專利名稱：備用電源系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種備用電源系統(tǒng)，尤其涉及一種可向大規(guī)模用電設(shè)備提供高額電流量的備 用電源系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電信、金融等行業(yè)所用的許多電器設(shè)備均不允許電力供應(yīng)中斷的情況發(fā)生，為保證電力 供應(yīng)順暢，業(yè)界通常使用備用電源系統(tǒng)為電器設(shè)備供電。常用的備用電源系統(tǒng)一般是通過一 種由電磁繼電器構(gòu)成的自動切換開關(guān)(Automatic Transfer Switch,簡稱ATS)將常用電源和 備用電源與用電設(shè)備連接起來，當(dāng)兩路電源中有一路異常時ATS會自動切換到另一路，從而 確保了向用電設(shè)備的正常供電。
然而，隨著信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，電信機(jī)房的規(guī)模日益擴(kuò)大，造成了供電需求量急劇增 加。又因電磁繼電器由"驅(qū)動線圈"和"金屬彈片接點(diǎn)"組成，當(dāng)電磁繼電器工作時，驅(qū)動 線圈的充放電效應(yīng)使得電磁繼電器開啟和關(guān)閉的時間較長，約為l(T30ms，且金屬彈片接點(diǎn) 在導(dǎo)通期間會因內(nèi)阻而產(chǎn)生熱量；在從閉合狀態(tài)過渡到斷開狀態(tài)的過程會產(chǎn)生電弧；在開啟 時也會因彈片之機(jī)械動作而產(chǎn)生輸出電壓波動，上述情形在電磁繼電器以高額電流量工作時 更容易發(fā)生，故業(yè)界常用的備用電源系統(tǒng)因電磁繼電器特性的限制而無法向大規(guī)模用電設(shè)備 提供高額電流量。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述內(nèi)容，有必要提供一種可向大規(guī)模用電設(shè)備提供高額電流量的備用電源系統(tǒng)。 本發(fā)明提供一種備用電源系統(tǒng)，其包括一第一交流電源、 一第二交流電源及一電源切換 開關(guān)電路，所述電源切換開關(guān)電路包括一連接至所述第一交流電源的第一電壓感應(yīng)器、 一邏 輯控制電路和一固態(tài)繼電器組，所述第一電壓感應(yīng)器的輸出端接至所述邏輯控制電路的輸入 端，所述第一交流電源、第二交流電源通過所述固態(tài)繼電器組連接至用電設(shè)備，所述邏輯控 制電路的兩輸出端分別連接至所述固態(tài)繼電器組的控制端，所述邏輯控制電路的兩輸出端根 據(jù)所述第一電壓感應(yīng)器感應(yīng)到的第一交流電源的電壓狀態(tài)分別輸出一控制信號給所述固態(tài)繼 電器組以控制所述第一交流電源或第二交流電源給所述用電設(shè)備供電。
相較現(xiàn)有技術(shù)，所述備用電源系統(tǒng)使用固態(tài)繼電器在兩路交流電源之間切換，從而完全 避免了電磁繼電器在高額電流量工作時出現(xiàn)的切換時間較長、接點(diǎn)發(fā)熱、電弧與電壓轉(zhuǎn)換突波等問題，確保了向大規(guī)模用電設(shè)備的正常供電。


下面參照附圖結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
圖l為本發(fā)明備用電源系統(tǒng)的較佳實施方式的方框原理圖。
圖2為圖1的簡化電路圖。
具體實施例方式
請參照圖1及圖2，本發(fā)明備用電源系統(tǒng)的較佳實施方式包括一第一交流電源40、 一第二 交流電源50及一電源切換開關(guān)電路10。所述電源切換開關(guān)電路10包括一可電氣連接至所述第 一交流電源40的第一電壓感應(yīng)器l2、 一可電氣連接至所述第二交流電源50的第二電壓感應(yīng)器 14、 一切換開關(guān)16、 一邏輯控制電路20和一固態(tài)繼電器組30;所述第一電壓感應(yīng)器12、第二 電壓感應(yīng)器14及切換開關(guān)16的輸出端E、 F及G均電氣連接至所述邏輯控制電路20的輸入端， 所述第一交流電源40和第二交流電源50通過所述固態(tài)繼電器組30電氣連接至用電設(shè)備60以給 所述用電設(shè)備60供電，所述固態(tài)繼電器組30的控制端分別連接至所述邏輯控制電路20的兩輸 出端SDA和SDB，并根據(jù)所述邏輯控制電路20輸出的控制信號在所述第一交流電源40與第二交 流電源50之間進(jìn)行切換以保證給所述用電設(shè)備60穩(wěn)定供電。
