一种小型应急电源制造技术

本实用新型专利技术公开一种小型应急电源，包括市电输入、输入采样电路、转换电路、蓄电池组、逆变－充电电路、变压器和单片机控制电路，市电输入经转换电路连接变压器，蓄电池组经逆变－充电电路连接变压器，输入采样电路的采样信号输入到单片机控制电路的对应输入端口，单片机控制电路分别输出充电ＰＷＭ波至逆变－充电电路，输出逆变驱动ＰＷＭ波至逆变－充电电路。本实用新型专利技术无需分立元件组成ＳＰＷＭ电路，无需通过电位器人工调节参数，参数的调节和ＳＰＷＭ波的调制都由单片机控制完成。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种小型应急FEPS电源。技术背景一般的FEPS电源输入、输出等参数的调整都是由电位器实现的，SPWM电路由一般 的分离元器件组成且故障率高，电路中输入和输出的采样整流由一般的整流桥实现，零点 检测的精确度不高。
技术实现思路
本技术的目的就是提出一种能克服
技术介绍
缺陷，实现单片机控制的小型应为实现上述目的，本技术小型应急电源，包括市电输入、输入采样电路、转换 电路、蓄电池组、逆变-充电电路、变压器和单片机控制电路，市电输入经转换电路连接变 压器，蓄电池组经逆变-充电电路连接变压器，输入采样电路的采样信号输入到单片机控 制电路的对应输入端口，单片机控制电路分别输出充电PWM波至逆变-充电电路，输出逆变 驱动PWM波至逆变-充电电路。单片机控制电路输入输入采样电路的采样信号，当市电输入正常时，输出转换控 制信号控制转换电路接通，同时关闭逆变驱动PWM波的输出，送出充电PWM波至逆变-充电 电路，启动充电电路工作，市电输入经转换电路、变压器输出，同时经逆变-充电电路为蓄 电池组充电，当市电输入异常时，单片机控制电路输出转换控制信号控制转换电路断开，同 时关闭充电PWM波的输出，送出逆变驱动PWM波至逆变-充电电路，驱动逆变电路工作，蓄 电池组经逆变-充电电路、变压器逆变输出。还可以包括输出采样电路，单片机控制电路输入输出采样电路的采样信号，根据 输出电压的采样信号，调节逆变驱动PWM波的脉冲宽度，实现对输出的稳压。还可以包括电 池采样电路，单片机控制电路输入电池采样电路的采样信号，根据电池采样信号，调节充电 PWM波的脉冲宽度，保持充电电流的稳定等等。在一种实施方式中，上述输入采样电路包含输入正弦波幅度采样电路，该输入正 弦波幅度采样电路包含交流降压电路、运放整流电路和滤波电路，市电输入依次经交流降 压电路，运放整流电路、滤波电路输出市电输入的幅度采样信号。在一种实施方式中，上述输出采样电路包含输出交流正弦波幅度采样电路，该输 出交流正弦波幅度采样电路包含交流降压电路、运放整流电路和滤波电路，输出交流电压 依次经交流降压电路，运放整流电路、滤波电路后输出幅度采样信号。本技术由于设有单片机控制电路，故可以利用单片机内部的定时器和比较中 断产生SPWM，从而，无需分立元件组成SPWM电路，同时由于单片机可以根据采样信号自动 调节参数，故无需通过电位器人工调节。本技术是一种单片机控制的高集成FEPS电 源，所有参数的调节和SPWM波的调制都由软件完成，采样电路中运用运放整流，提高对正弦波检测的精确度。本技术工艺简单，电路性能稳定，成本低，操作简单。 附图 说明附图说明图1是本技术实施例的电路方框图；图2是本技术实施例输入采样电路原理图；图3是本技术实施例输出采样电路原理图；图4是本技术实施例电池采样电路原理图。具体实施方式以下结合附图详述本技术的结构细节如图1所示，为本技术实施例的电路方框图，包括市电输入、EMI滤波电路、输 入采样电路、转换电路、电池采样电路、蓄电池组、逆变-充电电路、变压器、输出滤波电路、 输出采样电路和单片机控制电路，市电输入经EMI滤波电路、转换电路连接变压器，蓄电池 组经逆变_充电电路连接变压器。市电输入首先经过EMI滤波电路，滤除市电的杂波信号，然后施加到转换电路上， 单片机通过对市电输入采样，控制市电工作、电池应急逆变工作的转换。当市电输入正常 时，单片机输出转换控制信号至转换电路，控制转换电路接通，市电输入经EMI滤波电路、 转换电路、变压器输出，此时变压器的初级有电流流过，变压器的次级就作为充电绕组进行 工作，变压器的设计特点是次级即是逆变绕组又是充电绕组，充电和逆变的转换完全由单 片机控制，单片机在市电正常时发出充电PWM波给逆变-充电电路，启动充电电路工作，给 蓄电池组充电，不送出逆变驱动PWM波，逆变电路关闭。