CN209627047U - Ups电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种UPS电源，包括充电器、蓄电池组、逆变器、电压检测电路、变压器、输出电路、放电控制电路和单片机；电压检测电路包括电压输入端、第一电阻、第二电阻、第一三极管、第三电阻、第四电阻、第二三极管、电压检测端和***端，所述电压输入端分别与所述第一电阻的一端和第三电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第二电阻的一端和第一三极管的基极连接，所述第二电阻的另一端接地，所述第一三极管的集电极分别与所述第三电阻的另一端、第四电阻的一端和第二三极管的基极连接。实施本实用新型的UPS电源，具有以下有益效果：电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高。

Description

UPS电源

技术领域

本实用新型涉及电源领域，特别涉及一种UPS电源。

背景技术

UPS(Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply)，即不间断电源，是将蓄电池(多为铅酸免维护蓄电池)与主机相连接，通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的***设备。主要用于给单台计算机、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。当市电输入正常时，UPS将市电稳压后供应给负载使用，此时的 UPS就是一台交流式电稳压器，同时它还向机内电池充电；当市电中断(事故停电)时，UPS立即将电池的直流电能，通过逆变器切换转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。UPS 设备通常对电压过高或电压过低都能提供保护。

传统UPS电源的电路部分使用的元器件较多，电路结构复杂，硬件成本较高，不方便维护。另外，由于传统UPS电源的电路部分缺少相应的电路保护功能，例如：缺少限流保护功能，造成电路的安全性和可靠性较差。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高的UPS 电源。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种UPS电源，包括充电器、蓄电池组、逆变器、电压检测电路、变压器、输出电路、放电控制电路和单片机，所述充电器的输出端与所述蓄电池组的输入端连接，所述蓄电池组输出端与所述逆变器的输入端连接，所述逆变器的输出端与所述变压器的输入端连接，所述变压器的输出端与所述输出电路的输入端连接，所述充电器的输出端与所述电压检测电路的输入端连接，所述电压检测电路的输出端与所述单片机的输入端连接，所述单片机的输出端与所述逆变器的输入端连接，所述单片机的输出端还与所述放电控制电路的输入端连接，所述放电控制电路的输出端与所述蓄电池组的输入端连接；

所述电压检测电路包括电压输入端、第一电阻、第二电阻、第一三极管、第三电阻、第四电阻、第二三极管、电压检测端和***端，所述电压输入端分别与所述第一电阻的一端和第三电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第二电阻的一端和第一三极管的基极连接，所述第二电阻的另一端接地，所述第一三极管的集电极分别与所述第三电阻的另一端、第四电阻的一端和第二三极管的基极连接，所述第一三极管的发射极、第四电阻的另一端和第二三极管的发射极均接地，所述第二三极管的集电极分别与第一二极管的阴极和电压检测端连接，所述第一二极管的阳极与所述***端连接，所述第一二极管的型号为S-272T。

在本实用新型所述的UPS电源中，所述电压检测电路还包括第一电容，所述第一电容的一端与所述第一三极管的集电极连接，所述第一电容的另一端与所述第二三极管的基极连接，所述第一电容的电容值为120pF。

在本实用新型所述的UPS电源中，所述电压检测电路还包括第五电阻，所述第五电阻的一端与所述第一三极管的发射极连接，所述第五电阻的另一端接地，所述第五电阻的阻值为45kΩ。

在本实用新型所述的UPS电源中，所述电压检测电路还包括第六电阻，所述第六电阻的一端与所述第二三极管的发射极连接，所述第六电阻的另一端接地，所述第六电阻的阻值为36kΩ。

在本实用新型所述的UPS电源中，所述第一三极管和第二三极管均为NPN 型三极管。

实施本实用新型的UPS电源，具有以下有益效果：由于设有充电器、蓄电池组、逆变器、电压检测电路、变压器、输出电路、放电控制电路和单片机，电压检测电路包括电压输入端、第一电阻、第二电阻、第一三极管、第三电阻、第四电阻、第二三极管、电压检测端和***端，该电压检测电路与传统UPS电源的电路部分相比，其使用的元器件较少，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本，另外，第一二极管用于进行限流保护，因此电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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。

