一种ups的倍源系统和ups设备的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及UPS的电源设计领域，特别涉及一种UPS的倍源系统和含有该倍源系统的UPS设备。
【背景技术】
[0002]行业惯称的UPS(Uninterruptible Power System/Uninterruptible PowerSupply)，亦称不间断电源，是一种将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，大量应用于通讯设备、单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备如电磁阀、压力变送器等，为这些设备设施提供稳定、不间断的电力供应。当交流市电输入正常时，UPS为内部配置的备用电池充电(可设计为将市电稳压后供应给负载使用)；当市电中断(事故停电)时，UPS立即将电池的直流电能，通过逆变零切换转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载的软、硬件不受损坏。
[0003]由于UPS电源设备在现代社会中越来越重要，UPS的应用技术也在不断升级，例如UPS的监控系统，这类UPS监控系统已成为目前中高端UPS电源系统的重要组成部分；UPS监控系统的一个应用范例是电池巡检仪，是一种针对电源系统蓄电池进行实时、完善的在线检测与管理的装置，目前已得到较广泛的技术应用。
[0004]UPS设备的一个老大难问题是备用电池配置，以通信机站配置的UPS电源为例，通常需要配置500Ah电池组，该大容量需求几乎只能选择铅酸免维护蓄电池(以下又简称铅电池或铅酸电池)。由于铅为有毒金属，铅酸电池在制造环节又存在明显的环境污染，使用中又或多或少地逸出硫酸雾腐蚀周边设备，行业多年来希望改用其他环保电池，例如试图用锂电池替代铅酸免维护蓄电池；但是，撇开锂电池价高、安全系数低不论，仅仅大容量需求一项已使得锂电池难有作为，现阶段的“大容量锂电池”是由众多的“小容量单体”并联拼合的模块，使用时需附加复杂的电池管理系统，一旦电池管理系统失效，其因过充电引起的严重效果将不堪设想。
[0005]近年来，通信机站等不少行业对UPS配置的电池组容量要求越来越大，例如要求配置1000Ah、2000Ah甚至3000-5000Ah，即使对适合制造大容量的铅酸电池来说，制造100Ah以上大容量电池的设备要求也会骤升，为应对超大容量电池的需求，目前市场上主要是靠增加电池数量(例如两组以上并联)的方案解决，但其存在技术收益低、配置成本高的缺陷；以通信机站UPS设备配置的电池组为例，虽然行业技术标准要求放电时间10小时，但伴随电力部门的技术进步和管理措施落实，市电已极少发生断电超过I小时的情况，为此不少应用行业希望能寻求到一种既符合行业技术标准对电池容量的要求、实用中又可降低电池使用成本的技术方案。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的，在于适应现有UPS设备对备用电池容量越来越大的要求，提供一种电源结构有别于传统的单一电池组、通过倍源系统为UPS增加设备工作时间的方案；同时，本实用新型技术方案的实施，可以使通信机站等行业在符合行业技术标准对电池容量要求的前提下，有效降低备用电池的采购使用成本。
[0007]为实现上述目的，本实用新型提供了一种UPS的倍源系统，所述UPS的倍源系统包括第二电池组1、测控装置2和逻辑接口 3 ;所述第二电池组I包括一次电池，其电连接测控装置2的电源输入端；所述测控装置2的输出端电连接常规UPS设备中的备用电池组4或通过逻辑接口 3电连接所述备用电池组4 ;所述测控装置2的信号输入端连接备用电池组4或通过逻辑接口 3连接备用电池组4。所述测控装置2能采集所述备用电池组4的实时状态信号，并对信号进行处理，使所述倍源系统在设定逻辑状态实现对所述备用电池组4补充电能。
[0008]所述的一次电池为无需充电的一次性使用电池。
