UPS供电系统的制作方法

ups供电系统
技术领域
1.本发明涉及一种供电系统，尤其涉及一种ups供电系统。


背景技术：

2.在电力系统中，信息采集终端是电力用户集抄系统的重要组成部分，用于与对各电力节点的信息进行采集，从而实现电力的智能管理。
3.在信息采集终端工作过程中需要持续供电才能保证数据的连续性与准确性，现有技术中，对于信息采集终端一般采用市电供电，但是市电自身存在电压波动，从而对采集终端造成影响，比如稳定性、寿命等，另一方面，当市电断电后，则采集终端完全停止工作，这是电力系统中不愿意看到的，目前，对于断电问题，往往采用ups电源向采集终端供电，但是，现有的ups供电仅仅在于断电后将备用电源切入到回路中，但是，当过压、欠压时，则难以准确切换，而且，现有的ups电源的结构复杂，稳定差，成本高昂。
4.因此，为了解决上述技术问题，亟需提出一种新的技术手段。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明的目的是提供一种ups供电系统，在对电力信息采集终端供电初始、供电过程中进行市电自检并在市电过压、欠压以及断电时及时切入到负载供电回路中，从而确保采集终端能够持续稳定的工作，进而确保数据采集的连续性和稳定性，而且，整个结构简单可靠，稳定性高，成本低廉。
6.本发明提供的一种ups供电系统，包括静态开关q3、常闭继电器、市电自检控制电路、第二整流电路rec2、滤波电路fil、充放电管理电路u2、蓄电池bat、常开继电器、逆变器dc/ac、变压器t2、控制单元以及继电器控制电路；
7.所述常闭继电器的开关k1的一端作为市电输入端，常闭继电器的开关k1的另一端与静态开关的输入端连接，静态开关的输出端作为市电输出端；
8.所述市电自检电路用于检测市电过压、欠压以及断电状态并向静态开关的控制端以及继电器控制电路的控制端输出控制信号，且市电自检电路还向控制单元输出状态信号；
9.所述第二整流电路rec2的输入端连接于开关k1与静态开关之间的公共连接点，第二整流电路的输出端与滤波电路fil的输入端连接，滤波电路fil的输出端与充放电管理电路u2的输入端连接，充放电管理电路u2的输出端通过二极管d1与蓄电池bat的正极连接；
10.逆变器dc/ac的输入端通过常开继电器的开关k2连接于蓄电池bat的正极，逆变器dc/ac的输出端连接于变压器t2的输入端，变压器t2的输出端连接于静态开关q3作为输出端的一端，所述控制单元向逆变器dc/ac、继电器控制电路输出控制命令；
11.所述继电器控制电路包括直流转换电路dc
‑
dcⅱ、电阻r14、电阻r15、电阻r16、电阻r17、电阻r18、三极管q7、三极管q8、pmos管q6、三极管q9和q10；
12.直流转换电路dc
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dcⅱ的输入端连接于蓄电池，直流转换电路dc
‑
dcⅱ的输出端连
接于pmos管q6的源极，pmos管q6的源极通过电阻r15连接于pmos管q6的栅极，pmos管q6的栅极与三极管q8的集电极连接，三极管q8的发射极通过电阻r16接地，三极管q8的基极连接于三极管q7的集电极，三极管q7的发射极通过电阻r14连接于pmos管q6的源极，三极管q7的基极分别于二极管d2和二极管d3的负极连接，二极管d3的正极作为继电器控制电路的第一控制输入端连接于市电自检控制电路的控制输出端，二极管d2的正极作为继电器控制电路的第二控制输入端连接于控制单元，pmos管q6的漏极分别于电阻r17和电阻r18的一端连接，电阻r17的另一端通过常开继电器的励磁线圈j2接地，电阻r18的另一端通过常闭继电器的励磁线圈j1接地；
13.三极管q10的基极连接于pmos管q6的漏极，三极管q10的集电极接地，三极管q10的发射极连接于常开继电器的励磁线圈j2与电阻r17的公共连接点；三极管q9的基极连接于pmos管q6的漏极，三极管q9的集电极接地，三极管q9的发射极连接于常闭继电器的励磁线圈j1与电阻r18的公共连接点。
