CN110739758A - 一种不间断电源及配电*** - Google Patents

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李浩然
邓彬
于洋洋
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李雨森
佘伊伦
刘铠
胡亚荣
叶伟江
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Abstract

本发明提供一种不间断电源，包括总开关、控制模块以及至少两个相并接的功率分配模块；总开关的输入端外接电源，导通或断开外接电源供电；控制模块与每一功率分配模块的控制端相连，接收用户指令，对相应功率分配模块的运行参数配置来实现电压输入及输出的分配；以及在总开关导通时，采集每一功率分配模块的运行数据并对运行状态进行检测，且进一步对故障的功率分配模块输出相应的运行控制指令来实现工作控制；每一功率分配模块的电压输入端均与总开关的输出端相连，输出端均与负载相连，产生相应的电压输出给负载供电；以及运行状态为故障时停止工作。实施本发明，能够缩短平均恢复时长，降低负载失电风险，有效提高供电可靠性及稳定性。

Description

一种不间断电源及配电***
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种不间断电源及配电***。
背景技术
UPS(Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply)，即不间断电源，是将蓄电池与主机相连接，通过主机逆变等模块电路将直流电转换成市电的***设备，主要用于给计算机、计算机网络***或其它电力电子设备如电磁阀、压力变送器等提供稳定、不间断的电力供应。
然而，传统的UPS的MTTR(Mean Time To Repair，平均恢复时间)较长，当UPS发生故障时，会使负载使去电力，对负载的使用产生较大的影响
因此，亟需一种UPS，能够缩短平均恢复时长，降低负载失电风险，有效提高供电可靠性及稳定性。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种不间断电源及配电***，能够缩短平均恢复时长，降低负载失电风险，有效提高供电可靠性及稳定性。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种不间断电源，包括总开关、控制模块以及至少两个相并接的功率分配模块；其中，
所述总开关的输入端外接电源，用于导通或断开外接电源供电；
所述控制模块与每一功率分配模块的控制端相连，用于接收用户指令，并根据用户指令，对相应功率分配模块的运行参数进行配置来实现电压输入及输出的分配；以及在所述总开关导通时，采集每一功率分配模块的运行数据，并根据所采集到的每一功率分配模块的运行数据对每一功率分配模块的运行状态进行检测，且进一步对所检测到的运行状态为故障的功率分配模块输出相应的运行控制指令来实现工作控制；
每一功率分配模块的电压输入端均与所述总开关的输出端相连，输出端均与所述负载相连；其中，每一功率分配模块，均用于根据所述控制模块所配置的运行参数，接收相应的电压输入并产生相应的电压输出给所述负载供电；以及运行状态为故障时，根据所述控制模块输出的运行控制指令停止工作。
其中，还包括：静态旁路模块；其中，所述静态旁路模块的控制端与所述控制模块相连，电压输入端与所述总开关的输出端相连，电压输出端与所述负载相连；
所述静态旁路模块，用于接收所述控制模块检测到所有功率分配模块的运行状态均为故障并控制工作停止后所输出的第一工作开启指令，导通外部电源经所述总开关给所述负载的供电；或接收所述控制模块检测到所有功率分配模块的运行状态之中至少有两个为正常后所输出的第一工作停止指令，断开外部电源经所述总开关给所述负载的供电。
其中，还包括：逆变器和整流器；其中，
所述逆变器的输入端与所述总开关的输出端相连，输出端与每一功率分配模块的电压输入端及所述整流器的电压输入端均相连；所述逆变器，用于将外部电源经所述总开关的电压进行DC/DC或AC/DC转换；
