[發(fā)明專利]用于小功率嵌入式設備的UPS及其控制方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010747864.5 | 申請日： | 2020-07-30 |
| 公開（公告）號： | CN111756108A | 公開（公告）日： | 2020-10-09 |
| 發(fā)明（設計）人： | 尚偉林;宋瑞平 | 申請（專利權(quán)）人： | 西安天天向上網(wǎng)絡智能科技有限公司 |
| 主分類號： | H02J9/06 | 分類號： | H02J9/06;H02M1/42;H02J7/00 |
| 代理公司： | 西安科果果知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 61233 | 代理人： | 李英俊 |
| 地址： | 710075 陜西省西安市高新區(qū)*** | 國省代碼： | 陜西;61 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 用于 功率 嵌入式 設備 ups 及其 控制 方法 | ||
1.用于小功率嵌入式設備的UPS，其特征在于：包括依次順序連接的PFC模塊(1)、LLC諧振模塊(2)、同步整流模塊(3)、充電管理模塊(4)、電芯組模塊(5)、電芯組管理模塊(6)、DC/DC供電通道控制模塊(7)和DC/DC輸出模塊(8)，所述同步整流模塊(3)和充電管理模塊(4)均與所述DC/DC供電通道控制模塊(7)相連，所述電芯組管理模塊(6)還控制連接所述充電管理模塊(4)與電芯組模塊(5)之間的電源通道，以及所述DC/DC供電通道控制模塊(7)與電芯組模塊(5)之間的電源通道；
所述PFC模塊(1)用于將輸入的交流整流成直流并進行濾波、類諧振升壓處理和AC輸入功率因素提升處理；
所述LLC諧振模塊(2)用于將所述PFC模塊(1)升壓后的DC電流通過MOSFET半橋轉(zhuǎn)換為半正弦序列波形電流，并傳輸至所述同步整流模塊(3)；
所述同步整流模塊(3)用于對經(jīng)變壓器次級側(cè)繞組降壓轉(zhuǎn)換而生成的半正弦序列波形電流整流并穩(wěn)壓輸出，此輸出分為兩路：一路輸出至所述充電管理模塊(4)，用于對所述電芯組模塊(5)充電；另一路輸出至所述DC/DC供電通道控制模塊(7)，作為所述DC/DC輸出模塊(8)的電源輸入之一；
所述充電管理模塊(4)根據(jù)所述電芯組模塊(5)的電量飽和度與所述電芯組管理模塊(6)的通道控制狀態(tài)向所述電芯組模塊(5)充電；
所述電芯組管理模塊(6)根據(jù)所述電芯組模塊(5)中電芯的電壓、電流以及模塊電路中元器件過保護狀態(tài)來控制充放電通道MOSFET的；
所述DC/DC供電通道控制模塊(7)用于在所述電芯組模塊(5)、充電管理模塊(4)的旁路電源輸出和同步整流模塊(3)的輸出之間自動選擇其中一路為所述DC/DC輸出模塊(8)提供輸入電源；
所述DC/DC輸出模塊(8)用于將模塊輸入端的電流按照設定的輸出電壓經(jīng)DC/DC調(diào)節(jié)和穩(wěn)壓處理后輸出給小功率嵌入式設備(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于小功率嵌入式設備的UPS，其特征在于：所述PFC模塊(1)包括相連的橋式整流電路(11)和PFC矯正類諧振電路(12)，所述橋式整流電路(11)將輸入的交流整流成直流并進行濾波處理，所述PFC矯正類諧振電路(12)對整流濾波后的直流進行類諧振升壓處理和功率因素矯正。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于小功率嵌入式設備的UPS，其特征在于：所述電芯組管理模塊(6)還監(jiān)測所述電芯組模塊(5)內(nèi)部的電量并輸出電量信息給所述小功率嵌入式設備(9)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于小功率嵌入式設備的UPS，其特征在于：所述LLC諧振模塊(2)包括變壓線圈繞組，所述LLC諧振模塊(2)通過變壓線圈繞組將半正弦序列波形電流的功率傳輸至所述同步整流模塊(3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于小功率嵌入式設備的UPS，其特征在于：還包括UPS面板，所述UPS面板上設置有電量指示燈、SMBUS接口和輸出電壓選定鍵，以使輸出電壓的設定值可在12V和5V之間切換。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于小功率嵌入式設備的UPS，其特征在于：所述輸入的交流電源電壓在100V～240V的范圍內(nèi)且頻率為50Hz或z。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的用于小功率嵌入式設備的UPS的控制方法，其特征在于：當輸入電壓在100V～240V的范圍內(nèi)、頻率為50H或60Hz的工頻電源正常在線時，所述DC/DC供電通道控制模塊(7)自動選擇所述同步整流模塊(3)輸出的電流并由所述DC/DC輸出模塊(8)對其按照設定的輸出電壓經(jīng)DC/DC調(diào)節(jié)和穩(wěn)壓處理后輸出給小功率嵌入式設備(9)，輸出電壓的設定值可在12V和5V之間通過UPS面板上的輸出電壓選定鍵切換；
當輸入AC電源發(fā)生異常或斷供時，所述DC/DC供電通道控制模塊(7)會自動切換至由所述電芯組模塊(5)向DC/DC輸出模塊(8)供電，由所述DC/DC輸出模塊(8)將電壓調(diào)節(jié)至12V或5V并穩(wěn)壓處理后輸出至小功率嵌入式設備(9)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于小功率嵌入式設備的UPS的控制方法，其特征在于：所述電芯組管理模塊(6)能夠動態(tài)監(jiān)測所述電芯組模塊(5)的剩余電量并對應地點亮電量指示燈予以顯示，并可將電量信息以數(shù)字信號發(fā)送給UPS所負載的嵌入式設備。
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