[發(fā)明專利]一種電力開關(guān)操作電源

在審

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• 申請日: 2017-11-28
• 公開（公告）號: CN107979166A
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王磊
• 申請（專利權(quán)）人: 珠海存中信息技術(shù)有限公司
• 主分類號: H02J9/06
• 分類號: H02J9/06;H02J7/00
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于工業(yè)備用電源技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電力開關(guān)操作電源。

背景技術(shù)

目前電力交流操作系統(tǒng)的備用電源通常選用普通的UPS電源，該電源適用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或數(shù)字設(shè)備掉電后作為備用電源系統(tǒng)投入，分為在線式和后備式兩種，共同的問題是：

1.現(xiàn)有產(chǎn)品不具備工業(yè)運(yùn)行條件，一般該類產(chǎn)品的使用條件是-5℃到40℃，濕度20％-90％；而工業(yè)環(huán)境要求為-25℃到60℃；

2.現(xiàn)有產(chǎn)品不具備過沖能力，不能帶載具有沖擊性感性負(fù)荷的負(fù)載，如電動機(jī)，電磁線圈負(fù)載等；

3.現(xiàn)有產(chǎn)品不具備智能電池維護(hù)功能；

4.現(xiàn)有大部分輸出為方波交流電，對負(fù)載會產(chǎn)生有害的影響：如發(fā)熱增加，效率低等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種電力開關(guān)操作電源，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種電力開關(guān)操作電源，包括：

電源監(jiān)控模塊：其與工作模式轉(zhuǎn)換模塊連接，實(shí)時(shí)監(jiān)控電源輸入，電源輸出，電源輸出功率數(shù)據(jù)，并可對電源工作環(huán)境溫度進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)輸入電源消失或超出正常工作范圍時(shí)，控制切換為蓄電池工作方式；

工作模式轉(zhuǎn)換模塊：其連接電源輸入接口和電源輸出接口，蓄電池管理模塊和逆變電源模塊，具有電源輸入電壓檢測回路，電源輸出電壓、電流檢測回路，電源工作電壓模塊，電源工作模式切換回路；

蓄電池管理模塊：其采用智能型鉛酸蓄電池充放電管理模塊，零功耗待機(jī)，均、浮充自動轉(zhuǎn)換，與蓄電池輸入輸出接口連接，用于對蓄電池的充電進(jìn)行管理，按照不同功率需求，配置不同功率的電池管理模塊；

逆變輸出電源模塊：其與蓄電池管理模塊，蓄電池共同接在直流母線上，輸出接入工作模式轉(zhuǎn)換模塊，當(dāng)電源有外電輸入，電源開關(guān)和電池開關(guān)均閉合時(shí)，處于工作狀態(tài)，輸出標(biāo)準(zhǔn)的50Hz正弦波交流電，給本電源系統(tǒng)提供內(nèi)部電源，并處于電源熱備用狀態(tài)；

機(jī)箱：采用標(biāo)準(zhǔn)19英寸2U金屬機(jī)箱，用于安裝內(nèi)部充電、逆變和監(jiān)控模塊，并設(shè)有一個外部交流電源輸入接口、一個電源輸出接口，蓄電池接口以及交流和直流回路控制開關(guān)，散熱器出口。

優(yōu)選的，所述的電源監(jiān)控模塊，包括一組輸入電壓檢測回路，一組輸出電壓檢測回路和一組輸出電流檢測回路，所述的輸入、輸出檢測回路根據(jù)外部電源電壓范圍是否合格以及輸出模塊是否工作在加力輸出狀態(tài)，判斷是否自動轉(zhuǎn)入旁路運(yùn)行狀態(tài)，并可根據(jù)輸入電壓的范圍，自動選擇旁路模式或逆變模式輸出，起到穩(wěn)定輸出電壓的作用，且不會造成頻繁的模式切換。

優(yōu)選的，高頻開關(guān)原理的直流充電模塊，采用數(shù)字式高頻開關(guān)原理和逆變橋的逆變電源輸出模塊，以及旁路和熱備用工作模式切換的監(jiān)控保護(hù)模塊和低壓直流蓄電池組共同構(gòu)成的純正弦波輸出的旁路優(yōu)先熱備用電源系統(tǒng)。

優(yōu)選的，所述的蓄電池管理模塊包括高頻開關(guān)直流電源電路單元、電壓調(diào)節(jié)電路單元、電流調(diào)節(jié)電路單元、輸出電壓和電流測量單元、及環(huán)境溫度測量單元，其中微控制器采用PWM調(diào)制方式輸出控制電壓調(diào)節(jié)電路單元和電流調(diào)節(jié)電路單元，實(shí)現(xiàn)對電池的充電電壓和電流的調(diào)節(jié)，電壓采用差分放大進(jìn)行測量、電流采用專用傳感器測量，取消充電輸出的虛擬負(fù)載，降低待機(jī)功率。

優(yōu)選的，所述的電池管理模塊有浮充和均充兩種工作模式，其中，浮充電壓為電池組標(biāo)稱電壓27.2V，均充電壓為28.5V，充電電流限制在電池容量的0.05～0.15C可調(diào)。

優(yōu)選的，所述的均充與浮充之間的切換有兩種模式，第一種模式為定期轉(zhuǎn)換，即每60天進(jìn)行一次；第二種模式為交流輸入時(shí)，測量到電池電壓低于電池組標(biāo)稱電壓的時(shí)直接進(jìn)行均充，在充過程中先恒流充電，當(dāng)電壓達(dá)到均充電壓時(shí)，自動轉(zhuǎn)為恒壓充電，當(dāng)充電電流小于0.01C時(shí)轉(zhuǎn)成浮充方式，轉(zhuǎn)換結(jié)束。

優(yōu)選的，蓄電池管理模塊的微控制器通過環(huán)境溫度測量元件對電池工作環(huán)境溫度的測量，以20℃為基準(zhǔn)，溫度上升降低充電電壓，溫度下降則上調(diào)充電電壓，以此確保電池在不同溫度環(huán)境下不會過充和欠充。

優(yōu)選的，逆變輸出模塊由升壓電路，直流母線，逆變單元，專用微控制器和輔助開關(guān)電源組成，電池電壓先其高頻開關(guān)電路和變壓器，將電壓升至直流420V，做為逆變單元的穩(wěn)定直流電壓輸入，逆變單元由逆變開關(guān)橋和SPWM驅(qū)動電路組成，接受微控制器控制，輸出220V/50HZ的標(biāo)準(zhǔn)純正弦波交流電。