一种EPS系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种EPS系统，包括：第一控制器、第二控制器、电池、双向变换器、电池检测单元、电网检测单元、切换开关、强启动开关；第一控制器根据电网检测单元以及强启动开关的信号控制系统的供电模式，切换开关用于根据系统的供电模式与电网保持连接或者与电网断开；第二控制器用于根据控制系统的供电模式控制双向变换器进入逆变模式以给供电设备供电或者进入整流模式以给电池充电。本实用新型专利技术摒弃了充电器和逆变器的独立结构，采用双向变换器，减小了系统成本和体积；以两个独立的控制器协调控制替代之前的一个控制器的集中控制，可采用较便宜的芯片，且第一控制器可以和各种功率段的第二控制器配合。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力领域，尤其涉及一种EPS系统。
技术介绍
EPS应急电源主要应用在各类建筑的工作供电和消防供电、医院安全供电；高速公路、隧道、地铁、轻轨、民用机场的供电、电力系统的供电、各类不能断电的生产、实验设备的供电，是一种能向负载设备提供纯净正弦波的高质量供电电源。目前市场上EPS应急电源集逆变器、充电器及控制器于一体，这种系统架构的特点是含有独立的充电器部分，充电器占用系统一定的成本和体积以及效率损耗等，同时增加了故障概率。此外，通常该充电器容量较小(通常20％左右)，所以电池充电时间较长。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种EPS系统。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种EPS系统，包括：第一控制器、第二控制器、电池、用于在逆变模式下将电池的直流电转换为交流电输出或者在整流模式下将市电转换为直流电的双向变换器、电池检测单元、电网检测单元、切换开关、强启动开关；所述切换开关分别与输入市电
的电网、输出交流电的供电设备、双向变换器、第一控制器连接，所述电池检测单元分别与第一控制器、第二控制器、电池连接，所述第二控制器、电网检测单元、强启动开关分别连接所述第一控制器，所述双向变换器还分别与电池、第二控制器连接；其中，所述第一控制器用于根据电网检测单元以及强启动开关的信号控制系统的供电模式，所述切换开关用于根据系统的供电模式与电网保持连接或者与电网断开；所述第二控制器用于根据系统的供电模式控制双向变换器进入逆变模式以给供电设备供电或者进入整流模式以给所述电池充电。在本技术所述的EPS系统中，还包括与切换开关的输出交流电的一端连接的支路检测电路。在本技术所述的EPS系统中，所述双向变换器采用三相或者单相的功率变换单元。在本技术所述的EPS系统中，所述第二控制器为PI控制器或者电压电流控制器。在本技术所述的EPS系统中，第一控制器、第二控制器之间采用有线通讯连接或者无线通讯连接。实施本技术的EPS系统，具有以下有益效果：本技术摒弃了充电器和逆变器的独立结构，采用双向变换器，减小了系统成本和体积；并以两个独立的控制器协调控制替代之前的一个控制器的集中控制，第一控制器用于确定供电模式以及控制切换开关的动作，第二控制器用于控制双向变换器完成供电模式的切换，双控制器模式可以采用较便宜常见的芯片做控制器，而且相对来说较灵活，第一控制器可以和各种功率段的第二控制器配合，实现不同功率段的EPS。附图说明下面将结合附图及实施例对本技术作进一步说明，附图中：图1是本技术EPS系统的结构示意图。具体实施方式本技术的EPS系统，具有主电源供电和应急供电两种供电模式，结构上包括：第一控制器1、第二控制器2、电池3、双向变换器4、电池检测单元5、电网检测单元6、切换开关7、强启动开关8。一般还包括与切换开关7的输出交流电的一端连接的支路检测电路，支路检测电路为现有技术，此处不再赘述。第一控制器1、第二控制器2、电池3、双向变换器4、电池检测单元5、用于检测电网中的市电信号的电网检测单元6、切换开关7、强启动开关8；所述切换开关7分别与输入市电的电网、输出交流电的供电设备、双向变换器4、第一控制器1连接，所述电池检测单元5分别与第一控制器1、第二控制器2、电池3连接，所述第二控制器2、电网检测单元6、强启动开关8分别连接所述第一控制器1，所述双向变换器4还分别与电池3、第二控制器2连接。具体的：电网检测单元6，用于与电网连接，检测电网中的市电信号，市电信号包括电网的市电幅值、频率和相角信息；电池检测单元5，用于检测电池3的电池信号，并将电池信号发送给第一控制器1、第二控制器2；所述电池信号包括电池电压。强启动开关8，包括启动状态和恢复状态；第一控制器1，用于根据所述市电信号以及强启动开关8的状态控制EPS系统进入相应的供电模式；第一控制器1还根据所述电池信号判断电池连接状态是否正常并通知第二控制器2。双向变换器4，用于在逆变模式下将电池3的直流电转换为交流电输出，或者在整流模式下将市电转换为直流电。