不间断电源的交直流隔离控制方法及电路技术

本发明专利技术涉及电源技术领域，尤其涉及不间断电源的交直流隔离技术领域。本发明专利技术的不间断电源的交直流隔离控制方法，该方法是：在交流输入通道和直流输入通道及输入ＤＣ／ＡＣ逆变电路模块前的总通道中接入一个电子开关元件，所述的电子开关元件均由交直流检测控制电路控制其导通与否。本发明专利技术的不间断电源的交直流隔离控制电路是：上述的３个电子开关元件的控制极连接于ＭＣＵ控制器的输出端口的驱动控制电路；所述的交流输入通道连接一交流检波网络电路的交流电的电压幅值采集单元和交流电的频率采集单元，所述的直流输入通道连接一直流检波网络电路的直流电的电压幅值采集单元，再输入至ＭＣＵ控制器的检测端口。

AC DC isolation control method and circuit for uninterrupted power supply

The invention relates to the technical field of power supply, in particular to the technical field of AC and DC isolation of an uninterrupted power supply. AC and DC uninterruptible power supply isolation control method of the invention, the method is: the total channel AC input channel and DC input channels and input DC / AC inverter module in the access to an electronic switch element, electronic switch element by the DC detection control circuit to control the conduction and No. Uninterruptible power supply of the invention of the AC / DC isolation control circuit is: the drive control circuit output port control 3 electronic switch element of the MCU controller is connected with the acquisition unit; frequency AC input channel connected with a communication network detection circuit of AC voltage acquisition unit and AC, DC input the channel is connected with the current detection circuit has network DC voltage acquisition unit, then detecting port input to the MCU controller.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电源
，尤其涉及不间断电源的交直流隔离

