一種ups的快速切換電路和切換控制方法
2023-05-12 03:26:41
一種ups的快速切換電路和切換控制方法
【專利摘要】本發明涉及一種UPS的快速切換電路和切換控制方法，另外，每個迴路上都有2個繼電器的NO和NC節點串聯，需要斷開的迴路上有2個節點同時動作，避免了因一個繼電器的一個觸點動作觸點間的拉電弧影響繼電器的觸點壽命，在一些頻繁切換的場合，可大大提高切換電路的使用壽命。
【專利說明】一種UPS的快速切換電路和切換控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種UPS的快速切換電路和切換控制方法。
【背景技術】
[0002]目前，在小型UPS(5kW及以下功率等級)的切換電路中，考慮到成本等原因，一般都使用快速繼電器作為切換元件。一般都用一個繼電器或2個繼電器組成切換電路。用一個帶轉換觸點的繼電器組成切換電路最簡單，但總有一方切換的時間不滿足國標要求，而且因為常開和常閉節點在一個小繼電器內，觸點的距離非常近，切換時容易拉弧，對繼電器的觸點壽命有影響。用兩個帶轉換觸點的繼電器作切換的，可以滿足兩方的切換時間要求，但不可避免的會造成IOms左右的兩路輸出短路。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種UPS的快速切換電路，用以解決現有切換電路切換速度慢或者出現輸出短路的問題。
[0004]為實現上述目的，本發明的方案包括:
[0005]一種UPS的快速切換電路，在旁路線路上串設至少兩個繼電器，一個為旁路常開繼電器，另一個為旁路常閉繼電器，在逆變輸出線路上串設兩個繼電器，一個為逆變常開繼電器，另一個為逆變常閉繼電器；旁路輸出線路和逆變輸出線路在輸出側短接；所述旁路常閉繼電器、逆變常閉繼電器在UPS的輔助電源上電後動作；旁路輸入正常時，旁路常開繼電器動作；逆變器輸出正常時，逆變常開繼電器動作。
[0006]所述旁路常開繼電器、旁路常閉繼電器、逆變常開繼電器、逆變常閉繼電器，每個繼電器上均並聯有2-3個同類型同型號的繼電器。
[0007]一種切換控制方法，包括如下步驟:
[0008]需要旁路輸入線路輸出時，釋放旁路常閉繼電器；需要逆變器輸出時，釋放逆變常閉繼電器；
[0009]從逆變到旁路正常切換時，同時釋放逆變常開繼電器、旁路常閉繼電器，動作逆變常閉繼電器；延時一定時間後，再動作逆變常開繼電器，為旁路到逆變的切換做好準備；
[0010]從旁路到逆變正常切換時，同時釋放旁路常開繼電器、逆變常閉繼電器，動作旁路常閉繼電器；延時一定時間後，再動作旁路常開繼電器，為逆變到旁路的切換做好準備；
[0011]逆變到旁路的異常切換，同時釋放逆變常開繼電器、旁路常閉繼電器，動作逆變常閉繼電器；
[0012]旁路到逆變的異常切換，同時釋放旁路常開繼電器、逆變常閉繼電器，動作旁路常閉繼電器。
[0013]採用本發明的結構形式和操作，切換時間只和繼電器釋放時間有關。因為小型繼電器的釋放時間一般都比動作時間快I倍以上，這樣就可以用普通的動作/釋放時間15ms/5ms的繼電器,完成5ms內的快速切換。[0014]另外，每個迴路上都有2個繼電器的NO和NC節點串聯，需要斷開的迴路上有2個節點同時動作，避免了因一個繼電器的一個觸點動作觸點間的拉電弧影響繼電器的觸點壽命，在一些頻繁切換的場合，可大大提高切換電路的使用壽命。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明本實施例的電路原理圖；
