具有多輸入電源的車載ups系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】具有多輸入電源的車載UPS系統(tǒng)是一種能可靠實現(xiàn)有發(fā)電機輸入、風能發(fā)電輸入、市電輸入、太陽能輸入的電源智能轉換器,與接線端子相連接的輸入檢測單元分別通過四路電壓傳感器對四路外電源輸入電壓進行檢測，檢測后的數(shù)據(jù)送入微處理器采集處理單元，由微處理器采集處理單元對檢測到的數(shù)據(jù)進行分析處理。微處理器采集處理單元將分析處理的結果通過顯示單元予以顯示，顯示內容有輸入電源類型、輸入電壓高低及高低壓報警顯示，微處理器采集處理單元將分析處理的結果向切換單元發(fā)出動作指令，打開相應通路將四路外電源輸入電壓中的一路送往UPS主機，切換單元中的執(zhí)行器件是一種具有節(jié)能、降耗的理想開關器件磁保持繼電器。
【專利說明】具有多輸入電源的車載UPS系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種UPS設備，特別是一種移動通信設備中所使用的UPS。
【背景技術】
[0002]隨著現(xiàn)代信息技術的高速發(fā)展，目前移動通信設備(專指在移動中的車輛、船舶)系統(tǒng)通信網(wǎng)絡化、系統(tǒng)化要求越來越高，重要性越來越明顯，各種設備之間的連接關系日益復雜，操作繁瑣。對于重要的移動專用UPS電源，為防止在移動中出現(xiàn)電源故障，從而使整個供電系統(tǒng)失電而導致設備癱瘓，輸入電源是保障和關鍵。目前，移動專用UPS電源系統(tǒng)輸入電源主要有市電交流電、發(fā)電機供電手段，并要求市電供電優(yōu)先，并需要多種供電保護方式；各種供電方式經車內電源分線箱向系統(tǒng)設備供電；目前，在這樣的電源轉換系統(tǒng)中有手動切換和自動切換兩種，配電設備中配有各個供電電源的指示燈，指示燈亮表示相應的供電源供電。因此，配電設備內部空間擁擠，系統(tǒng)的接線復雜，內部空間擁擠，可靠性不高，維護難度大。
【發(fā)明內容】
[0003]本發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有的控制設備的缺點而提供了一種能可靠實現(xiàn)各種輸入供電電源(包括風能發(fā)電、太陽能)的輸入電源智能轉換器，具有多輸入電源的車載UPS系統(tǒng)是保證車上系統(tǒng)正常工作的關鍵設備，其質量直接決定移動車船系統(tǒng)工作的質量。
[0004]本發(fā)明的技術內容為:一種具有多輸入電源的車載UPS系統(tǒng)其特征包括四路外電源輸入有發(fā)電機輸入1、風能發(fā)電輸入2、市電輸入3、太陽能輸入4這四路外電源輸入分別與之接駁的輸入接線端子相連接，輸入接線端子的四路外電源與切換開關單元10相連接；同時分別與輸入檢測傳感器6、7、8、9相連接；輸入檢測傳感器6、7、8、9輸出送到輸入檢測單元5，輸入檢測單元5經過數(shù)據(jù)處理變換將數(shù)據(jù)送入微處理器處理單元15 ;微處理器處理單元15與鍵盤16連接接收其輸入信號；微處理器處理單元15與顯示單元17相連接，將需要顯示的數(shù)據(jù)送往顯示屏；微處理器處理單元15與切換開關單元10連接，送出執(zhí)行指令開啟或關閉相應輸入通道；切換開關單兀10將發(fā)電機輸入1、風能發(fā)電輸入2、市電輸入3電壓送入UPS主機12，經A/D和D/A變換輸出穩(wěn)定交流電壓給負載；切換開關單元10將太陽能輸入4送往蓄電池11對其進行充電；蓄電池11通過傳感器14與微處理器處理單元15連接用于檢測蓄電池11的電量；蓄電池11與繼電器13連接，繼電器13接收微處理器處理單元15的指令開啟或關閉將蓄電池11與UPS主機12接入或斷開；蓄電池11通過繼電器18與UPS主機12連接，繼電器18接受微處理器單元15命令接通或關斷，在外部交流正常供電時繼電器18觸點閉合對其充電，當蓄電池電壓超過設定值時繼電器18觸點斷開停止對其充電。
[0005]本發(fā)明進一步技術內容為:與接線端子相連接的輸入檢測單元分別通過四路電壓傳感器對四路外電源輸入電壓進行檢測，檢測后的數(shù)據(jù)送入微處理器采集處理單元，由微處理器采集處理單元對檢測到的數(shù)據(jù)進行分析處理。
[0006]本發(fā)明進一步技術內容為:微處理器采集處理單元將分析處理的結果通過顯示單元予以顯示，顯示內容有輸入電源類型、輸入電壓高低及高低壓報警顯示。