14.进一步，所述市电自检控制电路包括变压器t1、第一整流电路rec1、输入滤波电路、运放u1、电阻r3、电阻r19、检测控制电路以及直流转换电路dc
‑
dcⅰ；
15.所述变压器t1的初级绕组串接于常闭继电器的开关k1与静态开关q3之间，变压器t1的次级绕组的一端连接于第一整流电路rec1的正输入端，变压器t1的次级绕组的一端接地，第一整流电路rec1的正输出端与输入滤波电路的输入端连接，输入滤波电路的输出端连接于运放u1的同相端，运放u1的反相端直接与运放u1的输出端连接构成电压跟随器，运放u1的输出端与电阻r3的一端连接，电阻r3的另一端与电阻r19的一端连接，电阻r19的另一端作为市电自检控制电路的第二检测输出端与控制单元的输入端连接；
16.电阻r3和电阻r19的公共连接点连接于检测控制电路的输入端，直流转换电路dc
‑
dcⅰ的输入端连接于电阻r3和电阻r19的公共连接点，直流转换电路dc
‑
dcⅰ的输出端输出直流电vcc1并向检测控制电路供电。
17.进一步，所述检测控制电路包括电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电阻r13、三极管q1、三极管q2、三极管q3、三极管q4以及三极管q5；
18.三极管q1、三极管q2以及三极管q5均为p型三极管；
19.三极管q1的基极连接于电阻r3和电阻r19之间的公共连接点，三极管q1的发射极通过电阻r5和电阻r6串联后接地，电阻r5和电阻r6之间的公共连接点通过电阻r4连接于电源vcc1；三极管q1的集电极连接于三极管q2的发射极，三极管q2的基极通过电阻r9连接于三极管q4的集电极，三极管q4的基极通过电阻r10连接于三极管q5的集电极，三极管q4的发射极接地，三极管q5的基极通过电阻r11和电阻r13串联后接地，电阻r11和电阻r13之间的公共连接点通过电阻r12连接于电源vcc1，三极管q5的发射极连接于电阻r3和电阻r19之间的公共连接点；三极管q2的集电极通过电阻r8接地，三极管q2的集电极通过电阻r7连接于静态开关q3的控制端，三极管q2的集电极作为市电自检控制电路的控制端连接于继电器控制电路的第一控制输入端以及控制单元的检测输入端。
20.进一步，所述输入滤波电路包括电阻r1、电阻r2和电容c1；
21.电阻r1的一端作为输入滤波电路的输入端，电阻r1的另一端通过电阻r2接地，电阻r1和电阻r2的公共连接点作为输入滤波电路的输出端；
22.电阻r1和电阻r2的公共连接点通过电容c1接地。
23.进一步，所述静态开关q3为双向可控硅。
24.本发明的有益效果：通过本发明，在对电力信息采集终端供电初始、供电过程中进行市电自检并在市电过压、欠压以及断电时及时切入到负载供电回路中，从而确保采集终端能够持续稳定的工作，进而确保数据采集的连续性和稳定性，而且，整个结构简单可靠，稳定性高，成本低廉。
附图说明
25.下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
26.图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
27.以下结合说明书附图对本发明做出进一步详细说明：
28.本发明提供的一种ups供电系统，包括静态开关q3、常闭继电器、市电自检控制电路、第二整流电路rec2、滤波电路fil、充放电管理电路u2、蓄电池bat、常开继电器、逆变器dc/ac、变压器t2、控制单元以及继电器控制电路；
29.所述常闭继电器的开关k1的一端作为市电输入端，常闭继电器的开关k1的另一端与静态开关的输入端连接，静态开关的输出端作为市电输出端；
30.所述市电自检电路用于检测市电过压、欠压以及断电状态并向静态开关的控制端以及继电器控制电路的控制端输出控制信号，且市电自检电路还向控制单元输出状态信号；
31.所述第二整流电路rec2的输入端连接于开关k1与静态开关之间的公共连接点，第二整流电路的输出端与滤波电路fil的输入端连接，滤波电路fil的输出端与充放电管理电路u2的输入端连接，充放电管理电路u2的输出端通过二极管d1与蓄电池bat的正极连接；
