一种带有独立安全电压的应急电源装置及其工作方法
【专利摘要】本发明涉及电气控制【技术领域】，具体是涉及一种带有独立安全电压的应急电源装置及其工作方法。包括有LKC充电器模块、DN电能储存单元、NB功率逆变模块、DY开关电源模块、QH切换模块和DSP控制器。带有独立安全电压的应急电源装置在市电正常时，闭合QFB断路器，经DY开关电源模块的整流电路和斩波电路，输出DC24V安全电压，此时负载实际使用的电源是来自电网的市电。市电异常时，DN电能储存单元输出DC220V直接给DY开关电源模块供电，经DY开关电源模块的DC220V/DC24V斩波电路，输出DC24V安全电压。此时，用户负载所使用的电源来自于DN电能储存单元。由于无需经功率逆变模块输出交流给开关电源模块供电，可以减轻功率逆变模块的负担，从而保证了DC24V安全电压的正常输出。
【专利说明】一种带有独立安全电压的应急电源装置及其工作方法
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及电气控制【技术领域】，具体是涉及一种带有独立安全电压的应急电源装置及其工作方法。
【背景技术】
[0003]应急电源多用于应急照明和疏散指示系统，一般情况下，输出交流220V电压为应急照明灯具和疏散指示灯具供电。现在国家对用电安全的要求逐步提高，我国标准规定工频电压有效值的额定值有42V、36V、24V、12V和6V。在有电击危险环境中使用的手持照明灯和局部照明灯应采用36V或24V安全电压。应急电源也开始采用DC24V安全电压供电方式。
[0004]现有的应急电源DC24V供电方式为单一交流供电方式，如图1所示，具体方案如下:
I )、当市电正常时，闭合QFA，市电经KMl，直接输出220V交流电；在输出端AC220V经开关电源AC/DC转换，输出DC24V安全电压；在此情况下若闭合QFC和QFD，则市电经LKC充电器模块给DN电能储存单元充电。
[0005]2)、当市电异常时，DN电能储存单元经NB功率逆变模块再经KM2输出220V交流电；在输出端AC220V经开关电源AC/DC转换，输出DC24V安全电压。
[0006]这种供电方式会增加功率逆变模块的负担，降低功率逆变模块的实际输出功率；当DC24V安全电压输出功率过高时，会导致功率逆变模块过载，影响应急电源的正常使用。
【发明内容】
[0007]针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种带有独立安全电压的应急电源装置及其工作方法，该应急电源装置采用交直流两种供电方式，保证DC24V安全电压正常输出。
[0008]为了实现上述目的，采用的技术方案为:一种带有独立安全电压的应急电源装置，包括有LKC充电器模块、DN电能储存单元、NB功率逆变模块、DY开关电源模块、QH切换模块和DSP控制器，其中， 市电通过QFA断路器与QH切换模块的KMl交流接触器的输入端连接； LKC充电器模块的输入端通过QFC断路器连接在QFA断路器与KMl交流接触器的输入端之间的电路上，LKC充电器模块的输出端通过QFD断路器与DN电能储存单元的输入端连接;
DN电能储存单元的输出端与NB功率逆变模块的输入端连接，NB功率逆变模块的输出端通过QH切换模块的KM2交流接触器的输入端连接，KMl交流接触器、KM2交流接触器的输出端均与AC220V应急输出总线连接； DY开关电源模块的输入端分别与连接市电的QFB断路器、DN电能储存单元的输出端连接，DY开关电源模块的输出端与DC24V安全电压输出总线连接；
DSP控制器分别与LKC充电器模块、NB功率逆变模块、DY开关电源模块、QH切换模块连接。
[0009]一种带有独立安全电压的应急电源装置的工作方法，包括有DC24V安全电压输出总线供电方法，具体为:
市电正常时，闭合QFB断路器，经DY开关电源模块的AC220V/DC220V整流电路和DC220V/DC24V斩波电路，输出DC24V安全电压；
市电异常时，DN电能储存单元输出DC220V直接给DY开关电源模块供电，经DY开关电源模块的DC220V/DC24V斩波电路，输出DC24V安全电压。
[0010]一种带有独立安全电压的应急电源装置的工作方法，包括有AC220V应急输出总线供电方法，具体为:
市电正常时，市电经过QFA断路器和KMl交流接触器直接给AC220V应急输出总线供电；市电通过QFC断路器向LKC充电器模块供电，LKC充电器模块通过QFD断路器向DN电能储存单元充电；
市电供电中断或市电电压超限时，立即断开KMl交流接触器，运行NB功率逆变模块，将DN电能储存单元的直流电能逆变成交流电能，在<5ms时间内，经过KM2交流接触器输出给AC220V应急输出总线；
市电恢复正常时，DPS控制器的控制系统检测市电正常后，通过同步并网切换技术，闭合KMl交流接触器，将市电经KMl交流接触器向AC220V应急输出总线供电。
[0011]本发明的带有独立安全电压的应急电源装置及其工作方法，与现有技术相比，其有M效果表现在:
I)、市电正常时，闭合QFB断路器，经DY开关电源模块的AC220V/DC220V整流电路和DC220V/DC24V斩波电路，输出DC24V安全电压，此时负载实际使用的电源是来自电网的市电。市电异常时，DN电能储存单元输出DC220V直接给DY开关电源模块供电，经DY开关电源模块的DC220V/DC24V斩波电路，输出DC24V安全电压。此时，用户负载所使用的电源来自于DN电能储存单元。由于无需经功率逆变模块输出交流给开关电源模块供电，可以减轻功率逆变模块的负担，从而保证了 DC24V安全电压的正常输出。
[0012]2)、市电正常时，市电经过QFA断路器和KMl交流接触器直接给AC220V应急输出总线供电，整个应急电源装置进行市电检测以及DN电能储存单元充电管理，NB功率逆变模块没有工作，此时用户负载实际使用的电源是来自电网的市电，因此，NB功率逆变模块在市电正常时一直处于休眠状态，可以有效的达到节能的效果。市电通过QFC断路器向LKC充电器模块供电，LKC充电器模块通过QFD断路器向DN电能储存单元充电，LKC充电器模块只是对DN电能储存单元进行充电管理，并不具备直接向DN电能储存单元提供直流电源的能力。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是现有技术中的应急电源的电气原理图。
[0014]图2是本发明的带有独立安全电压的应急电源装置的电气原理图。[0015]图3是DC24V安全电压输出总线供电方法的电气原理图。
【具体实施方式】
[0016]为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。作为本发明的一种较佳实施例，请参阅图2和3，带有独立安全电压的应急电源装置，包括有LKC充电器模块、DN电能储存单元(例如蓄电池)、NB功率逆变模块、DY开关电源模块、QH切换模块和DSP控制器，其中:
市电通过QFA断路器与QH切换模块的KMl交流接触器的输入端连接。
[0017]LKC充电器模块的输入端通过QFC断路器连接在QFA断路器与KMl交流接触器的输入端之间的电路上，LKC充电器模块的输出端通过QFD断路器与DN电能储存单元的输入端连接。
[0018]DN电能储存单元的输出端与NB功率逆变模块的输入端连接，NB功率逆变模块的输出端通过QH切换模块的KM2交流接触器的输入端连接，KMl交流接触器、KM2交流接触器的输出端均与AC220V应急输出总线连接。
[0019]DY开关电源模块的输入端分别与连接市电的QFB断路器、DN电能储存单元的输出端连接，DY开关电源模块的输出端与DC24V安全电压输出总线连接。
[0020]DSP控制器分别与LKC充电器模块、NB功率逆变模块、DY开关电源模块、QH切换模块连接。
[0021]本发明的带有独立安全电压的应急电源装置，其工作方法主要包括有AC220V应急输出总线供电方法和DC24V安全电压输出总线供电方法。
[0022]①、DC24V安全电压输出总线供电方法为:
市电正常时，闭合QFB断路器，经DY开关电源模块的AC220V/DC220V整流电路和DC220V/DC24V斩波电路，输出DC24V安全电压，此时负载实际使用的电源是来自电网的市电。
[0023]市电异常时，DN电能储存单元输出DC220V直接给DY开关电源模块供电，经DY开关电源模块的DC220V/DC24V斩波电路，输出DC24V安全电压。此时，用户负载所使用的电源来自于DN电能储存单元。由于无需经功率逆变模块输出交流给开关电源模块供电，可以减轻功率逆变模块的负担。
