CN102801196B - 一种具有维修保护功能的ups电源 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有维修保护功能的UPS电源，包括交流电源输入、交流输出、输入开关、手动维修开关、输出开关、整流器、蓄电池组、逆变器、旁路静态开关、逆变静态开关和控制电路，所述手动维修开关配有预操作开关，所述UPS电源还包括维修开关保护电路，所述手动维修开关控制预操作开关输出手动维修开关的预操作信号，预操作开关输出预操作信号至维修开关保护电路，所述控制电路输出的开关触发信号经维修开关保护电路至旁路静态开关、逆变静态开关，由维修开关保护电路根据获得的手动维修开关的预操作信号来控制旁路静态开关、逆变静态开关的通断。本发明可实现对不停电维修的保护，同时避免维修开关误操作带来的UPS电源损坏。
Description
技术领域
本发明涉及UPS电源，具体涉及一种具有维修保护功能的UPS电源。
背景技术
为了提高UPS电源的实用性，通常在中大功率的UPS电源上设计有维修开关，即在UPS进行维护和检修时通过操动维修开关实现UPS不停电的维修。设置维修开关的一种方式是采用转换开关，为旋转式转换开关，设计有维修和正常运行两个档位，这种开关一般用于小电流(一般在100A以下)工作情况，并在档位转换时有切换延时。另一种方式是在UPS电源的输入端串接入输入开关，在UPS电源的输出端串接入输出开关，在UPS电源的输入、输出端之间旁路接入手动维修开关，手动维修开关直接旁路UPS电源，无切换延时，也可广泛用于各种电流情况，在需要进行维修时，必须首先将UPS的逆变切换到内部旁路运行，再闭合手动维修开关，交流输入直接供电给负载，然后断开输入开关和输出开关，实现不停电维修。
但是UPS电源正常工作时的输出是通过逆变器变换输出，此时不能直接闭合维修开关，若对维修开关进行错误顺序的操作将很可能造成UPS电源损坏，因此上述的两种方式都给不停电维修带来很大不便。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，就是提供一种具有维修保护功能的UPS电源，实现对不停电维修的保护，同时避免维修开关误操作带来的UPS电源损坏。
为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：一种具有维修保护功能的UPS电源，包括交流电源输入、交流输出、输入开关、手动维修开关、输出开关、整流器、蓄电池组、逆变器、旁路静态开关、逆变静态开关和控制电路，所述交流电源输入与输入开关连接后一路依次经整流器、逆变器、逆变静态开关、输出开关至交流输出，另一路依次经旁路静态开关、输出开关至交流输出，所述交流电源输入还经手动维修开关后接至交流输出，蓄电池组连接在整流器输出端和逆变器输入端的连接点上，所述控制电路输出开关触发信号至旁路静态开关、逆变静态开关，输出逆变控制信号至逆变器，所述开关触发信号包括用于触发旁路静态开关/逆变静态开关产生闭合或断开控制信号的转换信号和用于调制该控制信号的载波信号，其特征在于：所述手动维修开关配有由手动维修开关控制的预操作开关，所述UPS电源还包括用于预先控制旁路静态开关、逆变静态开关的维修开关保护电路，所述手动维修开关控制预操作开关输出手动维修开关的预操作信号，预操作开关输出手动维修开关的预操作信号至维修开关保护电路，所述控制电路输出的开关触发信号经维修开关保护电路至旁路静态开关、逆变静态开关，由维修开关保护电路根据获得的手动维修开关的预操作信号来控制旁路静态开关、逆变静态开关的通断。
在上述基础上本发明可作如下改进：
本发明所述手动维修开关包括手动维修开关本体和手动维修开关本体外围加设的壳体，壳体上端具有用于输出预操作开关的控制信号的开关盖；所述预操作开关为一用于检测开关盖动作的行程开关，安装于壳体内。
本发明所述维修开关保护电路包括电源输入端、第一至第三与门电路、第一至第三非门电路、第一二极管、第二二极管、第二电容、第三电容、第三电阻、第五电阻，所述电源输入端的电压和手动维修开关的预操作信号均输入第一与门电路的一个输入端，所述控制电路输出的旁路静态开关/逆变静态开关触发信号输入第一与门电路的另一个输入端，第一与门电路的输出端依次经第一二极管阳极、第一二极管阴极、第一非门电路、第二与门电路输出至旁路静态开关，所述第一与门电路的输出但还依次经第二二极管阴极、第二二极管阳极、第二非门电路、第三非门电路、第三与门电路至逆变静态开关；所述第三电阻并接在第一二极管两端，第二电容一端与第一二极管阴极相连，第二电容另一端接地；所述第五电阻并接在第二二极管两端，第三电容一端与第二二极管阳极相连，第三电容另一端接地；所述控制电路输出的载波信号分别输入第二、第三与门电路。
