具有无缝切换能力的不间断电源及不间断供电方法技术

本发明专利技术提供了一种不间断电源，包括法拉电容模块，断电检测模块，蓄电池模块和电源切换模块。法拉电容接收由一个AC‑DC模块提供的直流电压为所述法拉电容模块中的法拉电容充电，并根据直流电压，由法拉电容在所述法拉电容模块的输出端输出第一电压，蓄电池模块具有输入端和输出端，输出端输出一个电池电压。断电检测模块检测直流电压的电压值，当检测结果提示所述直流电压正常时，选择第一电压作为系统电压，并通过系统电压对蓄电池模块充电使蓄电池模块的电压维持在电池电压，当检测结果提示直流电压降至阈值之下时，选择电池电压作为所述系统电压，替换第一电压。

Uninterruptible Power Supply with Seamless Switching Capability and Uninterrupted Power Supply Method

The invention provides an uninterruptible power supply, which comprises a farad capacitor module, a power cut detection module, a storage battery module and a power switch module. The farad capacitor receives a DC voltage supplied by an AC DC module to charge the farad capacitor in the farad capacitor module. According to the DC voltage, the farad capacitor outputs the first voltage at the output end of the farad capacitor module. The battery module has an input and output terminal, and the output terminal outputs a battery voltage. When the test result indicates that the DC voltage is normal, the first voltage is selected as the system voltage, and the battery module voltage is maintained by charging the battery module through the system voltage. When the test result indicates that the DC voltage falls below the threshold, the battery voltage is selected as the system voltage to replace the first one. One voltage.

【技术实现步骤摘要】
具有无缝切换能力的不间断电源及不间断供电方法
本专利技术涉及电源
，具体而言，涉及一种不间断电源和不间断供电方法。
技术介绍
不间断电源(UPS)被广泛应用于各种供电系统中，以避免电路系统在运行时突然断电以及保持电路系统全天候正常工作。目前，通用的直流UPS电源主要分为在线式和后备式。直流在线式UPS电源位于负载和电源之间，作为负载的直接电源，多采用AC-DC-DC变换。然而，对于开关电源来说变换次数越多，能量损耗越大，虽然能够无间隙切换，但存在一定的能量损耗。对于后备式UPS电源来说，只是通过监测到停电，然后触发蓄电池放电，所以这种后备式直流UPS电源在切换时存在一定的延时。在延时期间，负载上的输入电压为零，可能使得设备闪断或工作不正常，导致事故或数据丢失。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有无缝切换能力的高效率不间断电源及不间断供电方法。本专利技术的实施例是这样实现的：本专利技术实施例的一方面，提供了一种不间断电源，包括法拉电容模块，断电检测模块，蓄电池模块和电源切换模块，不间断电源接收一来自外部的直流电压，其中：法拉电容模块具有一个输入端，接收所述直流电压为所述法拉电容模块中的法拉电容充电，并根据所述直流电压，由所述法拉电容在所述法拉电容模块的输出端输出第一电压；所述断电检测模块通过一检测端接收所述直流电压，根据所述直流电压的变化情况，在一信号输出端输出一个断电检测信号，所述断电检测信号提示外部电源是否断电；所述蓄电池模块具有输入端和输出端，所述蓄电池模块的输出端输出一个电池电压；所述电源切换模块具有第一输入端、第二输入端、第三输入端和一个电压输出端，其中所述第一输入端连接到所述法拉电容模块，接收所述第一电压，所述第二输入端连接到所述蓄电池模块的输出端，接收所述电池电压，所述第三输入端连接到所述断电检测模块的所述信号输出端，接收所述断电检测信号，所述电压输出端根据所述第一电压，所述电池电压和所述断电检测信号，输出所述电源电压，供给负载，所述电源电压进一步由所述蓄电池模块的输入端接收。优选的，本专利技术实施例所提供的不间断电源在所述断电检测信号提示来自外部的所述直流电压正常时，所述电源切换模块选择所述第一电压作为所述电源电压，在所述断电检测信号提示来自外部的所述直流电压掉压时，所述电源切换模块选择所述蓄电池电压作为所述电源电压。本实施例的另一方面，提供了一种不间断供电方法，包括：将市电转换为直流电压；通过法拉电容模块，将所述直流电压转换为第一电压；检测所述直流电压的电压值，输出检测结果，当所述检测结果提示所述直流电压正常时，选择所述第一电压作为系统电压，并通过所述系统电压对蓄电池模块充电使蓄电池模块的电压维持在电池电压；以及当所述检测结果提示所述直流电压降至阈值之下时，选择所述电池电压作为所述系统电压，替换所述第一电压。本专利技术实施例的有益效果包括：在整个掉电切换过程中，由法拉电容模块输出的第一电压提供系统电压，使得系统电压不会受到切换响应延迟的影响，实现了无缝切换。同时，在市电正常时，整个不间断电源处于离线状态，蓄电池不接入系统电路进行供电，充电电路也不使能，延长了蓄电池寿命并且提高了系统的效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1示出了依据本专利技术一个实施例的不间断电源系统100的系统框架示意图；图2示出了根据本专利技术一个实施例的法拉电容模块102的电路示意图；图3示出了根据本专利技术一个实施例的断电检测模块103的电路结构示意图；图4示出了根据本专利技术一个实施例中的蓄电池模块104的电路结构示意图；图5示出了根据本专利技术一个实施例的电源切换模块105的电路结构示意图；图6示出了本专利技术一个实施例的AC-DC模块101的电路示意图；图7示出了依据本专利技术另一实施例的一种不间断电源工作的方法700的流程图；具体实施方式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。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。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。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“耦接”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。图1示出了依据本专利技术一个实施例的不间断电源系统100的系统框架示意图。如图1所示，不间断电源系统100接收来自于一交流-直流(AC-DC)电源101的直流电压VDC，AC-DC电源101具有一个交流输入端1011，交流输入端1011接收交流电压VAC。在图示实施例中，交流电压VAC为市电电压220V，在其它实施例中，交流电压VAC也可以根据应用场景选择其它交流电压值。AC-DC电源101还具有一个直流输出1012，输出直流电压VDC。在图示实施例中VDC为15V。具体的，不间断电源系统100包括有：法拉电容模块102，断电检测模块103，蓄电池模块104和电源切换模块105。法拉电容模块102具有一个输入端1021，接收直流电压VDC为法拉电容模块102中的法拉电容充电，并根据直流电压VDC，由内部的法拉电容在输出端1022输出第一电压VCC1。断电检测模块103通过检测端1031连接到AC-DC电源101，接收输出的直流电压VDC，根据VDC的变化情况，在信号输出端1032输出一个断电检测信号Voff，提示外部电源是否断电。蓄电池模块104具有输入端1041和输出端1042，输出端1042输出一个电池电压VBAT。电源切换模块105包括三个输入端和一个电压输出端，第一输入端1051连接到法拉电容模块102，接收第一电压VCC1，第二输入端1052连接到蓄电池本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种不间断电源，包括法拉电容模块，断电检测模块，蓄电池模块和电源切换模块，所述不间断电源接收一来自外部的直流电压，其中：所述法拉电容模块具有一个输入端，接收所述直流电压为所述法拉电容模块中的法拉电容充电，并根据所述直流电压，由所述法拉电容在所述法拉电容模块的输出端输出第一电压；所述断电检测模块通过一检测端接收所述直流电压，根据所述直流电压的变化情况，在一信号输出端输出一个断电检测信号，所述断电检测信号提示外部电源是否断电；所述蓄电池模块具有输入端和输出端，所述蓄电池模块的输出端输出一个电池电压；所述电源切换模块具有第一输入端、第二输入端、第三输入端和一个电压输出端，其中所述第一输入端连接到所述法拉电容模块，接收所述第一电压，所述第二输入端连接到所述蓄电池模块的输出端，接收所述电池电压，所述第三输入端连接到所述断电检测模块的所述信号输出端，接收所述断电检测信号，所述电压输出端根据所述第一电压，所述电池电压和所述断电检测信号，输出所述电源电压，供给负载，所述电源电压进一步由所述蓄电池模块的输入端接收。