[0016]圖2為旁路輸出時的原理圖；
[0017]圖3為逆變輸出時的原理圖；
[0018]圖4為逆變到旁路的正常切換繼電器動作信號圖；
[0019]圖5為旁路到逆變的正常切換繼電器動作信號圖；
[0020]圖6為逆變到旁路的故障切換繼電器動作信號圖；
[0021]圖7為旁路到逆變的故障切換繼電器動作信號圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖對本發明做進一步詳細的說明。
[0023]在旁路線路上串設兩個繼電器，一個為旁路常開繼電器，另一個為旁路常閉繼電器，在逆變輸出線路上串設兩個繼電器，一個為逆變常開繼電器，另一個為逆變常閉繼電器；旁路輸出線路和逆變輸出線路在輸出側短接。旁路是指旁路輸入線路，逆變是指逆變器輸出線路。
[0024]1，旁路常閉繼電器、逆變常閉繼電器在UPS的輔助電源上電後動作。旁路輸入正常時，旁路常開繼電器動作；逆變器輸出正常時，逆變常開繼電器也動作。需要旁路輸入線路輸出時，釋放旁路常閉繼電器；需要逆變器輸出時，釋放逆變常閉繼電器。
[0025]2，從逆變到旁路正常切換時，同時釋放逆變常開繼電器、旁路常閉繼電器，動作逆變常閉繼電器。由於釋放繼電器動作速度快，能夠將輸出快速切換到旁路上。延時一定時間後，再動作逆變常開繼電器，為旁路到逆變的切換做好準備。
[0026]3，從旁路到逆變正常切換時，同時釋放旁路常開繼電器、逆變常閉繼電器，動作旁路常閉繼電器。由於釋放繼電器動作速度快，能夠將輸出快速切換到逆變輸出上。延時一定時間後，再動作旁路常開繼電器，為逆變到旁路的切換做好準備。
[0027]4，逆變到旁路的異常切換，當前是逆變器輸出，如果逆變器故障，就得切換到旁路輸出，同時釋放逆變常開繼電器、旁路常閉繼電器，動作逆變常閉繼電器。
[0028]5，旁路到逆變的異常切換，當前是旁路輸出，如果旁路故障，就得切換到逆變器輸出，同時釋放旁路常開繼電器、逆變常閉繼電器，動作旁路常閉繼電器。
[0029]具體的，如圖1的實施方式，一種小型UPS的快速切換電路，旁路L線和逆變L線在輸出側短接，旁路常開繼電器、旁路常閉繼電器分別記為BK1、BK2。逆變常開繼電器、逆變常閉繼電器分別記為IK1、IK2。旁路N和逆變N線直接短接。線路上的兩個觸點BK1、BK2(IK1、IK2)的前後位置可以互換。
[0030]工作過程為:
[0031]1，UPS的輔助電源上電後，BK2和IK2都動作，沒有輸出。檢測旁路輸入電壓是否正常，如果正常BKl動作，檢測逆變器輸出是否正常，如果正常，IKl也動作。這時，如果需要逆變器輸出，就釋放IK2，如果需要旁路輸入輸出，就釋放BK2。圖2是旁路輸出時的原理圖，圖3是逆變輸出時的原理圖。
[0032]2，逆變到旁路的正常切換，當前是逆變器輸出，想切換到旁路輸出，就同時釋放IK1、BK2，動作IK2，因為IKl和BK2都是釋放，所以動作速度快，輸出快速切換到旁路上，IK2動作慢些，20ms後，再動作IKl，為旁路到逆變的切換做好準備。圖4是逆變到旁路切換正常切換的繼電器動作信號圖。圖4到圖7中，高電平為動作，低電平為釋放。
[0033]3，旁路到逆變的正常切換，當前是旁路輸出，想切換到逆變器輸出，就同時釋放BKU IK2，動作BK2，因為BKl和IK2都是釋放，動作速度快，輸出快速切換到逆變輸出上。BK2動作慢些，20ms後，再動作BKl，為逆變到旁路的切換做好準備。圖5是旁路到逆變器切換的繼電器動作信號圖。
