一种继电器防黏连的电路和UPS的制作方法

一种继电器防黏连的电路和ups
技术领域
1.本实用新型涉及继电器技术领域，特别是涉及一种继电器防黏连的电路和ups。


背景技术：

2.在ups(uninterruptible power supply，不间断电源)系统中，ups包括逆变电路和旁路电路，逆变电路中包括滤波电容和继电器。通常情况下，逆变电路将市电变换为稳定的交流电压后供应给负载使用，而当ups出现过载、过温等异常现象时，ups就会将负载从逆变电路供电切换到旁路电路，以确保负载端不掉电。但是当ups从旁路电路切换为逆变电路时，如果两路交流电在此瞬间相位输出不一致，此时继电器两端存在一个很大的压差，且由于滤波电容储存着一个较大的能量，可能会引起瞬间大电流流经继电器导致继电器黏连，从而导致旁路电压和逆变电压瞬间并联输出，可能会损坏ups，导致负载无法正常工作。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种继电器防黏连的电路和ups，避免了继电器黏连的现象发生，避免了ups因继电器黏连而损坏，保证了对负载的正常供电。
4.为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种继电器防黏连的电路，应用于ups，所述ups包括旁路电路和逆变电路，所述旁路电路与所述逆变电路并联，并联的电路的一端与市电连接，并联的电路的另一端与负载的一端连接，所述负载的另一端与零线连接；所述逆变电路包括滤波电容、变换模块及继电器，所述滤波电容的一端与所述变换模块和所述继电器连接的公共端连接，所述滤波电容的另一端与所述零线连接；
5.所述继电器防黏连的电路包括控制模块及泄放模块；
6.所述泄放模块分别与所述控制模块和所述继电器连接；
7.所述控制模块用于在所述继电器闭合前控制所述泄放模块对所述滤波电容进行放电。
8.优选的，所述旁路电路包括两个反向并联的晶闸管。
9.优选的，所述变换模块包括依次串联连接的整流模块、母线电容、逆变模块及滤波电感，所述滤波电感的一端与所述逆变模块的输出端连接，所述滤波电感的另一端分别与所述滤波电容的一端及所述继电器的一端连接；
10.所述泄放模块为构成所述逆变模块、所述母线电容及所述滤波电感的泄放模块。
11.优选的，所述泄放模块包括设有第一二极管的第一开关管、设有第二二极管的第二开关管、设有第三二极管的第三开关管、设有第四二极管的第四开关管、第一电容、第二电容及所述滤波电感；
12.所述第一电容和所述第二电容依次串联于正母线和负母线之间，所述第一电容和所述第二电容的连接公共端分别与所述零线及所述第二开关管的第一端连接，所述第一开关管和所述第四开关管依次串联于所述正母线和所述负母线之间，所述第二开关管的第二端与所述第三开关管的第一端连接，所述第一开关管和所述第四开关管的连接公共端分别
与所述第三开关管的第二端及所述滤波电感的一端连接，所述第一二极管的阴极与所述正母线连接，所述第一二极管的阳极与所述滤波电感的一端连接，所述第二二极管的阴极与所述零线连接，所述第二二极管的阳极与所述第二开关管的第二端连接，所述第三二极管的阳极与所述第三开关管的第一端连接，所述第三二极管的阴极与所述滤波电感的一端连接，所述第四二极管的阴极与所述滤波电感的一端连接，所述第四二极管的阳极与所述负母线连接，所述滤波电感的另一端分别与所述滤波电容的一端及所述继电器的一端连接。
13.优选的，所述泄放模块包括设有第五二极管的第五开关管、设有第六二极管的第六开关管、设有第七二极管的第七开关管、设有第八二极管的第八开关管、第九二极管、第十二极管、第三电容、第四电容及所述滤波电感；
