一種帶有獨立安全電壓的應急電源裝置及其工作方法
【專利摘要】本發明涉及電氣控制【技術領域】，具體是涉及一種帶有獨立安全電壓的應急電源裝置及其工作方法。包括有LKC充電器模塊、DN電能儲存單元、NB功率逆變模塊、DY開關電源模塊、QH切換模塊和DSP控制器。帶有獨立安全電壓的應急電源裝置在市電正常時，閉合QFB斷路器，經DY開關電源模塊的整流電路和斬波電路，輸出DC24V安全電壓，此時負載實際使用的電源是來自電網的市電。市電異常時，DN電能儲存單元輸出DC220V直接給DY開關電源模塊供電，經DY開關電源模塊的DC220V/DC24V斬波電路，輸出DC24V安全電壓。此時，用戶負載所使用的電源來自于DN電能儲存單元。由于無需經功率逆變模塊輸出交流給開關電源模塊供電，可以減輕功率逆變模塊的負擔，從而保證了DC24V安全電壓的正常輸出。
【專利說明】一種帶有獨立安全電壓的應急電源裝置及其工作方法
[0001]
【技術領域】
[0002]本發明涉及電氣控制【技術領域】，具體是涉及一種帶有獨立安全電壓的應急電源裝置及其工作方法。
【背景技術】
[0003]應急電源多用于應急照明和疏散指示系統，一般情況下，輸出交流220V電壓為應急照明燈具和疏散指示燈具供電。現在國家對用電安全的要求逐步提高，我國標準規定工頻電壓有效值的額定值有42V、36V、24V、12V和6V。在有電擊危險環境中使用的手持照明燈和局部照明燈應采用36V或24V安全電壓。應急電源也開始采用DC24V安全電壓供電方式。
[0004]現有的應急電源DC24V供電方式為單一交流供電方式，如圖1所示，具體方案如下:
I )、當市電正常時，閉合QFA，市電經KMl，直接輸出220V交流電；在輸出端AC220V經開關電源AC/DC轉換，輸出DC24V安全電壓；在此情況下若閉合QFC和QFD，則市電經LKC充電器模塊給DN電能儲存單元充電。
[0005]2)、當市電異常時，DN電能儲存單元經NB功率逆變模塊再經KM2輸出220V交流電；在輸出端AC220V經開關電源AC/DC轉換，輸出DC24V安全電壓。
[0006]這種供電方式會增加功率逆變模塊的負擔，降低功率逆變模塊的實際輸出功率；當DC24V安全電壓輸出功率過高時，會導致功率逆變模塊過載，影響應急電源的正常使用。
【發明內容】
[0007]針對現有技術中存在的技術問題，本發明提供了一種帶有獨立安全電壓的應急電源裝置及其工作方法，該應急電源裝置采用交直流兩種供電方式，保證DC24V安全電壓正常輸出。
[0008]為了實現上述目的，采用的技術方案為:一種帶有獨立安全電壓的應急電源裝置，包括有LKC充電器模塊、DN電能儲存單元、NB功率逆變模塊、DY開關電源模塊、QH切換模塊和DSP控制器，其中， 市電通過QFA斷路器與QH切換模塊的KMl交流接觸器的輸入端連接； LKC充電器模塊的輸入端通過QFC斷路器連接在QFA斷路器與KMl交流接觸器的輸入端之間的電路上，LKC充電器模塊的輸出端通過QFD斷路器與DN電能儲存單元的輸入端連接;
DN電能儲存單元的輸出端與NB功率逆變模塊的輸入端連接，NB功率逆變模塊的輸出端通過QH切換模塊的KM2交流接觸器的輸入端連接，KMl交流接觸器、KM2交流接觸器的輸出端均與AC220V應急輸出總線連接； DY開關電源模塊的輸入端分別與連接市電的QFB斷路器、DN電能儲存單元的輸出端連接，DY開關電源模塊的輸出端與DC24V安全電壓輸出總線連接；
DSP控制器分別與LKC充電器模塊、NB功率逆變模塊、DY開關電源模塊、QH切換模塊連接。
[0009]一種帶有獨立安全電壓的應急電源裝置的工作方法，包括有DC24V安全電壓輸出總線供電方法，具體為:
市電正常時，閉合QFB斷路器，經DY開關電源模塊的AC220V/DC220V整流電路和DC220V/DC24V斬波電路，輸出DC24V安全電壓；
市電異常時，DN電能儲存單元輸出DC220V直接給DY開關電源模塊供電，經DY開關電源模塊的DC220V/DC24V斬波電路，輸出DC24V安全電壓。
[0010]一種帶有獨立安全電壓的應急電源裝置的工作方法，包括有AC220V應急輸出總線供電方法，具體為:
市電正常時，市電經過QFA斷路器和KMl交流接觸器直接給AC220V應急輸出總線供電；市電通過QFC斷路器向LKC充電器模塊供電，LKC充電器模塊通過QFD斷路器向DN電能儲存單元充電；
