CN219067923U - 一种具有蓄电池自放电保护功能的ups - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有蓄电池自放电保护功能的UPS，包括：蓄电池、整流器、逆变器、直流电压检测电路、直流继电器QS1、直流继电器QS2；所述直流电压检测电路的输入端连接至所述蓄电池，用于检测所述蓄电池直流电压；所述直流电压检测电路包括输出继电器QW3，所述输出继电器QW3连接至所述直流继电器QS1和所述直流继电器QS2，用于控制所述直流继电器QS1和所述直流继电器QS2通断；所述直流继电器QS1和所述直流继电器QS2连接至所述逆变器的直流输入端，用于通断所述逆变器的直流输入。当蓄电池电压过低时，及时切断蓄电池和逆变器通路，避免消耗电能，防止蓄电池深度放电而受损。
Description
技术领域
本实用新型涉及UPS技术领域，尤其涉及一种具有蓄电池自放电保护功能的UPS。
背景技术
UPS即不间断电源(Uninterruptible Power Supply)，是一种含有储能装置(蓄电池)的不间断电源。主要用于给对电源稳定性要求较高的设备(负载)，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，同时还向内部蓄电池充电；当市电中断(事故停电)时，UPS立即将内部蓄电池的直流电能，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。
现有UPS的模块结构如图1所示，包括蓄电池、逆变器、整流器、充电器、滤波器。当逆变器检测到蓄电池的直流电压时只是关闭，但是蓄电池还是处于工作状态，这将会使得蓄电池对逆变器自放电(实验数据：逆变器处于关闭状态，其自身放电电流大约0.23A，电压大约85V，其放电功耗大约20W)，时间久了蓄电池会深度放电，导致蓄电池受损无法蓄电，减少使用寿命。
由于市电中断后恢复，需要先通过蓄电池启动逆变器给负载供电后，交流电才能向逆变器供电。当市电中断后，且蓄电池电量耗尽，若市电恢复，需要外部电源将逆变器重新启动，负载恢复供电后，市电才会向逆变器供电。因此，对于需要二次供电的负载，需要检修人员携带发电机重新启动逆变器才能将整个UPS启动，例如海上电力系统，这样检修不方便，且效率低，不便于维护。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提出一种具有蓄电池自放电保护功能的UPS，能够解决上述的问题。
本实用新型提供一种具有蓄电池自放电保护功能的UPS，包括：蓄电池、整流器、逆变器、直流电压检测电路、直流继电器QS1、直流继电器QS2；
所述逆变器的直流输入端连接至所述蓄电池，用于将所述蓄电池的直流电转换成交流电供给负载；所述整流器连接至市电并且所述整流器将市电整流后输送到所述逆变器的交流输入端；所述逆变器的输出端连接至负载，用于向负载输出交流电；
所述直流电压检测电路的输入端连接至所述蓄电池，用于检测所述蓄电池直流电压；所述直流电压检测电路包括输出继电器QW3，所述输出继电器QW3连接至所述直流继电器QS1和所述直流继电器QS2，用于控制所述直流继电器QS1和所述直流继电器QS2通断；
所述直流继电器QS1和所述直流继电器QS2连接至所述逆变器的直流输入端，用于通断所述逆变器的直流输入。
还包括交流电压检测电路和自动脱扣器开关K2；
所述交流电压检测电路的输入端连接至所述市电，用于检测交流电压；所述交流电压检测电路包括输出继电器QW1和输出继电器QW2，所述输出继电器QW1连接至所述直流继电器QS1和所述直流继电器QS2，用于控制所述直流继电器QS1和所述直流继电器QS2通断；所述输出继电器QW2连接至所述自动脱扣器开关K2，用于控制所述自动脱扣器开关K2通断；所述自动脱扣器开关K2连接至所述逆变器的直流输入端，用于二次启动逆变器。
其中，所述蓄电池的输入端还设置有直流断路器K1，用于控制蓄电池直流输入；所述市电的输入端还设置有交流断路器K3，用于控制市电交流输入。
其中，所述直流电压检测电路的输入端和所述蓄电池连接处还设置有启动按钮SW，用于控制所述直流电压检测电路检测。
