CN217590357U - 一种适用于户外的ups电源系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于户外的UPS电源系统，属于UPS电源系统技术领域，该系统包括包括市电以及负载，所述市电以及负载之间设有整流模块、储能模块、电路转换模块以及开关模块，所述整流模块、储能模块、电路转换模块以及开关模块之间均电性连接，通过在UPS电源系统中设置整流器以及逆变器，同时整流器给电池充电，整流器能够为UPS电源系统提供稳压功能，从而当市电发生变化时，负载的输入端能够输入幅度基本不变的整流电压，逆变器能够稳定频率，频率稳定度取决于逆变器的振荡频率的稳定程度，通过采用适合负载使用的逆变器，即能实现调整其输出频率，该UPS系统不经能够调整输出电压还能欧调整输出频率，有效的提高了UPS电源系统的运行效率。

Description

一种适用于户外的UPS电源系统

技术领域

本实用新型属于UPS电源系统领域，具体地说，涉及一种适用于户外的UPS电源系统。

背景技术

UPS即不间断电源(Uninterruptible Power Supply)，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，当市电输入正常时， UPS将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS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。

常见的的UPS电源系统的基本结构是一套将交流电变为直流电的整流器和充电器，以及把直流电再变为交流电的逆变器，电池在交流电正常供电时贮存能量且维持在一个正常的充电电压上，一旦市电供电中断时，蓄电池立即对逆变器供电以保证UPS电源交流输出电压，目前用于户外使用的UPS电源基本都是后备式UPS电源，因它体积小、效率高、价格低廉，被广泛用于户外，然而这种后备式UPS电源的输出电压不能调整并且其输出频率取决于交流输入电源的频率，也不能调整，这种性能并不能满足一些对输入电压非常敏感的负载，运行效率较低。

为此，我们提出一种适用于户外的UPS电源系统。

实用新型内容

针对现有的背景技术中提出的问题，本实用新型提供了一种适用于户外的UPS电源系统，该系统可以有效解决背景技术中提出的问题。

为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。

一种适用于户外的UPS电源系统，包括市电以及负载，所述市电以及负载之间设有整流模块、储能模块、电路转换模块以及开关模块，所述整流模块、储能模块、电路转换模块以及开关模块之间均电性连接。

优选地，所述整流模块包括整流器以及逆变器，所述储能模块包括电池以及电池开关，所述电路转换模块包括隔离变压器、维修开关以及旁路开关，所述开关模块包括输入开关、静态开关以及输出开关，所述市电的输入端与所述输入开关的一端电性连接，所述输入开关的另一端电性连接有整流器，所述整流器的另一端电性连接有电池开关以及逆变器，所述电池开关的另一端电性连接有电池，所述逆变器的另一端电性连接有静态开关，所述静态开关的另一端电性连接有输出开关，所述输出开关的另一端电性连接有负载，所述市电输入端还电性连接有旁路开关，所述旁路开关的另一端与静态开关电性连接，且所述旁路开关所在的电路与输入开关所在的电路并联，所述市电输入端还电性连接有维修开关，所述维修开关的另一端与负载连接，且所述维修开关所在的电路与所述输入开关所在的电路并联。

优选地，所述隔离变压器将所述负载与所述市电之间隔离。

优选地，所述整流器能够将所述市电的交流电转换为直流电。

优选地，所述逆变器能够将直流电转换为交流电。

优选地，所述市电通电，所述输入开关闭合，所述电池开关闭合，所述输出开关闭合，所述维修开关断开，所述旁路开关闭合。

优选地，所述市电断开，所述输入开关闭合，所述电池开关闭合，所述输出开关闭合，所述旁路开关闭合，所述维修开关断开。

有益效果

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型通过在该UPS电源系统中设置整流器以及逆变器，同时整流器给电池充电，整流器能够为UPS电源系统提供稳压功能，从而当市电发生变化时，负载的输入端能够输入幅度基本不变的整流电压，逆变器能够稳定频率，频率稳定度取决于逆变器的振荡频率的稳定程度，通过采用适合负载使用的逆变器，即能实现调整其输出频率，该UPS系统不经能够调整输出电压还能欧调整输出频率，有效的提高了UPS电源系统的运行效率。

(2)本实用新型通过在UPS电源系统中设置隔离变压器，使得负载中不会出现直流成分，从而有效的保护了负载不为直流电源损坏，同时对于非线性负载，也可表现出优良的动态性能，提高了UPS的带载能力，且负载兼容性好，隔离变压器的隔离作用，能够使得负载减小谐波电流及市电的直接干扰。

