一种可移动可调压交直流UPS复合电源系统及装置

技术领域

本发明涉及电网设备检修、试验技术领域，特别涉及一种可移动可调压交直流UPS复合电源系统及装置。

背景技术

近年来，随着变电站设备及户外电力设备数量的极速增长，检修人员工作数量和环境较传统的工作方式均发生了明显的变化，工作量井喷式增长、电源也会受到一定条件的限制。检修、试验工作离不开电源，日益繁重的工作量和更加严格的检修技术标准对检修电源提出了更高的要求。

目前市场上的电源装置主要分为检修电源盘和检修电源箱两大类，现场检修试验所采用的检修电源盘只能提供单一的220V交流电源，电压无法调节，且不能提供直流电源；户外旷野检修不可能具有工作电源，必须自带发电设备予以解决，上述方法提供的检修电源不具有明显的断开点，现场检修试验时只能通过拔掉检修试验仪器电源插头的方式来制造明显断开点。这些缺点给检修人员实施规范化检修试验工作带来了诸多不便。因此，现有技术不能满足目前断路器调试所需的直流电源和低跳低合试验所需的66V-240V的直流电源。另外，现有的电源装置普遍效率低下，安全性得不到保证，有些甚至不能满足国家电网公司企业标准，已不能满足高标准的检修要求。

基于此，现研究一种能够提供稳定的0-240V的可调压交流、直流输出并具有明显断开点的可移动可调压交直流UPS复合电源系统及装置。

发明内容

为解决上述问题，本发明旨在提出一种可移动可调压交直流UPS复合电源系统及装置，通过蓄电池、逆变器以及市电引入插头配合调压整流模块、滤波模块、常压整流模块以及各种电器部件配合，实现能够在任意的使用场所提供稳定的0-240V的可调压交流、直流输出，该装置为具有明显断开点的可移动、可调压、便携的复合不间断(UPS)电源装置。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种可移动可调压交直流UPS复合电源系统，包括蓄电池、逆变器、切换开关、电源输入端以及电源输出端，所述蓄电池连接逆变器的输入端，所述逆变器的输出端、电源输入端通过切换开关与电源输出端相连，所述电源输出端上配合安装有调压器、调压整流模块、常压整流模块以及滤波模块，所述调压器以及常压整流模块分别并联连接在电源输出端，调压器的输出端分别并联连接有第一接线柱以及调压整流模块用于输出可控交流电压电源以及可控直流电压电源，所述调压整流模块的输出端连接第二接线柱，所述常压整流模块的输出端连接滤波模块用于输出稳定的直流电压电源，所述滤波模块的输出端连接第三接线柱。