[0024]②、AC220V应急输出总线供电方法为:
当市电正常时，市电经过QFA断路器和KMl交流接触器直接给AC220V应急输出总线供电，整个应急电源装置进行市电检测以及DN电能储存单元充电管理，NB功率逆变模块没有工作，此时用户负载实际使用的电源是来自电网的市电，因此，NB功率逆变模块在市电正常时一直处于休眠状态，可以有效的达到节能的效果。市电通过QFC断路器向LKC充电器模块供电，LKC充电器模块通过QFD断路器向DN电能储存单元充电，LKC充电器模块只是对DN电能储存单元进行充电管理，并不具备直接向DN电能储存单元提供直流电源的能力。
[0025]当市电供电中断或市电电压超限(±20%额定输入电压)时，应急电源装置立即断开KMl交流接触器，运行NB功率逆变模块，将DN电能储存单元的直流电能逆变成交流电能，在<5ms时间内，经过KM2交流接触器输出给AC220V应急输出总线，此时，用户负载所使用的电源是通过DPS控制器控制的NB功率逆变模块转换的交流电源，而不是来自市电。[0026]当市电电压恢复正常工作时，DPS控制器的控制系统检测市电正常后，通过同步并网切换技术，闭合KMl交流接触器，实现从逆变供电转到市电供电，此时，NB功率逆变模块进入休眠状态。此后，DPS控制器将市电经KMl交流接触器向AC220V应急输出总线(负载)供电。
[0027]以上内容仅仅是对本发明的结构所作的举例和说明，所属本【技术领域】的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种带有独立安全电压的应急电源装置，其特征在于:本装置包括有LKC充电器模块、DN电能储存单元、NB功率逆变模块、DY开关电源模块、QH切换模块和DSP控制器，其中， 市电通过QFA断路器与QH切换模块的KMl交流接触器的输入端连接； LKC充电器模块的输入端通过QFC断路器连接在QFA断路器与KMl交流接触器的输入端之间的电路上，LKC充电器模块的输出端通过QFD断路器与DN电能储存单元的输入端连接; DN电能储存单元的输出端与NB功率逆变模块的输入端连接，NB功率逆变模块的输出端通过QH切换模块的KM2交流接触器的输入端连接，KMl交流接触器、KM2交流接触器的输出端均与AC220V应急输出总线连接； DY开关电源模块的输入端分别与连接市电的QFB断路器、DN电能储存单元的输出端连接，DY开关电源模块的输出端与DC24V安全电压输出总线连接； DSP控制器分别与LKC充电器模块、NB功率逆变模块、DY开关电源模块、QH切换模块连接。
2.一种根据权利要求1所述的带有独立安全电压的应急电源装置的工作方法，其特征在于:包括有DC24V安全电压输出总线供电方法，具体为: 市电正常时，闭合QFB断路器，经DY开关电源模块的AC220V/DC220V整流电路和DC220V/DC24V斩波电路，输出DC24V安全电压； 市电异常时，DN电能储存单元输出DC220V直接给DY开关电源模块供电，经DY开关电源模块的DC220V/DC24V斩波电路，输出DC24V安全电压。
3.一种根据权利要求1所述的带有独立安全电压的应急电源装置的工作方法，其特征在于:包括有AC220V应急输出总线供电方法，具体为: 市电正常时，市电经过QFA断路器和KMl交流接触器直接给AC220V应急输出总线供电；市电通过QFC断路器向LKC充电器模块供电，LKC充电器模块通过QFD断路器向DN电能储存单元充电； 市电供电中断或市电电压超限时，立即断开KMl交流接触器，运行NB功率逆变模块，将DN电能储存单元的直流电能逆变成交流电能，在<5ms时间内，经过KM2交流接触器输出给AC220V应急输出总线； 市电恢复正常时，DPS控制器的控制系统检测市电正常后，通过同步并网切换技术，闭合KMl交流接触器，将市电经KMl交流接触器向AC220V应急输出总线供电。
【文档编号】H02J7/02GK103683442SQ201310410978
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月11日 优先权日:2013年9月11日
【发明者】李多山, 杨坤 申请人:合肥联信电源有限公司