所述整流器的控制端与所述控制模块相连，电压输出端与所述静态旁路模块的电压输入端相连；所述整流器，用于接收所述控制模块检测到所有功率分配模块的运行状态均为故障并控制工作停止后所输出的第二工作开启指令，开启工作并对外部电源经所述总开关及所述逆变器逆变后的电压进行整流；或接收所述控制模块检测到所有功率分配模块的运行状态之中至少有两个为正常后所输出的第二工作停止指令，停止工作并断开外部电源经所述总开关经所述总开关及所述逆变器逆变后的电压禁止进入所述静态旁路模块中。
其中，还包括：电压充放器；其中，所述电压充放器与所述逆变器的输出端、每一功率分配模块的电压输入端及所述整流器的电压输入端均相连；
所述电压充放器，用于在所述总开关导通时，接收外部电源的电压进行内部充电；或在所述总开关断开时，释放内部电压给每一功率分配模块或所述静态旁路模块来给所述负载供电。
其中，还包括：通信模块；其中。所述通信模块与所述控制模块相连，用于将所述控制模块所采集的每一功率分配模块的运行数据上传给远端数据中心。
其中，所述外接的电源为全封闭铅酸蓄电池。
其中，所述控制模块所采集的每一功率分配模块的运行数据包括输入电压、输出电压、负载功率所占的百分比、温度。
本发明实施例还提供了一种配电***，包括前述的不间断电源以及控制设备；其中，所述控制设备的一端连接所述不间断电源，另一端外接电源。
其中，所述控制设备包括配电模块和监控模块；其中，
所述配电模块的第一端外接电源，第二端与所述不间断电源相连，用于调整外接电源输出给所述不间断电源的电压，用以实现三相平衡；
所述监控模块与所述配电模块的第三端相连，用于采集并监控所述不间断电源上的数据。
其中，所述控制设备还包括显示模块；其中，所述显示模块与所述监控模块相连，用于显示所述不间断电源上的数据。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
1、本发明通过配置至少两个相并接的功率分配模块，在某一功率分配模块的运行状态为故障时，重新自动进行功率分配给负载供电，从而能够缩短平均恢复时长，降低负载失电风险，有效提高供电可靠性及稳定性；
2、本发明还通过配置静态旁路模块，在所有功率分配模块的运行状态均为故障时，接管功率分配模块的功率分配给负载供电，从而进一步降低负载失电风险，有效提高供电可靠性及稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
图1为本发明实施例一提供的不间断电源的一结构示意图；
图2为本发明实施例一提供的不间断电源的另一结构示意图；
图3为本发明实施例二提供的配电***的结构示意图；
图4为图3中控制设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
如图1所示，为本发明实施例一中，提供的一种不间断电源，包括总开关1、控制模块2以及至少两个相并接的功率分配模块3；其中，
总开关1的输入端外接电源，用于导通或断开外接电源U供电；其中，外接电源U可以为市电，也可以为电池，如锂电池、全封闭铅酸蓄电池等；
控制模块2与每一功率分配模块3的控制端a1相连，用于接收用户指令，并根据用户指令，对相应功率分配模块3的运行参数进行配置来实现电压输入及输出的分配；以及在总开关1导通时，采集每一功率分配模块3的运行数据，并根据所采集到的每一功率分配模块3的运行数据对每一功率分配模块3的运行状态进行检测，且进一步对所检测到的运行状态为故障的功率分配模块3输出相应的运行控制指令来实现工作控制；其中，控制模块3所采集的每一功率分配模块的运行数据包括输入电压、输出电压、负载功率所占的百分比、温度等；应当说明的是，控制模块3对每一功率分配模块3的运行状态的判断，可以通过输出电压的阈值范围、负载功率百分比的阈值范围以及温度阈值之中一个或多个作为判断依据来实现的，如某一功率分配模块3的输出电压超出输出电压的阈值范围，则判定运行状态为故障；
每一功率分配模块3的电压输入端a2均与总开关1的输出端相连，输出端a3均与负载R相连；其中，每一功率分配模块3，均用于根据控制模块2所配置的运行参数，接收相应的电压输入并产生相应的电压输出给负载R供电；以及运行状态为故障时，根据控制模块2输出的运行控制指令停止工作。
可以理解的是，控制模块2采用工业CAN(Controller Area Network)总线控制结构实现控制，且控制模块2所配置每一功率分配模块3的运行参数包括并行输入电压、并行输出电压、温度、分配占比、接管时间等等。同时，控制模块2可以有两个且均为热插拔模块，两个控制模块2进行主备切换；每一功率分配模块3也均为热插拔模块。