进一步的，所述电源输入源用于连接市电，所述电源输出端包括火线L、零线N以及地线E。

进一步的，所述电源输入源包括市电引入插头以及市电引入对接插孔，所述地线E上连接有地电位接线柱，所述火线L、零线N以及地线E之间设有插排。

进一步的，还包括漏电保护器，所述火线L1、零线N1的前端连接有漏电保护器用于保护电源输出。

进一步的，还包括工作指示灯，所述工作指示灯安装于漏电保护器与切换开关之间用于显示电源输出端工作情况。

进一步的，还包括第四接线柱，所述第四接线柱设在电源输出端上用于提供常压电压值的交流电输出。

进一步的，所述蓄电池的正极与逆变器的负极之间依次连接有第一熔断保险以及启动开关。

进一步的，还包括电池电压/电量显示器，所述电池电压/电量显示器一端连接在启动开关与逆变器负极之间，另一端与蓄电池的负极相连。

进一步的，所述蓄电池的输出电压为12V，蓄电池的正负极分别设有+12V接线柱、-12V接线柱用于充电连接。

进一步的，所述+12V接线柱与蓄电池的正极之间设有第二熔断保险。

进一步的，所述切换开关为切换闸刀，所述切换闸刀设有切换对接点J1、切换对接点J2以及基础对接点J3。

进一步的，所述基础对接点J3与电源输出端相连，所述切换对接点J2与逆变器的输出端的正负极相连，所述切换对接点J1与电源输入端相连。

进一步的，还包括逆变电源指示灯，所述逆变器的输出端正负极接有逆变电源指示灯用于显示逆变器工作状态。

进一步的，还包括市电电源指示灯，所述市电电源指示灯连接在电源输入端上用于显示电源输入端插入市电的情况。

进一步的，还包括调压显示器，所述调压显示器连接于调压器的输出端用于测量及显示调压后的输出电压值。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种可移动可调压交直流UPS复合电源装置，所述装置包括如上述的可移动可调压交直流UPS复合电源系统。

进一步的，所述装置为箱体结构，包括箱体主体，所述箱体主体顶部设有操作面板，所述电源输入端配设有盖帽，所述调压器设有调压旋钮，所述操作面板正面上集成安装有第一接线柱、第二接线柱、第三接线柱、第四接线柱、切换闸刀、漏电保护器、市电引入插头、市电引入对接插孔、+12V接线柱、-12V接线柱、逆变电源指示灯、工作指示灯、市电电源指示灯、调压显示器、插排、启动开关、电池电压/电量显示器、地电位接线柱、盖帽以及调压旋钮，所述操作面板背面上集成安装有调压器、调压整流模块、常压整流模块以及滤波模块，所述蓄电池以及逆变器安装于所述箱体主体内部。

进一步的，所述箱体主体上部活页连接有翻盖，所述翻盖与箱体主体之间设有锁扣用于固定锁紧，所述箱体主体两端侧面设有通风窗用于散热通风，所述翻盖顶部设有提手，所述箱体主体一侧设有拉杆把手，箱体主体底部设有滚轮。

有益效果：本发明通过箱体蓄电池安装空间，可以根据输出负荷的大小，配置合适蓄电池数量；另一方面，通过已配置的蓄电池，根据输出负荷的大小，估算供电时间。调压模块，则可实现交直流调压输出，输出端口具有明显断口，在断口处刀刃上加装防护罩防止无误操作，更加安全可靠。另外本发明箱体结构设置合理运输携带方便，提高作业工作效率。本装置只是在电力检修试验使用方面的应用，还可用于户外旅游、家庭停电作为应急电源，用于输出功率较小的上网、电视观看、照明、手机充电等，还可通过调压功能作为电瓶车、小型汽车的充电器使用。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的可移动可调压交直流UPS复合电源系统的电路结构示意图；

图2为本发明实施例所述的可移动可调压交直流UPS复合电源装置的结构示意图一；

图3为本发明实施例所述的可移动可调压交直流UPS复合电源装置的结构示意图二；

图4为本发明实施例所述的可移动可调压交直流UPS复合电源装置的结构示意图三；

图5为本发明实施例所述的可移动可调压交直流UPS复合电源装置的操作面板的正面结构示意图；

图6为本发明实施例中的π型滤波器与常压整流模块具体实现直流常压的电路图。

附图标记说明：

1为蓄电池，2为逆变器，3为切换开关，4为电源输入端，41为市电引入插头，42为市电引入对接插孔，43为盖帽，5为电源输出端，6为调压器，61为调压旋钮，7为调压整流模块，8为常压整流模块，9为滤波模块，10为第一接线柱，11为第二接线柱，12为第三接线柱，13为地电位接线柱，14为插排，15为漏电保护器，16为工作指示灯，17为第四接线柱，18为第一熔断保险，19为启动开关，20为电池电压/电量显示器，21为+12V接线柱，22为-12V接线柱，23为第二熔断保险，24为逆变电源指示灯，25为市电电源指示灯，26为调压显示器，100为箱体主体，200为操作面板，300为翻盖，400为锁扣，500为通风窗，600为提手，700为拉杆把手，800为滚轮。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例1

