一种不间断电源的制作方法

1.本技术涉及电源技术领域，特别涉及一种不间断电源。


背景技术：

2.不间断电源(uninterruptible power system，ups，简称电源) 的负载一般为计算机负载(简称负载)，电源开机后，插上负载，如果负载的电容较大，启动的瞬间电流很大，特别是当接上负载的瞬间正好是电源输出电压的峰值时经常发生电源的断电重启现象，甚至会出现电源的损坏。因此，电源厂家选用大电流的主回路开关器件，使电源尽可能承受大的尖峰电流，但还是会有电源断电的现象。
3.电源的过流保护主要是主回路开关器件的保护。主回路开关器件功率管过流时，若不加保护或者保护不当，就会失效，而目前的不间断电源产品中是通过检测功率管压降来判断其是否出现过流异常的，由于功率管的导通电阻rds会随温度变化而产生变化，因此容易产生较大的检测误差，影响过流保护的可靠性。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种不间断电源，解决了现有不间断电源产品中检测到的功率管过流的结果容易存在较大误差的问题。
5.本实用新型是这样实现的，一种不间断电源，包括逆变器、第一电流采样电路、第二电流采样电路和比较电路，其中，所述逆变器包括第一桥臂和第二桥臂；所述第一电流采样电路的输入端与所述第一桥臂电连接；所述第二电流采样电路的输入端与所述第二桥臂电连接；所述比较电路的输入端分别与所述第一电流采样电路的输出端和所述第二电流采样电路的输出端电连接，所述比较电路的输出端用于输出过流信号。
6.根据本技术实施例提供的不间断电源，通过第一电流采样电路和第二电流采样电路分别单独采集逆变器的第一桥臂和第二桥臂的电流，然后再通过比较电路将两个桥臂电流与预设电流进行比较，得到通过逆变器的电流是否过流的结果，由于检测的是实际通过逆变器的电流，不会受到温度等外部条件的影响，因此得到的过流检测结果更加准确，从而提高了过流保护的可靠性。
7.在其中一个实施例中，所述第一桥臂包括串联连接的第一功率管和第二功率管，所述第二功率管与所述第一电流采样电路的输入端电连接；
8.所述第二桥臂包括串联连接的第三功率管和第四功率管，所述第四功率管与所述第二电流采样电路的输入端电连接；
9.所述第一功率管、所述第二功率管、所述第三功率管和所述第四功率管均连接有一驱动电路。
10.在其中一个实施例中，所述驱动电路包括二极管、第二十五电阻、第二十六电阻和第二十七电阻；
11.所述二极管的正极连接所述第一功率管、所述第二功率管、所述第三功率管和所
述第四功率管，所述二极管的负极连接所述第二十五电阻，所述第二十五电阻的另一端连接驱动电源端；
12.所述第二十六电阻的一端连接所述二极管的正极，另一端连接驱动电源端；
13.所述第二十七电阻的一端连接所述二极管的正极，另一端连接所述第一功率管、所述第二功率管、所述第三功率管和所述第四功率管。
14.在其中一个实施例中，所述第一电流采样电路包括第一放大器，所述第一放大器的同相端连接第三电阻且接地，所述第一放大器的反相端通过第二电阻连接所述第二功率管，所述第一放大器的反相端与输出端之间连接有并联的第一电阻和第一电容，所述第一放大器的输出端通过第四电阻与所述比较电路的输入端连接；
15.所述第二电流采样电路包括第二放大器，所述第二放大器的同相端连接第七电阻且接地，所述第二放大器的反相端通过第六电阻连接所述第四功率管，所述第二放大器的反相端与输出端之间连接有并联的第五电阻和第二电容，所述第二放大器的输出端通过第八电阻与所述比较电路的输入端连接。
16.在其中一个实施例中，所述比较电路包括第一比较器、第二比较器、第三比较器和第四比较器；
17.所述第一比较器的正输入端连接第九电阻和第十电阻，所述第九电阻的另一端连接参考电源端，所述第十电阻的另一端接地，所述第二比较器的负输入端连接第十五电阻和第十六电阻，所述第十五电阻的另一端连接参考电源端，所述第十六电阻的另一端接地，所述第一比较器的负输入端和所述第二比较器的正输入端均通过第十一电阻连接所述第八电阻；
18.所述第三比较器的正输入端连接第十七电阻和第十八电阻，所述第十七电阻的另一端连接参考电源端，所述第十八电阻的另一端接地，所述第四比较器的负输入端连接第二十三电阻和第二十四电阻，所述第二十三电阻的另一端连接参考电源端，所述第二十四电阻的另一端接地，所述第三比较器的负输入端和所述第四比较器的正输入端均通过第二十电阻连接所述第四电阻；
19.所述第一比较器的输出端、第二比较器的输出端、第三比较器的输出端和第四比较器的输出端连接在一起输出过流信号。