附图说明

图1为本实用新型中一种适用于户外的UPS电源系统结构示意图；

图2为本实用新型中输入电源断开时UPS电源系统的电路结构示意图；

图3为本实用新型维修时UPS电源系统的电路结构示意图；

图4为本实用新型中一种适用于户外的UPS电源系统。

图中各附图标注与部件名称之间的对应关系如下：

100、整流模块；200、储能模块；300；电路转换模块；400、开关模块；1、市电；101、输入开关；102、输出开关；2、维修开关；3、旁路开关；4、负载；5、整流器；6、逆变器； 7、电池；701、电池开关；8、隔离变压器；9、静态开关。

具体实施方式

下面结合具体实用新型对本实用新型进一步进行描述。

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。

请参阅图1～4，本实用新型实施例中一种适用于户外的UPS电源系统，包括整流模块100、储能模块200、电路转换模块300以及开关模块400，上述模块之间均电性连接，当UPS电源系统正常运行时，市电1输入UPS电源系统，经过整流模块100将市电1输入的交流电转换为直流电，并输入至储能模块200，使储能模块200能够储存足够的电能，同时市电1通过电路转换模块300给负载4提供电能，开关模块400对UPS电源系统的电路进行断开与闭合，以便随时对UPS电源系统进行维修，储能模块200能够存储市电1输入的电能并可以提供电能给负载4使用，避免因市电1的中断造成负载4停止运行，实现了对计算机及周边设备等负载4的无市电1输入后的负载4内的资料保护，在该UPS电源系统中，由于采用了模块化设计，从而提高了该系统的可靠性以及降低了该系统的维护率。

整流模块100包括整流器5以及逆变器6，储能模块200包括电池7以及电池开关701，电路转换模块300包括隔离变压器8、维修开关2以及旁路开关3，开关模块400包括输入开关101、静态开关9以及输出开关102，隔离变压器8的设置能够保证负载4和市电1之间完全隔离，通过隔离变压器8的设置，使得负载4中不会出现直流成分，有效的保护负载4不为直流电源损坏，同时对于非线性负载4，也可表现出优良的动态性能，提高了UPS的带载能力，且负载4兼容性好，隔离变压器8的隔离作用，能够使得负载4减小谐波电流及市电 1的直接干扰。

在该UPS电源系统中，市电1输入端与输入开关101的一端电性连接，输入开关101的另一端电性连接有整流器5，整流器5的另一端电性连接有电池开关701以及逆变器6，电池开关701的另一端电性连接有电池7，电池7具有开机功能，能够在UPS无市电1输入时，允许由电池7启动UPS电源系统，为负载4提供稳定的交流电力输出，逆变器6的另一端电性连接有静态开关9，静态开关9的另一端电性连接有输出开关102，输出开关102的另一端电性连接有负载4，市电1输入端还电性连接有旁路开关3，旁路开关3的另一端与静态开关 9电性连接，且旁路开关3所在的电路与输入开关101所在的电路并联，市电1输入端还电性连接有维修开关2，维修开关2的另一端与负载4连接，且维修开关2所在的电路与输入开关101所在的电路并联。

在该UPS电源系统中，设置有控制面板，控制面板上设有液晶显示屏、LED指示灯以及报警器，LED指示灯以及报警器均与该UPS电源系统电性连接，此为现有技术，在此不做过多阐述，当市电1处于正常供电时，输入开关101闭合，电池开关701闭合，输出开关102 闭合，维修开关2断开，旁路开关3闭合，市电1输入的电流经过整流器5，将市电1输入的交流电转换为直流电并对电池7进行充电，同时电流经过逆变器6将直流电再转换为交流电，经过静态开关9输入给负载4使用，此时连接的负载4由逆变器6供电，逆变器6的直流电源由主输入电源经整流器5提供，同时整流器5还要给电池7充电，控制面板上的运行 LED指示灯亮，并且整流器5能够为UPS电源系统提供稳压功能，整流器件采用可控硅或高频开关整流器，本身具有可根据外电的变化控制输出幅度的功能，从而当外电发生变化时，输出幅度基本不变的整流电压，电池7的设置可以对UPS电源系统中的电路实现净化功能，由于整流器5对瞬时脉冲干扰不能消除，整流后的电压仍存在干扰脉冲，电池7不仅能够存储直流直能的功能，还具备电容器的作用，其等效电容量的大小与电池7容量大小成正比，由于电容两端的电压是不能突变的，即利用了电容器对脉冲的平滑特性消除了脉冲干扰，起到了净化功能，也称对干扰的屏蔽，频率的稳定则由逆变器6来完成，频率稳定度取决于逆变器6的振荡频率的稳定程度，通过采用适合负载4使用的逆变器6，即能实现调整其输出频率，有效的提高了该UPS电源系统的运行效率，由于旁路开关3可以闭合，负载4的电能也可以通过旁路开关所在的电路进行电流输入，有效的降低了该系统的运行成本，提高了该系统的运行效率，并且能够有效的延长电池7的实用寿命。