其中，所述直流电压检测电路包括：直流电压采集差分电路、直流电压阈值比较电路、直流继电器控制电路。
所述直流电压采集差分电路的输入端连接至所述蓄电池，用于采集所述蓄电池电压；所述直流电压阈值比较电路的输入端连接至所述直流电压采集差分电路的输出端，用于比较直流电压值；所述直流继电器控制电路的输入端连接至所述直流电压阈值比较电路的输出端，用于控制所述直流继电器QS1和所述直流继电器QS2吸合或者断开。
其中，所述交流电压检测电路包括：交流电压采集差分电路、电压跟随器、交流电压比较器电路、断路器脱扣控制电路；
所述交流电压采集差分电路的输入端连接至所述市电，用于采集所述市电电压；所述交流电压比较器电路的输入端连接至所述交流电压采集差分电路的输出端，用于比较交流电压值；所述断路器脱扣控制电路的输入端连接至所述交流电压比较器电路的输出端，用于控制所述直流继电器QS1和所述直流继电器QS2吸合或者断开进而控制所述自动脱扣器开关K2通断；所述交流电压采集差分电路和所述交流电压比较器电路之间还连接有电压跟随器，用于缓冲隔离交流电压。
其中，所述市电通过充电器向所述蓄电池充电。
其中，所述逆变器和所述负载之间还连接有滤波器，用于滤除干扰电流。
有益效果：
一是设置了直流电压检测电路监测蓄电池电压，当蓄电池电压过低时候即UPS待机或者故障时候，及时控制直流继电器断开，切断蓄电池和逆变器通路，避免自放电消耗能量，也能防止蓄电池深度放电而受损，延长电池的使用寿命。
二是设置了自动脱口器开关K2和交流电压检测电路，当交流电压检测电路检测到交流电压正常时候，可以自动脱口器开关K2可以自动脱扣，可以防止检修人员完成检修后忘记把二次启动开关脱扣，避免发生蓄电池自放电。同时检修人员不需要携带发电机就可以通过自动脱口器开关K2二次启动UPS，维护便捷。特别是应用在海上风电系统，可以很好的解决了海上无交流电时，可以根据需求设置蓄电池不同的电压等级作为下电保护，便于UPS二次供电。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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是本实用新型的说明书背景技术中的现有UPS的模块结构图。
图2是本实用新型的实施例中的具有蓄电池自放电保护功能的UPS的模块结构图。
图3是本实用新型的实施例中的直流电压采集差分电路图。
图4是本实用新型的实施例中的直流欠压阈值比较电路图。
图5是本实用新型的实施例中的直流继电器控制电路图。
图6是本实用新型的实施例中的交流电压采集差分电路图。
图7是本实用新型的实施例中的电压跟随器电路图。
图8是本实用新型的实施例中的交流电压比较器电路图。
图9是本实用新型的实施例中的断路器脱扣控制电路图。
具体实施方式
为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。
如图2所示，本实施例提供一种具有蓄电池自放电保护功能的UPS，包括：蓄电池、整流器、逆变器、直流电压检测电路、直流继电器QS1、直流继电器QS2；
所述逆变器的直流输入端连接至所述蓄电池，用于将所述蓄电池的直流电转换成交流电供给负载；所述整流器连接至市电并且所述整流器将市电整流后输送到所述逆变器的交流输入端；所述逆变器的输出端连接至负载，用于向负载输出交流电；
所述直流电压检测电路的输入端连接至所述蓄电池，用于检测所述蓄电池直流电压；所述直流电压检测电路包括输出继电器QW3，所述输出继电器QW3连接至所述直流继电器QS1和所述直流继电器QS2，用于控制所述直流继电器QS1和所述直流继电器QS2通断；
所述直流继电器QS1和所述直流继电器QS2连接至所述逆变器的直流输入端，用于通断所述逆变器的直流输入。
在本实施例中，直流电压检测电路检测到直流电压小于88V时，直流电压检测电路中的继电器QW3会断开，同时直流继电器QS1和直流继电器QS2断开，则逆变器的直流源输入就完全断开了，就不存在逆变器和蓄电池连接，蓄电池还进行放电，同时也断开了直流电压检测电路的工作电源，直流电压检测电路还包括反激电源，是通过蓄电池进行供电。
还包括交流电压检测电路和自动脱扣器开关K2；