20.在其中一个实施例中，所述不间断电源还包括过流控制电路，所述过流控制电路的输入端与所述比较电路的输出端电连接，所述过流控制电路的输出端输出的信号用于控制所述逆变器的通断。
21.在其中一个实施例中，所述逆变器采用mos管。
22.本技术提供的不间断电源的有益效果在于：与现有技术相比，本技术直接采集实际流过逆变器的电流值，通过比较电路将流过逆变器的电流与预设的电流进行比较，得到检测的过流结果，这种检测方式不会受到温度等外部条件的影响，因此得到的过流检测结果更加准确，从而提高了过流保护的可靠性。
附图说明
23.图1是本技术实施例提供的不间断电源的模块示意图；
24.图2是本技术实施例提供的不间断电源的逆变器的电路图；
25.图3是本技术实施例提供的不间断电源的驱动电路的电路图；
26.图4是本技术实施例提供的不间断电源的第一电流采样电路和第二电流采样电路的电路图；
27.图5是本技术实施例提供的不间断电源的比较电路的电路图。
28.附图标记：10、逆变器；11、第一桥臂；12、第二桥臂；13、驱动电路；
29.20、第一电流采样电路；30、第二电流采样电路；
30.40、比较电路；
31.50、过流控制电路。
具体实施方式
32.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
33.需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
34.本技术实施例提供一种不间断电源，解决了现有不间断电源产品中检测到的功率管过流的结果容易存在较大误差的问题。
35.图1示出了本实用新型较佳实施例提供的不间断电源的模块示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：
36.参考图1，本技术实施例提供的不间断电源包括逆变器10、第一电流采样电路20、第二电流采样电路30和比较电路40，其中，逆变器10包括第一桥臂11和第二桥臂12；第一电流采样电路20的输入端与第一桥臂11电连接；第二电流采样电路30的输入端与第二桥臂 12电连接；比较电路40的输入端分别与第一电流采样电路20的输出端和第二电流采样电路30的输出端电连接，比较电路40的输出端用于输出过流信号。
37.可以理解的是，上述不间断电源(uninterruptible power supply， ups)，是一种含有储能装置的不间断电源。主要用于给部分对电源稳定性要求较高的设备，提供不间断的电源。不间断电源(ups)是将蓄电池(多为铅酸免维护蓄电池)与主机相连接，通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。它主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其他电力电子设备如电磁阀、压力变送器等提供稳定、不间断的电力供应。
38.本技术实施例的不间断电源还包括电池和变压器，电池与逆变器 10电连接，且电池与逆变器10之间还设置有电容，这样可以防止电池供电时接通瞬间产生的尖峰大电流对逆变器10所造成的突发性冲击，逆变器10的第一桥臂11和第二桥臂12均连接变压器的一次侧，变压器的二次侧用于连接负载。
39.根据本技术实施例提供的不间断电源，通过第一电流采样电路20 和第二电流采样电路30分别单独采集逆变器10的第一桥臂11和第二桥臂12的电流，然后再通过比较电路40将两个桥臂电流与预设电流进行比较，得到通过逆变器10的电流是否过流的结果，由于检测的是实际通过逆变器10的电流，不会受到温度等外部条件的影响，因此得到的过流检
测结果更加准确，从而提高了过流保护的可靠性。
40.此外，通过第一电流采样电路20和第二电流采样电路30分别单独采集逆变器10的第一桥臂11和第二桥臂12的电流之后，可以将两个桥臂的电流叠加运算得到电池的电流；独立采样两个桥臂电流，可以检测出两个桥臂的电流是否均衡，如果不均衡可以及时采取保护措施来防止逆变器10出现失效。
41.可选的，本技术实施例的逆变器10采用mos管。mos管为金属
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氧化物半导体场效应晶体管，简称金氧半场效晶体管 (metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,mosfet) 是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管 (field-effect transistor)。