14.所述第三电容和所述第四电容依次串联于正母线和负母线之间，所述第三电容和所述第四电容的连接公共端分别与所述零线、所述第九二极管的阳极、所述第十二极管的阴极连接，所述第五开关管、所述第六开关管、所述第七开关管和所述第八开关管依次串联于所述正母线和所述负母线之间，所述第九二极管的阴极与所述第五开关管和所述第六开关管的连接公共端连接，所述第十二极管的阳极与所述第七开关管和所述第八开关管的连接公共端连接，所述第六开关管和所述第七开关管的连接公共端与所述滤波电感的一端连接，所述第五二极管的阴极与所述正母线连接，所述第五二极管的阳极与所述第九二极管的阴极连接，所述第六二极管的阴极与所述第九二极管的阴极连接，所述第六二极管的阳极与所述滤波电感的一端连接，所述第七二极管的阴极与所述滤波电感的一端连接，所述第七二极管的阳极与所述十二极管的阳极连接，所述第八二极管的阴极与所述十二极管的阳极连接，所述第八二极管的阳极与所述负母线连接，所述滤波电感的另一端分别与所述滤波电容的一端及所述继电器的一端连接。
15.优选的，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管和所述第四开关管均为igbt。
16.优选的，所述第五开关管、所述第六开关管、所述第七开关管和所述第八开关管均为igbt。
17.为解决上述技术问题，本实用新型还提供了一种ups，包括旁路电路和逆变电路，所述旁路电路与所述逆变电路并联，并联的电路的一端与市电连接，并联的电路的另一端与负载的一端连接，所述负载的另一端与零线连接；所述逆变电路包括滤波电容、变换模块及继电器，所述滤波电容的一端与所述变换模块和所述继电器连接的公共端连接，所述滤波电容的另一端与所述零线连接；还包括上述的继电器防黏连的电路。
18.本实用新型公开了一种继电器防黏连的电路和ups，ups包括旁路电路和逆变电路，其中逆变电路包括滤波电容、变换模块及继电器，继电器防黏连的电路包括控制模块及泄放模块，控制模块会在继电器闭合前控制泄放模块对滤波电容进行放电，当继电器导通时也就不会存在瞬间大电流流经继电器而导致继电器黏连的现象发生，从而避免了ups因继电器黏连而损坏，保证了对负载的正常供电。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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。
20.图1为本实用新型提供的一种继电器防黏连的电路的结构示意图；
21.图2为本实用新型提供的一种ups的原理示意图；
22.图3为本实用新型提供的一种ups的工作时序图；
23.图4为本实用新型提供的一种继电器防黏连的电路的一种工作状态示意图；
24.图5为本实用新型提供的一种继电器防黏连的电路的另一种工作状态示意图；
25.图6为本实用新型提供的一种继电器防黏连的电路的另一种工作状态示意图；
26.图7为本实用新型提供的一种继电器防黏连的电路的另一种工作状态示意图；
27.图8为本实用新型提供的另一种继电器防黏连的电路的一种工作状态示意图；
28.图9为本实用新型提供的另一种继电器防黏连的电路的另一种工作状态示意图；
29.图10为本实用新型提供的另一种继电器防黏连的电路的另一种工作状态示意图；
30.图11为本实用新型提供的另一种继电器防黏连的电路的另一种工作状态示意图。
具体实施方式
31.本实用新型的核心是提供一种继电器防黏连的电路和ups，避免了继电器黏连的现象发生，避免了ups因继电器黏连而损坏，保证了对负载的正常供电。
32.为使本实用新型实施例的目的、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。
33.请参照图1，图1为本技术提供的一种继电器防黏连的电路的结构示意图。
34.本实用新型提供了一种继电器43防黏连的电路，ups包括旁路电路3和逆变电路4，旁路电路3与逆变电路4并联，并联的电路的一端与市电连接，并联的电路的另一端与负载的一端连接，负载的另一端与零线连接；逆变电路4包括滤波电容42、变换模块41及继电器43，滤波电容42的一端与变换模块41和继电器43连接的公共端连接，滤波电容42的另一端与零线连接；