参见图1：一种可移动可调压交直流UPS复合电源系统，包括蓄电池1、逆变器2、切换开关3、电源输入端4以及电源输出端5，所述蓄电池1连接逆变器2的输入端，所述逆变器2的输出端、电源输入端4通过切换开关3与电源输出端5相连，所述电源输出端5上配合安装有调压器6、调压整流模块7、常压整流模块8以及滤波模块9，所述调压器6以及常压整流模块8分别并联连接在电源输出端5，调压器6的输出端分别并联连接有第一接线柱10以及调压整流模块7用于输出可控交流电压电源以及可控直流电压电源，所述调压整流模块7的输出端连接第二接线柱11，所述常压整流模块8的输出端连接滤波模块9用于输出稳定的直流电压电源，所述滤波模块9的输出端连接第三接线柱12。

本实施例通过切换开关进行转换，既可通过蓄电池、逆变器作为自带电源进行电源输出，又可通过电源输入端外接市电或者其他电源作为电源输出，安全方便，不受产地限制，在户外、野地等场所均可适用，另外，本实施例能够提高多种电源形式，适用性强，第一接线柱可以实现不同电压值的交流电输出，第二接线柱可以实现不同电压值的直流电输出，第三接线柱可以实现固定常压电压值的直流电输出，需要说明的是，本实施例通过切换开关切换到电源输入端作为电源输入，电源输入端不外接市电或者其他电源即可实现断开功能。

在具体实现中，调压器可以为BTA41600B型可控硅调压器，其输入电压220V，输出电压0-240V，最大输出功率4000W；切换开关可以为双刀双掷闸刀、切换方便自如；滤波模块为π型滤波器，其波形特性好、输出功率大；调压整流模块、常压整流模块均为KBPC3510型集成桥式全波整流电路模块。

参见图6：当要求直流输出电压为220V，电流输出最大为10A，频率为50HZ，则电容和电感选择计算如下：

负载电压的有效值为V2，则：

V

取整流二极管流经二极管的平均电流为ID，则：

二极管承受的最大反向电压为

负载电阻为

根据

因此得到滤波电容C＝0.4μF

又由电路图可知，C1和C2为并联，则C＝C

C1＝0.2μF

又由

在一具体的实例中，所述电源输入源4用于连接市电，所述电源输出端5包括火线L、零线N以及地线E，所述电源输入源4包括市电引入插头41以及市电引入对接插孔42，所述地线E上连接有地电位接线柱13，所述火线L、零线N以及地线E之间设有插排14，还包括漏电保护器15，所述火线L1、零线N1的前端连接有漏电保护器15用于保护电源输出，还包括工作指示灯16，所述工作指示灯16安装于漏电保护器15与切换开关3之间用于显示电源输出端5工作情况。

本实施例的电源输入源通过与市电相连进行电源输出，电源输出端设置火线L、零线N以及地线E输出电源更加安全可靠。本实施例可以通过插头、插孔两种方式进行与市电的连接，安全可靠，地电位接线柱用于连接接地，提高电源使用的安全性；需要说明的是，本实施例的插排包括三口插排以及二口插排。漏电保护器能够保证电源输出端的工作安全性。本实施例通过工作指示灯即可直观的查看电源输出端的工作情况。

在一具体的实例中，还包括第四接线柱17，所述第四接线柱17设在电源输出端5上用于提供常压电压值的交流电输出，所述蓄电池1的正极与逆变器2的负极之间依次连接有第一熔断保险18以及启动开关19，还包括电池电压/电量显示器20，所述电池电压/电量显示器20一端连接在启动开关19与逆变器2负极之间，另一端与蓄电池1的负极相连。

通过第四接线柱即可实现常压电压值的交流电输出；通过第一熔断保险以及启动开关提高了蓄电池供电的可控性以及安全性；当启动开关开启，即可通过电池电压/电量显示器查看蓄电池的电压/电量剩余情况。

在一具体的实例中，所述蓄电池1的输出电压为12V，蓄电池1的正负极分别设有+12V接线柱21、-12V接线柱22用于充电连接；所述+12V接线柱21与蓄电池1的正极之间设有第二熔断保险23。

