一種ups的倍源系統(tǒng)和ups設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及UPS的電源設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特別涉及一種UPS的倍源系統(tǒng)和含有該倍源系統(tǒng)的UPS設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]行業(yè)慣稱的UPS(Uninterruptible Power System/Uninterruptible PowerSupply)，亦稱不間斷電源，是一種將蓄電池與主機(jī)相連接，通過(guò)主機(jī)逆變器等模塊電路將直流電轉(zhuǎn)換成市電的系統(tǒng)設(shè)備，大量應(yīng)用于通訊設(shè)備、單臺(tái)計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或其它電力電子設(shè)備如電磁閥、壓力變送器等，為這些設(shè)備設(shè)施提供穩(wěn)定、不間斷的電力供應(yīng)。當(dāng)交流市電輸入正常時(shí)，UPS為內(nèi)部配置的備用電池充電(可設(shè)計(jì)為將市電穩(wěn)壓后供應(yīng)給負(fù)載使用)；當(dāng)市電中斷(事故停電)時(shí)，UPS立即將電池的直流電能，通過(guò)逆變零切換轉(zhuǎn)換的方法向負(fù)載繼續(xù)供應(yīng)220V交流電，使負(fù)載維持正常工作并保護(hù)負(fù)載的軟、硬件不受損壞。
[0003]由于UPS電源設(shè)備在現(xiàn)代社會(huì)中越來(lái)越重要，UPS的應(yīng)用技術(shù)也在不斷升級(jí)，例如UPS的監(jiān)控系統(tǒng)，這類UPS監(jiān)控系統(tǒng)已成為目前中高端UPS電源系統(tǒng)的重要組成部分；UPS監(jiān)控系統(tǒng)的一個(gè)應(yīng)用范例是電池巡檢儀，是一種針對(duì)電源系統(tǒng)蓄電池進(jìn)行實(shí)時(shí)、完善的在線檢測(cè)與管理的裝置，目前已得到較廣泛的技術(shù)應(yīng)用。
[0004]UPS設(shè)備的一個(gè)老大難問(wèn)題是備用電池配置，以通信機(jī)站配置的UPS電源為例，通常需要配置500Ah電池組，該大容量需求幾乎只能選擇鉛酸免維護(hù)蓄電池(以下又簡(jiǎn)稱鉛電池或鉛酸電池)。由于鉛為有毒金屬，鉛酸電池在制造環(huán)節(jié)又存在明顯的環(huán)境污染，使用中又或多或少地逸出硫酸霧腐蝕周邊設(shè)備，行業(yè)多年來(lái)希望改用其他環(huán)保電池，例如試圖用鋰電池替代鉛酸免維護(hù)蓄電池；但是，撇開鋰電池價(jià)高、安全系數(shù)低不論，僅僅大容量需求一項(xiàng)已使得鋰電池難有作為，現(xiàn)階段的“大容量鋰電池”是由眾多的“小容量單體”并聯(lián)拼合的模塊，使用時(shí)需附加復(fù)雜的電池管理系統(tǒng)，一旦電池管理系統(tǒng)失效，其因過(guò)充電引起的嚴(yán)重效果將不堪設(shè)想。
[0005]近年來(lái)，通信機(jī)站等不少行業(yè)對(duì)UPS配置的電池組容量要求越來(lái)越大，例如要求配置1000Ah、2000Ah甚至3000-5000Ah，即使對(duì)適合制造大容量的鉛酸電池來(lái)說(shuō)，制造100Ah以上大容量電池的設(shè)備要求也會(huì)驟升，為應(yīng)對(duì)超大容量電池的需求，目前市場(chǎng)上主要是靠增加電池?cái)?shù)量(例如兩組以上并聯(lián))的方案解決，但其存在技術(shù)收益低、配置成本高的缺陷；以通信機(jī)站UPS設(shè)備配置的電池組為例，雖然行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求放電時(shí)間10小時(shí)，但伴隨電力部門的技術(shù)進(jìn)步和管理措施落實(shí)，市電已極少發(fā)生斷電超過(guò)I小時(shí)的情況，為此不少應(yīng)用行業(yè)希望能尋求到一種既符合行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電池容量的要求、實(shí)用中又可降低電池使用成本的技術(shù)方案。