一种用于工控机的UPS电源制造技术

本发明专利技术公开了一种用于工控机的UPS电源，其包括DC/DC电源转换模块、充电管理模块、AD检测模块、稳压输出模块、MCU主控模块、继电器控制模块、电压采集模块和通信模块；其中AD检测模块用于检测外界电源输入电流值，判断外界电源输出电流值是否超过预设电流值的大小；MCU主控模块的控制端用于对电池组的充放电功能进行控制并与工控机的信息交互；DC/DC电源转换模块用于将外界电源电流输入至充电管理模块；稳压输出模块降低充电管理模块的电源波纹；工控机用于当电池组断电时进行数据保存和硬件保护。利用AD检测模块实时检测输入电源的电流值，当输入电流异常时向数控报警，数控系统会自动保存数据，在电池延时内完成系统的关机，因此提高数控系统的安全性。因此提高数控系统的安全性。因此提高数控系统的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于工控机的UPS电源


[0001]本专利技术涉及UPS电源领域，尤其涉及一种用于工控机的UPS电源。

技术介绍

[0002]UPS电源即不间断电源，是将蓄电池等与用户设备相连接，通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。
[0003]机床上使用的数控系统是属于用户设备中严格要求的一种，但与常规用户设备又有所不同。数控系统一般工作在恶劣的工作条件下，同时还需要操作多种刀具及工件，经常面临连续开机数月和连续关机数月的工作情况，需要提供更可靠的电源保护。
[0004]当前应用于数控系统的电源由于电池无法进行完整的充放电过程，电池的寿命无法保证，导致UPS电源故障率极高，进而影响数控系统的正常工作。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种用于工控机的UPS电源，以克服UPS电源故障率极高等技术问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：
[0007]一种用于工控机的UPS电源，包括：DC/DC电源转换模块、充电管理模块、AD检测模块、稳压输出模块、MCU主控模块、继电器控制模块、电压采集模块和通信模块；
[0008]所述充电管理模块用于对电池组进行充电；
[0009]AD检测模块用于检测外界电源输入电流值，判断外界电源输出电流值是否超过预设电流值的大小，若超过则向数控系统报警；
[0010]所述MCU主控模块的控制端用于对电池组的充放电功能进行控制并与工控机的信息交互，其中MCU主控模块采集电池组的实时输出电压值，利用与预设的电压值进行比较，获得电池组充电或放电信号，并将充电或放点信号输出至工控机；
[0011]所述DC/DC电源转换模块用于将外界电源电流输入至充电管理模块；
[0012]所述稳压输出模块降低充电管理模块所输出的电源的电源波纹用于防止充电管理模块所输出的电源不稳定对MCU主控模块造成损害；
[0013]所述继电器控制模块用于当电池组实时电压输出值小于预设的电压值时隔绝电源输出；
[0014]所述电压采集模块用于采集外界电源的电压值和电池组状态信号，所述电池组状态信号为电池组充电或放电信号；
[0015]所述通信模块用于将外界主电源的电压值和电池状态信号传输至工控机
[0016]所述工控机接收外界电源的电压值和电池组充电或放电信号并传输至MCU主控模块用于当电池组断电时工控机进行数据保存和硬件保护。
[0017]进一步的，所述MCU主控模块采集电池组的实时输出电压值，利用与预设的电压值进行比较，获得电池组充电或放电信号具体为：
[0018]当电池组的实时输出电压值小于预设的电压值20％时，MCU主控模块获得电池组
充电信号；
[0019]当电池组的实时输出电压值等于预设的电压值时，MCU主控模块获得电池组放电信号；
[0020]当电池组的实时输出电压值小于预设的电压值，大于等于预设的电压值20％时，电池组保持当前状态。
[0021]进一步的，所述DC/DC电源转换模块的DC输入端还设有电源保护模块，所述电源保护模块用于保护DC/DC电源转换模块、充电管理模块、稳压输出模块和MCU主控模块避免因短路、过压及过流导致元器件损坏。
[0022]进一步的，所述充电管理模块包括电池充电器、充电电池、电池电压阙值设置电路及电池电流设置电路,所述电池充电器的电源输入端通过DC/DC电源转换模块与外部电源连接,所述电池充电器输入端与充电电池连接。
[0023]进一步的，所述充电电池为锂离子电池。
[0024]进一步的，所述稳压输出模块包括LMR14030芯片及其滤波电路，用于保证稳压输出模块输出电源纹波小于MCU主控模块输入电压波纹。