所述交流电压检测电路的输入端连接至所述市电，用于检测交流电压；所述交流电压检测电路包括输出继电器QW1和输出继电器QW2，所述输出继电器QW1连接至所述直流继电器QS1和所述直流继电器QS2，用于控制所述直流继电器QS1和所述直流继电器QS2通断；所述输出继电器QW2连接至所述自动脱扣器开关K2，用于控制所述自动脱扣器开关K2通断；所述自动脱扣器开关K2连接至所述逆变器的直流输入端，用于二次启动逆变器。
在本实施例中，若要二次启动逆变器，只需合上自动脱扣器开关K2，就可以二次启动逆变器，向负载提供电源，为检修系统提供了便捷。而且自动脱扣器开关K2与交流电压检测电路中的继电器QW2连接，即便维护人员维护好设备后忘记断开自动脱扣器开关K2，当交流电压检测电路检测到有交流输入时，即检测到交流电压为220V时，继电器QW2吸合，自动脱扣器开关K2将可以自动脱扣，防止直流电压检测电路失效。其中交流电压检测电路的通过反激电源供电，反激电源通过蓄电池供电。
其中，所述蓄电池的输入端还设置有直流断路器K1，用于控制蓄电池直流输入；所述市电的输入端还设置有交流断路器K3，用于控制市电交流输入。
其中，所述直流电压检测电路的输入端和所述蓄电池连接处还设置有启动按钮SW，用于控制所述直流电压检测电路检测。
如图3、图4、图5所示，所述直流电压检测电路包括：直流电压采集差分电路、直流电压阈值比较电路、直流继电器控制电路。
所述直流电压采集差分电路的输入端连接至所述蓄电池，用于采集所述蓄电池电压；所述直流电压阈值比较电路的输入端连接至所述直流电压采集差分电路的输出端，用于比较直流电压值；所述直流继电器控制电路的输入端连接至所述直流电压阈值比较电路的输出端，用于控制所述直流继电器QS1和所述直流继电器QS2吸合或者断开。
在本实施例中，如图3、图4、图5所示，通过直流电压采集差分电路采集直流电压，直流电压阈值比较电路检测到输入直流电压≥88V时候，直流电压阈值比较电路中的比较器输出高电平，使得直流继电器控制电路中的NPN三极管Q1导通，继电器QW3吸合，即继电器的25P和26P接点短接，直流继电器QS1和QS2吸合。
如图6、图7、图8、图9所示，所述交流电压检测电路包括：交流电压采集差分电路、电压跟随器、交流电压比较器电路、断路器脱扣控制电路；
所述交流电压采集差分电路的输入端连接至所述市电，用于采集所述市电电压；所述交流电压比较器电路的输入端连接至所述交流电压采集差分电路的输出端，用于比较交流电压值；所述断路器脱扣控制电路的输入端连接至所述交流电压比较器电路的输出端，用于控制所述直流继电器QS1和所述直流继电器QS2吸合或者断开进而控制所述自动脱扣器开关K2通断；所述交流电压采集差分电路和所述交流电压比较器电路之间还连接有电压跟随器，用于缓冲隔离交流电压。
在本实施例中，如图6、图7、图8、图9所示，通过交流电压采集差分电路采集交流电压，采集到的交流电压经过电压跟随器后送到交流电压比较器电路，通过比较之后，若交流电压正常，则交流电压比较器电路中比较器输出低电平，使得PNP三极管Q2导通，直流继电器QW1和QW2吸合，即继电器QW1的15P和16P接点短接和继电器QW2的25P和26P接点短接，则自动脱扣器开关K2断开，直流继电器QS1和QS2吸合。
其中，所述市电通过充电器向所述蓄电池充电。
在本实施例中，在市电正常通过逆变器向负载供电时，市电同时通过充电器向蓄电池充电。
其中，所述逆变器和所述负载之间还连接有滤波器，用于滤除干扰电流。
下面结合工作流程对本实用新型做进一步说明。
合上直流断路器K1，按下按钮SW大约5S后松开，直流电压检测电路对蓄电池的输入电压进行检测，当检测到蓄电池的直流电压正常(即直流电压≥88V)时，则直流继电器QS1和QS2吸合，直流源送到逆变器，则启动逆变输出给负载供电。负载启动后，市电输入就可以送到逆变器的交流输入端，则逆变器自动切换到交流逆变输出，同时通过充电器给蓄电池进行充电。当有了交流电输入时，交流电压检测电路检测到交流电压正常，继电器QW1和QW2吸合，则直流继电器QS1和QS2自动吸合，而自动脱扣器开关K2自动脱扣，防止检测人员完成检修后忘记把自动脱扣器开关K2脱扣，导致直流电压检测电路失效，进而损坏电池；
