CN2804321Y - 电动门后备电源 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种电动门后备电源。本实用新型所要解决的技术问题是提供一种电动门后备电源，使电动门在停电之后还能使用，解决停电后对电动门造成的困扰。解决该问题的技术方案是：输入电路通过继电器与输出电路连接的同时又与市电侦测和充电电路相连，充电电路带有电池，电池又经逆变电路与输出电路相连接，电池同时还与工作电源相连；工作电源为MCU控制电路提供5V工作电压，同时MCU也会向工作电源送出截止电压，MCU控制电路还向逆变电路送出频率为50Hz相位相差180度的方波脉冲，以及监视充电电路中电池的充电电压，MCU控制电路还对市电侦测判断市电有无及侦测市电的相位角。本实用新型可用于电动门。

Description

电动门后备电源
技术领域
本实用新型涉及电源，尤其是一种电动门后备电源。适用于电动门。
背景技术
随着技术的发展和人们生活水平的提高，电动门由于安全，操作使用方便，正在逐步取代传统的手动卷帘门，使用在越来越多的场合，但是电器都面临停电的问题，特别是我国的江浙一带，到了夏季尤为突出。由于电动门在我国还处于一个起步不久的阶段，市场上仅有的几种产品，是使用电脑的UPS或者经过简单改装来使用的，因此在待机使用时间和安全上有很大的不足。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是：针对停电后电动门无法使用的问题，提供一种电动门后备电源，使电动门在停电之后还能使用，解决停电后对电动门造成的困扰。
本实用新型所采用的技术方案是：电动门后备电源，其特征在于：该电源由输入电路和继电器、输出电路、市电侦测、充电电路和电池、逆变电路、工作电源及MCU控制电路组成，输入电路通过继电器与输出电路连接的同时又与市电侦测和充电电路相连，充电电路带有电池，电池又经逆变电路与输出电路相连接，电池同时还与工作电源相连；工作电源为MCU控制电路提供5V工作电压，同时MCU也会向工作电源送出截止电压，MCU控制电路还向逆变电路送出频率为50Hz相位相差180度的方波脉冲，以及监视充电电路中电池的充电电压，MCU控制电路还对市电侦测判断市电有无及侦测市电的相位角。
所述输入电路包括突波吸收器RV1、RV2、RV3和X电容C18，Y电容C19、C20，输入电路的火线L和零线N分别连接继电器的输入，继电器的输出与输出电路连接。
所述输出电路包括BR1桥式整流，分压电阻R57、R21、R22，比流器T2，二极管D22、D23、D24、D25，放大器U9A，从输入电路接入的火线L和零线N接在BR1的输入，BR1的输出接所述分压电阻，分压后的反馈电压接入MCU控制电路中MCU的输出电压侦测脚；负载电流流经比流器T2，T2的次级经过所述二极管整流，放大器U9A放大，将负载电流转化为相应的电压，输入MCU的负载侦测脚。
所述市电侦测包括输入电阻R66、R63，光藕U4、U3，二极管D1、D2，开关管Q5、Q8，从输入电路过来的火线L和零线N分别经过R66、R63与光藕U4、U3连接，光藕U4的输出脚经二极管D1接工作电源中三极管Q1的基极，光藕U3的输出脚接三极管Q8的基极并经二极管D2与三极管Q5的基极相连。
所述充电电路包括桥式整流电路BR2、稳压块U5、开关三极管Q10，输入端的电压取自逆变电路变压器T1的次级，经整流、滤波、稳后向电池充电，三极管Q10的基极接至MCU控制电路中MCU的充电控制信号脚(26)。
所述逆变电路包括三极管Q14、Q15，MOS场效应管MOS2、MOS3、MOS4、MOS5、MOS6、MOS7，变压器T1，Q14的基及接MCU的逆变控制信号B脚，Q15的基极接逆变控制信号A脚，Q14的集电极经过并联的MOS4、MOS5、MOS6后与变压器T1初级的一个抽头连接，Q15的集电极经过并联的MOS2、MOS3、MOS7后与变压器T1初级的另一个抽头连接，变压器T1的次级与输出电路的输入端相连接。