当市电输入异常时，单片机输出转 换控制信号断开转换电路，从而断开市电的输入，同时关闭充电PWM波的输出，送出逆变驱 动PWM波，关闭充电电路，驱动逆变电路工作，蓄电池组经逆变-充电电路、变压器逆变输 出。电池应急与否完全由单片机控制，只有在市电异常时才工作，市电正常时电池组处于充 电模式。可见，如果市电输入正常，由市电给输出供电，同时市电连接到变压器上，通过双向 变换电路，即逆变-充电电路给电池组充电；当市电中断或异常，如过高或过低，自动切换 到电池应急逆变工作。通过输出滤波电路，滤除SPWM波高频信号，输出纯正的正弦交流电 给负载。通过对输出的采样反馈控制稳定输出，同时对负载的监测，实现对输出的保护。所 有的控制均由单片机控制。变压器的逆变绕组又是充电绕组，逆变电路的一部分又是充电电路的驱动，其工 作模式完全由单片机控制，此设计的特点是去掉了单独的充电板，二是充电电流比一般的 充电板要大，三是充电电压和电流稳定性高，干扰杂波小，逆变电路的输入输出是在变压器 的初级，而充电的输入和输出是在变压器的次级。单片机采用FREESCAL公司的MCU，MC9S08AW16。此单片机有8位8通道的A/D，有 34个1/0，2个定时器，LQFP-G44的SMD封装，外围电路简单。1.8通道的A/D实现对输入电压、输出电压、电池电压、负载电流、充电电流的模数 转换；2.利用内部定时器和比较中断可以产生SPWM。同时根据对输出电压的采样对 SPWM的脉冲宽度进行调节，实现对输出的稳压。同时根据对输入频率和相位的测量，跟踪调节而实现锁相。3.其它的口线实现对电路的各种控制。如图2所示，为实施例的输入采样电路原理图，首先经交流降压电路降压，交流降 压电路包含输入分压电阻和差分电压比较器，市电输入经输入分压电阻分压后，再经差分 电压比较器输出小幅度正弦波。如图2所示，A-input是市电输入的火线，N为市电输入的 零线，电路中R9、RU R2、RlU R16、R19、R20、R23为输入分压电阻，UlA和外围电阻组成了 一个差分电压比较器，对输入正弦波进行降压和差分处理后由UlA的1脚分两路输出一个 与输入同频同相的小幅度的正弦波，一路送到整流滤波电路，以输出市电输入的幅度采样 信号，另一路送到方波发生器，以输出市电输入频率采样信号。整流滤波电路包含运放整流 电路和滤波电路，该运放整流电路包括比较器U2B、电阻R6、R22、R15、二极管D1、D4、比较器 U2A、电阻R7、R8，电阻R6的一端连接比较器U2B的反相端，另一端连接二极管Dl的正极， 电阻R15连接在比较器U2B的同相端与地之间，电阻R22连接在比较器U2B的反相端与比 较器U2A的同相端之间，二极管Dl的负极和二极管D4的正极互相连接后，再连接到比较器 U2B的输出端，二极管D4的负极连接比较器U2A的同相端，电阻R7连接在二极管Dl的正极 与比较器U2A的反相端之间，电阻R8跨接在比较器U2A的反相端和输出端之间。工作原理 是小幅度正弦波一路经RIO、R5送到U2B的6脚，当输入正弦波的正半周加到U2B的6脚 时，由于6脚是比较器的反相端，当6脚电压高时，7脚输出为与6脚反相的负半周的正弦 波，由于5脚接地，能很好的检测零点，当7脚为低时，通过二极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小型应急电源，其特征在于，包括市电输入、输入采样电路、转换电路、蓄电池组、逆变－充电电路、变压器和单片机控制电路，市电输入经转换电路连接变压器，蓄电池组经逆变－充电电路连接变压器，输入采样电路的采样信号输入到单片机控制电路的对应输入端口，单片机控制电路分别输出转换控制信号至转换电路，输出充电ＰＷＭ波至逆变－充电电路，输出逆变驱动ＰＷＭ波至逆变－充电电路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗蜂，潘世高，黄敏，
申请(专利权)人：佛山市柏克电力设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：44[中国|广东]