[0034]4，逆變到旁路的異常切換，當前是逆變器輸出，如果逆變器故障，就得切換到旁路輸出，同時釋放IK1、BK2，動作IK2，因為IKl和BK2都是釋放，所以動作速度快，輸出快速切換到旁路上，IK2動作慢些。圖6時逆變到旁路的異常切換的繼電器動作信號圖。
[0035]5，旁路到逆變的異常切換，當前是旁路輸出，如果旁路故障，就得切換到逆變器輸出，同時釋放BK1、IK2，動作BK2，因為BKl和IK2都是釋放，動作速度快，輸出快速切換到逆變輸出上，BK2動作慢些。圖7是旁路到逆變的異常切換的繼電器動作信號圖。
[0036]從上的四種切換情況都可以看到，斷開的和投入的都是一個繼電器的快速釋放過程。保證切換時間就是繼電器的釋放時間，根據所選的繼電器不同，一般可保證切換時間是2-4ms,比如圖例選的finder繼電器40.61.7024就可保證3ms的切換時間。
[0037]做為其他實施方式，可以通過繼電器的並聯，擴展切換電路的應用功率範圍，如每個繼電器的位置都由3個相同的並聯，可以應用到IOkW的UPS。但因均流問題和動作時間的偏差，一般並聯個數不要超過3-4個為宜。
[0038]以上給出了具體的實施方式，但本發明不局限於所描述的實施方式。本發明的基本思路在於上述基本方案，對本領域普通技術人員而言，根據本發明的教導，設計出各種變形的模型、公式、參數並不需要花費創造性勞動。在不脫離本發明的原理和精神的情況下對實施方式進行的變化、修改、替換和變型仍落入本發明的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種UPS的快速切換電路，其特徵在於，在旁路線路上串設至少兩個繼電器，一個為旁路常開繼電器，另一個為旁路常閉繼電器，在逆變輸出線路上串設兩個繼電器，一個為逆變常開繼電器，另一個為逆變常閉繼電器；旁路輸出線路和逆變輸出線路在輸出側短接；所述旁路常閉繼電器、逆變常閉繼電器在UPS的輔助電源上電後動作；旁路輸入正常時，旁路常開繼電器動作；逆變器輸出正常時，逆變常開繼電器動作。
2.根據權利要求1所述的一種UPS的快速切換電路，其特徵在於，所述旁路常開繼電器、旁路常閉繼電器、逆變常開繼電器、逆變常閉繼電器，每個繼電器上均並聯有2-3個同類型同型號的繼電器。
3.根據權利要求1所述電路的切換控制方法，其特徵在於，包括如下步驟: 需要旁路輸入線路輸出時，釋放旁路常閉繼電器；需要逆變器輸出時，釋放逆變常閉繼電器； 從逆變到旁路正常切換時，同時釋放逆變常開繼電器、旁路常閉繼電器，動作逆變常閉繼電器；延時一定時間後，再動作逆變常開繼電器，為旁路到逆變的切換做好準備； 從旁路到逆變正常切換時，同時釋放旁路常開繼電器、逆變常閉繼電器，動作旁路常閉繼電器；延時一定時間後，再動作旁路常開繼電器，為逆變到旁路的切換做好準備； 逆變到旁路的異常切換，同時釋放逆變常開繼電器、旁路常閉繼電器，動作逆變常閉繼電器； 旁路到逆變的異常切換，同時釋放旁路常開繼電器、逆變常閉繼電器，動作旁路常閉繼電器。
【文檔編號】H02J9/06GK104037933SQ201410244776
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月30日 優先權日:2014年5月30日
【發明者】常志國, 高鵬, 劉天強, 邵春梅, 楊國傑, 張明冉, 趙啟良, 石偉 申請人:許繼電氣股份有限公司, 許繼電源有限公司