由此可见，通过配置至少两个相并接的功率分配模块3，在某一功率分配模块3的运行状态为故障时，重新自动进行功率分配给负载R供电，从而能够缩短平均恢复时长，降低负载失电风险，有效提高供电可靠性及稳定性。当然，两个控制模块2的主备设置，可以进一步降低负载失电风险，能够缩短平均恢复时长。
在本发明实施例一中，如图2所示，不间断电源还包括：静态旁路模块4；其中，静态旁路模块4的控制端b1与控制模块2相连，电压输入端b2与总开关1的输出端相连，电压输出端b3与负载R相连；
静态旁路模块4，用于接收控制模块2检测到所有功率分配模块3的运行状态均为故障并控制工作停止后所输出的第一工作开启指令，导通外部电源U经总开关1给负载R的供电；或接收控制模块2检测到所有功率分配模块3的运行状态之中至少有两个为正常后所输出的第一工作停止指令，断开外部电源U经总开关1给负载R的供电。
可以理解的是，通过配置静态旁路模块4，在所有功率分配模块5的运行状态均为故障时，接管功率分配模块5的功率分配给负载R供电，从而进一步降低负载失电风险，有效提高供电可靠性及稳定性。
更进一步的，在图2中，不间断电源还包括：逆变器5和整流器6；其中，
逆变器5的输入端与总开关1的输出端相连，输出端与每一功率分配模块3的电压输入端a2及整流器4的电压输入端c2均相连；其中，逆变器5，用于将外部电源U经总开关1的电压进行DC/DC或AC/DC转换；
整流器6的控制端c1与控制模块2相连，电压输出端c3与静态旁路模块4的电压输入端b2相连；其中，整流器6，用于接收控制模块2检测到所有功率分配模块3的运行状态均为故障并控制工作停止后所输出的第二工作开启指令，开启工作并对外部电源U经总开关1及逆变器5逆变后的电压进行整流；或接收控制模块2检测到所有功率分配模块3的运行状态之中至少有两个为正常后所输出的第二工作停止指令，停止工作并断开外部电源U经总开关1及逆变器5逆变后的电压禁止进入静态旁路模块4中。
更进一步的，在图2中，不间断电源还包括：电压充放器7；其中，电压充放器7与逆变器5的输出端、每一功率分配模块3的电压输入端a2及整流器6的电压输入端c2均相连；
电压充放器7，用于在总开关1导通时，接收外部电源U的电压进行内部充电；或在总开关1断开时，释放内部电压给每一功率分配模块3或静态旁路模块4来给负载R供电。
更进一步的，在图2中，不间断电源还包括：通信模块8；其中。通信模块8与控制模块2相连，用于将控制模块2所采集的每一功率分配模块的运行数据上传给远端数据中心(未图示)。
可以理解的是，还可设置有用于检测环境的传感器，例如温度传感器、湿度传感器等，上述传感器均与控制模块2连接，用于实时采集周围环境的环境参数，例如，温度传感器可用于采集环境温度，湿度传感器可用于采集环境湿度等，从而可对所处环境进行监测。
相应于本发明实施例一中的不间断电源，本发明实施例二还提供了一种配电***。如图3所示，该配电***包括本发明实施例一中的不间断电源M1以及控制设备M2；其中，控制设备M2的一端连接不间断电源M1，另一端外接电源U。由于本发明实施例二中的不间断电源M1与本发明实施例一中的不间断电源具有相同的结构及连接关系，具体请参见本发明实施例一中的不间断电源，因此在此不再一一赘述。
在本发明实施例二中，如图4所示，控制设备M2包括配电模块M21和监控模块M22；其中，
配电模块M21的第一端外接电源U，第二端与不间断电源M1相连，用于调整外接电源U输出给不间断电源M1的电压，用以实现三相平衡；
监控模块M22与配电模块M21的第三端相连，用于采集并监控不间断电源M1上的数据。
更进一步的，控制设备M2还包括显示模块M23；其中，显示模块M23与监控模块M22相连，用于显示不间断电源M1上的数据。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
1、本发明通过配置至少两个相并接的功率分配模块，在某一功率分配模块的运行状态为故障时，重新自动进行功率分配给负载供电，从而能够缩短平均恢复时长，降低负载失电风险，有效提高供电可靠性及稳定性；