35.继电器43防黏连的电路包括控制模块1及泄放模块2；
36.泄放模块2分别与控制模块1和继电器43连接；
37.控制模块1用于在继电器43闭合前控制泄放模块2对滤波电容42进行放电。
38.考虑到在ups系统中从旁路电路3切换为逆变电路4时，如果旁路电路3与逆变电路4相位存在输出不一致，在极端情况下两者相位可能存在一个在波峰一个在波谷的情况，此时逆变电路4中的继电器43两端存在一个很大的压差，且由于逆变电路4中的滤波电容42储存着一个较大的能量，当断开旁路电路3的静态开关而闭合逆变电路4的继电器43时，继电器43的触点会产生很大的冲击电流导致继电器43黏连，从而导致旁路电压和逆变电压瞬间并联输出，可能会损坏ups，导致负载无法正常工作。
39.为解决上述技术问题，本技术中，继电器43防黏连的电路应用于ups，其中ups包括旁路电路3和逆变电路4，逆变电路4包括滤波电容42、变换模块41及继电器43，其中变换模
块41可以对市电进行变压。继电器43防黏连的电路包括控制模块1及泄放模块2，控制模块1会在继电器43闭合前控制泄放模块2对逆变电路4中的滤波电容42进行放电，从而实现了将继电器43两端电压压差大大减小的目的，当继电器43导通时也就不会存在瞬间大电流流经继电器43而导致继电器43黏连的现象发生，电路结构简单，易于操作。
40.此外，泄放模块2可以独立设置于ups之外的模块，也可以复用ups中的电路模块，本技术在此不做特别的限定。
41.请参照图2，图2为本技术提供的一种ups的原理示意图。请参照图3，图3为本技术提供的一种ups的工作时序图。控制模块1也可以控制旁路电路3和和继电器43，在继电器43未闭合前，控制模块1控制旁路电路3导通，从而使用旁路电路3给负载进行供电，在旁路电路3切换逆变电路4的工作过程中，首先控制模块1控制旁路电路3断开，在检测到旁路电路3断开的信号后，控制模块1发送驱动逆变电路4中的继电器43闭合的信号，然后继电器43进行闭合，继电器43的闭合时间约为4ms左右，在逆变电路4的继电器43的驱动信号发送后，继电器43的触点实际吸合之前，通过控制泄放模块2放电从而实现对逆变电路4中的逆变电压的调整，从而使得逆变电压缓慢降到接近0，等到继电器43完成闭合之后，逆变电压调制恢复正常控制，本技术在此不做特别的限定。
42.综上，本技术的继电器43防黏连的电路，避免了继电器43黏连的现象发生，避免了ups因继电器43黏连而损坏，保证了对负载的正常供电。
43.在上述实施例的基础上：
44.作为一种优选的实施例，旁路电路3包括两个反向并联的晶闸管。
45.在本实施例中，旁路电路3可以选用两个反向并联的晶闸管，导通交流的正半周或负半周，一个周期的导通由两个晶闸管交替完成，具有适用范围广且易于开发的优点。
46.作为一种优选的实施例，变换模块41包括依次串联连接的整流模块、母线电容、逆变模块及滤波电感，滤波电感的一端与逆变模块的输出端连接，滤波电感的另一端分别与滤波电容42的一端及继电器的一端连接；
47.泄放模块2为构成逆变模块、母线电容及滤波电感的泄放模块2。
48.为了降低继电器43防黏连的电路的成本，在本实施例中，变换模块41包括依次串联连接的整流模块、母线电容、逆变模块及滤波电感，泄放模块2为构成逆变模块、母线电容及滤波电感的泄放模块2，也即泄放模块2实现了对逆变电路4中的电路模块的复用，控制模块1通过控制构成逆变模块、母线电容及滤波电感的泄放模块2在继电器43闭合前对逆变电路4中的滤波电容42进行放电，解决了继电器43两端电压的压差过大可能引起的继电器43拉弧黏死情况出现的问题，从而避免了ups因继电器43黏连而损坏，保证了对负载的正常供电，同时也节约了电路设计的成本。
49.作为一种优选的实施例，泄放模块2包括设有第一二极管d1的第一开关管q1、设有第二二极管d2的第二开关管q2、设有第三二极管d3的第三开关管q3、设有第四二极管d4的第四开关管q4、第一电容c1、第二电容c2及滤波电感；