42.在其中一个实施例中，参考图2，第一桥臂11包括串联连接的第一功率管q1和第二功率管q2，第二功率管q2与第一电流采样电路20 的输入端电连接；第二桥臂12包括串联连接的第三功率管q3和第四功率管q4，第四功率管q4与第二电流采样电路30的输入端电连接；第一功率管q1、第二功率管q2、第三功率管q3和第四功率管q4均连接有一驱动电路13。
43.需要说明的是，由于本技术实施例的逆变器10采用mos管，所以上述第一功率管q1、第二功率管q2、第三功率管q3和第四功率管q4 均为mos管。第一电流采样电路20的输入端与第二功率管q2的源极连接用于采集第一桥臂11的桥臂电流，由于第一功率管q1与第二功率管q2串联，因此第一电流采样电路20的输入端也可以与第一功率管q1的源极连接来采集第一桥臂11的桥臂电流；第二电流采样电路 30的输入端与第四功率管q4的源极连接用于采集第二桥臂12的桥臂电流，由于第三功率管q3与第四功率管q4串联，因此第二电流采样电路30的输入端也可以与第三功率管q3的源极连接来采集第二桥臂 12的桥臂电流。
44.在其中一个实施例中，参考图3，驱动电路13包括二极管、第二十五电阻、第二十六电阻和第二十七电阻；二极管的正极连接第一功率管q1、第二功率管q2、第三功率管q3和第四功率管q4，二极管的负极连接第二十五电阻，第二十五电阻的另一端连接驱动电源端；第二十六电阻的一端连接二极管的正极，另一端连接驱动电源端；第二十七电阻的一端连接二极管的正极，另一端连接第一功率管q1、第二功率管q2、第三功率管q3和第四功率管q4。
45.具体的，如图3所示，第一功率管q1连接的驱动电路13包括二极管d17，第二十五电阻r103、第二十六电阻r102和第二十七电阻 r113，二极管d17的正极连接第一功率管q1的栅极，二极管d17的负极连接第二十五电阻r103，第二十五电阻r103的另一端连接第一功率管的驱动电源端q1_drv，第二十六电阻r102的一端连接二极管d17 的正极，另一端连接第一功率管q1的驱动电源端q1_drv，第二十七电阻r113的一端连接二极管d17的正极，另一端连接第一功率管q1 的源极。
46.第二功率管q2连接的驱动电路13包括二极管d19，第二十五电阻r115、第二十六电阻r127和第二十七电阻r135，二极管d19的正极连接第二功率管q2的栅极，二极管d19的负极连接第二十五电阻r115，第二十五电阻r115的另一端连接第二功率管q2的驱动电源端 q2_drv，第二十六电阻r127的一端连接二极管d19的正极，另一端连接第二功率管q2的驱动电源端q2_drv，第二十七电阻r135的一端连接二极管d19的正极，另一端连接第二功率管q2的源极。
47.第三功率管q3连接的驱动电路13包括二极管d18，第二十五电阻r104、第二十六电阻r105和第二十七电阻r106，二极管d18的正极连接第三功率管q3的栅极，二极管d18的负
极连接第二十五电阻 r104，第二十五电阻r104的另一端连接第三功率管q3的驱动电源端 q3_drv，第二十六电阻r105的一端连接二极管d18的正极，另一端连接第三功率管q3的驱动电源端q3_drv，第二十七电阻r106的一端连接二极管d18的正极，另一端连接第三功率管q3的源极。
48.第四功率管q4连接的驱动电路13包括二极管d24，第二十五电阻r123、第二十六电阻r126和第二十七电阻r136，二极管d24的正极连接第四功率管q4的栅极，二极管d24的负极连接第二十五电阻 r123，第二十五电阻r123的另一端连接第四功率管q4的驱动电源端 q4_drv，第二十六电阻r126的一端连接二极管d24的正极，另一端连接第四功率管q4的驱动电源端q4_drv，第二十七电阻r136的一端连接二极管d24的正极，另一端连接第四功率管q4的源极。
49.在其中一个实施例中，参考图4，第一电流采样电路20包括第一放大器u1c，第一放大器u1c的同相端连接第三电阻r3且接地，第一放大器u1c的反相端通过第二电阻r2连接第二功率管q2的源极的电压信号q2_gnd，第一放大器u1c的反相端与输出端之间连接有并联的第一电阻r1和第一电容c1，第一放大器u1c的输出端通过第四电阻 r4与比较电路40的输入端连接，具体为第一放大器u1c的输出端会输出inv.i.n信号至比较电路40的输入端；
