本实用新型专利技术属于UPS电源技术领域，提出了一种自带多种保护功能的分励脱扣驱动电路，包括分励脱扣器，分励脱扣器包括脱扣线圈和断路器，断路器接入蓄电池回路中，还包括励磁电源电路，为脱扣线圈提供电源，还包括逻辑保护驱动电路，逻辑保护驱动电路包括依次连接的第一采样电路、第二采样电路、第一比较器电路和第二比较器电路，第一采样电路和第二采样电路均与蓄电池电压连接，而第二比较器电路的输出端则用于控制脱扣线圈与励磁电源电路的通断，通过上述技术方案，解决了现有技术中UPS电源发生故障时，不能及时切断蓄电池回路的问题。
A shunt trip driving circuit with multiple protection functions
【技术实现步骤摘要】
一种自带多种保护功能的分励脱扣驱动电路
本技术属于UPS电源
，涉及一种自带多种保护功能的分励脱扣驱动电路。
技术介绍
蓄电池是UPS电源的重要组成部分，UPS电源多半的故障是由蓄电池引发的，尤其是发生蓄电池组电气短路，若不能及时切断回路，极易造成故障蔓延，对负载和机房里其他设备甚至值守人员带来致命的危害。蓄电池回路都要求配备上合适的断路器，就是利用断路器自身的热磁脱扣来进行短路和过载保护，另外考虑到蓄电池对UPS电源的重要性和协同性，越来越多的数据机房都要求UPS电源用的蓄电池组必须配备受UPS电源控制的断路器来执行切断保护。由于模块化UPS电源支持全模块热插拔，绝大部分都采用分励脱扣断路器，即其脱扣条件并非依赖于断路器自身装置检测故障来跳闸，而是受外部指令控制。如此一来，UPS就可以根据自身运行的工况以及借助外围监测设备得来的数据综合来对电池进行及时地切断保护。当UPS电源工作在蓄电池模式时，蓄电池电压会随着蓄电池电量的损耗逐步降低，如果蓄电池电压过低仍然继续放电将直接损坏蓄电池，类似地，当UPS电源工作在充电模式时，如果充电电压过高，也会导致蓄电池严重失水而报废。因此只要UPS电源检测到蓄电池电压低于或者高于设置的安全阈值，即下发脱扣指令执行切断保护。然而这种关键的保护功能仅仅依靠UPS电源单一的控制，显然不保险，一旦来自UPS电源侧的控制信号异常或“失联”，当发生过欠压故障的时候，该保护装置将形同虚设。
技术实现思路
本技术提出一种自带多种保护功能的分励脱扣驱动电路，解决了现有技术中UPS电源发生故障时，不能及时切断蓄电池回路的问题。本技术的技术方案是这样实现的：包括分励脱扣器，包括脱扣线圈和断路器，所述断路器接入蓄电池回路中，励磁电源电路，为脱扣线圈提供电源，逻辑保护驱动电路，包括依次连接的第一采样电路、第二采样电路、第一比较器电路和第二比较器电路，所述第一采样电路和第二采样电路均与蓄电池电压连接，所述第二比较器电路的输出端用于控制所述脱扣线圈与所述励磁电源电路的通断。进一步，所述第一比较器电路和所述第二比较器电路选用的芯片型号均为TL431。进一步，所述第一采样电路和所述第二采样电路均采用电阻分压电路，所述电阻分压电路包括若干个串联的分压电阻，若干个所述分压电阻与采样电阻串联，所述采样电阻两端与TL431的输入端连接。进一步，所述分压电阻的两端分别并联有短路开关。进一步，所述第二比较器电路和所述脱扣线圈之间通过逻辑功能电路连接，所述逻辑功能电路包括依次连接的第一开关管电路和第二开关管电路，所述第一开关管电路与所述第二比较器电路连接，所述第二开关管电路与所述脱扣线圈连接。进一步，还包括光耦隔离电路，所述光耦隔离电路的输入端用于接入外部控制信号，所述光耦隔离电路的集电极输出端与比较电路的输入端连接，所述比较电路的输入端还与所述第一开关管电路的漏极连接，所述比较电路的输出端与所述第二开关管电路的栅极连接。进一步，所述光耦隔离电路为若干个，若干个所述光耦隔离电路的集电极输出端并联。进一步，所述励磁电源电路采用单端反激开关电源电路，所述励磁电源电路的输入端与所述蓄电池电压连接，所述励磁电源电路的输出端与所述脱扣线圈的两端连接。进一步，所述单端反激开关电源电路包括变压器，所述变压器的副边为单绕组输出或两个绕组串联输出。进一步，所述励磁电源电路的输入端并联有输入滤波电容，励磁电源电路的输出端并联有输出滤波电容，所述输入滤波电容为数十微法级别，所述输出滤波电容为数法级别。本技术的工作原理为：本技术中第一采样电路用于采样蓄电池电压，并送入第一比较器电路，当蓄电池电压超过设定高压阈值时，第一比较器电路输出置低、进而第二比较器输出置高，脱扣线圈与励磁电源电路接通，脱扣线圈得电，断路器执行分励脱扣，将蓄电池回路切断，避免电池长期充电电压过高而损坏。本技术中第二采样电路用于采样蓄电池电压，并送入第二比较器电路，当蓄电池电压低于设定低压阈值时，第二比较器输出置高，脱扣线圈与所述励磁电源电路接通，脱扣线圈得电，断路器执行分励脱扣，将蓄电池回路切断，避免电池电压过低仍然继续放电而损坏。具体工作过程分析如下：如图2所示，采样电阻RH两端的电压为：VRH＝VIN*RH/(RH1+RH2+...+RHn+RH)VRH送入第一比较器电路，与TL431内部的基准电压UREF比较，当RH两端的电压VRH>UREF，即VIN＞UREF*(RH1+RH2+...