CN110071573A - 一种高频多冗余模块化ups***及其供电方法 - Google Patents
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Abstract
一种高频多冗余模块化UPS***及其供电方法，属于供电装置领域，其特征在于：包括电源、监控模块、充电模块、UPS模块；所述UPS模块设置有若干个；所述监控模块、充电模块和UPS模块均与电池电源相电连接；所述监控模块、充电模块和UPS模块均与市电电源相电连接；所述监控模块和UPS模块均与旁路电源相电连接；若干个所述UPS模块相并联设置所述充电模块和UPS模块均与监控模块相电连接；所述充电模块与UPS模块相电连接。采用模组化设计方式，保证了***布局的紧凑性及***可靠性，并且UPS模块和充电模块分别设计为独立的电路，进一步提升了整个***的可靠性，将多UPS模块并联冗余设置，最大程度降低了UPS单点故障引发的全***停止供电概率，提高了供电保障能力。
Description
技术领域
本发明属于供电装置领域，尤其涉及一种高频多冗余模块化UPS***及其供电方法。
背景技术
目前，对于很多重要的用电设备，尤其是进行实时数据处理的服务器、监控设备等用电设备，保证连续不断的电源供给使其正常运转的必要条件，UPS是一种含有蓄电池储能装置，以逆变器为主要单元的电源保护设备。当市电输入正常时，UPS就将市电通过整流、逆变电路变换为稳定的交流电压供负载使用；当市电不正常或断电时，UPS就将蓄电池中储存的能量通过直流升压、逆变电路转换为恒压、恒频的交流电给负载供电，有效解决了用电设备直接接到电网所面临的市电异常所导致用电设备无法正常工作的问题。大多数现有的UPS***，因其***机构设置的限制，在单个UPS模块发生故障的情况下，会直接其它UPS模块的运行，甚至直接导致UPS***停止供电，导致不能完成UPS的持续供电，严重相应设备的持续运行。
发明内容
本发明旨在解决上述问题，提供一种高频多冗余模块化UPS***及其供电方法。
本发明所述高频多冗余模块化UPS***，包括电源、监控模块、充电模块、UPS模块；所述UPS模块设置有若干个；所述电源包括电池电源、市电电源和旁路电源；所述监控模块、充电模块和UPS模块均与电池电源相电连接；所述监控模块、充电模块和UPS模块均与市电电源相电连接；所述监控模块和UPS模块均与旁路电源相电连接；若干个所述UPS模块相并联设置；所述UPS模块的输出端设置有输出开关；所述监控模块、充电模块和UPS模块与电池电源之间设置有电池开关；所述监控模块、充电模块和UPS模块与市电电源之间设置有市电开关；所述监控模块和UPS模块均与旁路电源之间设置有旁路开关；所述旁路开关的输入端与输出开关的输出端之间设置有维修旁路开关；所述充电模块和UPS模块均与监控模块相电连接；所述充电模块与UPS模块相电连接。
本发明所述高频多冗余模块化UPS***，还包括显示模块；所述显示模块与前述监控模块相电连接；所述监控模块上设置有若干通讯接口。
本发明所述高频多冗余模块化UPS***，所述UPS模块内设置有整流器、逆变器和DC/DC模块；所述旁路开关的输出端与输出开关的输入端之间设置有旁路静态开关；所述整流器的输出端与逆变器输入端相电连接；所述整流器的出入端与前述市电开关的输出端相电连接；所述DC/DC模块的输入端与前述电池开关的输出端相电连接；所述DC/DC模块的输出端与前述整流器的输出端相电连接；所述逆变器的输出端与前述输出开关的输入端相电连接。
本发明所述高频多冗余模块化UPS***，所述显示模块为LCD触摸屏。
本发明所述高频多冗余模块化UPS***，所述通讯接口包括USB接口和或RS232接口和或RS485接口和或SNMP接口。
本发明所述高频多冗余模块化UPS***，所述UPS模块设置有4-8个。
本发明所述高频多冗余模块化UPS***的供电方法，包括市电供电模式、电池供电模式和旁路供电模式；所述市电供电模式的步骤为：AC输入电压经过整流器整流，转换为DC电压；一路经DC/DC电路经充电模块给电池电源充电；另一路再经逆变器逆变，由DC电压转换为AC电压输出向负载供电；