本发明所述预操作开关的两端并接有第一电容，第一与门电路的一个输入端经第一电容后接地；所述维修开关保护电路还包括第四非门电路，所述第一与门电路的一个输入端还经第四非门电路输出至控制电路。
本发明相比于现有技术的有益效果：
本发明的预操作开关可预先获得对手动维修开关操作前的信号，从而由维修开关保护电路预先控制旁路静态开关、逆变静态开关的通断，以便在后闭合手动维修开关，避免了误操作带来的UPS电源的损坏，实现了方便地对UPS电源不停电检修。
附图说明
图1是本发明UPS电源的连接示意框图；
图2是本发明维修开关保护电路的电路图。
具体实施方式
如图1-2所示一种具有维修保护功能的UPS电源，它包括交流电源输入、交流输出、输入开关、手动维修开关、输出开关、整流器、蓄电池组、逆变器、旁路静态开关、逆变静态开关和控制电路，交流电源输入与输入开关连接后一路依次经整流器、逆变器、逆变静态开关、输出开关至交流输出，另一路依次经旁路静态开关、输出开关至交流输出，交流电源输入还经手动维修开关后接至交流输出，蓄电池组连接在整流器输出端和逆变器输入端的连接点上。
手动维修开关配有预操作开关，手动维修开关具有控制预操作开关的控制信号输出，本UPS电源还包括用于预先控制旁路静态开关、逆变静态开关的维修开关保护电路，手动维修开关控制预操作开关输出预操作信号，预操作开关输出输出手动维修开关的预操作信号至维修开关保护电路，控制电路输出的开关触发信号经维修开关保护电路至旁路静态开关、逆变静态开关，由维修开关保护电路根据获得的手动维修开关的预操作信号来控制旁路静态开关、逆变静态开关的通断。
本实施例中，手动维修开关包括手动维修开关本体和壳体，壳体加设在手动维修开关本体的外围，壳体上端具有用于输出预操作开关的控制信号的开关盖，预操作开关为一用于检测开关盖动作的行程开关，安装于壳体内。操作手动维修开关前需打开开关盖，打开开关盖时将触发行程开关闭合，该过程也即是手动维修开关输出了对预操作开关的控制信号，从而使预操作开关输出手动维修开关的预操作信号。
如图2所示，本实施例中，维修开关保护电路用于预先控制旁路静态开关、逆变静态逆变开关，起到保护手动维修开关的作用，进而保护UPS电源。维修开关保护电路包括电源输入端VCC、第一至第三与门电路U1A、U2A、U3A、第一至第四非门电路U1B、U2B、U3B、U4B、第一二极管D1、第二二极管D2、第二电容C2、第三电容C3、第三电阻R3、第五电阻R5，电源输入端VCC的电压信号和手动维修开关的预操作信号均输入第一与门电路U1A的1脚输入端。控制电路发出的开关触发信号包括用于触发旁路静态开关/逆变静态开关产生闭合或断开控制信号的转换信号CHANGE和用于调制该控制信号的载波信号20KHz.转换信号CHANGE高电平时控制逆变静态开关触发产生控制信号，低电平时控制旁路静态开关触发产生控制信号；载波信号20KHz是频率为20KHz的方波，用于对旁路静态开关控制信号或逆变静态开关的控制信号进行调制，将该直流控制信号转换成高频的脉冲串后经后经驱动电路触发旁路静态开关/逆变静态开关可控硅，最终实现开关触发信号闭合或断开旁路静态开关/逆变静态开关的目的。MB为维修开关预操作开关信号，将行程开关S1A的状态信号送给控制电路，用作相应的保护控制和报警；BYPASS为维修开关保护电路输出的旁路静态开关触发信号，INVERT为维修开关保护电路输出的逆变静态开关触发信号。
控制电路的输出的旁路静态开关/逆变静态开关触发信号CHANGE输入至第一与门电路U1A的2脚输入端，第一与门电路U1A的输出端依次经第一二极管D1阳极、第一二极管D1阴极、第一非门电路U1B、第二与门电路U2A输出旁路静态开关触发信号BYPASS至旁路静态开关，第一与门电路U1A的输出但还依次经第二二极管D2阴极、第二二极管D2阳极、第二非门电路U2B、第三非门电路U3B、第三与门电路U3A输出逆变静态开关触发信号INVERT至逆变静态开关；第三电阻R3并接在第一二极管D1两端，第二电容C2一端与第一二极管D1阴极相连，第二电容C2另一端接地；第五电阻R5并接在第二二极管D2两端，第三电容C3一端与第二二极管D2阳极相连，第三电容C3另一端接地；控制电路输出的载波信号20KHz经第四电阻R4后分别输入至第二、第三与门电路U2A、U3A。
电源输入端VCC经第一电阻R1后一路接入第一与门电路U1A的1脚输入端，另一路经行程开关S1A后接地，第一电容C1并接在行程开关S1A两端，用于消除行程开关动作时产生的颤抖信号，第一与门电路U1A的1脚输入端还经第四非门电路U4B输出至控制电路，用作相应的保护控制和报警。
