快速切换的UPS控制信号电路制造技术

本实用新型专利技术提供一种快速切换的UPS控制信号电路，其以基准电压与市电整流信号电压的比较结果来判断市电是否失压，从而生成用于控制UPS市电逆变切换模块进行市电/逆变切换的UPS控制信号，并且为了避免将过零误判为市电失压，将UPS控制信号的每个第一电平段进行封锁，使UPS市电逆变切换模块仅接收到UPS控制信号的第二电平段或者第三电平段，与现有技术相比，大大缩短了切换时延，提高了切换速度，不仅满足大多数应用场景的要求，还可用于医院、消防、高等级实验室等对切换时延和速度要求严苛的场景，避免造成严重事故。避免造成严重事故。避免造成严重事故。

【技术实现步骤摘要】
快速切换的UPS控制信号电路


[0001]本技术属于UPS电源
，尤其涉及一种快速切换的UPS控制信号电路。

技术介绍

[0002]市场上UPS电源主要分为三大类：后备式UPS电源、在线互动式UPS电源和在线式UPS电源。
[0003]如图6所示，后备式UPS电源的工作原理为：在市电正常供电时，市电经净化模块净化后，经切换模块直接向负载供电，电源内逆变器(DC/AC)停止工作，UPS电源相当于净化电源，同时由市电给电池充电；当市电停电时，由电池逆变后经切换模块向负载供电。
[0004]如图7所示，在线互动式UPS电源的工作原理为：在市电正常供电时，市电自动调压，并经净化模块净化后，经切换模块直接向负载供电，电源内逆变器停止工作，UPS电源相当于高性能稳压净化电源，同时由市电给电池充电；当市电停电时，由电池逆变后经切换模块向负载供电。
[0005]如图8所示，在线式UPS电源的工作原理为：在市电正常供电时，连接市电和负载的UPS电源首先将市电交流电源经整流变成直流电源，然后进行脉宽调制、滤波，再将直流电经逆变器重新转换成正弦波交流电源,经切换模块向负载供电；当市电中断时，UPS电源立即不间断改由蓄电池提供的直流电经逆变器逆变后，经切换模块向负载提供正弦波交流电。
[0006]目前，在线式、后备式、在线互动式UPS电源的市电逆变切换方式主要是取正弦波市电的电压平均值(或有效值)与设定值比较，当电压平均值小于设定值时，认为市电失压，控制切换模块动作切换到电池逆变模式。而求取电压平均值(或有效值)，一般需要大于一个周期(>20ms)的时间，最低也需要四分之一个周期(>5ms)，再加上继电器动作时间(>3ms)，因此，从市电失压到切换完成的时延为7
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15ms，有的甚至达20ms以上，这种切换速度对于大多数应用场景能够满足要求，不会造成交流UPS电源因电源切换造成后级负载出现故障，但对于医院、消防、高等级实验室等对电源切换时间要求严苛的应用场所，会造成严重事故。