技术介绍
在电厂、变电站的110V/220V直流系统以及通讯机房的48V直流系统都严格要求 交流输入与直流端实现电气隔离，以确保供电安全。传统的不间断电源(UPS)的交流与直 流隔离方法都是一般是采用交流加隔离变压器和直流的DC/DC隔离变换。采用交流加隔离 变压器技术就是利用交流变压器的磁电场实现交流电的隔离，直流的DC/DC变换器模块实 现直流电动隔离。这种不间断电源(UPS)的交流与直流隔离方式虽然可以很好的实现交流 输入与直流端的电气隔离，但是需要消耗较多的硬件资源，其控制电路复杂，增加了不间断 电源硬件生产成本，并且电子元件体积庞大、成本非常高、运输不方便，功率在3 10KW的 性价比差。另外，隔离变压器元件的使用寿命有限，长期使用后可能由于磁泄漏导致隔离不 完全的现象。
技术实现思路
因此，针对上述问题，本专利技术提出一种利用继电器互相投切的控制方法实现的不 间断电源的交直流隔离控制，是对其电气直接进行物理空间隔离，是一种相比已有隔离技 术而言，更加简单可靠的不间断电源的交直流隔离控制方法及电路。 本专利技术的技术方案是 本专利技术的不间断电源的交直流隔离控制方法，应用于交流输入通道与直流输入通 道的双通道输入逆变电路的不间断电源的电气隔离，该方法是 在交流输入通道(101)和直流输入通道(102)及输入DC/AC逆变电路模 块(107)前的总通道中接入一个电子开关元件(108\109\110)，所述的电子开关元件 (108\109\110)均由交直流检测控制电路(105)控制其导通与否； 所述交直流检测控制电路(105)的控制步骤是当交流输入通道(101)的交流正 常时，交流的电子开关元件(109)闭合，同时断开直流的电子开关元件(108);当交流输入 通道(101)的交流异常，且直流输入通道(102)的直流正常时，交流的电子开关元件(109) 断开，同时闭合直流的电子开关元件(108);且交流输入通道(101)的控制级别优先于直流 输入通道(102)的控制级别；当交流输入通道(101)的交流异常且直流输入通道(102)的 直流异常时，交流的电子开关元件(109)和直流的电子开关元件(108)均断开；缓冲的电子 开关元件(110) —直闭合，只有在交流的电子开关元件(109)和直流的电子开关元件(108) 的切换过程中所述的缓冲的电子开关元件(110)断开一定延时时序后再恢复闭合； 所述的交流输入通道(101)的交流正常是指通过检波网络电路检测到交流电的 幅值和频率满足设计指标要求，若交流电的频率、电压幅值的任一种出现不满足设计指标 要求则交流异常；直流输入通道(102)的直流正常是指通过检波网络电路检测到直流的电 压幅值满足设计指标要求，若直流的电压幅值不满足设计指标要求则直流异常。5 进一步的，所述的直流的电子开关元件(108)是直流继电器，所述的交流的电子开关元件(109)是交流继电器，所述的缓冲的电子开关元件(110)是直流继电器。 进一步的，所述的直流继电器可以替代为接触器，所述的交流继电器可以替代为接触器，所述的直流缓冲继电器可以替代为接触器或者IGBT模块。 所述的交直流检测控制电路(105)的控制步骤进一步是 步骤201 :MCU初始化；进入 步骤202 :直流和交流状态检测；进入 步骤203 :判断交流是否正常； 如果是，进入步骤206; 如果否，进入 步骤204 :判断交流电子开关元件是否断开； 如果是，进入步骤207; 如果否，进入 步骤205 :交流电子开关元件断开；进入步骤207 ; 步骤206 :判断交流电子开关元件是否已经闭合； 如果是，进入步骤219; 如果否，进入步骤209; 步骤207 :判断是否直流正常； 如果是，进入步骤214; 如果否，进入 步骤208 :直流电子开关元件断开；进入步骤219 ; 步骤209 :判断直流电子开关元件是否已经闭合； 如果否，进入步骤211; 如果是，进入 步骤210 :直流电子开关元件断开；进入 步骤211 :缓冲电子开关元件断开；进入 步骤212 :死区延时2ms ;进入 步骤213 :交流电子开关元件闭合；进入步骤217 ; 步骤214 :缓冲电子开关元件断开；进入 步骤215 :死区延时2ms ;进入 步骤216 :直流电子开关元件闭合；进入 步骤217 :输出缓冲延时30ms ;进入 步骤218 :缓冲电子开关元件闭合；进入 步骤219:结束。 本专利技术的不间断电源的交直流隔离控制电路，应用于交流输入通道与直流输入通 道的双通道输入逆变电路的不间断电源的电气隔离，采用上述的控制方法，该电路是交流 输入通道(101)和直流输入通道(102)及输入DC/AC逆变电路模块(107)前的总通道中接 入一个电子开关元件(108\109\110)，所述的电子开关元件(108\109\110)的控制极连接 于MCU控制器的输出端口的驱动控制电路；所述的交流输入通道(101)通过一耦合变压器6(Tl)后，连接一交流检波网络电路的交流电的电压幅值采集单元和交流电的频率采集单 元，再输入至MCU控制器的检测端口 ；所述的直流输入通道(102)通过一直流检波网络电路 的直流电的电压幅值采集单元，再输入至MCU控制器的检测端口 。 进一步的，所述的MCU控制器的输出端口的驱动控制电路是MCU控制器的其输出 端口串联一非门器(IC3A)和电阻(R6)后连接于三极管(Q2)的基极，三极管(Q2)的集电 极连接于电子开关元件的控制极至高电平，三极管(Q2)的发射极连接于地。 进一步的，所述的交流检波网络电路的交流电的电压幅值采集单元和直流检波网 络电路的直流电的电压幅值采集单元均是T型RC滤波的电压采集单元电路。所述的交流 检波网络电路的交流电的频率采集单元是由一三极管(Ql)的基极端串接于RC充放电单元 (C1、R1、VR1、C2)，集电极和发射极并接一波形输出电容(C3)构成的频率采集单元电路。 进一步的，所述的交流输入通道(101)和直流输入通道(102)连接一辅助工作 电源电路为所述的交直流隔离控制电路供电，所述的辅助工作电源电路是交流输入通道 (101)连接一整流桥(REC1)及滤波电容(C20)及直流输入通道(102)均串接一扼流线圈 (CHOKEl)后，连接一由UC3845芯片(IC4)及其外围的电阻、电容、二极管、电子开关管及变 压器元件构成的典型反激式开关电源单元电路。 进一步的，所述的MCU控制器是PIC单片机芯片16F690(IC2)。 本专利技术采用如上技术方案，具有以下有益效果a.已有技术中整机效率为93%(隔离环节)X92X (逆变环节)=85%，而本专利技术的隔离技术少一级电能变换，减少了一级隔离损耗，从而使整机效率提高了约7%，而且在空载损耗也大大减小，满足国家倡导的节能减排；b.在整机1 10KW功率段其性价比最高，其控制电路简单、元件体积小、重量轻、成本低，是一款节能、绿色、环保的产品；c.由于在交直流检测板增加了交流异常判断，能有效防止由于输入电压过高造成的变压器饱和、滤波电容击穿等问题，因此其可靠性较采用交流隔离变压器技术方案更高；d本文档来自技高网...