UPS电源逆变工作时，CHANGE输入高电平，行程开关S1A断开，第一与门电路U1A的1脚和2脚都为高平，3脚输出高电平，第一二极管D1的正向导通，第一非门电路U1B的1脚高电平，2脚输出为低电平，第二与门电路U2A的5脚为低电平，4脚输出为低电平，封锁旁路静态开关的触发信号，即断开旁路静态开关；第一与门电路U1A的3脚输出高电平，第二二极管D2反向截止，通过第五电阻R5给C3充电，当电压上升到第二非门电路U2B的3脚的阀值时，第二非门电路U2B翻转4脚输出低电平，第三非门电路U3B的5脚为低电平，第三非门电路U3B的6脚输出高电平，第三与门电路U3A的8脚为高电平，再和20KHz的载波进行与逻辑，输出20KHz的逆变静态开关触发信号，通过后级的功率驱动电路驱动逆变静态开关的可控硅，闭合逆变静态开关输出。
在进行UPS电源的不停电维修时，需先打开手动维修开关的开关盖，使行程开关S1A的触点吸合，第一与门电路U1A的1脚为低电平，第三与门电路U3A的8脚为低电平，第二与门电路U2A的5脚为高电平，实现立即封锁逆变静态开关的触发信号，即断开逆变静态开关，切换到内部的旁路静态开关输出，同时控制电路发出不停电维修的警示信号。当操作闭合手动维修开关时，手动维修开关只短路内部的旁路静态开关，不会造成逆变和输入的交流短路，消除了误操作时引起的短路。
第一、第二二极管D1、D2、第二、第三电容C2、C3、第三、第五电阻R3、R5组成旁路静态开关和逆变静态开关的开关时间差，使维修时先断开逆变静态开关，后闭合旁路静态开关；UPS电源正常逆变工作时先断开旁路静态开关，后闭合逆变静态开关，避免UPS电源损坏。
上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所作的变化与变型，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。
Claims (4)
1.一种具有维修保护功能的UPS电源，包括交流电源输入、交流输出、输入开关、手动维修开关、输出开关、整流器、蓄电池组、逆变器、旁路静态开关、逆变静态开关和控制电路，所述交流电源输入与输入开关连接后一路依次经整流器、逆变器、逆变静态开关、输出开关至交流输出，另一路依次经旁路静态开关、输出开关至交流输出，所述交流电源输入还经手动维修开关后接至交流输出，蓄电池组连接在整流器输出端和逆变器输入端的连接点上，所述控制电路输出开关触发信号至旁路静态开关、逆变静态开关，输出逆变控制信号至逆变器，所述开关触发信号包括用于触发旁路静态开关/逆变静态开关产生闭合或断开控制信号的转换信号和用于调制该控制信号的载波信号，其特征在于：所述手动维修开关配有由手动维修开关控制的预操作开关，所述UPS电源还包括用于预先控制旁路静态开关、逆变静态开关的维修开关保护电路，所述手动维修开关控制预操作开关输出手动维修开关的预操作信号，预操作开关输出手动维修开关的预操作信号至维修开关保护电路，所述控制电路输出的开关触发信号经维修开关保护电路至旁路静态开关、逆变静态开关，由维修开关保护电路根据获得的手动维修开关的预操作信号来控制旁路静态开关、逆变静态开关的通断。
2.根据权利要求1所述的具有维修保护功能的UPS电源，其特征在于：所述手动维修开关包括手动维修开关本体和手动维修开关本体外围加设的壳体，壳体上端具有用于输出预操作开关的控制信号的开关盖；所述预操作开关为一用于检测开关盖动作的行程开关，安装于壳体内。
3.根据权利要求1或2所述的具有维修保护功能的UPS电源，其特征在于：所述维修开关保护电路包括电源输入端、第一至第三与门电路、第一至第三非门电路、第一二极管、第二二极管、第二电容、第三电容、第三电阻、第五电阻，所述电源输入端的电压和手动维修开关的预操作信号均输入第一与门电路的一个输入端，所述控制电路输出的旁路静态开关/逆变静态开关触发信号输入第一与门电路的另一个输入端，第一与门电路的输出端依次经第一二极管阳极、第一二极管阴极、第一非门电路、第二与门电路输出至旁路静态开关，所述第一与门电路的输出但还依次经第二二极管阴极、第二二极管阳极、第二非门电路、第三非门电路、第三与门电路至逆变静态开关；所述第三电阻并接在第一二极管两端，第二电容一端与第一二极管阴极相连，第二电容另一端接地；所述第五电阻并接在第二二极管两端，第三电容一端与第二二极管阳极相连，第三电容另一端接地；所述控制电路输出的载波信号分别输入第二、第三与门电路。
4.根据权利要求3所述的具有维修保护功能的UPS电源，其特征在于：所述预操作开关的两端并接有第一电容，第一与门电路的一个输入端经第一电容后接地；所述维修开关保护电路还包括第四非门电路，所述第一与门电路的一个输入端还经第四非门电路输出至控制电路。
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