[0007]本發(fā)明進一步技術內容為:微處理器采集處理單元將分析處理的結果向切換單元發(fā)出動作指令，打開相應通路將四路外電源輸入電壓中的一路送往UPS主機。
[0008]本發(fā)明進一步技術內容為:切換單元中的執(zhí)行器件為磁保持繼電器。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1:系統(tǒng)整體框圖
圖2:切換開關單兀電路原理圖圖3:磁保持驅動器控制原理圖圖4:傳感器檢測圖5:輸入電源選擇軟件流程圖技術方案
本發(fā)明提供了一種具有多輸入電源的車載UPS系統(tǒng)，如圖1所示:它包括四路外電源輸入有發(fā)電機輸入1、風能發(fā)電輸入2、市電輸入3、太陽能輸入4這四路外電源輸入分別與之接駁的輸入接線端子相連接，輸入接線端子的四路外電源與切換開關單元10相連接；同時分別與輸入檢測傳感器6、7、8、9相連接；輸入檢測傳感器6、7、8、9將檢測到的電量信號輸出送到輸入檢測單元5，輸入檢測單元5經過數(shù)據(jù)處理變換將數(shù)據(jù)送入微處理器處理單元15 ;微處理器處理單元15根據(jù)輸入檢測單元5的輸出信號進行分析判斷，然后將分析判斷結果送出執(zhí)行指令給切換開關單元10，切換開關單元10根據(jù)接收到的指令開啟或關閉相應輸入通道，將發(fā)電機輸入1、風能發(fā)電輸入2、市電輸入3電壓送入UPS主機12，經A/D和D/A變換輸出穩(wěn)定交流電壓給負載，如果檢測到有太陽能輸入，微處理器單元15將命令切換開關單元10將太陽能輸入4送往蓄電池11對其進行充電。
[0010]蓄電池11通過傳感器14與微處理器處理單元15連接，用于檢測蓄電池11的電量，蓄電池11與繼電器13連接，當微處理器單元檢測到外部發(fā)電機輸入1、風能發(fā)電輸入2、市電輸入3電壓都斷開時，立即發(fā)出指令讓繼電器13接通，蓄電池11電壓通過繼電器13觸點送入UBS電源12的D/A轉換器，將蓄電池的直流電壓轉換為交流電壓輸出繼續(xù)為負載提供電源。
[0011]當微處理器單元15檢測到蓄電池11電量低于設定值時，微處理器單元15發(fā)出命令讓繼電器13斷開，使得蓄電池不會因深度放電而縮短壽命，從而保證蓄電池的安全使用壽命。
[0012]當微處理器單元15檢測到外部發(fā)電機輸入1、風能發(fā)電輸入2、市電輸入3其中任由一路輸入時，微處理器單元15發(fā)出動作指令給轉換開關單元10接通相應開關將輸入電壓送入UBS電源12，經A/D和D/A轉換器后輸出交流給負載，同時對蓄電池11進行充電，當微處理器單元15檢測到蓄電池11電量高于設定值時，微處理器單元15發(fā)出命令讓繼電器18斷開，使得蓄電池不會因過度充電而縮短壽命，從而保證蓄電池的安全使用壽命。
[0013]微處理器處理單元15與鍵盤16連接接收其輸入信號，按鍵用于對輸入電源電壓的過壓及欠壓數(shù)值的設定，對蓄電池電壓的上下限設置；微處理器處理單元15與顯示單元17相連接，將需要顯示的數(shù)據(jù)送往顯示屏，顯示輸入電源電壓高低及類型，顯示蓄電池電壓坐寸O
[0014]圖2切換開關單元電路原理圖，圖中IC2/IC3/IC4/IC5為4片BL8023雙向繼電器驅動集成電路，用于控制磁保持繼電器的工作，它具有輸出電流大，靜態(tài)功耗小的特點。工作電壓在5-16V靜態(tài)功耗電流<10nA，輸入高低轉換電平在2V左右，與各種單片機兼容，工作溫度適用范圍:_40°C — 80°C。
[0015]J1/J2/J3/J4是磁保持繼電器，磁保持繼電器作為繼電器的一種，也是一種自動開關，對電路起自動接通和切斷作用，所不同的是，磁保持繼電器的常閉常開作用完全是依賴永久磁鋼的作用，其開關狀態(tài)的轉換是靠一定量的脈沖電信號的觸發(fā)而完成的，因此，具有省電節(jié)能、性能穩(wěn)定、體積小、承載能力大的特點，比一般電磁繼電器性能優(yōu)越。
[0016]微處理器輸出口 Pl.0到Pl.7輸出控制信號給BL8023雙向繼電器驅動集成電路驅動磁保持繼電器的動作，具體分析見圖3電路。
[0017]圖3是磁保持驅動器控制原理圖，這只是其中的一路，其它的幾路工作原理一樣。微處理器輸出經驅動電路和二極管Dl、D2經電阻Rl、R2到地，保持低電平。這樣當在A端加高電平時，磁保持繼電器動作，觸點I和2及3和4接通，220V電壓經觸點輸出，反之在B端加高電平，磁保持繼電器復歸，觸點I和2及3和4斷開，220V電壓無法經觸點輸出，BL8023雙向繼電器驅動集成電路管腳功能如下:
3P:輸入A.接觸發(fā)脈沖，也可接電平觸發(fā)；
7P:輸入B.接觸發(fā)脈沖，也可接電平觸發(fā)；
2P、6P是空腳;
IP:輸出QA接繼電器的線包一端；
5P:輸入QB接繼電器的線包另一端；
8P: Vdd加繼電器工作電壓正端；
4P:V ss加繼電器工作電壓負端。
[0018]圖4是傳感器檢測原理框圖,在圖中外部發(fā)電機輸入、風能發(fā)電輸入、市電輸入、太陽能輸入分別經過4個采樣電壓傳感器采樣，采樣得到的的信號輸入微處理器，在軟件控制下進行分析處理后輸出。
[0019]本發(fā)明中，所述檢測電路中主芯片采用型號為P89C669FA的微處理器芯片。
[0020]本發(fā)明所述電源包括單相市電、發(fā)電機、風能發(fā)電、太陽能電池。
[0021]有益效果:本發(fā)明所述的具有多輸入電源的車載UPS系統(tǒng)自動化程度高，無需人工操作，各種供電輸入時能自動完成檢測切換加電功能，實現(xiàn)了各種供電源優(yōu)先順序供電控制功能，并且可根據(jù)用戶需求隨時可靈活方便的更改程序控制方式，而且該具有多輸入電源的車載UPS系統(tǒng)所需空間體積較小，結構設計簡單，接線方便，可維護性、可靠性、可擴展性高，而且其具有過壓、欠壓等保護功能，有效地保證了系統(tǒng)供電和配電的安全性和可靠性。
[0022]本發(fā)明軟件采用C語言編寫，軟件分多個功能模塊，程序較大在此就不予以詳細闡述，圖5只是其中功能模塊的一個。
[0023]本說明書未作詳細描述的內容屬于本領域技術人員公知的現(xiàn)有技術，雖然本發(fā)明己通過有關的實施案例進行了圖示和描述，但是，本專業(yè)技術人員應當了解，在權利要求書的范圍內，可作形式和細節(jié)上的各種各樣變化，因此本發(fā)明的保護范圍當以權利要求書為準。
【權利要求】
1.一種具有多輸入電源的車載UPS系統(tǒng)其特征在于:包括四路外電源輸入有發(fā)電機輸入(I)、風能發(fā)電輸入(2)、市電輸入(3)、太陽能輸入(4)這四路外電源輸入分別與之接駁的輸入接線端子相連接，輸入接線端子的四路外電源與切換開關單元(10)相連接；同時分別與輸入檢測傳感器(6)、(7)、(8)、(9)相連接；輸入檢測傳感器(6)、(7)、(8)、(9)輸出送到輸入檢測單元(5)，輸入檢測單元(5)經過數(shù)據(jù)處理變換將數(shù)據(jù)送入微處理器處理單元(15);微處理器處理單元(15)與鍵盤(16)連接接收其輸入信號；微處理器處理單元(15)與顯示單元(17)相連接，將需要顯示的數(shù)據(jù)送往顯示屏；微處理器處理單元(15)與切換開關單元(10)連接，送出執(zhí)行指令開啟或關閉相應輸入通道；切換開關單元(10)將發(fā)電機輸入(I)、風能發(fā)電輸入(2 )、市電輸入(3 )電壓送入UPS主機(12 )，經A/D和D/A變換輸出穩(wěn)定交流電壓給負載；切換開關單元(10)將太陽能輸入(4)送往蓄電池(11)對其進行充電；蓄電池(11)通過傳感器(14 )與微處理器處理單元(15 )連接用于檢測蓄電池(11)的電量；蓄電池(11)與繼電器(13)連接，繼電器(13)接收微處理器處理單元(15)的指令開啟或關閉將蓄電池(11)與UPS主機(12)接入或斷開，蓄電池(11)通過繼電器18與UPS主機(12)連接，繼電器(18 )接受微處理器單元(15 )命令接通或關斷，在外部交流正常供電時繼電器(18)觸點閉合對其充電，當蓄電池電壓超過設定值時繼電器(18)觸點斷開停止對其充電。
2.根據(jù)權利要求1所述一種具有多輸入電源的車載UPS系統(tǒng)其特征在于:與接線端子相連接的輸入檢測單元分別通過四路電壓傳感器對四路外電源輸入電壓進行檢測，檢測后的數(shù)據(jù)送入微處理器采集處理單元，由微處理器采集處理單元對檢測到的數(shù)據(jù)進行分析處理。
3.根據(jù)權利要求1所述一種具有多輸入電源的車載UPS系統(tǒng)其特征在于:切換單元中的執(zhí)行器件為磁保持繼電器，節(jié)能降耗。
【文檔編號】H02J9/00GK104426229SQ201310374921
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月26日 優(yōu)先權日:2013年8月26日
【發(fā)明者】許祝, 蔣學軍 申請人:重慶市星海電子有限公司