專利名稱：一種雙向應(yīng)急電源的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力電子學(xué)領(lǐng)域，具體的說是一種雙向應(yīng)急電源的方法及裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)應(yīng)急電源系統(tǒng)包括逆變器、充電機、切換裝置、電池巡檢儀及蓄電池。逆變器完成直流到交流的轉(zhuǎn)換，蓄電池貯存直流電能，充電機給蓄電池充電，電池巡檢儀負(fù)責(zé)對蓄電池工作狀態(tài)的監(jiān)視和測量，切換裝置完成市電與逆變輸出之間的轉(zhuǎn)換。當(dāng)市電斷電或人為需要時由蓄電池提供直流電力，經(jīng)逆變?yōu)樨?fù)載供電；當(dāng)市電有電時，由市電為負(fù)載供電，逆變器處于熱備份狀態(tài)。
在這套系統(tǒng)中，逆變器和充電機是兩個獨立的部件，它們各自內(nèi)部都有復(fù)雜的控制電路，價格較高的主功率器件以及與之配套的驅(qū)動電路、保護電路，散熱部件及箱體，這樣勢必會增加體積和重量，提高了系統(tǒng)成本；由于系統(tǒng)配置較復(fù)雜，降低了整個系統(tǒng)的可靠性，降低了機器效率。由于兩個部件都獨立運行，無法在資源優(yōu)化的狀態(tài)下工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種雙向應(yīng)急電源的方法及裝置，將傳統(tǒng)方案中的充電模塊和逆變模塊合二為一，采用一套主電路、一套控制電路，完成對蓄電池的充電及逆變應(yīng)急功能，減小了整機的體積和重量，降低了系統(tǒng)成本，增加了可靠性，實現(xiàn)了資源的優(yōu)化配置。
本發(fā)明的技術(shù)方案一種雙向應(yīng)急電源的方法，其特征在于控制電路模塊的微處理器檢測市電的供電情況，市電為有電的工作狀態(tài)時，控制電路模塊的微處理器發(fā)出的控制信號將市電接入主電路的輸出回路，市電一方面接入負(fù)載供電，一方面接入蓄電池為蓄電池充電；市電為斷電的工作狀態(tài)時，控制電路模塊的微處理器發(fā)出的控制信號將接入主電路的輸出回路的市電斷開，并將蓄電池釋放的直流電力逆變成交流，輸出的交流電由主電路的輸出回路接入負(fù)載。
一種雙向應(yīng)急電源裝置，包括主電路模塊和控制電路模塊，其特征在于控制電路模塊的微處理器的電源信號檢測端與市電相連，微處理器的控制信號輸出端與控制電路模塊的隔離驅(qū)動電路的輸入端相連，隔離驅(qū)動電路的輸出端與主電路的功率器件輸入端相連，主電路輸出回路的輸出端分別與負(fù)載和市電相連，蓄電池與主電路的逆變電路輸入端相連。
所述的一種雙向應(yīng)急電源的方法，其特征在于所述的主電路的逆變電路與蓄電池充電電路共用一逆變升壓變壓器，反向后為降壓變壓器。
本發(fā)明的工作原理雙向應(yīng)急電源由微機控制板、功率驅(qū)動板、電感L、變壓器Tr、濾波器等組成，微機控制板由微處理器及外圍接口電路組成，完成對整個工作過程的控制；功率驅(qū)動板包括隔離驅(qū)動電路和主功率器件，完成電能變換；電感L實現(xiàn)濾波或儲能功能；變壓器Tr完成電壓變換。
當(dāng)單相220ACV市電有電時，繼電器JC1吸合，微處理器通過其輸入口線檢測到JC1常閉點斷開，則發(fā)出控制信號使繼電器JC3吸合，由于正常工作狀態(tài)下，消防接點處于常閉狀態(tài)，手動應(yīng)急亦處于閉合狀態(tài)，，因此JC2吸合，將市電接入雙向應(yīng)急電源輸出回路，同時將雙向應(yīng)急電源設(shè)置為充電模式，市電一方面為負(fù)載供電，另一方面給蓄電池充電。由于逆變變壓器Tr為升壓變壓器，反向后為降壓變壓器，市電經(jīng)變壓器后，電壓降低，而L、T3、D1恰好構(gòu)成Boost升壓電路，完成對蓄電池的充電。顯然，L、T1、D3構(gòu)成Boost升壓電路，將變壓器Tr降壓后的電壓升至一定幅值對蓄電池充電。
市電正、負(fù)半周的檢測是由微處理器通過其捕捉中斷來完成的。當(dāng)捕捉到正半周時，微處理器向T3發(fā)出PWM信號，而其它功率管關(guān)斷，完成正半周對蓄電池的充電；當(dāng)微處理器捕捉到市電負(fù)半周時，則向T1發(fā)出PWM信號，其它功率管關(guān)斷，完成負(fù)半周對蓄電池的充電。
當(dāng)市電斷電時，繼電器JC1失電，其常閉點閉合，微處理器通過其輸入口線檢測到該閉合信號后，使得JC3失電，JC3的常開點斷開，JC2失電，市電從雙向應(yīng)急電源輸出回路斷開，同時將雙向應(yīng)急電源置于逆變工作狀態(tài)，微處理器向4個功率管發(fā)出SPWM信號，將蓄電池的直流電力逆變?yōu)榻涣鳎?jīng)變壓器升壓，LC濾波后，得50Hz正弦波，為負(fù)載供電。逆變模式設(shè)有直流電壓異常、輸出過載、輸出短路等保護功能。