2、本发明还通过配置静态旁路模块，在所有功率分配模块的运行状态均为故障时，接管功率分配模块的功率分配给负载供电，从而进一步降低负载失电风险，有效提高供电可靠性及稳定性。
值得注意的是，上述***实施例中，所包括的各个模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种不间断电源，其与负载相配合，其特征在于，包括总开关、控制模块以及至少两个相并接的功率分配模块；其中，
所述总开关的输入端外接电源，用于导通或断开外接电源供电；
所述控制模块与每一功率分配模块的控制端相连，用于接收用户指令，并根据用户指令，对相应功率分配模块的运行参数进行配置来实现电压输入及输出的分配；以及在所述总开关导通时，采集每一功率分配模块的运行数据，并根据所采集到的每一功率分配模块的运行数据对每一功率分配模块的运行状态进行检测，且进一步对所检测到的运行状态为故障的功率分配模块输出相应的运行控制指令来实现工作控制；
每一功率分配模块的电压输入端均与所述总开关的输出端相连，输出端均与所述负载相连；其中，每一功率分配模块，均用于根据所述控制模块所配置的运行参数，接收相应的电压输入并产生相应的电压输出给所述负载供电；以及运行状态为故障时，根据所述控制模块输出的运行控制指令停止工作。
2.如权利要求1所述的不间断电源，其特征在于，还包括：静态旁路模块；其中，所述静态旁路模块的控制端与所述控制模块相连，电压输入端与所述总开关的输出端相连，电压输出端与所述负载相连；
所述静态旁路模块，用于接收所述控制模块检测到所有功率分配模块的运行状态均为故障并控制工作停止后所输出的第一工作开启指令，导通外部电源经所述总开关给所述负载的供电；或接收所述控制模块检测到所有功率分配模块的运行状态之中至少有两个为正常后所输出的第一工作停止指令，断开外部电源经所述总开关给所述负载的供电。
3.如权利要求2所述的不间断电源，其特征在于，还包括：逆变器和整流器；其中，
所述逆变器的输入端与所述总开关的输出端相连，输出端与每一功率分配模块的电压输入端及所述整流器的电压输入端均相连；所述逆变器，用于将外部电源经所述总开关的电压进行DC/DC或AC/DC转换；
所述整流器的控制端与所述控制模块相连，电压输出端与所述静态旁路模块的电压输入端相连；所述整流器，用于接收所述控制模块检测到所有功率分配模块的运行状态均为故障并控制工作停止后所输出的第二工作开启指令，开启工作并对外部电源经所述总开关及所述逆变器逆变后的电压进行整流；或接收所述控制模块检测到所有功率分配模块的运行状态之中至少有两个为正常后所输出的第二工作停止指令，停止工作并断开外部电源经所述总开关经所述总开关及所述逆变器逆变后的电压禁止进入所述静态旁路模块中。
4.如权利要求3所述的不间断电源，其特征在于，还包括：电压充放器；其中，所述电压充放器与所述逆变器的输出端、每一功率分配模块的电压输入端及所述整流器的电压输入端均相连；
所述电压充放器，用于在所述总开关导通时，接收外部电源的电压进行内部充电；或在所述总开关断开时，释放内部电压给每一功率分配模块或所述静态旁路模块来给所述负载供电。
5.如权利要求4所述的不间断电源，其特征在于，还包括：通信模块；其中。所述通信模块与所述控制模块相连，用于将所述控制模块所采集的每一功率分配模块的运行数据上传给远端数据中心。
6.如权利要求5所述的不间断电源，其特征在于，所述外接的电源为全封闭铅酸蓄电池。
7.如权利要求6所述的不间断电源，其特征在于，所述控制模块所采集的每一功率分配模块的运行数据包括输入电压、输出电压、负载功率所占的百分比、温度。
8.一种配电***，其特征在于，包括如权利要求1-7中任一项所述的不间断电源以及控制设备；其中，所述控制设备的一端连接所述不间断电源，另一端外接电源。
9.如权利要求8所述的配电***，其特征在于，所述控制设备包括配电模块和监控模块；其中，
所述配电模块的第一端外接电源，第二端与所述不间断电源相连，用于调整外接电源输出给所述不间断电源的电压，用以实现三相平衡；
所述监控模块与所述配电模块的第三端相连，用于采集并监控所述不间断电源上的数据。
10.如权利要求9所述的配电***，其特征在于，所述控制设备还包括显示模块；其中，所述显示模块与所述监控模块相连，用于显示所述不间断电源上的数据。
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