市電供電中斷或市電電壓超限時，立即斷開KMl交流接觸器，運行NB功率逆變模塊，將DN電能儲存單元的直流電能逆變成交流電能，在<5ms時間內，經過KM2交流接觸器輸出給AC220V應急輸出總線；
市電恢復正常時，DPS控制器的控制系統檢測市電正常后，通過同步并網切換技術，閉合KMl交流接觸器，將市電經KMl交流接觸器向AC220V應急輸出總線供電。
[0011]本發明的帶有獨立安全電壓的應急電源裝置及其工作方法，與現有技術相比，其有M效果表現在:
I)、市電正常時，閉合QFB斷路器，經DY開關電源模塊的AC220V/DC220V整流電路和DC220V/DC24V斬波電路，輸出DC24V安全電壓，此時負載實際使用的電源是來自電網的市電。市電異常時，DN電能儲存單元輸出DC220V直接給DY開關電源模塊供電，經DY開關電源模塊的DC220V/DC24V斬波電路，輸出DC24V安全電壓。此時，用戶負載所使用的電源來自于DN電能儲存單元。由于無需經功率逆變模塊輸出交流給開關電源模塊供電，可以減輕功率逆變模塊的負擔，從而保證了 DC24V安全電壓的正常輸出。
[0012]2)、市電正常時，市電經過QFA斷路器和KMl交流接觸器直接給AC220V應急輸出總線供電，整個應急電源裝置進行市電檢測以及DN電能儲存單元充電管理，NB功率逆變模塊沒有工作，此時用戶負載實際使用的電源是來自電網的市電，因此，NB功率逆變模塊在市電正常時一直處于休眠狀態，可以有效的達到節能的效果。市電通過QFC斷路器向LKC充電器模塊供電，LKC充電器模塊通過QFD斷路器向DN電能儲存單元充電，LKC充電器模塊只是對DN電能儲存單元進行充電管理，并不具備直接向DN電能儲存單元提供直流電源的能力。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是現有技術中的應急電源的電氣原理圖。
[0014]圖2是本發明的帶有獨立安全電壓的應急電源裝置的電氣原理圖。[0015]圖3是DC24V安全電壓輸出總線供電方法的電氣原理圖。
【具體實施方式】
[0016]為了便于本領域技術人員理解，下面結合附圖對本發明作進一步的說明。作為本發明的一種較佳實施例，請參閱圖2和3，帶有獨立安全電壓的應急電源裝置，包括有LKC充電器模塊、DN電能儲存單元(例如蓄電池)、NB功率逆變模塊、DY開關電源模塊、QH切換模塊和DSP控制器，其中:
市電通過QFA斷路器與QH切換模塊的KMl交流接觸器的輸入端連接。
[0017]LKC充電器模塊的輸入端通過QFC斷路器連接在QFA斷路器與KMl交流接觸器的輸入端之間的電路上，LKC充電器模塊的輸出端通過QFD斷路器與DN電能儲存單元的輸入端連接。
[0018]DN電能儲存單元的輸出端與NB功率逆變模塊的輸入端連接，NB功率逆變模塊的輸出端通過QH切換模塊的KM2交流接觸器的輸入端連接，KMl交流接觸器、KM2交流接觸器的輸出端均與AC220V應急輸出總線連接。
[0019]DY開關電源模塊的輸入端分別與連接市電的QFB斷路器、DN電能儲存單元的輸出端連接，DY開關電源模塊的輸出端與DC24V安全電壓輸出總線連接。
[0020]DSP控制器分別與LKC充電器模塊、NB功率逆變模塊、DY開關電源模塊、QH切換模塊連接。
[0021]本發明的帶有獨立安全電壓的應急電源裝置，其工作方法主要包括有AC220V應急輸出總線供電方法和DC24V安全電壓輸出總線供電方法。
[0022]①、DC24V安全電壓輸出總線供電方法為:
市電正常時，閉合QFB斷路器，經DY開關電源模塊的AC220V/DC220V整流電路和DC220V/DC24V斬波電路，輸出DC24V安全電壓，此時負載實際使用的電源是來自電網的市電。
[0023]市電異常時，DN電能儲存單元輸出DC220V直接給DY開關電源模塊供電，經DY開關電源模塊的DC220V/DC24V斬波電路，輸出DC24V安全電壓。此時，用戶負載所使用的電源來自于DN電能儲存單元。由于無需經功率逆變模塊輸出交流給開關電源模塊供電，可以減輕功率逆變模塊的負擔。
[0024]②、AC220V應急輸出總線供電方法為:
當市電正常時，市電經過QFA斷路器和KMl交流接觸器直接給AC220V應急輸出總線供電，整個應急電源裝置進行市電檢測以及DN電能儲存單元充電管理，NB功率逆變模塊沒有工作，此時用戶負載實際使用的電源是來自電網的市電，因此，NB功率逆變模塊在市電正常時一直處于休眠狀態，可以有效的達到節能的效果。市電通過QFC斷路器向LKC充電器模塊供電，LKC充電器模塊通過QFD斷路器向DN電能儲存單元充電，LKC充電器模塊只是對DN電能儲存單元進行充電管理，并不具備直接向DN電能儲存單元提供直流電源的能力。
[0025]當市電供電中斷或市電電壓超限(±20%額定輸入電壓)時，應急電源裝置立即斷開KMl交流接觸器，運行NB功率逆變模塊，將DN電能儲存單元的直流電能逆變成交流電能，在<5ms時間內，經過KM2交流接觸器輸出給AC220V應急輸出總線，此時，用戶負載所使用的電源是通過DPS控制器控制的NB功率逆變模塊轉換的交流電源，而不是來自市電。[0026]當市電電壓恢復正常工作時，DPS控制器的控制系統檢測市電正常后，通過同步并網切換技術，閉合KMl交流接觸器，實現從逆變供電轉到市電供電，此時，NB功率逆變模塊進入休眠狀態。此后，DPS控制器將市電經KMl交流接觸器向AC220V應急輸出總線(負載)供電。
[0027]以上內容僅僅是對本發明的結構所作的舉例和說明，所屬本【技術領域】的技術人員對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離發明的結構或者超越本權利要求書所定義的范圍，均應屬于本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種帶有獨立安全電壓的應急電源裝置，其特征在于:本裝置包括有LKC充電器模塊、DN電能儲存單元、NB功率逆變模塊、DY開關電源模塊、QH切換模塊和DSP控制器，其中， 市電通過QFA斷路器與QH切換模塊的KMl交流接觸器的輸入端連接； LKC充電器模塊的輸入端通過QFC斷路器連接在QFA斷路器與KMl交流接觸器的輸入端之間的電路上，LKC充電器模塊的輸出端通過QFD斷路器與DN電能儲存單元的輸入端連接; DN電能儲存單元的輸出端與NB功率逆變模塊的輸入端連接，NB功率逆變模塊的輸出端通過QH切換模塊的KM2交流接觸器的輸入端連接，KMl交流接觸器、KM2交流接觸器的輸出端均與AC220V應急輸出總線連接； DY開關電源模塊的輸入端分別與連接市電的QFB斷路器、DN電能儲存單元的輸出端連接，DY開關電源模塊的輸出端與DC24V安全電壓輸出總線連接； DSP控制器分別與LKC充電器模塊、NB功率逆變模塊、DY開關電源模塊、QH切換模塊連接。
2.一種根據權利要求1所述的帶有獨立安全電壓的應急電源裝置的工作方法，其特征在于:包括有DC24V安全電壓輸出總線供電方法，具體為: 市電正常時，閉合QFB斷路器，經DY開關電源模塊的AC220V/DC220V整流電路和DC220V/DC24V斬波電路，輸出DC24V安全電壓； 市電異常時，DN電能儲存單元輸出DC220V直接給DY開關電源模塊供電，經DY開關電源模塊的DC220V/DC24V斬波電路，輸出DC24V安全電壓。
3.一種根據權利要求1所述的帶有獨立安全電壓的應急電源裝置的工作方法，其特征在于:包括有AC220V應急輸出總線供電方法，具體為: 市電正常時，市電經過QFA斷路器和KMl交流接觸器直接給AC220V應急輸出總線供電；市電通過QFC斷路器向LKC充電器模塊供電，LKC充電器模塊通過QFD斷路器向DN電能儲存單元充電； 市電供電中斷或市電電壓超限時，立即斷開KMl交流接觸器，運行NB功率逆變模塊，將DN電能儲存單元的直流電能逆變成交流電能，在<5ms時間內，經過KM2交流接觸器輸出給AC220V應急輸出總線； 市電恢復正常時，DPS控制器的控制系統檢測市電正常后，通過同步并網切換技術，閉合KMl交流接觸器，將市電經KMl交流接觸器向AC220V應急輸出總線供電。
【文檔編號】H02J7/02GK103683442SQ201310410978
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月11日 優先權日:2013年9月11日
【發明者】李多山, 楊坤 申請人:合肥聯信電源有限公司