當(dāng)市電有電時，可根據(jù)人為需要通過遠(yuǎn)控的消防接點或手動應(yīng)急開關(guān)使得雙向應(yīng)急電源工作于應(yīng)急工作狀態(tài)。其作用過程為當(dāng)消防接點閉合或手動應(yīng)急開關(guān)接通時，將使JC2線包失電，市電從雙向應(yīng)急電源輸出回路斷開，同時微處理器檢測到消防接點或手動應(yīng)急開關(guān)的閉合信號，發(fā)出應(yīng)急狀態(tài)的工作信號，使得雙向應(yīng)急電源工作于應(yīng)急工作狀態(tài)。
本發(fā)明的效果雙向應(yīng)急電源將傳統(tǒng)方案中的充電模塊和逆變模塊合二為一，采用一套主電路，一套控制電路，完成對蓄電池的充電及逆變應(yīng)急功能，具有以下一些優(yōu)點1、增加了整機可靠性。
2、降低了系統(tǒng)成本。
3、實現(xiàn)了資源的優(yōu)化配置。
4、簡化了生產(chǎn)過程。
5、減小了整機體積。
6、降低了整機的重量。


圖1本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2本發(fā)明的原理框圖。
圖3本發(fā)明的驅(qū)動板電路圖。
圖4本發(fā)明的開關(guān)電源電路圖。
圖5本發(fā)明的微機控制板電路圖。
具體實施例方式
參見圖1～5。以220V、10KW雙向應(yīng)急電源為例，其包括主電路模塊和控制電路模塊，將控制電路模塊的微處理器的電源信號檢測端與市電相連，微處理器的控制信號輸出端與控制電路模塊的隔離驅(qū)動電路的輸入端相連，隔離驅(qū)動電路的輸出端與主電路的功率器件輸入端相連，主電路輸出回路的輸出端分別與負(fù)載和市電相連，蓄電池與主電路的逆變電路輸入端相連。其整機的主要部件為功率器件采用日本產(chǎn)的PM200RSA060智能功率模塊，微處理器采用美國Intel公司生產(chǎn)的87C196MH芯片，變壓器采用臺灣專順電機有限公司生產(chǎn)的140/260、10KW變壓器，蓄電池采用曲阜圣陽電源實業(yè)有限公司生產(chǎn)的6GFM-150蓄電池。控制電路模塊的微處理器檢測市電的供電情況，市電為有電的工作狀態(tài)時，控制電路模塊的微處理器發(fā)出的控制信號將市電接入主電路的輸出回路，市電一方面接入負(fù)載供電，一方面接入蓄電池為蓄電池充電；市電為斷電的工作狀態(tài)時，控制電路模塊的微處理器發(fā)出的控制信號將接入主電路的輸出回路的市電斷開，并將蓄電池釋放的直流電力逆變成交流，輸出的交流電由主電路的輸出回路接入負(fù)載。
權(quán)利要求
1.一種雙向應(yīng)急電源的方法，其特征在于控制電路模塊的微處理器檢測市電的供電情況，市電為有電的工作狀態(tài)時，控制電路模塊的微處理器發(fā)出的控制信號將市電接入主電路的輸出回路，市電一方面接入負(fù)載供電，一方面接入蓄電池為蓄電池充電；市電為斷電的工作狀態(tài)時，控制電路模塊的微處理器發(fā)出的控制信號將接入主電路的輸出回路的市電斷開，并將蓄電池釋放的直流電力逆變成交流，輸出的交流電由主電路的輸出回路接入負(fù)載。
2.一種雙向應(yīng)急電源裝置，包括主電路模塊和控制電路模塊，其特征在于控制電路模塊的微處理器的電源信號檢測端與市電相連，微處理器的控制信號輸出端與控制電路模塊的隔離驅(qū)動電路的輸入端相連，隔離驅(qū)動電路的輸出端與主電路的功率器件輸入端相連，主電路輸出回路的輸出端分別與負(fù)載和市電相連，蓄電池與主電路的逆變電路輸入端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙向應(yīng)急電源的方法，其特征在于所述的主電路的逆變電路與蓄電池充電電路共用一逆變升壓變壓器，反向后為降壓變壓器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙向應(yīng)急電源的方法及裝置，將傳統(tǒng)方案中的充電模塊和逆變模塊合二為一，采用一套主電路、一套控制電路，完成對蓄電池的充電及逆變應(yīng)急功能，減小了整機的體積和重量，降低了系統(tǒng)成本，增加了可靠性，實現(xiàn)了資源的優(yōu)化配置。
文檔編號H02J9/06GK1674397SQ20051003841
公開日2005年9月28日 申請日期2005年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月10日
發(fā)明者曹仁賢, 李曉梅, 張友權(quán) 申請人:合肥陽光電源有限公司