【技术保护点】
不间断电源的交直流隔离控制方法，应用于交流输入通道与直流输入通道的双通道输入逆变电路的不间断电源的电气隔离，其特征是：　　　　在交流输入通道（１０１）和直流输入通道（１０２）及输入ＤＣ／ＡＣ逆变电路模块（１０７）前的总通道中接入一个电子开关元件（１０８＼１０９＼１１０），所述的电子开关元件（１０８＼１０９＼１１０）均由交直流检测控制电路（１０５）控制其导通与否；所述交直流检测控制电路（１０５）的控制步骤是：当交流输入通道（１０１）的交流正常时，交流的电子开关元件（１０９）闭合，同时断开直流的电子开关元件（１０８）；当交流输入通道（１０１）的交流异常，且直流输入通道（１０２）的直流正常时，交流的电子开关元件（１０９）断开，同时闭合直流的电子开关元件（１０８）；且交流输入通道（１０１）的控制级别优先于直流输入通道（１０２）的控制级别；当交流输入通道（１０１）的交流异常且直流输入通道（１０２）的直流异常时，交流的电子开关元件（１０９）和直流的电子开关元件（１０８）均断开；缓冲的电子开关元件（１１０）一直闭合，只有在交流的电子开关元件（１０９）和直流的电子开关元件（１０８）的切换过程中所述的缓冲的电子开关元件（１１０）断开一定延时时序后再恢复闭合；　　　　所述的交流输入通道（１０１）的交流正常是指通过检波网络电路检测到交流电的幅值和频率满足设计指标要求，若交流电的频率、电压幅值的任一种出现不满足设计指标要求则交流异常；直流输入通道（１０２）的直流正常是指通过检波网络电路检测到直流的电压幅值满足设计指标要求，若直流的电压幅值不满足设计指标要求则直流异常。...

【技术特征摘要】
不间断电源的交直流隔离控制方法，应用于交流输入通道与直流输入通道的双通道输入逆变电路的不间断电源的电气隔离，其特征是在交流输入通道(101)和直流输入通道(102)及输入DC/AC逆变电路模块(107)前的总通道中接入一个电子开关元件(108\109\110)，所述的电子开关元件(108\109\110)均由交直流检测控制电路(105)控制其导通与否；所述交直流检测控制电路(105)的控制步骤是当交流输入通道(101)的交流正常时，交流的电子开关元件(109)闭合，同时断开直流的电子开关元件(108)；当交流输入通道(101)的交流异常，且直流输入通道(102)的直流正常时，交流的电子开关元件(109)断开，同时闭合直流的电子开关元件(108)；且交流输入通道(101)的控制级别优先于直流输入通道(102)的控制级别；当交流输入通道(101)的交流异常且直流输入通道(102)的直流异常时，交流的电子开关元件(109)和直流的电子开关元件(108)均断开；缓冲的电子开关元件(110)一直闭合，只有在交流的电子开关元件(109)和直流的电子开关元件(108)的切换过程中所述的缓冲的电子开关元件(110)断开一定延时时序后再恢复闭合；所述的交流输入通道(101)的交流正常是指通过检波网络电路检测到交流电的幅值和频率满足设计指标要求，若交流电的频率、电压幅值的任一种出现不满足设计指标要求则交流异常；直流输入通道(102)的直流正常是指通过检波网络电路检测到直流的电压幅值满足设计指标要求，若直流的电压幅值不满足设计指标要求则直流异常。2. 根据权利要求1所述的不间断电源的交直流隔离控制方法，其特征是所述的直流 的电子开关元件(108)是直流继电器，所述的交流的电子开关元件(109)是交流继电器，所 述的缓冲的电子开关元件(110)是直流继电器。3. 根据权利要求2所述的不间断电源的交直流隔离控制方法，其特征是所述的直流 继电器可以替代为接触器，所述的交流继电器可以替代为接触器，所述的直流缓冲继电器 可以替代为接触器或者IGBT模块。4. 根据权利要求1所述的不间断电源的交直流隔离控制方法，其特征是所述的交直流检测控制电路(105)的控制步骤进一步是 步骤201 :MCU初始化；进入 步骤202 :直流和交流状态检测；进入 步骤203 :判断交流是否正常； 如果是，进入步骤206 ; 如果否，进入步骤204 :判断交流电子开关元件是否断开；如果是，进入步骤207 ;如果否，进入步骤205 :交流电子开关元件断开；进入步骤207 ;步骤206 :判断交流电子开关元件是否已经闭合；如果是，进入步骤219 ;如果否，进入步骤209 ;步骤207 :判断是否直流正常；如果是，进入步骤214 ;如果否，进入步骤208 :直流电子开关元件断开；进入步骤219 ; 步骤209 :判断直流电子开关元件是否已经闭合； 如...

【专利技术属性】
技术研发人员：巫良生，陈文全，林火土，林东权，
申请(专利权)人：厦门普罗太克科技有限公司，
类型：发明
国别省市：92[中国|厦门]