当市电1断开时，输入开关101闭合，电池开关701闭合，输出开关102闭合，旁路开关3闭合，维修开关2断开，并且当主输入电源电压过高或过低时，UPS在此情况也会自动转换至电池7供电，由于负载4功率与放电时间有关，同时电池7也会因低温、高温或损害而降低效率，工作人员可以断开部分负载4来延长供电时间，当输入电源断电时，报警器也会间断响起；当电池7放电至接近电池7的临界终止电压时，报警声频率加快，控制面板上液晶显示屏会提示电池7电压低，此时最好结束所有正在进行中的工作；当主输入电源继续停电，电池7耗尽，UPS停止供电；当市电1恢复供电时，UPS会自动供电，同时UPS会自动给电池7充电。

当需要对UPS电源系统进行维修时，需要给负载4提供不间断供电，此时维修开关2闭合，旁路开关3闭合。电池开关701断开，负载4通过维修开关2供电，需要说明的是，维修开关2仅限与维修时才能使用，在闭合维修开关2前必须确保UPS处于旁路运行状态并且断开整流输入开关的情况下，才能闭合维修开关2，当闭合维修开关2后便可安全地维修UPS 部件，外接系统正常供电，UPS内部线路元件没有电，电压只出现在开关部分。

本实用新型的工作原理是：本实用新型通过在该UPS电源系统中设置整流器5以及逆变器6，同时整流器5给电池7充电，整流器5能够为UPS电源系统提供稳压功能，从而当市电1发生变化时，负载4的输入端能够输入幅度基本不变的整流电压，逆变器6能够稳定频率，频率稳定度取决于逆变器6的振荡频率的稳定程度，通过采用适合负载4使用的逆变器6，即能实现调整其输出频率，该UPS系统不经能够调整输出电压还能欧调整输出频率，有效的提高了UPS电源系统的运行效率。

本实用新型通过在UPS电源系统中设置隔离变压器8，使得负载4中不会出现直流成分，从而有效的保护了负载4不为直流电源损坏，同时对于非线性负载4，也可表现出优良的动态性能，提高了UPS的带载能力，且负载4兼容性好，隔离变压器8的隔离作用，能够使得负载4减小谐波电流及市电1的直接干扰。

以上内容是结合具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明，不能认定本实用新型具体实施只局限于这些说明，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本实用新型所提交的权利要求书确定的保护范围。

Claims (6)

1.一种适用于户外的UPS电源系统，包括市电(1)以及负载(4)，其特征在于：所述市电(1)以及负载(4)之间设有整流模块(100)、储能模块(200)、电路转换模块(300)以及开关模块(400)，所述整流模块(100)、储能模块(200)、电路转换模块(300)以及开关模块(400)之间均电性连接，所述整流模块(100)包括整流器(5)以及逆变器(6)，所述储能模块(200)包括电池(7)以及电池开关(701)，所述电路转换模块(300)包括隔离变压器(8)、维修开关(2)以及旁路开关(3)，所述开关模块(400)包括输入开关(101)、静态开关(9)以及输出开关(102)，所述市电(1)的输入端与所述输入开关(101)的一端电性连接，所述输入开关(101)的另一端电性连接有整流器(5)，所述整流器(5)的另一端电性连接有电池开关(701)以及逆变器(6)，所述电池开关(701)的另一端电性连接有电池(7)，所述逆变器(6)的另一端电性连接有静态开关(9)，所述静态开关(9)的另一端电性连接有输出开关(102)，所述输出开关(102)的另一端电性连接有负载(4)，所述市电(1)输入端还电性连接有旁路开关(3)，所述旁路开关(3)的另一端与静态开关(9)电性连接，且所述旁路开关(3)所在的电路与输入开关(101)所在的电路并联，所述市电(1)输入端还电性连接有维修开关(2)，所述维修开关(2)的另一端与负载(4)连接，且所述维修开关(2)所在的电路与所述输入开关(101)所在的电路并联。

2.根据权利要求1所述的一种适用于户外的UPS电源系统，其特征在于：所述隔离变压器(8)将所述负载(4)与所述市电(1)之间隔离。

3.根据权利要求1所述的一种适用于户外的UPS电源系统，其特征在于：所述整流器(5)能够将所述市电(1)的交流电转换为直流电。

4.根据权利要求1所述的一种适用于户外的UPS电源系统，其特征在于：所述逆变器(6)能够将直流电转换为交流电。

5.根据权利要求1所述的一种适用于户外的UPS电源系统，其特征在于：所述市电(1)通电，所述输入开关(101)闭合，所述电池开关(701)闭合，所述输出开关(102)闭合，所述维修开关(2)断开，所述旁路开关(3)闭合。

6.根据权利要求1所述的一种适用于户外的UPS电源系统，其特征在于：所述市电(1)断开，所述输入开关(101)闭合，所述电池开关(701)闭合，所述输出开关(102)闭合，所述旁路开关(3)闭合，所述维修开关(2)断开。

Images