当直流电压采样电路检测到直流电压＜88V时，则直流电压采样电路中的继电器QW3断开，直流继电器QS1和QS2因失电而断开直流接触触点，从而断开了逆变器的直流输入源，使得整个逆变器将完全断电，不会因逆变器而蓄电池自放电。若要对系统检修时，可以合上自动脱扣器开关K2，则蓄电池直流源又可以直接输入到逆变器的直流输入端，进行二次启动逆变器。
以上所述仅为本实用新型的部分实施例，并非因此限制本实用新型的保护范围，凡是根据本实用新型说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种具有蓄电池自放电保护功能的UPS，其特征在于，包括：蓄电池、整流器、逆变器、直流电压检测电路、直流继电器QS1、直流继电器QS2；
所述逆变器的直流输入端连接至所述蓄电池，用于将所述蓄电池的直流电转换成交流电供给负载；所述整流器连接至市电并且所述整流器将市电整流后输送到所述逆变器的交流输入端；所述逆变器的输出端连接至负载，用于向负载输出交流电；
所述直流电压检测电路的输入端连接至所述蓄电池，用于检测所述蓄电池直流电压；所述直流电压检测电路包括输出继电器QW3，所述输出继电器QW3连接至所述直流继电器QS1和所述直流继电器QS2，用于控制所述直流继电器QS1和所述直流继电器QS2通断；
所述直流继电器QS1和所述直流继电器QS2连接至所述逆变器的直流输入端，用于通断所述逆变器的直流输入。
2.如权利要求1所述的一种具有蓄电池自放电保护功能的UPS，其特征在于，还包括交流电压检测电路和自动脱扣器开关K2；
所述交流电压检测电路的输入端连接至所述市电，用于检测交流电压；所述交流电压检测电路包括输出继电器QW1和输出继电器QW2，所述输出继电器QW1连接至所述直流继电器QS1和所述直流继电器QS2，用于控制所述直流继电器QS1和所述直流继电器QS2通断；所述输出继电器QW2连接至所述自动脱扣器开关K2，用于控制所述自动脱扣器开关K2通断；所述自动脱扣器开关K2连接至所述逆变器的直流输入端，用于二次启动逆变器。
3.如权利要求1所述的一种具有蓄电池自放电保护功能的UPS，其特征在于，所述蓄电池的输入端还设置有直流断路器K1，用于控制蓄电池直流输入；所述市电的输入端还设置有交流断路器K3，用于控制市电交流输入。
4.如权利要求1所述的一种具有蓄电池自放电保护功能的UPS，其特征在于，所述直流电压检测电路的输入端和所述蓄电池连接处还设置有启动按钮SW，用于控制所述直流电压检测电路检测。
5.如权利要求1所述的一种具有蓄电池自放电保护功能的UPS，其特征在于，所述直流电压检测电路包括：直流电压采集差分电路、直流电压阈值比较电路、直流继电器控制电路；
所述直流电压采集差分电路的输入端连接至所述蓄电池，用于采集所述蓄电池电压；所述直流电压阈值比较电路的输入端连接至所述直流电压采集差分电路的输出端，用于比较直流电压值；所述直流继电器控制电路的输入端连接至所述直流电压阈值比较电路的输出端，用于控制所述直流继电器QS1和所述直流继电器QS2吸合或者断开。
6.如权利要求2所述的一种具有蓄电池自放电保护功能的UPS，其特征在于，所述交流电压检测电路包括：交流电压采集差分电路、电压跟随器、交流电压比较器电路、断路器脱扣控制电路；
所述交流电压采集差分电路的输入端连接至所述市电，用于采集所述市电电压；所述交流电压比较器电路的输入端连接至所述交流电压采集差分电路的输出端，用于比较交流电压值；所述断路器脱扣控制电路的输入端连接至所述交流电压比较器电路的输出端，用于控制所述直流继电器QS1和所述直流继电器QS2吸合或者断开进而控制所述自动脱扣器开关K2通断；所述交流电压采集差分电路和所述交流电压比较器电路之间还连接有电压跟随器，用于缓冲隔离交流电压。
7.如权利要求1所述的一种具有蓄电池自放电保护功能的UPS，其特征在于，所述市电通过充电器向所述蓄电池充电。
8.如权利要求1所述的一种具有蓄电池自放电保护功能的UPS，其特征在于，所述逆变器和所述负载之间还连接有滤波器，用于滤除干扰电流。
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