第二控制器2，用于从第一控制器1获知EPS系统的供电模式，并根据所述电池信号，在应急供电模式下控制双向变换器4进入逆变模式以给供电设备供电，在主电源供电模式下控制双向变换器4进入整流模式并给所述电池3充电；所述切换开关7，与输入市电的电网、输出交流电的供电设备、双向变换器4、第一控制器1连接，用于从第一控制器1获知系统的供电模式，在主电源供电模式下与电网保持连接，在应急供电模式下与电网断开。可以理解的是，切换开关7可以是开关元件或者控制电路，当直接选用开关元件时，一般是第一控制器1直接发送触发信号控制切换开关7的动作。也就说，本技术利用双向变换器4既可以在应急供电模式下作为逆变器实现应急供电，又可以在主电源供电模式下作为充电器给电池充电，摒弃了充电器和逆变器的独立结构，采用双向变换器，减小了系统成本和体积；并以两个独立的控制器协调控制替代之前的一个控制器的集中控制，具体的，利用第一控制器确定系统的供电模式以及控制切换开关的动作，利用第二控制器控制双向变换器完成两种供电模式的切换，双控制器模式可以采用较便宜常见的芯片做控制器，而且相对来说较灵活，第一控制器可以和各种功率段的第二控制器配合，实现不同功率段的EPS。可以理解的是，本技术还可以进行拓展，将第二控制器拓展为多个，实现EPS功率上的并联冗余。需要明确的是，本技术中双向变换器4可以是三相的也可以是单相的功率变换单元，双向变换器4的物理开关可以是任何功率变换器器件。双向变换器4的第二控制器2可以是传统PI控制器，也可以是其他形式的电压电流控制器，这些都属于本技术的方案的变形；两个控制器之间的通讯联系，可以是有线信号或者是无线信号，双向控制器之间还可以通过中介建立联系，这些均在本技术方案的变形范围内。优选的，本技术中所述第一控制器1和第二控制器2之间采用定时发送与消息通知相结合的通信机制，该通信机制可以保障数据的可靠通信。本技术的工作原理如下：一方面，电网检测单元6实时检测电网中的市电信号并发送至第一控制器1，电池检测单元5实时检测电池3的电池信号并发送给第二控制器2；电池检测单元5还可以将实时检测的电池信号发送给第一控制器1；另一方面，第一控制器1根据所述市电信号以及强启动开关8的状态控制EPS系统进入相应的供电模式，并将供电模式通知切换开关7和第二控制器2；第一控制器1还根据所述电池信号判断电池连接状态是否正常并通知第二控制器2；第一控制器1在确定供电模式后，一方面控制切换开关7的动作，所述切换开关7在主电源供电模式下闭合以与电网连接，在应急供电模式下断开以与电网断开；另一方面，第二控制器2在电池连接状态正常时，根据所述电池信号，在应急供电模式下控制双向变换器4进入逆变模式以给供电设备供电，在主电源供电模式下控制双向变换器4进入整流模式并给所述电池3充电。其中，进入应急供电模式的原因有两种，第一种是强启动开关8为启动状
态，即用户强制性的打开了强启动开关8，人为触发进入应急供电模式，第二种是市电信号不正常，例如电网掉电。而且本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种EPS系统，其特征在于，包括：第一控制器(1)、第二控制器(2)、电池(3)、用于在逆变模式下将电池(3)的直流电转换为交流电输出或者在整流模式下将市电转换为直流电的双向变换器(4)、电池检测单元(5)、电网检测单元(6)、切换开关(7)、强启动开关(8)；所述切换开关(7)分别与输入市电的电网、输出交流电的供电设备、双向变换器(4)、第一控制器(1)连接，所述电池检测单元(5)分别与第一控制器(1)、第二控制器(2)、电池(3)连接，所述第二控制器(2)、电网检测单元(6)、强启动开关(8)分别连接所述第一控制器(1)，所述双向变换器(4)还分别与电池(3)、第二控制器(2)连接；其中，所述第一控制器(1)用于根据电网检测单元(6)以及强启动开关(8)的信号控制系统的供电模式，所述切换开关(7)用于根据系统的供电模式与电网保持连接或者与电网断开；所述第二控制器(2)用于根据系统的供电模式控制双向变换器(4)进入逆变模式以给供电设备供电或者进入整流模式以给所述电池(3)充电。

【技术特征摘要】
1.一种EPS系统，其特征在于，包括：第一控制器(1)、第二控制器(2)、电池(3)、用于在逆变模式下将电池(3)的直流电转换为交流电输出或者在整流模式下将市电转换为直流电的双向变换器(4)、电池检测单元(5)、电网检测单元(6)、切换开关(7)、强启动开关(8)；所述切换开关(7)分别与输入市电的电网、输出交流电的供电设备、双向变换器(4)、第一控制器(1)连接，所述电池检测单元(5)分别与第一控制器(1)、第二控制器(2)、电池(3)连接，所述第二控制器(2)、电网检测单元(6)、强启动开关(8)分别连接所述第一控制器(1)，所述双向变换器(4)还分别与电池(3)、第二控制器(2)连接；其中，所述第一控制器(1)用于根据电网检测单元(6)以及强启动开关(8...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖顿，范小波，刘立刚，姚福林，
申请(专利权)人：深圳市盛弘电气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44