在本發(fā)明較佳實施方式中，所述第一交流電源40為市電，所述第一交流電源40為所述用 電設(shè)備60的主電源，即通常所說的常用電源。所述第二交流電源50為不間斷電源 (Uninterrupted Power Supply,簡稱UPS)，即通常所說的備用電源。所述第一交流電源40 及第二交流電源50分別均具有一火線L與一中性線N。
所述第一 電壓感應(yīng)器12及所述第二電壓感應(yīng)器14均為交流電壓感應(yīng)器，可用來對交流電 壓的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測。其中，所述第一電壓感應(yīng)器12通過一常用的交流電壓偵測回路(圖 未示)電氣連接至所述第一交流電源40用來負(fù)責(zé)監(jiān)測所述第一交流電源40的電能運(yùn)行狀況， 并在所述第一交流電源40正常運(yùn)行時，使所述第一電壓感應(yīng)器12的輸出端E輸出高電平，反 之則輸出低電平；同理，所述第二電壓感應(yīng)器14電氣連接至所述第二交流電源50用來負(fù)責(zé)監(jiān) 測所述第二交流電源50的電能運(yùn)行狀況，當(dāng)所述第二交流電源50正常運(yùn)行時，所述第二電壓 感應(yīng)器14的輸出端F輸出高電平，反之則輸出低電平。
所述切換開關(guān)16為一可手動操作的切換按鈕。在本較佳實施方式中，所述切換開關(guān)16為 一狀態(tài)開關(guān)，其包括兩種狀態(tài)，即高電平和低電平。并定義當(dāng)所述切換開關(guān)16連通所述第一 交流電源40作為所述用電設(shè)備60的供電電源時，所述輸出端G為高電平；當(dāng)所述切換開關(guān)16 連通所述第二交流電源50作為所述用電設(shè)備60的供電電源時，所述輸出端G為低電平。所述切換開關(guān)16可在所述電源切換開關(guān)電路10開始工作時根據(jù)實際需要進(jìn)行手動選擇，以方便對所述第一交流電源40或第二交流電源50進(jìn)行故障維修及根據(jù)實際需要自由選擇所述用電設(shè)備60的供電電源。
所述邏輯控制電路20包括一第一反向器U1、 一或門電路U2、 一與門電路U3、 一第二反向器U4和一延時電路22。所述第一反向器U1的輸入端F1接至所述第二電壓感應(yīng)器14的輸出端F;所述或門電路U2的第一輸入端G1接至所述切換開關(guān)16的輸出端G，所述或門電路U2的第二輸入端G2接至所述第一反向器U1的輸出端F2;所述與門電路U3的第一輸入端E1接至所述第一電壓感應(yīng)器12的輸出端E，所述與門電路U3的第二輸入端E2接至所述或門電路U2的輸出端G3;所述第二反向器U4的輸入端H1接至所述與門電路U3的輸出端E3;所述延時電路22的輸入端Ql接至所述第二反向器U4的輸出端H2 。所述與門電路U3的輸出端SDA和所述延時電路22的輸出端SDB (亦即所述邏輯控制電路20的兩輸出端)輸出對應(yīng)的控制信號至所述固態(tài)繼電器組30的控制端。