所述工作电源包括开关S1、S2，三极管Q1、Q3，稳压块U2，Q3的基极与开关S1和Q1的集电极连接，Q1的基极与开关S1的另一端和市电侦测的D1连接，Q3的输出接稳压块U2。
所述MCU控制电路的核心是集成块MCU(U1)，MCU提供22个双向I/O口，其中：
PIN2(VBAT)为电池电压侦测；
PIN4(OL)为负载侦测；
PIN5(VINV)为输出电压侦测；
PIN13(BUZZ)为蜂鸣器控制；
PIN16(AC AGL)为市电相位侦测；
PIN21(AC OK)为市电侦测；
PIN22(LED1)为LED指示1；
PIN23(LED2)为LED指示2；
PIN24(INVA)为逆变控制信号A；
PIN25(INVB)为逆变控制信号B；
PIN26(/CHR)为充电控制信号；
PIN27(ON)为电源开启控制；
PIN28(/PF)为继电器控制。
本实用新型的有益效果是：该后备电源是专门针对电动门感性负载的特性和使用的实际情况，采用MCU设计的智能性电动门后备电源，在停电后的待机使用时间和安全上作了充分的考虑，并且使用方便。
附图说明
图1是本实用新型的电路框图。
图2是图1中输入电路和继电器的原理图。
图3是图1中输出电路的原理图。
图4是图1中市电侦测的原理图。
图5是图1中充电电路和电池的原理图。
图6是图1中逆变电路的原理图。
图7是图1中工作电源的原理图。
图8是图1中MCU控制电路的原理图。
具体实施方式
如图所示，本实施例由输入电路1和继电器K1、输出电路2、市电侦测3、充电电路4和电池5、逆变电路6、工作电源7及MCU控制电路8组成。输入电路1通过继电器K1与输出电路2连接的同时又与市电侦测3和充电电路4相连，充电电路带有电池5，电池又经逆变电路6与输出电路2相连接，电池同时还与工作电源7相连；工作电源为MCU控制电路8提供5V工作电压，同时MCU也会向工作电源送出截止电压，MCU控制电路8还向逆变电路6送出频率为50Hz相位相差180度的方波脉冲，以及监视充电电路4中电池的充电电压，MCU控制电路8还对市电侦测3判断市电有无及侦测市电的相位角。
所述输入电路1包括突波吸收器RV1、RV2、RV3和X电容C18，Y电容C19、C20，输入电路的火线L和零线N分别连接继电器K1的输入，继电器的输出与输出电路2连接。交流220V的市电输入，通过电路的突波吸收器RV1，RV2，RV3和X电容C18，Y电容C19，C20，再通过继电器K1到达输出电路，继电器由MCU控制，当市电220V正常时，继电器吸合，直接输出220V市电，当停电时，继电器断开。
所述输出电路2包括BR1桥式整流，分压电阻R57、R21、R22，比流器T2，二极管D22、D23、D24、D25，放大器U9A，从输入电路1接入的火线L和零线N接在BR1的输入，BR1的输出接所述分压电阻，分压后的反馈电压接入MCU控制电路8中MCU的输出电压侦测脚5；负载电流流经比流器T2，T2的次级经过所述二极管整流，放大器U9A放大，将负载电流转化为相应的电压，输入MCU的负载侦测脚4。输入电路输出的电压经过BR1桥整整流后再经过电阻R57，R21，R22分压后，反馈电压给MCU，使MCU送出合适的脉冲宽度，稳定输出电压在220V，负载电流流经比流器T2，T2的次级经过整流放大，将负载电流转化为相应的电压，输入MCU，使MCU可判断负载的大小，以实现空载关机和过载保护的功能。
