一种矿用ups电源的制作方法
专利名称：一种矿用ups电源的制作方法
技术领域：
本实用新型属于供电设备领域，特别涉及一种矿用UPS电源。
背景技术：
当前，矿井作业的安全受到越来越高的重视，各种安全用的设备应运而生，通信设备作为矿井作业中重要的设备之一，在工况信息获取和救援等方面发挥着重要的作用，为了保证通信设备在复杂恶劣的矿井下能够正常工作，要求通信设备的供电电源稳定可靠。在出现矿井坍塌等偶然因素导致的市电切断的情况下，会导致通信设备无法正常工作，给实际生产和救援等工作带来极大的不便，所以十分的有必要对矿井用通信设备的供电电源进行合理的设计。UPS不间断电源是应全球化信息产业的高速发展而产生的一种新型高可靠的电源系统，是电力电子技术的一个重要应用领域，广泛应用于银行、证券和医疗等领域。当前UPS电源的后备电源主要采用铅酸蓄电池，大容量的单体铅酸蓄电池体积较大，若需要提供长时间的后备时间，则需要较多数量的铅酸蓄电池，导致UPS电源的体积过大、质量重，不利于搬运；且矿井内使用人员及矿井外部人员不能及时得到电源的相关信息，用起来十分不便。
实用新型内容针对背景技术存在的问题，本实用新型提供一种矿用UPS电源。为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案:一种矿用UPS电源，包括多抽头变压器、功率因数校正电路、逆变电路、充电机、聚合物锂离子电池组、推挽升压电路、控制模块、显示模块；多抽头变压器一端与市电连接，另外一端通过晶闸管分别与功率因数校正电路模块和充电机相连；功率因数校正电路通过一个功率二极管与逆变电路相连；逆变电路的输出端连接有输出端子；聚合物锂离子电池组分别与充电机、推挽升压电路、控制模块相连；推挽升压电路通过一个功率二极管与逆变电路相连；控制模块分别与功率因数校正电路、逆变电路、显示模块连接。所述多抽头变压器包括AC660V输入端子、AC380V输入端子、AC220V输入端子、AC127V输入端子、AC127V输出端子；市电与其中的一个输入端子连接，充电机、功率因数校正电路分别与AC127V输出端子连接。所述控制模块包括控制芯片，控制芯片与通讯接口连接。所述控制芯片的型号为STM32F107，所述通讯接口包括RS232、RS485、以太网接口和CAN总线接口。所述显示模块包括IXD显示屏。本实用新型的工作原理为:当市电正常供电时，市电经过多抽头变压器后，一路通过功率因数校正电路输入到逆变电路，经过滤波之后，输出波形稳定的高质量正弦波到输出端子；另一路送入充电机给聚合物锂离子电池组补充能量，此时，聚合物锂离子电池组不提供电压给逆变电路；在此种情况下市电为各元件供电。当市电切断时，聚合物锂离子电池组先经推挽升压电路升压，再通过逆变电路，经过滤波之后，输出波形稳定的高质量正弦波到输出端子，此时由聚合物锂离子电池组为各元件供电。与现有技术相比，本实用新型具有以下优点和有益效果:1、本实用新型采用聚合物锂离子电池组作为UPS电源的后备电源，其体积小、质量相对较轻，便于搬运，在同体积条件下，获得了更长的后备时间。2、本实用新型中的显示模块可显示所测量的各个电源参数，且通过通讯接口可以向矿井外部的设备传输所测量的各个电源参数，使矿井内使用人员及矿井外部人员能够及时得到电源的相关信息(如输入/输出电压、电流、频率、电池充放电状态和电源保护状态等)，使用方便。3、本实用新型中采用的多抽头变压器可使其在更大范围的输入电压下正常工作，实用性强。
图1为本实用新型的结构简图。图2为本实用新型中多抽头变压器的结构示意图。其中，I—多抽头变压器，2—市电，3—显示模块，4—控制模块，5——逆变电路，6——功率因数校正电路，7——充电机，8——聚合物锂离子电池组，9——推挽升压电路，10——输出端子，11——功率二极管，12——晶闸管，1-1——AC660V输入端子，1-2——AC380V输入端子，1-3——AC220V输入端子，1-4——AC127V输入端子，1-5——输入端子共地，1-6——输出端子地，1-7——AC127V输出端子。
