CN211063405U - 一种微型不间断电源变换器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种微型不间断电源变换器，包括整流滤波模块、蓄电池、蓄电池充电模块及电源切换模块，还包括AC/DC电源模块及DC/DC升压模块，所述AC/DC电源模块的输入端连接市电，AC/DC电源模块的输出端连接蓄电池充电模块的输入端，蓄电池充电模块的输出端连接蓄电池，蓄电池连接DC/DC升压模块的输入端，整流滤波模块的输入端连接市电，整流滤波模块的输出端以及DC/DC升压模块的输出端连接电源切换模块的输入端，电源切换模块的输出端连接用电器。本实用新型的有益效果包括：结构简单，功能齐全，对蓄电池有良好的保护，有利于延长使用寿命，安全性高。
Description
技术领域
本实用新型涉及电源技术领域，尤其涉及一种微型不间断电源变换器。
背景技术
不间断电源是能够持续稳定、不间断提供电能的储能型电源设备，应用领域广泛。不间断电源主要由主机、储能部件构成，能够提供持续、稳定、不间断电能供应的电力电子设备，是综合利用电力电子、计算机、网络、嵌入式软件、蓄电池管理、高可靠性配电等技术的储能型电源设备及整体解决方案，在电力监测设备上需要使用不间断电源供电，使电力仪表继续监测将物联网数据上传。常规的不间断电源体积较大难以安装，价格相对较高。因此现在出现了一些小型的不间断电源。
如申请号 CN200420047297.9的实用新型公开了一种智能微型不间断电源，为解决现有产品体积笨、重量大、且不能自动存盘的问题，该实用新型的不间断电源中除包括传统的整流电路、充电电路、逆变电路及切换电路外，还包括一个用于自动控制外部计算机设备的智能控制电路，其中包括交流检测电路及可向所述外部计算机设备输出存盘、关机类控制信号的控制信号生成电路。
但现有技术的功能仍然不完善，且结构复杂，容易出现问题。
实用新型内容
针对现有技术功能仍然不完善，且结构复杂的问题，本实用新型提供了一种微型不间断电源变换器，结构简单，体积小，便于使用。
以下是本实用新型的技术方案。
一种微型不间断电源变换器，包括整流滤波模块、蓄电池、蓄电池充电模块及电源切换模块，还包括AC/DC电源模块及DC/DC升压模块，所述AC/DC电源模块的输入端连接市电，AC/DC电源模块的输出端连接蓄电池充电模块的输入端，蓄电池充电模块的输出端连接蓄电池，蓄电池连接DC/DC升压模块的输入端，整流滤波模块的输入端连接市电，整流滤波模块的输出端以及DC/DC升压模块的输出端连接电源切换模块的输入端，电源切换模块的输出端连接用电器。
当有主电输入时，将主电进行整流滤波后生成的高压直流作为输出，同时经过AC/DC电源模块后经蓄电池充电模块对蓄电池进行充电。当主电掉电时，蓄电池通过DC/DC升压模块及电源切换模块生成高压直流输出供电。
作为优选，所述蓄电池充电模块包括充电管理芯片U22工作电路，其中充电管理芯片U22的型号为CN3768，充电管理芯片U22的DRV引脚连接场效应晶体管U11的G引脚，充电管理芯片U22的VG引脚连接场效应晶体管U11的S引脚，场效应晶体管U11的D引脚连接二极管D19的阳极，二极管D19的阴极通过电感L10连接电阻R100的第一端，电阻R100的第二端连接蓄电池。蓄电池的充电采用CN3768作为主芯片，该充电电路具有涓流、恒流、过充电和浮充电几种充电模式，同时具有自动再充电、软启动等功能，以实现对12V 铅酸电池进行完整的充电管理。
作为优选，所述场效应晶体管U11的型号为AO4459。
作为优选，所述DC/DC升压模块包括控制模块、变压模块、反馈模块及判断模块，所述判断模块的输入端连接蓄电池，判断模块的输出端连接控制模块的输入端，控制模块的输出端连接变压模块，变压模块的输出端连接反馈模块，反馈模块的输出端信号反馈至控制模块。判断模块首先判断蓄电池电压是否足够，足够时接通控制模块，控制模块控制变压模块进行升压，反馈模块采集升压后的电压并反馈至控制模块，再由控制模块进行对应调整。
作为优选，所述控制模块包括控制器U1及控制器U1的工作电路，其中控制器U1的型号为UC3843。由UC3843芯片为主控的电压式反馈的正激开关电源，配合上述模块，具备过流保护、短路保护，同时具备蓄电池过放保护功能，当蓄电池电压低于切断阈值时停止工作，防止电池过放，当蓄电池电池重新升高到重启电压时重新开始工作。
作为优选，所述反馈模块包括基准源U4及光电耦合管U20，所述变压模块的输出端通过若干电阻连接光电耦合管U20的阳极输入端，光电耦合管U20的阳极输入端通过电阻连接光电耦合管U20的阴极输入端以及基准源U4，光电耦合管U20的输出端连接控制器U1的COMP引脚。具体的工作过程为，由UC3843输出PWM驱动MOS管控制变压模块工作，再由变压模块输出经TL431反馈至前级UC3843的输入，从而调整PWM输出占空比，以稳定开关电源输出的电压。