所述市电侦测3包括输入电阻R66、R63，光藕U4、U3，二极管D1、D2，开关管Q5、Q8，从输入电路1过来的火线L和零线N分别经过R66、R63与光藕U4、U3连接，光藕U4的输出脚经二极管D1接工作电源7中三极管Q1的基极，光藕U3的输出脚接三极管Q8的基极并经二极管D2与三极管Q5的基极相连。市电220V的火线和零线分别经过R63，R66点亮光藕U3，U4中的LED，导通光藕，VCC导通Q5，拉低AC OK点(市电正常侦测信号点)的电位，让MCU可以判断市电有无，同时通过D1去开启工作电源。Q8由于D2的单相导通性，AC AGL(市电相位侦测点)点随市电的正负半周呈高低变化，MCU可以侦测市电的相位角。
所述充电电路4包括桥式整流电路BR2、稳压块U5、开关三极管Q10，输入端的电压取自逆变电路6变压器T1的次级，经整流、滤波、稳后向电池5充电，三极管Q10的基极接至MCU控制电路8中MCU的充电控制信号脚26。变压器的充电绕组经过整流滤波，得到直流18V左右电压，再经过稳压块U5(317)稳压，得到15V电压，向12V电池充电，MCU监视电压电池的充电电压，充饱后会送出高电平，导通Q10，使317的输出低于电池电压，关闭充电。
所述逆变电路6包括三极管Q14、Q15，MOS场效应管MOS2、MOS3、MOS4、MOS5、MOS6、MOS7，变压器T1，Q14的基及接MCU的逆变控制信号B脚25，Q15的基极接逆变控制信号A脚24，Q14的集电极经过并联的MOS4、MOS5、MOS6后与变压器T1初级的一个抽头连接，Q15的集电极经过并联的MOS2、MOS3、MOS7后与变压器T1初级的另一个抽头连接，变压器T1的次级与输出电路2的输入端相连接。MCU送出频率为50HZ，相位相差180度的方波脉冲，交替导通Q14和Q15，使MOSFET MOS4和MOS6也交替导通，通过主变压器，次级就得到220V，波形为方波的交流电压。
所述工作电源7包括开关S1、S2，三极管Q1、Q3，稳压块U2，Q3的基极与开关S1和Q1的集电极连接，Q1的基极与开关S1的另一端和市电侦测3的D1连接，Q3的输出接稳压块U2。工作电源电路主要为整个电路提供12V和5V的工作电源，其工作原理如下：轻触开关S1接通，将Q3的B极电位拉低，Q3导通，提供12V工作电压，再通过稳压U2(IC7805)，得到5V工作电压，MCU得到5V工作电压后开始工作，送出高电平导通Q1，锁住Q3导通状态，因此电路可一直有12V和5V的工作电源，直到MCU送出低电平，关闭Q1，Q3也关闭，这样电路停止工作，同时也不消耗电池电量，达到节省电池电量的目的。
所述MCU控制电路8的核心是集成块MCU(U1)，MCU提供22个双向I/O口，其中：
PIN2(VBAT)为电池电压侦测。
PIN4(OL)为负载侦测；与输出电路2相连。
PIN5(VINV)为输出电压侦测；接与输出电路2的分压电阻端。
PIN13(BUZZ)为蜂鸣器控制。
PIN16(AC AGL)为市电相位侦测，接与市电侦测3中Q8的集电极。
PIN21(AC OK)为市电侦测，接与市电侦测3中Q5的集电极。
PIN22(LED1)为LED指示1。
PIN23(LED2)为LED指示2。
PIN24(INVA)为逆变控制信号A，接与逆变电路6的Q15的基极。
PIN25(INVB)为逆变控制信号B，接与逆变电路6的Q14的基极。
PIN26(/CHR)为充电控制信号，接与充电电路4中Q10的基极。
PIN27(ON)为电源开启控制。
PIN28(/PF)为继电器控制，接与输入电路1中三极管的基极。
整机的工作原理是：接入市电，打开电源开关，机器开始工作。当市电正常的情况下，继电器闭合，输出为市电直接输出，机器工作在市电模式下，同时对电池充电。当市电停电后，机器完全关闭，不消耗电池电量，待用户要使用时，按外接的轻触开关，启动机器，工作在电池模式，逆变输出220V交流电，供用户的电机使用，当用户使用完毕后10秒，机器会自动完全关闭，待到下次再次使用开启。如在这期间，市电恢复，机器会自动开机到市电工作模式。

Claims (8)