[0025]进一步的，所述稳压输出模块还包括TPS62085芯片及其滤波电路，用于保证稳压输出模块输出电源纹波小于MCU主控模块输入电压波纹,所述TPS62085芯片的输入端与LMR14030芯片连接,所述TPS62085芯片输出端与工控机连接。
[0026]进一步的，所述MCU主控模块包括STM32F103C8T6芯片及其电源滤波电路,所述STM32F103C8T6芯片的控制端通过串行总线与充电管理模块的控制端连接,所述STM32F103C8T6芯片通信端通过RS232串行收发模块与工控机连接。
[0027]有益效果：本专利技术利用AD检测模块实时检测输入电源的电流值，当输入电流异常时向数控报警，数控系统会自动保存数据，在电池延时内完成系统的关机，因此提高数控系统的安全性，保证了数据的可靠性，提高了数控系统的用户体检；同时针对数控系统的长时间工作情况和长时间关机电池组自放电的情况，增设了对电池组的充放电控制，MCU主控模块能有效电池组的实时输出电压值，超过或小于预设值时进行充电或放点，实现可电池组完整的充放电过程，保证电池组的使用寿命。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1为本专利技术UPS电源结构示意图；
[0030]图2为本专利技术电池充放电管理示意图；
[0031]图3为本专利技术充电管理模块示意图；
[0032]图4为本专利技术MCU主控模块示意图；
[0033]图5为本专利技术RS232通信模块示意图；
[0034]图6a为本专利技术稳压输出模块LMR14030示意图；
[0035]图6b为本专利技术稳压输出模块TPS62085示意图；
[0036]图7为本专利技术电源保护模块示意图；
[0037]图8为锂电池充电曲线示意图；
[0038]图9为AD检测模块示意图；
[0039]图10为继电器控制模块示意图。
具体实施方式
[0040]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0041]本实施例提供了一种用于工控机的UPS电源，如图1
‑
10，包括：DC/DC电源转换模块、充电管理模块、AD检测模块、稳压输出模块、MCU主控模块、继电器控制模块、电压采集模块和通信模块；
[0042]所述充电管理模块用于对电池组进行充电；
[0043]AD检测模块用于检测外界电源输入电流值，判断外界电源输出电流值是否超过预设电流值的大小，若超过则向数控系统报警；
[0044]所述MCU主控模块的控制端用于对电池组的充放电功能进行控制并与工控机的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于工控机的UPS电源，其特征在于，包括：DC/DC电源转换模块、充电管理模块、AD检测模块、稳压输出模块、MCU主控模块、继电器控制模块、电压采集模块和通信模块；所述充电管理模块用于对电池组进行充电；AD检测模块用于检测外界电源输入电流值，判断外界电源输出电流值是否超过预设电流值的大小，若超过则向数控系统报警；所述MCU主控模块的控制端用于对电池组的充放电功能进行控制并与工控机的信息交互，其中MCU主控模块采集电池组的实时输出电压值，利用与预设的电压值进行比较，获得电池组充电或放电信号，并将充电或放点信号输出至工控机；所述DC/DC电源转换模块用于将外界电源电流输入至充电管理模块；所述稳压输出模块降低充电管理模块所输出的电源的电源波纹用于防止充电管理模块所输出的电源不稳定对MCU主控模块造成损害；所述继电器控制模块用于当电池组实时电压输出值小于预设的电压值时隔绝电源输出；所述电压采集模块用于采集外界电源的电压值和电池组状态信号，所述电池组状态信号为电池组充电或放电信号；所述通信模块用于将外界主电源的电压值和电池状态信号传输至工控机所述工控机接收外界电源的电压值和电池组充电或放电信号并传输至MCU主控模块用于当电池组断电时工控机进行数据保存和硬件保护。2.根据权利要求1所述的一种用于工控机的UPS电源,其特征在于，所述MCU主控模块采集电池组的实时输出电压值，利用与预设的电压值进行比较，获得电池组充电或放电信号具体为：当电池组的实时输出电压值小于预设的电压值20％时，MCU主控模块获得电池组充电信号；当电池组的实时输出电压值等于预设的电压值时，MCU主控模块获得电池组放电信号；当电池组的实时输出电压值小于预设的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈虎，宋振伟，李文庆，金孝忠，孙玉忠，邱海东，冯兆冰，王斌，李正燚，孙吉庆，
申请(专利权)人：科德数控股份有限公司，
类型：发明
国别省市：