作为优选，所述判断模块包括基准源U3及比较器U2，蓄电池连接基准源U3、比较器U2的输入端以及三极管Q2的集电极，比较器U2的输出端连接三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极连接控制器U1的输入端。判断模块主要用于监测蓄电池电压，当低于设定切断阈值时断开UC3843电源，控制模块停止工作；当蓄电池电压重新升至重启阈值时，重新开始工作。
本实用新型的有益效果包括：结构简单，功能齐全，对蓄电池有良好的保护，有利于延长使用寿命，安全性高。
附图说明
图1为本实用新型实施例的示意图；
图2为本实用新型实施例的DC/DC升压模块的电路原理图；
图3为本实用新型实施例的蓄电池充电模块的电路原理图；
图中包括：1-AC/DC电源模块、2-蓄电池充电模块、3-12V蓄电池、4-DC/DC升压模块、5-整流滤波模块、6-电源切换模块。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未做详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
实施例：
如图1所示是一种微型不间断电源变换器，包括整流滤波模块5、12V蓄电池3、蓄电池充电模块2及电源切换模块6，还包括AC/DC电源模块1及DC/DC升压模块4，AC/DC电源模块1的输入端连接市电，AC/DC电源模块1的输出端连接蓄电池充电模块2的输入端，蓄电池充电模块2的输出端连接12V蓄电池3，12V蓄电池3连接DC/DC升压模块4的输入端，整流滤波模块5的输入端连接市电，整流滤波模块5的输出端以及DC/DC升压模块4的输出端连接电源切换模块6的输入端，电源切换模块6的输出端连接用电器。
当有主电输入时，将主电进行整流滤波后生成的高压直流作为输出，同时经过AC/DC电源模块1后经蓄电池充电模块2对蓄电池进行充电。当主电掉电时，蓄电池通过DC/DC升压模块及电源切换模块6生成高压直流输出供电。其中AC/DC电源模块1是将主电输入的AC电源（AC85V-265V）转换输出为DC15V电源。
DC/DC升压模块4包括控制模块、变压模块、反馈模块及判断模块，判断模块的输入端连接蓄电池，判断模块的输出端连接控制模块的输入端，控制模块的输出端连接变压模块，变压模块的输出端连接反馈模块，反馈模块的输出端信号反馈至控制模块。判断模块首先判断蓄电池电压是否足够，足够时接通控制模块，控制模块控制变压模块进行升压，反馈模块采集升压后的电压并反馈至控制模块，再由控制模块进行对应调整。
如图2所示为DC/DC升压模块4的电流原理图，其中控制模块包括控制器U1及控制器U1的工作电路，其中控制器U1的型号为UC3843。由UC3843芯片为主控的电压式反馈的正激开关电源，配合上述模块，具备过流保护、短路保护，同时具备蓄电池过放保护功能，当蓄电池电压低于切断阈值时停止工作，防止电池过放，当蓄电池电池重新升高到重启电压时重新开始工作。
其中的反馈模块包括基准源U4及光电耦合管U20，变压模块的输出端通过若干电阻连接光电耦合管U20的阳极输入端，光电耦合管U20的阳极输入端通过电阻连接光电耦合管U20的阴极输入端以及基准源U4，光电耦合管U20的输出端连接控制器U1的COMP引脚。具体的工作过程为，由UC3843输出PWM驱动MOS管控制变压模块工作，再由变压模块输出经TL431反馈至前级UC3843的输入，从而调整PWM输出占空比，以稳定开关电源输出的电压。
其中的判断模块包括基准源U3及比较器U2，蓄电池连接基准源U3、比较器U2的输入端以及三极管Q2的集电极，比较器U2的输出端连接三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极连接控制器U1的输入端。判断模块主要用于监测蓄电池电压，当低于设定切断阈值时断开UC3843电源，控制模块停止工作；当蓄电池电压重新升至重启阈值时，重新开始工作。
如图3所示，蓄电池充电模块2包括充电管理芯片U22工作电路，其中充电管理芯片U22的型号为CN3768，充电管理芯片U22的DRV引脚连接场效应晶体管U11的G引脚，充电管理芯片U22的VG引脚连接场效应晶体管U11的S引脚，场效应晶体管U11的D引脚连接二极管D19的阳极，二极管D19的阴极通过电感L10连接电阻R100的第一端，电阻R100的第二端连接蓄电池。蓄电池的充电采用CN3768作为主芯片，该充电电路具有涓流、恒流、过充电和浮充电几种充电模式，同时具有自动再充电、软启动等功能，以实现对12V 蓄电池3的管理。其中12V 蓄电池3为12V铅酸电池，场效应晶体管U11的型号为AO4459。