1、一种电动门后备电源，其特征在于：该电源由输入电路(1)和继电器(K1)、输出电路(2)、市电侦测(3)、充电电路(4)和电池(5)、逆变电路(6)、工作电源(7)及MCU控制电路(8)组成，输入电路(1)通过继电器(K1)与输出电路(2)连接的同时又与市电侦测(3)和充电电路(4)相连，充电电路带有电池(5)，电池又经逆变电路(6)与输出电路(2)相连接，电池同时还与工作电源(7)相连；工作电源为MCU控制电路(8)提供5V工作电压，同时MCU也会向工作电源送出截止电压，MCU控制电路(8)还向逆变电路(6)送出频率为50Hz相位相差180度的方波脉冲，以及监视充电电路(4)中电池的充电电压，MCU控制电路(8)还对市电侦测(3)判断市电有无及侦测市电的相位角。
2、根据权利要求1所述的电动门后备电源，其特征在于：所述输入电路(1)包括突波吸收器RV1、RV2、RV3和X电容C18，Y电容C19、C20，输入电路的火线L和零线N分别连接继电器(K1)的输入，继电器的输出与输出电路(2)连接。
3、根据权利要求1所述的电动门后备电源，其特征在于：所述输出电路(2)包括BR1桥式整流，分压电阻R57、R21、R22，比流器T2，二极管D22、D23、D24、D25，放大器U9A，从输入电路(1)接入的火线L和零线N接在BR1的输入，BR1的输出接所述分压电阻，分压后的反馈电压接入MCU控制电路(8)中MCU的输出电压侦测脚(5)；负载电流流经比流器T2，T2的次级经过所述二极管整流，放大器U9A放大，将负载电流转化为相应的电压，输入MCU的负载侦测脚(4)。
4、根据权利要求1所述的电动门后备电源，其特征在于：所述市电侦测(3)包括输入电阻R66、R63，光藕U4、U3，二极管D1、D2，开关管Q5、Q8，从输入电路(1)过来的火线L和零线N分别经过R66、R63与光藕U4、U3连接，光藕U4的输出脚经二极管D1接工作电源(7)中三极管Q1的基极，光藕U3的输出脚接三极管Q8的基极并经二极管D2与三极管Q5的基极相连。
5、根据权利要求1所述的电动门后备电源，其特征在于：所述充电电路(4)包括桥式整流电路BR2、稳压块U5、开关三极管Q10，输入端的电压取自逆变电路(6)变压器T1的次级，经整流、滤波、稳后向电池(5)充电，三极管Q10的基极接至MCU控制电路(8)中MCU的充电控制信号脚(26)。
6、根据权利要求1所述的电动门后备电源，其特征在于：所述逆变电路(6)包括三极管Q14、Q15，MOS场效应管MOS2、MOS3、MOS4、MOS5、MOS6、MOS7，变压器T1，Q14的基及接MCU的逆变控制信号B脚(25)，Q15的基极接逆变控制信号A脚(24)，Q14的集电极经过并联的MOS4、MOS5、MOS6后与变压器T1初级的一个抽头连接，Q15的集电极经过并联的MOS2、MOS3、MOS7后与变压器T1初级的另一个抽头连接，变压器T1的次级与输出电路(2)的输入端相连接。
7、根据权利要求1所述的电动门后备电源，其特征在于：所述工作电源(7)包括开关S1、S2，三极管Q1、Q3，稳压块U2，Q3的基极与开关S1和Q1的集电极连接，Q1的基极与开关S1的另一端和市电侦测(3)的D1连接，Q3的输出接稳压块U2。
8、根据权利要求1所述的电动门后备电源，其特征在于：所述MCU控制电路(8)的核心是集成块MCU(U1)，MCU提供22个双向I/O口，其中：
PIN2(VBAT)为电池电压侦测；
PIN4(OL)为负载侦测；
PIN5(VINV)为输出电压侦测；
PIN13(BUZZ)为蜂鸣器控制；
PIN16(AC AGL)为市电相位侦测；
PIN21(AC OK)为市电侦测；
PIN22(LED1)为LED指示1；
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