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的，在于適應(yīng)現(xiàn)有UPS設(shè)備對(duì)備用電池容量越來(lái)越大的要求，提供一種電源結(jié)構(gòu)有別于傳統(tǒng)的單一電池組、通過(guò)倍源系統(tǒng)為UPS增加設(shè)備工作時(shí)間的方案；同時(shí)，本實(shí)用新型技術(shù)方案的實(shí)施，可以使通信機(jī)站等行業(yè)在符合行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電池容量要求的前提下，有效降低備用電池的采購(gòu)使用成本。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種UPS的倍源系統(tǒng)，所述UPS的倍源系統(tǒng)包括第二電池組1、測(cè)控裝置2和邏輯接口 3 ;所述第二電池組I包括一次電池，其電連接測(cè)控裝置2的電源輸入端；所述測(cè)控裝置2的輸出端電連接常規(guī)UPS設(shè)備中的備用電池組4或通過(guò)邏輯接口 3電連接所述備用電池組4 ;所述測(cè)控裝置2的信號(hào)輸入端連接備用電池組4或通過(guò)邏輯接口 3連接備用電池組4。所述測(cè)控裝置2能采集所述備用電池組4的實(shí)時(shí)狀態(tài)信號(hào)，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，使所述倍源系統(tǒng)在設(shè)定邏輯狀態(tài)實(shí)現(xiàn)對(duì)所述備用電池組4補(bǔ)充電能。
[0008]所述的一次電池為無(wú)需充電的一次性使用電池。
[0009]所述常規(guī)UPS設(shè)備中的備用電池組4包括任意可反復(fù)充電使用的二次電池。
[0010]作為上述技術(shù)方案的一種改進(jìn)，所述測(cè)控裝置2包括濾波保護(hù)模塊2a、信號(hào)采集處理模塊2b和DC/DC充電模塊2c ;所述的信號(hào)采集處理模塊2b包括電壓采集電路和/或電池容量采集電路；所述的DC/DC充電模塊2c包括輸出電壓恒定電路和輸出電流限制電路。前述的各模塊選擇性分立設(shè)置或共用一體化模塊實(shí)現(xiàn)其功能。
[0011 ] 優(yōu)選的，所述的DC/DC充電模塊2c分立設(shè)置，其電源輸入端電連接第二電池組I，電源輸出端電連接邏輯接口 3或所述UPS電源的備用電池組4，信號(hào)輸入端連接信號(hào)采集處理模塊2b。
[0012]優(yōu)選的，所述DC/DC充電模塊的輸出電流不限波形、頻率及占空比。
[0013]作為上述技術(shù)方案的又一種改進(jìn)，所述的倍源系統(tǒng)還包括電壓提升模塊5 ;電壓提升模塊5包括電源輸出端、電源輸入端和信號(hào)輸入端，其電源輸出端電連接第二電池組1，其電源輸入端電連接DC/DC充電模塊2c，其信號(hào)輸入端連接測(cè)控裝置2。在所述的倍源系統(tǒng)中設(shè)置電壓提升模塊5，是應(yīng)用于所述第二電池組I的電壓比所述備用電池組4電壓低的情況。
[0014]優(yōu)選的，所述的電壓提升模塊5分立設(shè)置，其部分邏輯功能或全部邏輯功能可集成于測(cè)控裝置2。
[0015]作為上述技術(shù)方案的再一種改進(jìn)，所述倍源系統(tǒng)還包括電容器6，所述電容器6與測(cè)控裝置2的輸入端或/和輸出端并聯(lián)電連接。
[0016]優(yōu)選的，所述第二電池組I還包括二次電池或/和電能轉(zhuǎn)換裝置；所述的電能轉(zhuǎn)換裝置包括儲(chǔ)氫電能轉(zhuǎn)換裝置、燃油發(fā)電裝置、太陽(yáng)能發(fā)電裝置或風(fēng)能發(fā)電裝置。