有主电输入时，本实施例将主电进行整流滤波后生成的310V高压直流作为输出电源。当主电掉电时，蓄电池通过其他模块生成140V高压直流输出供电。
通过以上实施方式的描述，所属领域的技术人员可以了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是一个物理单元或多个物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个不同地方。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
以上内容，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种微型不间断电源变换器，包括整流滤波模块、蓄电池、蓄电池充电模块及电源切换模块，其特征在于，还包括AC/DC电源模块及DC/DC升压模块，所述AC/DC电源模块的输入端连接市电，AC/DC电源模块的输出端连接蓄电池充电模块的输入端，蓄电池充电模块的输出端连接蓄电池，蓄电池连接DC/DC升压模块的输入端，整流滤波模块的输入端连接市电，整流滤波模块的输出端以及DC/DC升压模块的输出端连接电源切换模块的输入端，电源切换模块的输出端连接用电器。
2.根据权利要求1所述的一种微型不间断电源变换器，其特征在于，所述蓄电池充电模块包括充电管理芯片U22工作电路，其中充电管理芯片U22的型号为CN3768，充电管理芯片U22的DRV引脚连接场效应晶体管U11的G引脚，充电管理芯片U22的VG引脚连接场效应晶体管U11的S引脚，场效应晶体管U11的D引脚连接二极管D19的阳极，二极管D19的阴极通过电感L10连接电阻R100的第一端，电阻R100的第二端连接蓄电池。
3.根据权利要求2所述的一种微型不间断电源变换器，其特征在于，所述场效应晶体管U11的型号为AO4459。
4.根据权利要求2或3所述的一种微型不间断电源变换器，其特征在于，所述DC/DC升压模块包括控制模块、变压模块、反馈模块及判断模块，所述判断模块的输入端连接蓄电池，判断模块的输出端连接控制模块的输入端，控制模块的输出端连接变压模块，变压模块的输出端连接反馈模块，反馈模块的输出端信号反馈至控制模块。
5.根据权利要求4所述的一种微型不间断电源变换器，其特征在于，所述控制模块包括控制器U1及控制器U1的工作电路，其中控制器U1的型号为UC3843。
6.根据权利要求5所述的一种微型不间断电源变换器，其特征在于，所述反馈模块包括基准源U4及光电耦合管U20，所述变压模块的输出端通过若干电阻连接光电耦合管U20的阳极输入端，光电耦合管U20的阳极输入端通过电阻连接光电耦合管U20的阴极输入端以及基准源U4，光电耦合管U20的输出端连接控制器U1的COMP引脚。
7.根据权利要求6所述的一种微型不间断电源变换器，其特征在于，所述判断模块包括基准源U3及比较器U2，蓄电池连接基准源U3、比较器U2的输入端以及三极管Q2的集电极，比较器U2的输出端连接三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极连接控制器U1的输入端。
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| CN201922024084.3U CN211063405U (zh) | 2019-11-21 | 2019-11-21 | 一种微型不间断电源变换器 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113288205A (zh) * | 2021-05-08 | 2021-08-24 | 中国人民解放军西部战区总医院 | 一种tcd检测装置及其运行电路 |
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2019
- 2019-11-21 CN CN201922024084.3U patent/CN211063405U/zh active Active
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| CN113288205A (zh) * | 2021-05-08 | 2021-08-24 | 中国人民解放军西部战区总医院 | 一种tcd检测装置及其运行电路 |
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