UPS电源装置的制作方法

ups电源装置
技术领域
1.本实用新型涉及电源技术领域，特别涉及一种ups电源装置。


背景技术：

2.ups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就是一台低压恒压源，同时它还向机内电池充电；当市电中断时，ups立即将电池的低压直流电，通过升压、逆变等方法向负载继续供电，使负载维持正常工作并保护负载的软、硬件不受损坏。
3.图1是目前市面上常用的ups直流电源的电路原理图，主要由ac
‑
dc开关电源、储能电池和dcdc升压转换模块组成，市电和用电设备是隔离的，市电不会直接供电给用电设备，市电稳定时，acdc开关电源通过交直流转换转换电路，将交流电转换为恒流恒压的直流电源；直流电源通过电池管理模块给锂电池充电，电池再通过升压转换电路转换成设备所需电压，给设备供电。当市电不稳定(停电)时，电池停止充电，但电池剩余的能量仍能够为设备供电，直到设备恢复正常。上述ups直流电源在工作时，储能电池一直处于一边充电一边放电的工作状态，长时间使用会使电池的损耗大大增加，从而缩短产品的使用寿命。


技术实现要素：

4.基于此，有必要提供一种ups电源装置，以解决ups直流电源在工作时储能电池边充边放的问题，从而延长产品的使用寿命。
5.为实现上述发明目的，本实用新型采用以下技术方案。
6.本实用新型提供一种ups电源装置，包括输入接口、ac
‑
dc开关电源、可充电电池和输出接口，其中，所述输入接口用于连接市电，所述ac
‑
dc开关电源用于为所述可充电电池充电，所述输出接口用于与所述可充电电池连接并向外输出低压直流电，还包括充放电管理单元，所述充电管理单元包括：
7.充电管理模块，其输入端与所述ac
‑
dc开关电源的输出端连接，其输出端与所述可充电电池连接，用于根据所述可充电电池的当前状态控制充电电流；
8.放电模块，其输入端与所述可充电电池连接，其输出端与所述输出接口连接，用于向所述输出接口输出恒定的电压，和
9.放电控制模块，其一端连接所述ac
‑
dc开关电源的输出端，另一端连接所述放电模块，用于当检测到市电未断开时，控制所述ac
‑
dc开关电源直接为所述输出接口供电；当检测到市电断开时，控制所述放电模块，使所述可充电电池通过所述放电模块为所述输出接口供电。
10.优选地，还包括电池保护电路，所述电池保护电路与所述可充电电池连接并为其提供过充，过放，过流和短路保护。
11.优选地，所述放电模块设置有升压电路，用于将所述可充电电池的输出电压进行
升压处理，并输出到所述输出接口。
12.优选地，所述升压电路进一步包括升压控制器，所述放电控制模块与所述升压控制器连接。
13.优选地，所述ups电源装置具有一外壳，所述输出接口为固定于所述外壳上的usb接口。
14.优选地，所述外壳包括下壳和上壳，所述上壳具有可容设所述可充电电池的电池仓和封盖所述电池仓的仓盖。
15.优选地，所述仓盖为滑动可拆卸式结构，其通过卡扣与所述上壳固定。
16.优选地，所述可充电电池为18650型锂电池。
17.本实用新型通过增设放电控制模块，使得在市电正常时，由ac
‑
dc开关电源直接向外供电，可充电电池可以充电，不能放电；而当市电断电时，放电控制模块控制放电模块，使可充电电池正常放电，从而为输出接口供电。由于可充电电池只有在市电断开时放电，因而不会出现边充边放的情况，有效地降低了电池的损耗，延长了可充电电池乃至整个产品的使用寿命。
附图说明
18.图1为现有技术中ups直流电源的电路原理方框图；
19.图2为本实施例中ups电源装置的电路原理方框图；
20.图3为本实施例中ups电源装置的工作逻辑状态图；
21.图4为本实施例中ups电源装置的外壳结构示意图；
22.图5为本实施例中ups电源装置的电池仓与仓盖的连接结构示意图。
23.本实用新型目的的实现及其功能、原理将在具体实施方式中结合附图作进一步阐述。
具体实施方式
24.下面结合附图及具体实施例做进一步说明。
25.如图2和图3所示，本实施例型提供一种ups电源装置100，包括输入接口10、ac
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dc开关电源20、可充电电池30和输出接口40。所述输入接口10用于连接市电，所述ac
‑