所述固態(tài)繼電器組30包括一第一固態(tài)繼電器32、 一第二固態(tài)繼電器34、 一第三固態(tài)繼電器36和一第四固態(tài)繼電器38。所述第一固態(tài)繼電器32設(shè)有一第一輸入端A1、 一第二輸入端Bl、 一第一輸出端C1和一第二輸出端D1;所述第二固態(tài)繼電器34設(shè)有一第一輸入端A2、 一第二輸入端B2、 一第一輸出端C2和一第二輸出端D2;所述第三固態(tài)繼電器36設(shè)有一第一輸入端A3、 一第二輸入端B3、 一第一輸出端C3和一第二輸出端D3;所述第四固態(tài)繼電器38設(shè)有一第一輸入端A4、 一第二輸入端B4、 一第一輸出端C4和一第二輸出端D4。所述第一交流電源40的火線L與中性線N分別連接至所述第一固態(tài)繼電器32的第一輸入端A1與所述第二固態(tài)繼電器34的第一輸入端A2;所述第二交流電源50的火線L與中性線N分別連接至所述第三固態(tài)繼電器36的第一輸入端A3與所述第四固態(tài)繼電器38的第一輸入端A4;所述與門電路U3的輸出端SDA分別連接至所述第一固態(tài)繼電器32的第二輸入端B1與所述第二固態(tài)繼電器34的第二輸入端B2;所述延時電路22的輸出端SDB分別連接至所述第三固態(tài)繼電器36的第二輸入端B3與所述第四固態(tài)繼電器38的第二輸入端B4;所述第一固態(tài)繼電器32的第一輸出端C1及所述第三固態(tài)繼電器36的第一輸出端C3均連接至所述固態(tài)繼電器組30的第一輸出端M1;所述第二固態(tài)繼電器34的第一輸出端C2及所述第四固態(tài)繼電器38的第一輸出端C4均連接至所述固態(tài)繼電器組30的第二輸出端M2;所述第一固態(tài)繼電器32、第二固態(tài)繼電器34、第三固態(tài)繼電器36及第四固態(tài)繼電器38的第二輸出端D1、 D2、 D3及D4均接地；所述固態(tài)繼電器組30的第一輸出端M1和第二輸出端M2連接至所述用電設(shè)備60以給所述用電設(shè)備60供電。
所述備用電源系統(tǒng)的工作過程如下當(dāng)所述第一交流電源40及所述第二交流電源50均正常運(yùn)行時，所述第一電壓感應(yīng)器12的輸出端E及所述第二電壓感應(yīng)器14的輸出端F均輸出高電平，手動操作使所述切換開關(guān)16接通所述第一交流電源40作為所述用電設(shè)備60的初始供電電源，則此時所述切換開關(guān)16的輸出端G輸出高電平，所述邏輯控制電路20的輸出端
^^ = ￡"+。恒為高電平，^^5 = ^恒為低電平，所述固態(tài)繼電器組30的第一固態(tài)繼電器32的第二輸入端B1和第二固態(tài)繼電器34的第二輸入端B2接收到所述邏輯控制電路20輸出端SDA的輸出信號后，所述第一固態(tài)繼電器32和所述第二固態(tài)繼電器34處于通態(tài)；所述固態(tài)繼電器組30的第三固態(tài)繼電器36的第二輸入端B3和第四固態(tài)繼電器38的第二輸入端B4接收到所述邏輯控制電路20輸出端SDB的輸出信號后，所述第三固態(tài)繼電器36和所述第四固態(tài)繼電器38處于斷態(tài)，此時所述固態(tài)繼電器組30選通所述第一交流電源40給所述用電設(shè)備60提供電源。當(dāng)所述第一交流電源40供電電力不足或者中斷時，所述第一電壓感應(yīng)器12的輸出端E輸出低電平，所述邏輯控制電路20的輸出端^Mz^"+。為低電平，3!)5 = ^為高電平，則所述第一固態(tài)繼電器32和所述第二固態(tài)繼電器34處于斷態(tài)，所述第三固態(tài)繼電器36和所述第四固態(tài)繼電器38處于通態(tài)，故此時所述固態(tài)繼電器組30選通所述第二交流電源50給所述用電設(shè)備60供電。
需要說明的是，如果根據(jù)實際情況需要對所述第一交流電源40進(jìn)行檢修，則可在開始工作時手動操作使所述切換開關(guān)16接通所述第二交流電源50作為所述用電設(shè)備60的初始供電電源，則此時所述切換開關(guān)16的輸出端G輸出低電平，所述邏輯控制電路20的輸出端
^^ = ￡"+。為低電平，^^5 = ^為高電平，所述固態(tài)繼電器組30接收到所述邏輯控制電路20輸出的兩控制信號后，所述第一固態(tài)繼電器32和所述第二固態(tài)繼電器34處于斷態(tài)，所述第三固態(tài)繼電器36和所述第四固態(tài)繼電器38處于通態(tài)，此時所述固態(tài)繼電器組30選通所述第二交流電源50給所述用電設(shè)備60供電。