技术实现思路

[0007]基于此，针对上述技术问题，提供一种快速切换的UPS控制信号电路。
[0008]本技术采用的技术方案如下：
[0009]本技术提供一种快速切换的UPS控制信号电路，包括：
[0010]用于生成UPS控制信号的第一电路模块，其包括用于对市电进行整流并输出整流信号的整流电路单元、用于生成基准电压的基准电压生成电路单元以及用于对所述基准电压与整流信号的电压进行比较输出UPS控制信号的比较器，所述整流电路单元和基准电压生成电路单元与所述比较器的两路输入端连接，所述基准电压为Um/8
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Um/4，Um为所述整流信号的幅值，所述UPS控制信号在市电正常时具有周期性出现的表征整流信号的电压小于
基准电压的第一电平段以及表征整流信号的电压大于基准电压的第二电平段，在市电失压时具有与所述第一电平段的电平相同的第三电平段；
[0011]用于将所述UPS控制信号发送给市电逆变切换模块的模拟开关，所述模拟开关的输入端与所述比较器的输出端连接，该模拟开关的输出端与所述市电逆变切换模块连接；
[0012]用于生成模拟开关控制信号的第二电路模块，所述第二电路模块与所述模拟开关的控制端连接，所述模拟开关控制信号用于控制所述模拟开关在所述UPS控制信号的每个第一电平段期间断开，在其余电平段期间保持导通，以封锁每个第一电平段，使所述市电逆变切换模块仅接收到第二电平段或者第三电平段。
[0013]本技术电路以基准电压与市电整流信号电压的比较结果来判断市电是否失压，从而生成用于控制UPS市电逆变切换模块进行市电/逆变切换的UPS控制信号，并且为了避免将过零误判为市电失压，将UPS控制信号的每个第一电平段进行封锁，使UPS市电逆变切换模块仅接收到UPS控制信号的第二电平段或者第三电平段，与现有技术相比，大大缩短了切换时延，提高了切换速度，不仅满足大多数应用场景的要求，还可用于医院、消防、高等级实验室等对切换时延和速度要求严苛的场景，避免造成严重事故。
附图说明
[0014]下面结合附图和具体实施方式对本技术进行详细说明：
[0015]图1为本技术的结构示意图；
[0016]图2为市电的波形示意图；
[0017]图3为本技术的整流信号的波形示意图；
[0018]图4为本技术的UPS控制信号的波形示意图；
[0019]图5本技术电路中各点的波形示意图；
[0020]图6为后备式UPS电源的工作原理图；
[0021]图7为在线互动式UPS电源的工作原理图；
[0022]图8为在线式UPS电源的工作原理图。
具体实施方式
[0023]以下将结合说明书附图对本技术的实施方式予以说明。需要说明的是，本说明书中所涉及的实施方式不是穷尽的，不代表本技术的唯一实施方式。以下相应的实施例只是为了清楚的说明本技术专利的
技术实现思路
，并非对其实施方式的限定。对于该领域的普通技术人员来说，在该实施例说明的基础上还可以做出不同形式的变化和改动，凡是属于本技术的技术构思和
技术实现思路
并且显而易见的变化或变动也在本技术的保护范围之内。
[0024]如图1所示，本技术实施例提供一种快速切换的UPS控制信号电路，包括第一电路模块11、模拟开关12、第二电路模块13以及为各模块供电的第三电路模块14。
[0025]第一电路模块11用于生成UPS控制信号，其包括整流电路单元、基准电压生成电路单元以及比较器，整流电路单元用于对市电进行整流，并输出整流信号，基准电压生成电路单元用于生成基准电压，比较器用于对基准电压与整流信号的电压进行比较，输出UPS控制信号，基准电压为Um/8
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Um/4，Um为整流信号的幅值。
[0026]整流电路单元和基准电压生成电路单元与比较器的两路输入端连接。
[0027]如图2所示，市电为交流正弦波，经过整流后的波形参见图3，比较器输出的UPS控制信号在市电正常时具有周期性出现的表征整流信号的电压小于基准电压的第一电平段U1以及表征整流信号的电压大于基准电压的第二电平段U2，在市电失压时具有与第一电平段U1的电平相同的第三电平段U3。
[0028]本实施例中，基准电压生成电路单元与比较器的正相输入端连接，整流电路单元与比较器的反相输入端连接，整流信号的电压大于基准电压时，比较器输出低电平，整流信号的电压小于基准电压时，比较器输出高电平。
[0029]以取值为Um/4的基准电压为例，在市电正常时，UPS控制信号的波形参见图4，从中可以看出，当整流信号高于基准电压时表现为低电平段(第二电平段U2)，在低于基准电压(以下简称过零)时表现为高电平段(第一电平段U1)，低电平段和高电平段随整流信号周期性地出现，T为市电正弦波周期(20m本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快速切换的UPS控制信号电路，其特征在于，包括：用于生成UPS控制信号的第一电路模块，其包括用于对市电进行整流并输出整流信号的整流电路单元、用于生成基准电压的基准电压生成电路单元以及用于对所述基准电压与整流信号的电压进行比较输出UPS控制信号的比较器,所述整流电路单元和基准电压生成电路单元与所述比较器的两路输入端连接，所述基准电压为Um/8
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Um/4，Um为所述整流信号的幅值，所述UPS控制信号在市电正常时具有周期性出现的表征整流信号的电压小于基准电压的第一电平段以及表征整流信号的电压大于基准电压的第二电平段，在市电失压时具有与所述第一电平段的电平相同的第三电平段；用于将所述UPS控制信号发送给市电逆变切换模块的模拟开关，所述模拟开关的输入端与所述比较器的输出端连接，该模拟开关的输出端与所述市电逆变切换模块连接；用于生成模拟开关控制信号的第二电路模块，所述第二电路模块与所述模拟开关的控制端连接，所述模拟开关控制信号用于控制所述模拟开关在所述UPS控制信号的每个第一电平段期间断开，在其余电平段期间保持导通，以封锁每个第一电平段，使所述市电逆变切换模块仅接收到第二电平段或者第三电平段。2.根据权利要求1所述的一种快速切换的UPS控制信号电路，其特征在于，所述整流电路单元包括整流桥Z1、电阻RZ1、电阻RZ2、电阻RZ3以及电阻RZ4，所述整流桥Z1的两个输入端子分别经所述电阻RZ1和电阻RZ2接入市电，两个输出端子分别经所述电阻RZ3和电阻RZ4连接所述比较器的反相输入端。3.根据权利要求2所述的一种快速切换的UPS控制信号电路，其特征在于，所述基准电压生成电路单元包括整流桥Z2、电阻RZ7、电阻RZ8、电阻RZ9、电阻RZ10以及电阻RZ11，所述整流桥Z2的两个输入端子分别经所述电阻RZ7和电阻RZ8接入市电，两个输出端子分别连接所述电阻RZ9和电阻RZ10的一端，所述电阻RZ9和电阻RZ10的另一端经所述电阻RZ11连接所述比较器的正相输入端。4.根据权利要求3所述的一种快速切换的UPS控制信号电路，其特征在于，所述基准电压生成电路单元还包括电阻RZ13、电阻RZ14、电...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘中杰，卜海滨，庞现泽，匡欣欣，张建设，
申请(专利权)人：上海山源电子科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：