50.第一电容c1和第二电容c2依次串联于正母线和负母线之间，第一电容c1和第二电容c2的连接公共端分别与零线及第二开关管q2的第一端连接，第一开关管q1和第四开关管q4依次串联于正母线和负母线之间，第二开关管q2的第二端与第三开关管q3的第一端连接，第一开关管q1和第四开关管q4的连接公共端分别与第三开关管q3的第二端及滤波电感
的一端连接，第一二极管d1的阴极与正母线连接，第一二极管d1的阳极与滤波电感的一端连接，第二二极管d2的阴极与零线连接，第二二极管d2的阳极与第二开关管q2的第二端连接，第三二极管d3的阳极与第三开关管q3的第一端连接，第三二极管d3的阴极与滤波电感的一端连接，第四二极管d4的阴极与滤波电感的一端连接，第四二极管d4的阳极与负母线连接，滤波电感的另一端分别与滤波电容42的一端及所述继电器43的一端连接。
51.在本实施例中，泄放模块2包括设有第一二极管d1的第一开关管q1、设有第二二极管d2的第二开关管q2、设有第三二极管d3的第三开关管q3、设有第四二极管d4的第四开关管q4、第一电容c1、第二电容c2及滤波电感。控制模块1通过控制t字型开关管的电路的导通和关断实现对滤波电容42的放电。
52.具体的，请参照图4，图4为本技术提供的一种继电器防黏连的电路的一种工作状态示意图。当滤波电容42的电压为正电压时，电路构成了一个boost电路，控制模块1控制第二开关管q2和第三开关管q3同时导通，控制第一开关管q1及第四开关管q4关断，滤波电容42的电流经过滤波电感、第二开关管q2和第三开关管q3形成回路使滤波电感储能及滤波电容42放电。或者请参照图5，图5为本技术提供的一种继电器防黏连的电路的另一种工作状态示意图。控制模块1控制第一开关管q1、第二开关管q2、第三开关管q3和第四开关管q4关断，滤波电感的能量经过第一开关管q1的第一二极管d1进行续流，使电流流入母线电容从而使滤波电容42进行放电。
53.请参照图6，图6为本技术提供的一种继电器防黏连的电路的另一种工作状态示意图。当滤波电容42的电压为负电压时，控制模块1控制第二开关管q2及第三开关管q3导通，控制第一开关管q1及第四开关管q4关断，滤波电容42的电流经过滤波电感、第二开关管q2和第三开关管q3形成回路使滤波电感储能及滤波电容42放电。或者请参照图7，图7为本技术提供的一种继电器防黏连的电路的另一种工作状态示意图。控制模块1控制第一开关管q1、第二开关管q2第三开关管q3及第四开关管q4关断，滤波电感的能量经过第四开关管q4的第四二极管d4进行续流，使电流流入母线电容从而使滤波电容42进行放电。
54.此外，可以对第一开关管q1、第二开关管q2、第三开关管q3及第四开关管q4的驱动占空比进行限幅，限幅值从20％随时间降到接近0％，从而使得逆变电路的电压缓慢降到接近0，本技术在此不做特别的限定。
55.作为一种优选的实施例，泄放模块2包括设有第五二极管d5的第五开关管q5、设有第六二极管d6的第六开关管q6、设有第七二极管d7的第七开关管q7、设有第八二极管d8的第八开关管q8、第九二极管d9、第十二极管d10、第三电容c3、第四电容c4及滤波电感；
56.第三电容c3和第四电容c4依次串联于正母线和负母线之间，第三电容c3和第四电容c4的连接公共端分别与零线、第九二极管d9的阳极、第十二极管d10的阴极连接，第五开关管q5、第六开关管q6、第七开关管q7和第八开关管q8依次串联于正母线和负母线之间，第九二极管d9的阴极与第五开关管q5和第六开关管q6的连接公共端连接，第十二极管d10的阳极与第七开关管q7和第八开关管q8的连接公共端连接，第六开关管q6和第七开关管q7的连接公共端与滤波电感的一端连接，第五二极管d5的阴极与正母线连接，第五二极管d5的阳极与第九二极管d9的阴极连接，第六二极管d6的阴极与第九二极管d9的阴极连接，第六二极管d6的阳极与滤波电感的一端连接，第七二极管d7的阴极与滤波电感的一端连接，第七二极管d7的阳极与第十二极管d10的阳极连接，第八二极管d8的阴极与第十二极管d10的