具体实施方式
以下结合附图所示的实施例对本实用新型作进一步说明。如附图所示，本实用新型包括多抽头变压器1、功率因数校正电路6、逆变电路5、充电机7、聚合物锂离子电池组8、推挽升压电路9、控制模块4、显示模块3 ;多抽头变压器I 一端与市电2连接，另外一端通过晶闸管12分别与功率因数校正电路6和充电机7相连；功率因数校正电路6通过一个功率二极管11与逆变电路5相连；逆变电路5的输出端连接有输出端子10 ;聚合物锂离子电池组8分别与充电机7、推挽升压电路9、控制模块4相连；推挽升压电路9通过一个功率二极管11与逆变电路5相连；控制模块4分别与功率因数校正电路6、逆变电路5、显示模块3连接。多抽头变压器包括AC660V输入端子1-1、AC380V输入端子1-2、AC220V输入端子1-3、AC127V输入端子1_4、AC127V输出端子1-7、输入端子共地1-5、输出端子地1-6 ;市电与其中的一个输入端子连接，充电机、功率因数校正电路分别与AC127V输出端子连接。控制模块包括控制芯片，控制芯片与通讯接口连接；控制芯片的型号为STM32F107，所述通讯接口包括RS232、RS485、以太网接口和CAN总线接口 ；显示模块包括IXD显示屏。
权利要求1.一种矿用UPS电源，其特征在于:包括多抽头变压器、功率因数校正电路、逆变电路、充电机、聚合物锂离子电池组、推挽升压电路、控制模块、显示模块；多抽头变压器一端与市电连接，另外一端通过晶闸管分别与功率因数校正电路模块和充电机相连；功率因数校正电路通过一个功率二极管与逆变电路相连；逆变电路的输出端连接有输出端子；聚合物锂离子电池组分别与充电机、推挽升压电路、控制模块相连；推挽升压电路通过一个功率二极管与逆变电路相连；控制模块分别与功率因数校正电路、逆变电路、显示模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种矿用UPS电源，其特征在于:所述多抽头变压器包括AC660V输入端子、AC380V输入端子、AC220V输入端子、AC127V输入端子、AC127V输出端子；市电与其中的一个输入端子连接，充电机、功率因数校正电路分别与AC127V输出端子连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种矿用UPS电源，其特征在于:所述控制模块包括控制芯片，控制芯片与通讯接口连接。
4.根据权利要求3所述的一种矿用UPS电源，其特征在于:所述控制芯片的型号为STM32F107，所述通讯接口包括RS232、RS485、以太网接口和CAN总线接口。
5.根据权利要求4所述的一种矿用UPS电源，其特征在于:所述显示模块包括IXD显示屏。
专利摘要本实用新型提供一种矿用UPS电源，包括多抽头变压器、功率因数校正电路、逆变电路、充电机、聚合物锂离子电池组、推挽升压电路、控制模块、显示模块；多抽头变压器一端与市电连接，另外一端通过晶闸管分别与功率因数校正电路模块和充电机相连；功率因数校正电路通过一个功率二极管与逆变电路相连；逆变电路的输出端连接有输出端子；聚合物锂离子电池组分别与充电机、推挽升压电路、控制模块相连；推挽升压电路通过一个功率二极管与逆变电路相连；控制模块分别与功率因数校正电路、逆变电路、显示模块连接。本实用新型用于矿井下通信设备的供电，具有体积小、电源后备时间长、电源质量高和人机交互友好的特点。
文档编号H02J7/00GK203014455SQ201320017230
公开日2013年6月19日 申请日期2013年1月14日 优先权日2013年1月14日
发明者田猛, 王先培, 董政呈, 赵宇, 代荡 申请人:武汉大学
技术领域：