另外，本發(fā)明在所述邏輯控制電路20中設(shè)置延時電路22，是為避免因所述第一固態(tài)繼電器32、第二固態(tài)繼電器34、第三固態(tài)繼電器36及第四固態(tài)繼電器38同時導(dǎo)通而造成的所述第一交流電源40與所述第二交流電源50之間的短路，故根據(jù)所述第一交流電源40與所述第二交流電源50的頻率均為50Hz或60Hz，將所述延時電路22的啟動延遲設(shè)定為8. 3ms(60Hz) 10ms(50Hz)。
本發(fā)明備用電源系統(tǒng)還有一種簡化的實施方式，即在上述較佳實施方式中省去所述第二電壓感應(yīng)器14和所述切換開關(guān)16，此時，所述邏輯控制電路20包括一反向器U4和一延時電路22。所述第一電壓感應(yīng)器12的輸出端E直接接至所述反向器U4的輸入端H1和所述邏輯控制電路20的第一輸出端SDA，所述延時電路22的輸入端Q1接至所述反向器U4的輸出端H2，所述延時電路22的輸出端SDB為所述邏輯控制電路20的第二輸出端。所述邏輯控制電路20的兩輸出端SDA和SDB分別輸出對應(yīng)的控制信號至所述固態(tài)繼電器組30的控制端，其它電路及連接方式均不變，所述簡化實施方式亦可實現(xiàn)在所述第一交流電源與所述第二交流電源之間進(jìn)行切換的功能。
所述簡化實施方式的工作過程如下當(dāng)所述第一交流電源40及所述第二交流電源50均正常運(yùn)行時，所述第一電壓感應(yīng)器12的輸出端E輸出高電平，^/14 = ￡為高電平，SD5 = ^Z為低電平，所述第一固態(tài)繼電器32和所述第二固態(tài)繼電器34處于通態(tài)，所述第三固態(tài)繼電器36和所述第四固態(tài)繼電器38處于斷態(tài)，此時所述固態(tài)繼電器組30選通所述第一交流電源40給所述用電設(shè)備60供電；當(dāng)所述第一交流電源40供電電力不足或者中斷時，所述第一電壓感應(yīng)器12的輸出端E輸出低電平，所述邏輯控制電路20的輸出端^"^ = ^為低電平，S。5 = SZM為高電平，則所述第一固態(tài)繼電器32和所述第二固態(tài)繼電器34處于斷態(tài)，所述第三固態(tài)繼電器36和所述第四固態(tài)繼電器38處于通態(tài)，此時所述固態(tài)繼電器組30選通所述第二交流電源50給所述用電設(shè)備60供電。
本發(fā)明備用電源系統(tǒng)通過所述邏輯控制電路20和所述固態(tài)繼電器組30的設(shè)計應(yīng)用實現(xiàn)了雙電源切換功能，并滿足了所述用電設(shè)備60高容量、穩(wěn)定、高效的供電需求。所述邏輯控制電路20結(jié)構(gòu)簡單明了，使用的電子元器件數(shù)目大大減少，減少了該類設(shè)備的開發(fā)和使用成本;所述固態(tài)繼電器組30完全避免了電磁繼電器在高額電流量工作時出現(xiàn)的切換時間較長、接點(diǎn)發(fā)熱、電弧與電壓轉(zhuǎn)換突波等問題。所述切換開關(guān)16的使用則增加了手動功能，提高了設(shè)備整體使用的靈活性。
權(quán)利要求
權(quán)利要求1一種備用電源系統(tǒng)，包括一第一交流電源、一第二交流電源及一電源切換開關(guān)電路，其特征在于所述電源切換開關(guān)電路包括一連接至所述第一交流電源的第一電壓感應(yīng)器、一邏輯控制電路和一固態(tài)繼電器組，所述第一電壓感應(yīng)器的輸出端接至所述邏輯控制電路的輸入端，所述第一交流電源、第二交流電源通過所述固態(tài)繼電器組連接至用電設(shè)備，所述邏輯控制電路的兩輸出端分別連接至所述固態(tài)繼電器組的控制端，所述邏輯控制電路的兩輸出端根據(jù)所述第一電壓感應(yīng)器感應(yīng)到的第一交流電源的電壓狀態(tài)分別輸出一控制信號給所述固態(tài)繼電器組以控制所述第一交流電源或第二交流電源給所述用電設(shè)備供電。
2. 如權(quán)利要求l所述的備用電源系統(tǒng)，其特征在于所述邏輯控制電 路包括一反向器和一延時電路，所述反向器的輸入端接至所述第一電壓感應(yīng)器的輸出端，所 述延時電路的輸入端接至所述反向器的輸出端，所述第一電壓感應(yīng)器的輸出端為所述邏輯控 制電路的第一輸出端，所述延時電路的輸出端為所述邏輯控制電路的第二輸出端，所述邏輯 控制電路的兩輸出端連接到所述固態(tài)繼電器組。