阳极连接，第八二极管d8的阳极与负母线连接，滤波电感的另一端分别与滤波电容42的一端及继电器43的一端连接。
57.泄放模块2包括设有第五二极管d5的第五开关管q5、设有第六二极管d6的第六开关管q6、设有第七二极管d7的第七开关管q7、设有第八二极管d8的第八开关管q8、第九二极管d9、第十二极管d10、第三电容c3、第四电容c4及滤波电感。控制模块1通过控制i字型开关管的电路的导通和关断实现对滤波电容42的放电。
58.具体的，请参照图8，图8为本技术提供的另一种继电器防黏连的电路的一种工作状态示意图。当滤波电容42的电压为正电压时，控制模块1控制第七开关管q7导通，控制第五开关管q5、第六开关管q6及第八开关管q8关断，滤波电容42的电流经过滤波电感、第七开关管q7和第十二极管d10形成回路使滤波电感储能及滤波电容42放电。或者请参照图9，图9为本技术提供的另一种继电器防黏连的电路的另一种工作状态示意图。控制模块1控制第五开关管q5和第六开关管q6导通，控制第七开关管q7和第八开关管q8关断，滤波电感能量经过第五开关管q5，第六开关管q6，使电流流入母线电容从而使滤波电容42进行放电。
59.请参照图10，图10为本技术提供的另一种继电器防黏连的电路的另一种工作状态示意图。当滤波电容42的电压为负电压时，控制模块1控制第六开关管q6导通，控制第五开关管q5、第七开关管q7及第八开关管q8关断，滤波电容42的电流经过第九二极管d9、第六开关管q6和滤波电感形成回路使滤波电感储能及滤波电容42放电。或者请参照图11，图11为本技术提供的另一种继电器防黏连的电路的另一种工作状态示意图。控制模块1控制第七开关管q7和第八开关管q8导通，控制第五开关管q5和第六开关管q6关断，滤波电感的能量经过第七开关管q7，第八开关管q8，使电流流入母线电容从而使滤波电容42进行放电。
60.此外，可以对第五开关管q5、第六开关管q6、第七开关管q7及第八开关管q8的驱动占空比进行限幅，限幅值从20％随时间降到接近0％，从而使得逆变电路的电压缓慢降到接近0，本技术在此不做特别的限定。
61.作为一种优选的实施例，第一开关管q1、第二开关管q2、第三开关管q3和第四开关管q4均为igbt(insulated gate bipolar transistor，绝缘栅双极晶体管)。
62.在本实施例中，第一开关管q1、第二开关管q2、第三开关管q3和第四开关管q4可以选用igbt，具有驱动简单，保护容易，不用缓冲电路，开关频率高等优点。
63.作为一种优选的实施例，第五开关管q5、第六开关管q6、第七开关管q7和第八开关管q8均为igbt。
64.在本实施例中，第五开关管q5、第六开关管q6、第七开关管q7和第八开关管q8可以选用igbt，具有驱动简单，保护容易，不用缓冲电路，开关频率高等优点。
65.本实用新型还提供了一种ups，包括旁路电路3和逆变电路4，旁路电路3与逆变电路4并联，并联的电路的一端与市电连接，并联的电路的另一端与负载的一端连接，负载的另一端与零线连接；逆变电路4包括滤波电容42、变换模块41及继电器43，滤波电容42的一端与变换模块41和继电器43连接的公共端连接，滤波电容42的另一端与零线连接；还包括上述的继电器43防黏连的电路。
66.对于本实用新型提供的一种ups的介绍请参照上述方法实施例，本实用新型在此不再赘述。
67.需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一
个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
68.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。