dc开关电源20用于为所述可充电电池30充电，所述输出接口40用于与所述可充电电池30连接并向外输出低压直流电，还包括充放电管理单元50，所述充电管理单元50包括充电管理模块51、放电模块52和放电控制模块53，其中：
26.充电管理模块51，其输入端与所述ac
‑
dc开关电源20的输出端连接，其输出端与所述可充电电池30连接，用于根据所述可充电电池30的当前状态控制充电电流。
27.放电模块52，其输入端与所述可充电电池30连接，其输出端与所述输出接口40连接，用于向所述输出接口40输出恒定的电压，
28.放电控制模块53，其一端连接所述ac
‑
dc开关电源20的输出端，另一端连接所述放电模块52，用于当检测到市电未断开时，控制所述ac
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dc开关电源20直接为所述输出接口40供电；当检测到市电断开时，控制所述放电模块52，使所述可充电电池30通过所述放电模块52为所述输出接口40供电。
29.本实施例的ac
‑
dc开关电源20为一个隔离型交流转直流的电路装置，通过专有芯片或特定电路实现电压转换，本实施例中，ac
‑
dc开关电源20的输出电压为5v。
30.所述充电管理模块51为一个特定的电路结构，用于为可充电电池30提供适宜大小的充电电流，当可充电电池30充满时，充电管理模块51自动与可充电电池30断开连接，避免长时间充电损坏电池。
31.所述放电模块52设置有升压电路521，用于将所述可充电电池30的输出电压进行升压处理，并输出到所述输出接口40。该放电模块52还具有检测电压的功能，当可充电电池30的输出电压低于5v时，可以将可充电电池30的输出电压升压到5v。具体地，所述升压电路521进一步包括升压控制器(未图示)，所述放电控制模块50与所述升压控制器连接，以控制放电模块52的输出。
32.所述放电控制模块50包含一个逻辑判断电路，其可通过判断ac
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dc开关电源20的输出状态判断市电是否停电，当未停电时，ac
‑
dc开关电源20正常工作有输出，由ac
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dc开关电源20输出5v电压到输出接口40，为外部设备供电，此时也可以对可充电电池30进行充电(电池没充满的状态下)，但可充电电池30不能放电到输出接口40。当市电停电时，ac
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dc开关电源20停止工作，可充电电池30立刻通过放电模块52放电到输出接口40，使输出接口40的电压维持在5v不变，从而使外部设备不掉电。放电控制模块50可以为专有芯片，也可以为分立的特定电子电路。
33.此外，本实施例还包括电池保护电路60，所述电池保护电路60与所述可充电电池30连接并为其提供过充、过放、过流和短路保护，可延长可充电电池30的使用寿命。
34.较佳地，本实施例的ups电源装置100为小型便携式设备，其具有一外壳1，参照图4所示，所述输入接口10为中规或英规插脚，所述输出接口40为固定于所述外壳1上的usb接口2。所述外壳1包括上壳11和下壳12，所述上壳11具有可容设所述可充电电池30的电池仓111和封盖所述电池仓111的仓盖112。
35.如图5所示，所述仓盖112为滑动可拆卸式结构，其通过卡扣113与所述上壳11固定，以方便可充电电池30的取出和放入。
36.为增加产品的可互换性，所述可充电电池30采用18650型锂电池，在其它实施例中，也可以使用其它型号的锂电池，或者使用聚合物电池。
37.综上所述，本实用新型通过增设放电控制模块，使得在市电正常时，由ac
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dc开关电源直接向外供电，可充电电池可以充电，不能放电；而当市电断电时，放电控制模块控制放电模块，使可充电电池正常放电，从而为输出接口供电。由于可充电电池只有在市电断开时放电，因而不会出现边充边放的情况，有效地降低了电池的损耗，延长了可充电电池乃至整个产品的使用寿命。
38.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
39.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。