32还可以包括其他保护电路，本实施例对此不做特殊限定。

可选的，图8为本实用新型实施例提供的又一种不间断电源设备的结构示意图，如图8所示，该不间断电源设备还包括底板2和上壳3；电路板1固定在底板2上；上壳3包括显示组件301、按钮组件302和旋钮组件303，显示组件301、按钮组件302和旋钮组件303分别与电路板1电连接；显示组件301用于实时显示电路板的第一电参数；按钮组件302用于触发第二信号生成并通过显示组件301显示；旋钮组件用于设定第二信号生成的触发条件。

其中，按钮组件302和旋钮组件303的个数本实施不做限定，可根据实际需求选择性设置。

图9为本实用新型实施例提供的一种实际的不间断电源设备的结构示意图，结合图8和图9所示，显示组件301包括但不限于液晶显示，控制检测电路包括集成在电路板上的检测模块10、控制检测模块20、充放电模块30以及其他电路模块；反馈信号输出用于断电信号的输出。

可以理解的，电源输入用于接收外部电源的电源电压信号，通过不间断电源设备的检测及控制，通过输出接口将电压信号供给负载。显示组件301可以根据电路板上的各个模块获取的第一电参数进行显示，便于操作人员直观地对不间断电源的工作情况进行观测。按钮组件302可以根据实际操作要求组合选择并按下，同时通过旋钮组件303进行对第二信号生成的触发条件进行设定，例如设定蓄电池单元的放电时间等。如此，在不间断电源实际工作条件满足与被按下按钮组件302对应的触发条件时，按钮组件302触发生成对应的第二信号，并由显示组件301进行显示。

需要说明的是，第二信号可以是电平信号(例如高电平或低电平)，本实施例对此不做限定。

示例性的，其中某一个按钮组件302代表蓄电池单元30放电电压低于设定电压值时触发生成第一信号，如此，当该按钮组件302被按下时，通过旋钮组件303可以调节设定电压值，在不间断电源设备的实际蓄电池单元30放电电压低于该设定电压值时，触发生成第一信号并由显示组件301显示该第一信号。

可选的，第一电参数包括：外部电源的电压、电流，负载的电压、电流，蓄电池单元的电能、温度以及蓄电池单元的充放电状态；第二信号包括蓄电池单元电荷量低报警信号、蓄电池单元放电时间信号以及负载完成软关机信号。

具体的，通过设定按钮组件302之间可以任意组合，且每个按钮组件303的触发条件均由旋钮组件301进行设定，便于实时观测不间断电源设备的工作情况，提高不间断电源设备的智能化程度。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里的特定实施例，本实用新型的各个实施方式的特征可以部分地或者全部地彼此耦合或组合，并且可以以各种方式彼此协作并在技术上被驱动。对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种不间断电源设备，其特征在于，包括：电路板以及集成于所述电路板上的检测模块、充放电模块、蓄电池单元和控制检测模块；

所述检测模块的第一输入端与外部电源的第一供电端电连接，所述检测模块的第二输入端与外部电源的第二供电端电连接，所述检测模块的第一输出端与所述不间断电源设备的第一输出端电连接，所述检测模块的第二输出端与所述不间断电源设备的第二输出端电连接；其中，所述外部电源的第一供电端的电压高于所述外部电源的第二供电端的电压；

所述充放电模块电连接于所述检测模块的第一输出端与所述蓄电池单元的第一端之间，所述蓄电池单元的第二端电连接至所述检测模块的第二输出端；

所述检测模块用于将所述外部电源的电压信号通过所述不间断电源设备的输出端输出至负载；

所述充放电模块用于将所述外部电源的电压信号供给所述蓄电池单元进行充电，或者将所述蓄电池单元的放电电压信号通过所述不间断电源设备的输出端输出至负载；

所述控制检测模块分别与所述检测模块和所述充放电模块电连接，用于根据检测到的所述外部电源的电压信号的有无控制所述充放电模块充电或放电，以使所述检测模块或所述蓄电池单元给所述负载供电。

2.根据权利要求1所述的不间断电源设备，其特征在于，所述充放电模块包括第一电阻、第一二极管和第一开关组件；

所述第一电阻的第一端和所述第一二极管的阴极均与所述检测模块的第一输出端电连接；所述第一电阻的第二端和所述第一二极管的阳极均与所述第一开关组件的第一端电连接；

所述第一开关组件的第二端与所述蓄电池单元的第一端电连接。

3.根据权利要求2所述的不间断电源设备，其特征在于，所述第一开关组件包括第一常开继电器；

所述控制检测模块包括第二二极管和继电器线圈组件，所述第二二极管的阴极与所述外部电源的第一供电端电连接，所述第二二极管的阳极与所述外部电源的第二供电端电连接；所述继电器线圈组件并联在所述第二二极管的两端；

所述继电器线圈组件用于在得电时控制所述常开继电器闭合，或在失电时控制所述常开继电器断开。

4.根据权利要求3所述的不间断电源设备，其特征在于，所述第一常开继电器包括常开延时断开继电器；

所述常开延时断开继电器用于在所述继电器线圈组件失电时，按照预设时间延迟断开，以使所述蓄电池单元按所述预设时间放电。

5.根据权利要求3所述的不间断电源设备，其特征在于，所述控制检测模块还包括顺序电连接的信号生成模块和第一常闭继电器；所述第一常闭继电器的另一端通过所述不间断电源设备的第三输出端与所述负载电连接；

所述继电器线圈组件用于在失电时控制所述第一常闭继电器闭合；

所述信号生成模块用于在所述第一常闭继电器闭合时，生成第一信号发送至所述负载，以使所述负载根据所述第一信号执行数据保存操作，并在数据保存操作完成后执行软关机操作。

6.根据权利要求1所述的不间断电源设备，其特征在于，所述检测模块包括第三二极管；

所述第三二极管的阳极与所述外部电源的第一供电端电连接，所述第三二极管的阴极与所述检测模块的第一输出端电连接。

7.根据权利要求1所述的不间断电源设备，其特征在于，还包括集成于所述电路板上的限流保护模块，所述限流保护模块包括熔断器。

8.根据权利要求1所述的不间断电源设备，其特征在于，所述蓄电池单元包括电连接的保护电路组件和超级电容组件。

9.根据权利要求1所述的不间断电源设备，其特征在于，还包括底板和上壳；所述电路板固定在所述底板上；

所述上壳包括显示组件、按钮组件和旋钮组件，所述显示组件、所述按钮组件和所述旋钮组件分别与所述电路板电连接；

所述显示组件用于实时显示所述电路板的第一电参数；

所述按钮组件用于触发第二信号生成并通过所述显示组件显示；

所述旋钮组件用于设定所述第二信号生成的触发条件。

10.根据权利要求9所述的不间断电源设备，其特征在于，所述第一电参数包括：外部电源的电压、电流，负载的电压、电流，蓄电池单元的电能、温度以及蓄电池单元的充放电状态；

所述第二信号包括蓄电池单元电荷量低报警信号、蓄电池单元放电时间信号以及负载完成软关机信号。

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