所述电池供电模式的步骤为：电池电源输入DC电压输入DC/DC模块经升压后，经逆变器转换成AC电压输出向负载供电；
所述旁路供电模式的步骤为：***上电后，逆变器未开启或人为将逆变器关掉时经旁路静态开关向负载供电；在市电供电模式下，若监控模块侦测到关闭逆变器的信号，则自动转到旁路供电模式，旁路电源经旁路静态开关给负载供电。
本发明所述高频多冗余模块化UPS***及其供电方法，包括电源、监控模块、充电模块、UPS模块；所述UPS模块设置有若干个；可提供包括市电供电模式、电池供电模式和旁路供电模式三种供电模式，采用模组化设计方式，保证了***布局的紧凑性及***可靠性，并且UPS模块和充电模块分别设计为独立的电路，进一步提升了整个***的可靠性，将多UPS模块并联冗余设置，最大程度降低了UPS单点故障引发的全***停止供电概率，提高了供电保障能力。
附图说明
图1为本发明所述高频多冗余模块化UPS***电路结构示意图；
图2为本发明所述高频多冗余模块化UPS***UPS模块结构电路结构示意图；
图3为本发明所述高频多冗余模块化UPS***市电供电模式状态示意图；
图4为本发明所述高频多冗余模块化UPS***电池供电模式状态示意图；
图5为本发明所述高频多冗余模块化UPS***旁路供电模式状态示意图；
图6为本发明所述高频多冗余模块化UPS***维修旁路模式状态示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明所述高频多冗余模块化UPS***进行详细说明。
实施例一
本发明所述高频多冗余模块化UPS***，如图1所示，包括电源、监控模块、充电模块、UPS模块和显示模块；所述显示模块为LCD触摸屏；在本实施例中采用5.7英寸的LCD触摸屏；所述UPS模块设置有若干个，所述UPS模块设置有8个；所述电源包括电池电源、市电电源和旁路电源；所述监控模块、充电模块和UPS模块均与电池电源相电连接；所述监控模块、充电模块和UPS模块均与市电电源相电连接；所述监控模块和UPS模块均与旁路电源相电连接；若干个所述UPS模块相并联设置；所述UPS模块的输出端设置有输出开关；所述监控模块、充电模块和UPS模块与电池电源之间设置有电池开关；所述监控模块、充电模块和UPS模块与市电电源之间设置有市电开关；所述监控模块和UPS模块均与旁路电源之间设置有旁路开关；所述旁路开关的输入端与输出开关的输出端之间设置有维修旁路开关；所述充电模块和UPS模块均与监控模块相电连接；所述充电模块与UPS模块相电连接。所述显示模块与前述监控模块相电连接；所述监控模块上设置有若干通讯接口，所述通讯接口包括USB接口、RS232接口、RS485接口和SNMP接口。
本发明所述高频多冗余模块化UPS***，如图2所示，所述UPS模块内设置有整流器、逆变器和DC/DC模块；所述旁路开关的输出端与输出开关的输入端之间设置有旁路静态开关；所述整流器的输出端与逆变器输入端相电连接；所述整流器的出入端与前述市电开关的输出端相电连接；所述DC/DC模块的输入端与前述电池开关的输出端相电连接；所述DC/DC模块的输出端与前述整流器的输出端相电连接；所述逆变器的输出端与前述输出开关的输入端相电连接。
在进行***模块安装时，将机柜上需要安装模块的空槽位前面的装饰面板取下；然后将充电模块、功率模块依次由上至下***对应模块插槽，模块左右两侧各有一个螺丝定位孔，用面板上拆卸下来的螺丝将模块固定在机柜上。模块化UPS支持模块的热插拔，可在线热插拔所有模块。UPS能实时监测模块的连接情况，并根据模块的连接情况自动开启或则关闭该模块。模块在***时，UPS 模块装入到机柜对应的的空闲插槽内，沿着插槽将模块平推到机柜内直到模块完全***到机柜内；用螺丝将模块面板左右侧的螺丝定位孔锁紧；UPS检测到新模块，自动启动，一段时间后启动完成，模块开机。电池模式增加新模块时，在模块推入机柜紧锁螺丝后，按启动键模块建立工作电源并自动开机。模块在进行拔出时，拧下UPS模块的面板左侧螺钉，该模块停止运行，等待模块风扇停止运转后，将模块拔出。
UPS模块开启后，充电模块自动开始启动，一段时间后充电模块前面板指示灯亮，充电模块完成开机。UPS市电启动完成，充电模块开启后，查看充电电压是否正常，如正常，则闭合电池空开、输出空开，UPS正常工作。