32.逆变器dc/ac的输入端通过常开继电器的开关k2连接于蓄电池bat的正极，逆变器dc/ac的输出端连接于变压器t2的输入端，变压器t2的输出端连接于静态开关q3作为输出端的一端，所述控制单元向逆变器dc/ac、继电器控制电路输出控制命令；其中，控制单元采用现有的结构，包括逆变器驱动控制电路、微控制器、反馈采集模块等，其中，反馈采集模块用于采集变压器的输出电压、电流信息并根据输出电压电流信息控制逆变器驱动控制电路输出不同的pwm信号，从而控制逆变器的工作状态，以确保输出的稳定性，控制单元向继电器控制电路输出的控制命令以及接受的市电自检控制电路的状态信息均由微控制器执行，微控制器、逆变器驱动控制电路以及反馈采集模块均属于逆变器领域的现有技术，在此不进行详述；通过上述结构，在对电力信息采集终端供电初始、供电过程中进行市电自检并在市电过压、欠压以及断电时及时切入到负载供电回路中，从而确保采集终端能够持续稳定的工作，进而确保数据采集的连续性和稳定性，而且，整个结构简单可靠，稳定性高，成本低廉。
33.本实施例中，所述市电自检控制电路包括变压器t1、第一整流电路rec1、输入滤波电路、运放u1、电阻r3、电阻r19、检测控制电路以及直流转换电路dc
‑
dcⅰ；
34.所述变压器t1的初级绕组串接于常闭继电器的开关k1与静态开关q3之间，变压器
t1的次级绕组的一端连接于第一整流电路rec1的正输入端，变压器t1的次级绕组的一端接地，第一整流电路rec1的正输出端与输入滤波电路的输入端连接，输入滤波电路的输出端连接于运放u1的同相端，运放u1的反相端直接与运放u1的输出端连接构成电压跟随器，运放u1的输出端与电阻r3的一端连接，电阻r3的另一端与电阻r19的一端连接，电阻r19的另一端作为市电自检控制电路的第二检测输出端与控制单元的输入端连接；
35.电阻r3和电阻r19的公共连接点连接于检测控制电路的输入端，直流转换电路dc
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dcⅰ的输入端连接于电阻r3和电阻r19的公共连接点，直流转换电路dc
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dcⅰ的输出端输出直流电vcc1并向检测控制电路供电。在市电上电初始以及供电过程中，通过上述结构，能够对过压、欠压以及断电进行准确检测并输出相应的控制命令，确保电力采集终端的工作稳定性，而且上述结构成本低，稳定性高。
36.具体地：所述检测控制电路包括电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电阻r13、三极管q1、三极管q2、三极管q3、三极管q4以及三极管q5；
37.三极管q1、三极管q2以及三极管q5均为p型三极管；
38.三极管q1的基极连接于电阻r3和电阻r19之间的公共连接点，三极管q1的发射极通过电阻r5和电阻r6串联后接地，电阻r5和电阻r6之间的公共连接点通过电阻r4连接于电源vcc1；三极管q1的集电极连接于三极管q2的发射极，三极管q2的基极通过电阻r9连接于三极管q4的集电极，三极管q4的基极通过电阻r10连接于三极管q5的集电极，三极管q4的发射极接地，三极管q5的基极通过电阻r11和电阻r13串联后接地，电阻r11和电阻r13之间的公共连接点通过电阻r12连接于电源vcc1，三极管q5的发射极连接于电阻r3和电阻r19之间的公共连接点；三极管q2的集电极通过电阻r8接地，三极管q2的集电极通过电阻r7连接于静态开关q3的控制端，三极管q2的集电极作为市电自检控制电路的控制端连接于继电器控制电路的第一控制输入端以及控制单元的检测输入端，其中，电阻r4和电阻r6构成基准电压电路，向三极管q1的发射极提供一个基准电压vref1，当三极管q1的基极电压低于基准电压vref1,则三极管q1导通，表明此时不过压，电阻r11和电阻r13构成一个基准电压电路，提供基准电压vref2，当前采集电压高于基准电压vref2时，三极管q5导通，表明不欠压，当三极管q1和q5同时导通时，表明市电电压稳定，则三极管q4和三极管q2均导通，在三极管q2的集电极输出一个高电平，如果是初始上电，则该高电平触发静态开关q3导通，市电供电，如果在供电过程中，则该高电平可以为后续控制提供控制信号，用于进行切换控制，具体为继电器控制电路中进行描述，如果出现过压、欠压或者断电任一情况，三极管q2的集电极输出均为低电平。