【技术特征摘要】
1.一种不间断电源，包括法拉电容模块，断电检测模块，蓄电池模块和电源切换模块，所述不间断电源接收一来自外部的直流电压，其中：所述法拉电容模块具有一个输入端，接收所述直流电压为所述法拉电容模块中的法拉电容充电，并根据所述直流电压，由所述法拉电容在所述法拉电容模块的输出端输出第一电压；所述断电检测模块通过一检测端接收所述直流电压，根据所述直流电压的变化情况，在一信号输出端输出一个断电检测信号，所述断电检测信号提示外部电源是否断电；所述蓄电池模块具有输入端和输出端，所述蓄电池模块的输出端输出一个电池电压；所述电源切换模块具有第一输入端、第二输入端、第三输入端和一个电压输出端，其中所述第一输入端连接到所述法拉电容模块，接收所述第一电压，所述第二输入端连接到所述蓄电池模块的输出端，接收所述电池电压，所述第三输入端连接到所述断电检测模块的所述信号输出端，接收所述断电检测信号，所述电压输出端根据所述第一电压，所述电池电压和所述断电检测信号，输出所述电源电压，供给负载，所述电源电压进一步由所述蓄电池模块的输入端接收。2.如权利要求1所述的不间断电源，其中，在所述断电检测信号提示来自外部的所述直流电压正常时，所述电源切换模块选择所述第一电压作为所述电源电压，在所述断电检测信号提示来自外部的所述直流电压掉压时，所述电源切换模块选择所述蓄电池电压作为所述电源电压。3.如权利要求1所述的不间断电源，其中，所述第一电压，所述蓄电池电压和所述电源电压相等，所述直流电压大于所述第一电压，所述蓄电池电压和所述电源电压。4.如权利要求1所述的不间断电源，其中，所述法拉电容模块包括：输入电阻,一端接收所述直流电压；法拉电容阵列，包括一个或多个法拉电容，具有正极和负极，其中，所述正极耦接到所述输入电阻的另一端，并输出所述第一电压，负极耦接至系统地；法拉电容保护模块，包括一个或多个法拉电容保护电路，每个法拉电容保护电路同所对应保护的法拉电容并联设置。5.如权利要求4所述的不间断电源，其中，所述法拉电容保护电路具有第一输入端，第二输入端，和一个泄放电流输出端，所述法拉电容保护电路的第一输入端耦接对应所保护的法拉电容的电压较高的一端，所述拉法电容保护电路的第二输入端耦接到该法拉电容的电压较低的一端，用以感测当前受保护的法拉电容两端的电压，所述泄放电流输出端通过一个泄流电阻同所述法拉电容保护电路的第二输入端相耦接，当所述法拉电容的两端电压超过预定阈值时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海时，占佳锋，张金伟，马颖婷，郭栗，唐婷婷，张洪波，彭映杰，
申请(专利权)人：成都信息工程大学，
类型：发明
国别省市：四川,51