[0017]優(yōu)選的，當(dāng)所述第二電池組I選用二次電池時(shí)，所述的倍源系統(tǒng)還包括補(bǔ)充電裝置7 ;補(bǔ)充電裝置7包括電源輸出端、電源輸入端和信號(hào)輸入端，其電源輸出端電連接第二電池組1，其電源輸入端電連接邏輯接口 3或所述的備用電池組4，其信號(hào)輸入端連接測(cè)控裝置2。在所述的倍源系統(tǒng)中設(shè)置補(bǔ)充電裝置7，是應(yīng)用于對(duì)所述第二電池組I (選用二次電池的情況下)進(jìn)行補(bǔ)充電；
[0018]本實(shí)用新型還公開了含有上述任一倍源系統(tǒng)的UPS設(shè)備，所述的UPS設(shè)備至少設(shè)置一套所述的倍源系統(tǒng)。本實(shí)用新型所述的UPS設(shè)備中含有兩種電源，一是由常規(guī)蓄電池串、并聯(lián)組成的備用電池組4，二是本實(shí)用新型所述的倍源系統(tǒng)，兩種電源構(gòu)成了本實(shí)用新型UPS設(shè)備的雙重電源保障，使本實(shí)用新型所述UPS設(shè)備的備用工作時(shí)間更長(zhǎng)。
[0019]優(yōu)選的，在所述的UPS設(shè)備中，所述倍源系統(tǒng)內(nèi)部的測(cè)控裝置2獨(dú)立設(shè)置，亦可將測(cè)控裝置2的部分邏輯功能或全部邏輯功能集成于所述UPS設(shè)備的中央控制系統(tǒng)內(nèi)。
[0020]本實(shí)用新型還公開了一種前述UPS的倍源系統(tǒng)的控制方法，該方法由所述測(cè)控裝置2對(duì)所述備用電池組4進(jìn)行實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控，并在設(shè)定的邏輯狀態(tài)下啟用所述的倍源系統(tǒng)，控制第二電池組I放電為備用電池組4補(bǔ)充電能。
[0021]優(yōu)選的，所述測(cè)控裝置2對(duì)備用電池組4的實(shí)時(shí)電壓狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)測(cè)控裝置2監(jiān)測(cè)到備用電池組4的實(shí)時(shí)電壓低于所設(shè)定的閥值時(shí)，控制第二電池組I放電為備用電池組4補(bǔ)充電能。
[0022]優(yōu)選的，所述測(cè)控裝置2對(duì)備用電池組4的實(shí)時(shí)容量狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)測(cè)控裝置2監(jiān)測(cè)到備用電池組4的實(shí)時(shí)容量低于所設(shè)定的閥值時(shí)，控制第二電池組I放電為備用電池組4補(bǔ)充電能。
[0023]更優(yōu)選的，所述測(cè)控裝置2對(duì)備用電池組4的實(shí)時(shí)電壓狀態(tài)和實(shí)時(shí)容量狀態(tài)同時(shí)進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)測(cè)控裝置2監(jiān)測(cè)到備用電池組4的實(shí)時(shí)電壓或?qū)崟r(shí)容量任一監(jiān)測(cè)值低于所設(shè)定的閥值時(shí)，控制第二電池組I放電為備用電池組4補(bǔ)充電能。
[0024]本實(shí)用新型可配置常規(guī)UPS設(shè)備使用，使用時(shí)視倍源系統(tǒng)為常規(guī)UPS設(shè)備中備用電池組4的一種容量擴(kuò)展系統(tǒng)；當(dāng)所述倍源系統(tǒng)配合常規(guī)UPS設(shè)備使用時(shí)，備用電池組4的容量擴(kuò)展范圍取決于所述第二電池組I的儲(chǔ)備容量，當(dāng)市電斷電、常規(guī)UPS設(shè)備中備用電池組4的容量消耗完時(shí)，所述的倍源系統(tǒng)承擔(dān)起為備用電池組4補(bǔ)充電能、使常規(guī)UPS設(shè)備繼續(xù)工作的作用，大大增加了常規(guī)UPS設(shè)備的不間斷工作時(shí)間，可理解為對(duì)常規(guī)UPS設(shè)備提供了一種“雙保險(xiǎn)電池組”。
[0025]本實(shí)用新