[0009]所述常规UPS设备中的备用电池组4包括任意可反复充电使用的二次电池。
[0010]作为上述技术方案的一种改进，所述测控装置2包括滤波保护模块2a、信号采集处理模块2b和DC/DC充电模块2c ;所述的信号采集处理模块2b包括电压采集电路和/或电池容量采集电路；所述的DC/DC充电模块2c包括输出电压恒定电路和输出电流限制电路。前述的各模块选择性分立设置或共用一体化模块实现其功能。
[0011 ] 优选的，所述的DC/DC充电模块2c分立设置，其电源输入端电连接第二电池组I，电源输出端电连接逻辑接口 3或所述UPS电源的备用电池组4，信号输入端连接信号采集处理模块2b。
[0012]优选的，所述DC/DC充电模块的输出电流不限波形、频率及占空比。
[0013]作为上述技术方案的又一种改进，所述的倍源系统还包括电压提升模块5 ;电压提升模块5包括电源输出端、电源输入端和信号输入端，其电源输出端电连接第二电池组1，其电源输入端电连接DC/DC充电模块2c，其信号输入端连接测控装置2。在所述的倍源系统中设置电压提升模块5，是应用于所述第二电池组I的电压比所述备用电池组4电压低的情况。
[0014]优选的，所述的电压提升模块5分立设置，其部分逻辑功能或全部逻辑功能可集成于测控装置2。
[0015]作为上述技术方案的再一种改进，所述倍源系统还包括电容器6，所述电容器6与测控装置2的输入端或/和输出端并联电连接。
[0016]优选的，所述第二电池组I还包括二次电池或/和电能转换装置；所述的电能转换装置包括储氢电能转换装置、燃油发电装置、太阳能发电装置或风能发电装置。
[0017]优选的，当所述第二电池组I选用二次电池时，所述的倍源系统还包括补充电装置7 ;补充电装置7包括电源输出端、电源输入端和信号输入端，其电源输出端电连接第二电池组1，其电源输入端电连接逻辑接口 3或所述的备用电池组4，其信号输入端连接测控装置2。在所述的倍源系统中设置补充电装置7，是应用于对所述第二电池组I (选用二次电池的情况下)进行补充电；
[0018]本实用新型还公开了含有上述任一倍源系统的UPS设备，所述的UPS设备至少设置一套所述的倍源系统。本实用新型所述的UPS设备中含有两种电源，一是由常规蓄电池串、并联组成的备用电池组4，二是本实用新型所述的倍源系统，两种电源构成了本实用新型UPS设备的双重电源保障，使本实用新型所述UPS设备的备用工作时间更长。
[0019]优选的，在所述的UPS设备中，所述倍源系统内部的测控装置2独立设置，亦可将测控装置2的部分逻辑功能或全部逻辑功能集成于所述UPS设备的中央控制系统内。
[0020]本实用新型还公开了一种前述UPS的倍源系统的控制方法，该方法由所述测控装置2对所述备用电池组4进行实时状态监控，并在设定的逻辑状态下启用所述的倍源系统，控制第二电池组I放电为备用电池组4补充电能。
[0021]优选的，所述测控装置2对备用电池组4的实时电压状态进行监控，当测控装置2监测到备用电池组4的实时电压低于所设定的阀值时，控制第二电池组I放电为备用电池组4补充电能。
[0022]优选的，所述测控装置2对备用电池组4的实时容量状态进行监控，当测控装置2监测到备用电池组4的实时容量低于所设定的阀值时，控制第二电池组I放电为备用电池组4补充电能。
[0023]更优选的，所述测控装置2对备用电池组4的实时电压状态和实时容量状态同时进行监控，当测控装置2监测到备用电池组4的实时电压或实时容量任一监测值低于所设定的阀值时，控制第二电池组I放电为备用电池组4补充电能。
[0024]本实用新型可配置常规UPS设备使用，使用时视倍源系统为常规UPS设备中备用电池组4的一种容量扩展系统；当所述倍源系统配合常规UPS设备使用时，备用电池组4的容量扩展范围取决于所述第二电池组I的储备容量，当市电断电、常规UPS设备中备用电池组4的容量消耗完时，所述的倍源系统承担起为备用电池组4补充电能、使常规UPS设备继续工作的作用，大大增加了常规UPS设备的不间断工作时间，可理解为对常规UPS设备提供了一种“双保险电池组”。
[0025]本实用新