本实用新型属于供电设备领域，特别涉及一种矿用UPS电源。
背景技术：
当前，矿井作业的安全受到越来越高的重视，各种安全用的设备应运而生，通信设备作为矿井作业中重要的设备之一，在工况信息获取和救援等方面发挥着重要的作用，为了保证通信设备在复杂恶劣的矿井下能够正常工作，要求通信设备的供电电源稳定可靠。在出现矿井坍塌等偶然因素导致的市电切断的情况下，会导致通信设备无法正常工作，给实际生产和救援等工作带来极大的不便，所以十分的有必要对矿井用通信设备的供电电源进行合理的设计。UPS不间断电源是应全球化信息产业的高速发展而产生的一种新型高可靠的电源系统，是电力电子技术的一个重要应用领域，广泛应用于银行、证券和医疗等领域。当前UPS电源的后备电源主要采用铅酸蓄电池，大容量的单体铅酸蓄电池体积较大，若需要提供长时间的后备时间，则需要较多数量的铅酸蓄电池，导致UPS电源的体积过大、质量重，不利于搬运；且矿井内使用人员及矿井外部人员不能及时得到电源的相关信息，用起来十分不便。
实用新型内容针对背景技术存在的问题，本实用新型提供一种矿用UPS电源。为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案:一种矿用UPS电源，包括多抽头变压器、功率因数校正电路、逆变电路、充电机、聚合物锂离子电池组、推挽升压电路、控制模块、显示模块；多抽头变压器一端与市电连接，另外一端通过晶闸管分别与功率因数校正电路模块和充电机相连；功率因数校正电路通过一个功率二极管与逆变电路相连；逆变电路的输出端连接有输出端子；聚合物锂离子电池组分别与充电机、推挽升压电路、控制模块相连；推挽升压电路通过一个功率二极管与逆变电路相连；控制模块分别与功率因数校正电路、逆变电路、显示模块连接。所述多抽头变压器包括AC660V输入端子、AC380V输入端子、AC220V输入端子、AC127V输入端子、AC127V输出端子；市电与其中的一个输入端子连接，充电机、功率因数校正电路分别与AC127V输出端子连接。所述控制模块包括控制芯片，控制芯片与通讯接口连接。所述控制芯片的型号为STM32F107，所述通讯接口包括RS232、RS485、以太网接口和CAN总线接口。所述显示模块包括IXD显示屏。本实用新型的工作原理为:当市电正常供电时，市电经过多抽头变压器后，一路通过功率因数校正电路输入到逆变电路，经过滤波之后，输出波形稳定的高质量正弦波到输出端子；另一路送入充电机给聚合物锂离子电池组补充能量，此时，聚合物锂离子电池组不提供电压给逆变电路；在此种情况下市电为各元件供电。当市电切断时，聚合物锂离子电池组先经推挽升压电路升压，再通过逆变电路，经过滤波之后，输出波形稳定的高质量正弦波到输出端子，此时由聚合物锂离子电池组为各元件供电。与现有技术相比，本实用新型具有以下优点和有益效果:1、本实用新型采用聚合物锂离子电池组作为UPS电源的后备电源，其体积小、质量相对较轻，便于搬运，在同体积条件下，获得了更长的后备时间。2、本实用新型中的显示模块可显示所测量的各个电源参数，且通过通讯接口可以向矿井外部的设备传输所测量的各个电源参数，使矿井内使用人员及矿井外部人员能够及时得到电源的相关信息(如输入/输出电压、电流、频率、电池充放电状态和电源保护状态等)，使用方便。3、本实用新型中采用的多抽头变压器可使其在更大范围的输入电压下正常工作，实用性强。
图1为本实用新型的结构简图。图2为本实用新型中多抽头变压器的结构示意图。其中，I—多抽头变压器，2—市电，3—显示模块，4—控制模块，5——逆变电路，6——功率因数校正电路，7——充电机，8——聚合物锂离子电池组，9——推挽升压电路，10——输出端子，11——功率二极管，12——晶闸管，1-1——AC660V输入端子，1-2——AC380V输入端子，1-3——AC220V输入端子，1-4——AC127V输入端子，1-5——输入端子共地，1-6——输出端子地，1-7——AC127V输出端子。