本实施例的蓄电池自带+12V接线柱、-12V接线柱的充电接头，通过上述接线柱即可实现蓄电池的快充电；本实施例通过第二熔断保险提高蓄电池的充电安全性。

在具体实现中，蓄电池、逆变器采用12V电压配置，蓄电池安装处，按5块20A·h的蓄电池尺寸空间设计，可根据根据用电负荷P的数值，选配的适合的蓄电池容量(个数)：Q＝h＊p/12n＝Q/20

也可所配置的蓄电池容量(安·时)数值，用电负荷大小，推断供电时间：h＝12＊Q/P

式中：

Q为：蓄电池容量(安·时) n为：蓄电池数(块)

h为：供电时间(小时) P为：用电负荷(瓦)。

在一具体的实例中，所述切换开关3为切换闸刀，所述切换闸刀设有切换对接点J1、切换对接点J2以及基础对接点J3，所述基础对接点J3与电源输出端5相连，所述切换对接点J2与逆变器2的输出端的正负极相连，所述切换对接点J1与电源输入端4相连。

当通过切换闸刀切换到J1，电源输入端通过外接市电或者其他电源进行电源输出，当通过切换闸刀切换到J2，本实施例的蓄电池、逆变器作为电源输出。

在一具体的实例中，还包括逆变电源指示灯24，所述逆变器2的输出端正负极接有逆变电源指示灯24用于显示逆变器2工作状态，还包括市电电源指示灯25，所述市电电源指示灯25连接在电源输入端4上用于显示电源输入端4插入市电的情况，还包括调压显示器26，所述调压显示器26连接于调压器6的输出端用于测量及显示调压后的输出电压值。

通过逆变电源指示灯能够直观的观察本实施例的逆变器是否处于工作状态。本实施例通过市电电源指示灯即可很好的查看电源输入端插入市电的状态，例如是否有电以及电压是否大致稳定等基本情况。

实施例2

为了实现上述目的，本实施例还提供了一种可移动可调压交直流UPS复合电源装置，所述装置包括如上述的可移动可调压交直流UPS复合电源系统。

本实施例的可移动可调压交直流UPS复合电源装置与上述可移动可调压交直流UPS复合电源系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

在一具体的实例中，参见图2-5：所述装置为箱体结构，包括箱体主体100，所述箱体主体100顶部设有操作面板200，所述电源输入端4配设有盖帽43，所述调压器6设有调压旋钮61，所述操作面板200正面上集成安装有第一接线柱10、第二接线柱11、第三接线柱12、第四接线柱17、切换闸刀、漏电保护器15、市电引入插头41、市电引入对接插孔42、+12V接线柱21、-12V接线柱22、逆变电源指示灯24、工作指示灯16、市电电源指示灯25、调压显示器26、插排14、启动开关19、电池电压/电量显示器20、地电位接线柱13、盖帽43以及调压旋钮61，所述操作面板200背面上集成安装有调压器6、调压整流模块7、常压整流模块8以及滤波模块9，所述蓄电池1以及逆变器2安装于所述箱体主体100内部。

本实施例的可移动可调压交直流UPS复合电源装置的各种模块、电路元器件布局设计合理，安全可靠。

在一具体的实例中，参见图2-4：所述箱体主体100上部活页连接有翻盖300，所述翻盖300与箱体主体100之间设有锁扣400用于固定锁紧，所述箱体主体100两端侧面设有通风窗500用于散热通风，所述翻盖300顶部设有提手600，所述箱体主体100一侧设有拉杆把手700，箱体主体100底部设有滚轮800。

本实施例的可移动可调压交直流UPS复合电源装置的结构设计合理，方便携带运输，提高了检修作业的工作效率。

在具体实现中，蓄电池、逆变器分别安装于箱体主体内部底部以及中部，通风窗可以设置在中部用于在逆变器工作时，有利于通风和散热，使电路元件不至于温升过高而损坏。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。