图1为本实用新型UPS电源一个实施例中的结构示意图；

图2为所述实施例中电压检测电路的电路原理图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

在本实用新型UPS电源实施例中，该UPS电源的结构示意图如图1所示。图1中，该UPS电源包括充电器1、蓄电池组2、逆变器3、电压检测电路4、变压器5、输出电路6、放电控制电路7和单片机8，充电器1的输出端与蓄电池组2的输入端连接，蓄电池组2的输出端与逆变器3的输入端连接，逆变器3 的输出端与变压器5的输入端连接，变压器5的输出端与输出电路6的输入端连接，充电器1的输出端与电压检测电路4的输入端连接，电压检测电路4的输出端与单片机8的输入端连接，单片机8的输出端与逆变器3的输入端连接，单片机8的输出端还与放电控制电路7的输入端连接，放电控制电路7的输出端与蓄电池组2的输入端连接。

蓄电池组2的输出电流经逆变器3和变压器5后传输至输出电路6，电压检测电路4将检测的蓄电池组2的输出电压信号传输至单片机8，单片机8根据接收的电压信号控制放电控制电路7。当蓄电池组2中的输出电压过高时，单片机8控制放电控制电路7对蓄电池组2进行放电，解决电压过大造成蓄电池组2***的问题。

图2为本实施例中电压检测电路的电路原理图，图2中，该电压检测电路4 包括电压输入端Vin、第一电阻R1、第二电阻R2、第一三极管Q1、第三电阻 R3、第四电阻R4、第二三极管Q2、电压检测端A和***端C，电压输入端Vin 分别与第一电阻R1的一端和第三电阻R3的一端连接，第一电阻R1的另一端分别与第二电阻R2的一端和第一三极管Q1的基极连接，第二电阻R2的另一端接地，第一三极管Q1的集电极分别与第三电阻R3的另一端、第四电阻R4 的一端和第二三极管Q2的基极连接，第一三极管Q1的发射极、第四电阻R4 的另一端和第二三极管Q2的发射极均接地，第二三极管Q2的集电极分别与第一二极管D1的阴极和电压检测端A连接，第一二极管D1的阳极与***端C连接。

该电压检测电路4与传统UPS电源的电路部分相比，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本，另外，第一二极管D1为限流二极管，用于进行限流保护，因此电路的安全性和可靠性较高。值得一提的是，本实施例中，第一二极管D1的型号为S-272T，当然，在实际应用中，第一二极管D1也可以采用其他型号具有类似功能的二极管。

依据第一电阻R1和第二电阻R2的分压阻值判定高压和/或依据第三电阻 R3和第四电阻R4的分压阻值判定低压的电压检测端A；该电压检测端A连接至检测网络VOLTAGE_DET，通过判定检测网络VOLTAGE_DET的高低电平来判断电压输入端Vin所接入的电压是否产生欠压或者过压。

电压输入端Vin也称为“INPUT_VOLTAGE”。当电压输入端Vin欠压时，给设备提供低于额定电压值的电压，当电压输入端Vin过压时，给设备提供高于额定电压值的电压。电流保护对所有的电器设备而言，都有一个额定电压，但在实际中，不能完全保证在额定电压下工作，是在额定电压附近的一个范围，一般要求在±15％。为了保护电器设备和工艺质量，如果低于-15％这个电压，就是欠压，当工作电压下降到这个电压以下，保护动作，切断电源。相反，如果高于+15％这个电压，就是过压，保护动作为切断电源。

该电压检测电路4中，分为以下三种工作情况：

1、正常输入电压情况下，第一三极管Q1截止，第二三极管Q2导通，检测网络VOLTAGE_DET为低电平；

2、输入高压的情况下，第一三极管Q1导通，第二三极管Q2截止，检测网络VOLTAGE_DET为高电平；

3、输入低压的情况下，第一三极管Q1截止，第二三极管Q2截止，检测网络VOLTAGE_DET为高电平。

如果所检测的电压不符合上述三种情况，即出现欠压或者过压的现象。

当出现过压现象时，执行过压保护措施。过压保护也叫过电压保护，是当电压超过预定的最大值时，使电源断开或使受控设备电压降低的一种保护方式。例如，通过增设一过压保护器解决该问题，即在电压输入端并联一“压敏电阻”，当过压时压敏电阻击穿，使电压输入端Vin的前端空开或保险动作，从而使其后端脱离过压的电压。