3. 如權(quán)利要求l所述的備用電源系統(tǒng)，其特征在于所述電源切換開 關(guān)電路進(jìn)一步包括一連接至所述第二交流電源的第二電壓感應(yīng)器和一切換開關(guān)，所述第一電 壓感應(yīng)器、第二電壓感應(yīng)器及切換開關(guān)的輸出端均接至所述邏輯控制電路的輸入端，所述邏 輯控制電路包括一第一反向器、 一第二反向器、 一或門電路、 一與門電路和一延時電路；所 述第一反向器的輸入端接至所述第二電壓感應(yīng)器的輸出端；所述或門電路的第一輸入端接至 所述切換開關(guān)的輸出端，所述或門電路的第二輸入端接至所述第一反向器的輸出端；所述與 門電路的第一輸入端接至所述第一電壓感應(yīng)器的輸出端，所述與門電路的第二輸入端接至所 述或門電路的輸出端；所述第二反向器的輸入端接至所述與門電路的輸出端；所述延時電路 的輸入端接至所述第二反向器的輸出端；所述與門電路的輸出端為所述邏輯控制電路的第一 輸出端，所述延時電路的輸出端為所述邏輯控制電路的第二輸出端，所述邏輯控制電路的兩 輸出端連接到所述固態(tài)繼電器組。
4.如權(quán)利要求2或3所述的備用電源系統(tǒng)，其特征在于所述固態(tài)繼 電器組包括一第一固態(tài)繼電器、 一第二固態(tài)繼電器、 一第三固態(tài)繼電器和一第四固態(tài)繼電器 ，其中每一固態(tài)繼電器均設(shè)有一第一輸入端、 一第二輸入端、 一第一輸出端和一第二輸出端 ;所述第一交流電源的火線與中性線分別連接至所述第一固態(tài)繼電器的第一輸入端與所述第 二固態(tài)繼電器的第一輸入端；所述第二交流電源的火線與中性線分別連接至所述第三固態(tài)繼 電器的第一輸入端與所述第四固態(tài)繼電器的第一輸入端；所述邏輯控制電路的第一輸出端分 別連接至所述第一固態(tài)繼電器的第二輸入端與所述第二固態(tài)繼電器的第二輸入端；所述邏輯 控制電路的第二輸出端分別連接至所述第三固態(tài)繼電器的第二輸入端與所述第四固態(tài)繼電器 的第二輸入端；所述第一固態(tài)繼電器的第一輸出端及所述第三固態(tài)繼電器的第一輸出端均連 接至所述固態(tài)繼電器組的第一輸出端；所述第二固態(tài)繼電器的第一輸出端及所述第四固態(tài)繼電器的第一輸出端均連接至所述固態(tài)繼電器組的第二輸出端；所述第一固態(tài)繼電器、第二固態(tài)繼電器、第三固態(tài)繼電器及第四固態(tài)繼電器的第二輸出端均接地；所述固態(tài)繼電器組的第 一輸出端和第二輸出端連接至所述用電設(shè)備。
5.如權(quán)利要求2或3所述的備用電源系統(tǒng)，其特征在于所述延時電 路的延遲時間設(shè)定為8. 3ms 10ms。
6.如權(quán)利要求3所述的備用電源系統(tǒng)，其特征在于所述切換開關(guān) 為 一可手動操作的切換按鈕。
全文摘要
一種備用電源系統(tǒng)，包括一第一交流電源、一第二交流電源及一電源切換開關(guān)電路，所述電源切換開關(guān)電路包括一連接至所述第一交流電源的第一電壓感應(yīng)器、一邏輯控制電路和一固態(tài)繼電器組，所述第一電壓感應(yīng)器的輸出端接至所述邏輯控制電路的輸入端，所述第一交流電源、第二交流電源通過所述固態(tài)繼電器組連接至用電設(shè)備，所述邏輯控制電路的兩輸出端分別連接至所述固態(tài)繼電器組的控制端，所述邏輯控制電路的兩輸出端根據(jù)所述第一電壓感應(yīng)器感應(yīng)到的第一交流電源的電壓狀態(tài)分別輸出一控制信號給所述固態(tài)繼電器組以控制所述第一交流電源或第二交流電源給所述用電設(shè)備供電。
文檔編號H02J9/06GK101478176SQ200810300010
公開日2009年7月8日 申請日期2008年1月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月3日
發(fā)明者郭恒禎 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司