39.本实施例中，所述输入滤波电路包括电阻r1、电阻r2和电容c1；
40.电阻r1的一端作为输入滤波电路的输入端，电阻r1的另一端通过电阻r2接地，电阻r1和电阻r2的公共连接点作为输入滤波电路的输出端；
41.电阻r1和电阻r2的公共连接点通过电容c1接地，通过该结构，能够起到限压、限流以及滤波作用，为后续电路提供保护。
42.本实施例中，所述继电器控制电路包括直流转换电路dc
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dcⅱ、电阻r14、电阻r15、电阻r16、电阻r17、电阻r18、三极管q7、三极管q8以及pmos管q6；
43.直流转换电路dc
‑
dcⅱ的输入端连接于蓄电池，直流转换电路dc
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dcⅱ的输出端连
接于pmos管q6的源极，pmos管q6的源极通过电阻r15连接于pmos管q6的栅极，pmos管q6的栅极与三极管q8的集电极连接，三极管q8的发射极通过电阻r16接地，三极管q8的基极连接于三极管q7的集电极，三极管q7的发射极通过电阻r14连接于pmos管q6的源极，三极管q7的基极分别于二极管d2和二极管d3的负极连接，二极管d3的正极作为继电器控制电路的第一控制输入端连接于市电自检控制电路的控制输出端，二极管d2的正极作为继电器控制电路的第二控制输入端连接于控制单元，pmos管q6的漏极分别于电阻r17和电阻r18的一端连接，电阻r17的另一端通过常开继电器的励磁线圈j2接地，电阻r18的另一端通过常闭继电器的励磁线圈j1接地；当dec1为高电平时，三极管q7截止，pmos管q6截止，此时，常闭继电器保持常闭状态，常开继电器保持常开状态，蓄电池不进入到工作状态，如果dec1输出为低电平，那么微控制器则参照dec2的检测信号，如果dec2处仍然为高电平，则表明当前存在过压或者欠压情况，则微控制器发出过压或者过流的告警，如果dec2也为低电平，则可以判断此时为断电状态，微控制器发出断电告警，告警可以通过声光告警器实现，也可以通过发送至远程监控主机实现，如果还要判断到底过压还是欠压，则还可以在三极管q1的集电极处以及三极管q4的基极处设置两个检测端子进入到微控制器，从而进行过压或者欠压判断，比如：三极管q1处无高电平，三极管q4的基极处具有高电平，表明当前过压，如果三极管q1的集电极处为高电平，而三极管q4的基极处为低电平，则表明欠压；当dec1为低电平时，三极管q7导通，pmos管q6导通，此时，蓄电池进入到工作状态，即常开继电器j2的开关k2闭合，并且同时常闭继电器j1的开关k1断开，防止两个电压(市电与蓄电池同时供电)同时叠加造成安全隐患，当市电恢复后，向微控制器发送命令，微控制发出一个高电平至三极管q7的基极，使得三极管q7截止，进而断开蓄电池供电，进入市电供电，为了保证继电器的线圈的断电感应电压，还设置有两个p型的三极管q9和q10，其中，三极管q10的基极连接于pmos管q6的漏极，三极管q10的集电极接地，三极管q10的发射极连接于常开继电器的励磁线圈j2与电阻r17的公共连接点；三极管q9的基极连接于pmos管q6的漏极，三极管q9的集电极接地，三极管q9的发射极连接于常闭继电器的励磁线圈j1与电阻r18的公共连接点。
44.本实施例中，所述静态开关q3为双向可控硅，采用该结构，开关速度快，安全可靠。
45.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。