实施二
在实例一基础上，本实施例中所述高频多冗余模块化UPS***采用市电供电模式供电，如图3所示，所述市电供电模式的步骤为： AC输入电压经过整流器整流，转换为DC电压；DC电压经PFC电路升压为母线（BUS）电压后，一部分经DC-DC电路，给电池充电，另一部分再经逆变器逆变，由DC又转换为AC电压输出。经由两级变换以后，能得到精度和质量都较高的输出电压，有效防止输入谐波、毛刺、电压瞬变等干扰影响负载。
实施三
在实例一基础上，本实施例中所述高频多冗余模块化UPS***采用电池供电模式供电，如图4所示，所述电池供电模式的步骤为：电池电源输入DC电压输入DC/DC模块经升压后，经逆变器转换成AC电压输出向负载供电。
实施四
在实例一基础上，本实施例中所述高频多冗余模块化UPS***采用旁路供电模式供电，如图5所示，所述旁路供电模式的步骤为：***上电后，逆变器未开启或人为将逆变器关掉时经旁路静态开关向负载供电；在市电供电模式下，若监控模块侦测到关闭逆变器的信号，则自动转到旁路供电模式，旁路电源经旁路静态开关给负载供电。如图6所示，本发明所述高频多冗余模块化UPS***还可提供维修旁路模式，UPS工作在维修旁路模式时，电流流经维修旁路线路，不再从主功率模块和旁路模块通过，此时可对机器内可更换最小单元进行维护。
Claims (7)
1.一种高频多冗余模块化UPS***，其特征在于：包括电源、监控模块、充电模块、UPS模块；所述UPS模块设置有若干个；所述电源包括电池电源、市电电源和旁路电源；所述监控模块、充电模块和UPS模块均与电池电源相电连接；所述监控模块、充电模块和UPS模块均与市电电源相电连接；所述监控模块和UPS模块均与旁路电源相电连接；若干个所述UPS模块相并联设置；所述UPS模块的输出端设置有输出开关；所述监控模块、充电模块和UPS模块与电池电源之间设置有电池开关；所述监控模块、充电模块和UPS模块与市电电源之间设置有市电开关；所述监控模块和UPS模块均与旁路电源之间设置有旁路开关；所述旁路开关的输入端与输出开关的输出端之间设置有维修旁路开关；所述充电模块和UPS模块均与监控模块相电连接；所述充电模块与UPS模块相电连接。
2.根据权利要求1所述高频多冗余模块化UPS***，其特征在于：还包括显示模块；所述显示模块与前述监控模块相电连接；所述监控模块上设置有若干通讯接口。
3.根据权利要求2所述高频多冗余模块化UPS***，其特征在于：所述UPS模块内设置有整流器、逆变器和DC/DC模块；所述旁路开关的输出端与输出开关的输入端之间设置有旁路静态开关；所述整流器的输出端与逆变器输入端相电连接；所述整流器的出入端与前述市电开关的输出端相电连接；所述DC/DC模块的输入端与前述电池开关的输出端相电连接；所述DC/DC模块的输出端与前述整流器的输出端相电连接；所述逆变器的输出端与前述输出开关的输入端相电连接。
4.根据权利要求3所述高频多冗余模块化UPS***，其特征在于：所述显示模块为LCD触摸屏。
5.根据权利要求4所述高频多冗余模块化UPS***，其特征在于：所述通讯接口包括USB接口和或RS232接口和或RS485接口和或SNMP接口。
6.根据权利要求5所述高频多冗余模块化UPS***，其特征在于：所述UPS模块设置有4-8个。
7.一种根据权利要求3所述高频多冗余模块化UPS***的供电方法，其特征在于包括市电供电模式、电池供电模式和旁路供电模式；所述市电供电模式的步骤为：AC输入电压经过整流器整流，转换为DC电压；一路经DC/DC电路经充电模块给电池电源充电；另一路再经逆变器逆变，由DC电压转换为AC电压输出向负载供电；
所述电池供电模式的步骤为：电池电源输入DC电压输入DC/DC模块经升压后，经逆变器转换成AC电压输出向负载供电；
所述旁路供电模式的步骤为：***上电后，逆变器未开启或人为将逆变器关掉时经旁路静态开关向负载供电；在市电供电模式下，若监控模块侦测到关闭逆变器的信号，则自动转到旁路供电模式，旁路电源经旁路静态开关给负载供电。
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