本实施例中，该第一三极管Q1和第二三极管Q2均为NPN型三极管。当然，在实际应用中，第一三极管Q1和第二三极管Q2也可以均为PNP型三极管，但这时电路的结构也要相应发生变化。

本实施例中，该电压检测电路4还包括第一电容C1，第一电容C1的一端与第一三极管Q1的集电极连接，第一电容C1的另一端与第二三极管Q2的基极连接。第一电容C1为耦合电容，用于防止第一三极管Q1与第二三极管Q2 之间的干扰，以进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第一电容C1的电容值为120pF，当然，在实际应用中，第一电容C1的电容值可以根据具体情况进行相应调整。

本实施例中，该电压检测电路4还包括第五电阻R5，第五电阻R5的一端与第一三极管Q1的发射极连接，第五电阻R5的另一端接地。第五电阻R5为限流电阻，用于对第一三极管Q1的发射极电流进行限流保护，以更进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第五电阻R5的阻值为45k Ω，当然，在实际应用中，第五电阻R5的阻值可以根据具体情况进行相应调整。

本实施例中，该电压检测电路4还包括第六电阻R6，第六电阻R6的一端与第二三极管Q2的发射极连接，第六电阻R6的另一端接地。第六电阻R6为限流电阻，用于对第二三极管Q2的发射极电流进行限流保护，以进一步增强限流效果。值得一提的是，本实施例中，第六电阻R6的阻值为36kΩ，当然，在实际应用中，第六电阻R6的阻值可以根据具体情况进行相应调整。

本实施例中，充电器1、蓄电池组2、逆变器3、变压器5、输出电路6、放电控制电路7和单片机8均采用现有技术中能够实现其功能的任意结构，其工作原理采用的也是现有技术中的工作原理，此处不再獒述。

总之，本实施例中，该电压检测电路4与传统UPS电源的电路部分相比，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本，另外，该电压检测电路4中设有限流二极管，因此电路的安全性和可靠性较高。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种UPS电源，其特征在于，包括充电器、蓄电池组、逆变器、电压检测电路、变压器、输出电路、放电控制电路和单片机，所述充电器的输出端与所述蓄电池组的输入端连接，所述蓄电池组输出端与所述逆变器的输入端连接，所述逆变器的输出端与所述变压器的输入端连接，所述变压器的输出端与所述输出电路的输入端连接，所述充电器的输出端与所述电压检测电路的输入端连接，所述电压检测电路的输出端与所述单片机的输入端连接，所述单片机的输出端与所述逆变器的输入端连接，所述单片机的输出端还与所述放电控制电路的输入端连接，所述放电控制电路的输出端与所述蓄电池组的输入端连接；

所述电压检测电路包括电压输入端、第一电阻、第二电阻、第一三极管、第三电阻、第四电阻、第二三极管、电压检测端和***端，所述电压输入端分别与所述第一电阻的一端和第三电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第二电阻的一端和第一三极管的基极连接，所述第二电阻的另一端接地，所述第一三极管的集电极分别与所述第三电阻的另一端、第四电阻的一端和第二三极管的基极连接，所述第一三极管的发射极、第四电阻的另一端和第二三极管的发射极均接地，所述第二三极管的集电极分别与第一二极管的阴极和电压检测端连接，所述第一二极管的阳极与所述***端连接，所述第一二极管的型号为S-272T。

2.根据权利要求1所述的UPS电源，其特征在于，所述电压检测电路还包括第一电容，所述第一电容的一端与所述第一三极管的集电极连接，所述第一电容的另一端与所述第二三极管的基极连接，所述第一电容的电容值为120pF。

3.根据权利要求2所述的UPS电源，其特征在于，所述电压检测电路还包括第五电阻，所述第五电阻的一端与所述第一三极管的发射极连接，所述第五电阻的另一端接地，所述第五电阻的阻值为45kΩ。

4.根据权利要求3所述的UPS电源，其特征在于，所述电压检测电路还包括第六电阻，所述第六电阻的一端与所述第二三极管的发射极连接，所述第六电阻的另一端接地，所述第六电阻的阻值为36kΩ。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的UPS电源，其特征在于，所述第一三极管和第二三极管均为NPN型三极管。