具体实施方式
以下结合附图所示的实施例对本实用新型作进一步说明。如附图所示，本实用新型包括多抽头变压器1、功率因数校正电路6、逆变电路5、充电机7、聚合物锂离子电池组8、推挽升压电路9、控制模块4、显示模块3 ;多抽头变压器I 一端与市电2连接，另外一端通过晶闸管12分别与功率因数校正电路6和充电机7相连；功率因数校正电路6通过一个功率二极管11与逆变电路5相连；逆变电路5的输出端连接有输出端子10 ;聚合物锂离子电池组8分别与充电机7、推挽升压电路9、控制模块4相连；推挽升压电路9通过一个功率二极管11与逆变电路5相连；控制模块4分别与功率因数校正电路6、逆变电路5、显示模块3连接。多抽头变压器包括AC660V输入端子1-1、AC380V输入端子1-2、AC220V输入端子1-3、AC127V输入端子1_4、AC127V输出端子1-7、输入端子共地1-5、输出端子地1-6 ;市电与其中的一个输入端子连接，充电机、功率因数校正电路分别与AC127V输出端子连接。控制模块包括控制芯片，控制芯片与通讯接口连接；控制芯片的型号为STM32F107，所述通讯接口包括RS232、RS485、以太网接口和CAN总线接口 ；显示模块包括IXD显示屏。
权利要求1.一种矿用UPS电源，其特征在于:包括多抽头变压器、功率因数校正电路、逆变电路、充电机、聚合物锂离子电池组、推挽升压电路、控制模块、显示模块；多抽头变压器一端与市电连接，另外一端通过晶闸管分别与功率因数校正电路模块和充电机相连；功率因数校正电路通过一个功率二极管与逆变电路相连；逆变电路的输出端连接有输出端子；聚合物锂离子电池组分别与充电机、推挽升压电路、控制模块相连；推挽升压电路通过一个功率二极管与逆变电路相连；控制模块分别与功率因数校正电路、逆变电路、显示模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种矿用UPS电源，其特征在于:所述多抽头变压器包括AC660V输入端子、AC380V输入端子、AC220V输入端子、AC127V输入端子、AC127V输出端子；市电与其中的一个输入端子连接，充电机、功率因数校正电路分别与AC127V输出端子连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种矿用UPS电源，其特征在于:所述控制模块包括控制芯片，控制芯片与通讯接口连接。
4.根据权利要求3所述的一种矿用UPS电源，其特征在于:所述控制芯片的型号为STM32F107，所述通讯接口包括RS232、RS485、以太网接口和CAN总线接口。
5.根据权利要求4所述的一种矿用UPS电源，其特征在于:所述显示模块包括IXD显示屏。
专利摘要本实用新型提供一种矿用UPS电源，包括多抽头变压器、功率因数校正电路、逆变电路、充电机、聚合物锂离子电池组、推挽升压电路、控制模块、显示模块；多抽头变压器一端与市电连接，另外一端通过晶闸管分别与功率因数校正电路模块和充电机相连；功率因数校正电路通过一个功率二极管与逆变电路相连；逆变电路的输出端连接有输出端子；聚合物锂离子电池组分别与充电机、推挽升压电路、控制模块相连；推挽升压电路通过一个功率二极管与逆变电路相连；控制模块分别与功率因数校正电路、逆变电路、显示模块连接。本实用新型用于矿井下通信设备的供电，具有体积小、电源后备时间长、电源质量高和人机交互友好的特点。
文档编号H02J7/00GK203014455SQ201320017230
公开日2013年6月19日 申请日期2013年1月14日 优先权日2013年1月14日
发明者田猛, 王先培, 董政呈, 赵宇, 代荡 申请人:武汉大学
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