50.第二电流采样电路30包括第二放大器u1d，第二放大器u1d的同相端连接第七电阻r7且接地，第二放大器u1d的反相端通过第六电阻 r11连接第四功率管q4的源极的电压信号q4_gnd，第二放大器u1d 的反相端与输出端之间连接有并联的第五电阻r12和第二电容c2，第二放大器u1d的输出端通过第八电阻r8与比较电路40的输入端连接具体为第二放大器u1d的输出端会输出inv.i.p信号至比较电路40 的输入端。
51.需要说明的是，第一放大器u1c和第二放大器u1d采用的型号均为tlv9104idr。
52.在其中一个实施例中，参考图5，比较电路40包括第一比较器u2a、第二比较器u2b、第三比较器u2c和第四比较器u2d；第一比较器u2a 的正输入端连接第九电阻r5和第十电阻r6，第九电阻r5的另一端连接参考电源端+3.3vd，第十电阻r6的另一端接地，第二比较器u2b 的负输入端连接第十五电阻r15和第十六电阻r16，第十五电阻r15 的另一端连接参考电源端+3.3vd，第十六电阻r16的另一端接地，第一比较器u2a的负输入端和第二比较器u2b的正输入端均通过第十一电阻r10连接第八电阻r8；第三比较器u2c的正输入端连接第十七电阻r17和第十八电阻r18，第十七电阻r17的另一端连接参考电源端 +3.3vd，第十八电阻r18的另一端接地，第四比较器u2d的负输入端连接第二十三电阻r23和第二十四电阻r24，第二十三电阻r23的另一端连接参考电源端+3.3vd，第二十四电阻r24的另一端接地，第三比较器u2c的负输入端和第四比较器u2d的正输入端均通过第二十电阻r20连接第四电阻r4；第一比较器u2a的输出端、第二比较器u2b 的输出端、第三比较器u2c的输出端和第四比较器u2d的输出端连接在一起输出过流信号inv.ocp。
53.需要说明的是，上述第一比较器u2a、第二比较器u2b、第三比较器u2c和第四比较器u2d采用的型号均为ic339sm。
54.可以理解的是，本技术实施例的比较电路40通过比较inv.i.n 信号和inv.i.p信号可以得到过流信号inv.ocp，根据过流信号 inv.ocp可以控制逆变器10的功率管的通断，从而起到防止过流损坏功率管的作用。可以根据需要调整r5、r6、r15、r16、r17、r18、r23、 r24的阻值得到预设的电流值，该预设的电流值即为需要保护的电流值，通过第一比较器
u2a、第二比较器u2b、第三比较器u2c和第四比较器u2d的比较，当逆变器10的功率管的电流大于预设的电流值时，就说明逆变器10出现了过流现象，此时第一比较器u2a的输出端、第二比较器u2b的输出端、第三比较器u2c的输出端和第四比较器u2d 的输出端连接在一起就会输出过流信号inv.ocp，这种检测逆变器10 是否发生过流的方式不会受到温度等外部条件的影响，可以很大程度的提高检测的准确性。
55.此外，本技术实施例采用的mos管的开关频率是20khz，在mos 管的每个开关周期中都可以检测mos管是否过流，从而根据检测出的过流结果来控制mos管的开关，保护mos管不会因电流过大而被损毁，这种对mos管进行逐波限流的方式，可以适应启动时冲击电流很大的负载，例如rc 负载，rcd 负载，电机负载等。
56.进一步的，在本技术实施例这种直接采集mos管的实际电流，并通过比较器对mos管的实际电流和预设的需要保护的电流值进行对比来得到过流结果的过流检测方式下，当不间断电源在后期维护需要更换mos管时，不需要考虑更换mos管之后还要调整对应的限流参数，使得工作人员的工作量大大的减少。
57.在其中一个实施例中，参考图1，不间断电源还包括过流控制电路50，过流控制电路50的输入端与比较电路40的输出端电连接，过流控制电路50的输出端输出的信号用于控制逆变器10的通断。
58.通过以上设置，当检测到逆变器10的mos管出现过流现象时，比较电路40就会将过流信号inv.ocp输出至过流控制电路50，过流控制电路50接到此信号后就会控制mos管关闭从而实现对mos管的保护。
59.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术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技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。