+RHn+RH)/RH时，U1导通，U2截止，Q1导通，U3截止，Q2导通，脱扣线圈得电，断路器执行分励脱扣，将蓄电池回路切断。同理，当RL两端的电压<UREF，即VIN＜UREF*(RL1+RL2+...+RLn+RL)/RL时，U1截止，U2截止，Q1导通，U3截止，Q2导通，脱扣线圈得电，断路器执行分励脱扣，将蓄电池回路切断。本技术的有益效果为：1、本技术中第一采样电路用于采样蓄电池电压，并送入第一比较器电路，当蓄电池电压超过设定高压保护阈值时，第一比较器电路输出置低、进而第二比较器输出置高，脱扣线圈与所述励磁电源电路接通，脱扣线圈得电，断路器执行分励脱扣，将蓄电池回路切断，避免电池长期充电电压过高而损坏。本技术中第二采样电路用于采样蓄电池电压，并送入第二比较器电路，当蓄电池电压低于设定低压保护阈值时，第二比较器输出置高，脱扣线圈与励磁电源电路接通，脱扣线圈得电，断路器执行分励脱扣，将蓄电池回路切断，避免电池电压过低仍然继续放电而损坏。本技术从硬件电路上增加了蓄电池过欠压保护电路，当UPS电源侧的控制信号异常或者“失联”时，能够迅速执行分励脱扣器切断保护，对蓄电池乃至整个UPS电源起到很好的保护作用。2、本技术中电源电路均为高压电路(电压大于200Vdc)，第一比较器电路和第二比较器电路均采用芯片TL431，TL431内部自带电压基准UREF，因此无需额外提供低压电源，从而有利于简化电路结构。3、本技术中第一采样电路和第二采样电路均采用串联电阻分压电路，通过对分压采样电阻阻值调整，即可实现对蓄电池电压保护值的调整，可根据实际需要确定蓄电池电压的保护值，提高了本技术的通用性；分压电阻的两端分别并联有短路开关，通过调节各个短路开关的通断，控制各个分压电阻的接入，实现分压电阻阻值的调节，从而实现蓄电池电压保护值的方便调节，方便实现不同节数蓄电池电压保护值的灵活调整。4、本技术中第二比较器电路的输出，经第一开关管电路和第二开关管电路组成的逻辑功能电路处理后，控制脱扣线圈的通断电，以达到控制断路器通断的目标。5、如图2所示，本技术驱动电路不仅能实现蓄电池过欠压的自我保护，还可以同时接受来自UPS电源外的保护信号。例如，发生火灾时，消防系统只需下发报警信号，报警信号接入本技术驱动电路中本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种自带多种保护功能的分励脱扣驱动电路，用于对蓄电池进行保护，其特征在于：包括/n分励脱扣器，包括脱扣线圈(1)和断路器，所述断路器接入蓄电池回路中，/n励磁电源电路(2)，为脱扣线圈(1)提供电源，/n逻辑保护驱动电路(3)，包括依次连接的第一采样电路(31)、第一比较器电路(32)、第二采样电路(34)和第二比较器电路(33)，所述第一采样电路(31)和第二采样电路(34)均与蓄电池电压连接，所述第二比较器电路(33)的输出端用于控制所述脱扣线圈(1)与所述励磁电源电路(2)的通断。/n
【技术特征摘要】
1.一种自带多种保护功能的分励脱扣驱动电路，用于对蓄电池进行保护，其特征在于：包括
分励脱扣器，包括脱扣线圈(1)和断路器，所述断路器接入蓄电池回路中，
励磁电源电路(2)，为脱扣线圈(1)提供电源，
逻辑保护驱动电路(3)，包括依次连接的第一采样电路(31)、第一比较器电路(32)、第二采样电路(34)和第二比较器电路(33)，所述第一采样电路(31)和第二采样电路(34)均与蓄电池电压连接，所述第二比较器电路(33)的输出端用于控制所述脱扣线圈(1)与所述励磁电源电路(2)的通断。
2.根据权利要求1所述的一种自带多种保护功能的分励脱扣驱动电路，其特征在于：所述第一比较器电路(32)和所述第二比较器电路(33)选用的芯片型号均为TL431。
3.根据权利要求2所述的一种自带多种保护功能的分励脱扣驱动电路，其特征在于：所述第一采样电路(31)和所述第二采样电路(34)均采用电阻分压电路，所述电阻分压电路包括若干个串联的分压电阻(311)，若干个所述分压电阻(311)与采样电阻(312)串联，所述采样电阻(312)两端与TL431的输入端连接。
4.根据权利要求3所述的一种自带多种保护功能的分励脱扣驱动电路，其特征在于：所述分压电阻(311)的两端分别并联有短路开关(313)。
5.根据权利要求1所述的一种自带多种保护功能的分励脱扣驱动电路，其特征在于：所述第二比较器电路(33)和所述脱扣线圈(1)之间通过逻辑功能电路(35)连接，所述逻辑功能电路(35)包括依次连接的第一开关管电路(351)和第二开关管电路(352)...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈德伟，杨建龙，郭清国，
申请(专利权)人：先控捷联电气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：河北;13
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