本實(shí)用新型屬于交流供電技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是涉及一種在市電電網(wǎng)出現(xiàn)異常時(shí)可以繼續(xù)為用電負(fù)載提供交流供電的不間斷電源。

背景技術(shù)：

隨著當(dāng)今社會(huì)對(duì)電能的質(zhì)量、安全性和可靠性要求的不斷提升，以及用電需求量的不斷增加，不間斷電源被越來越廣泛地應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。

不間斷電源，即UPS電源，可以在市電電網(wǎng)斷電或者出現(xiàn)異常時(shí)繼續(xù)為用電負(fù)載提供穩(wěn)定可靠的不間斷供電，以滿足用戶連續(xù)用電的需求。目前的UPS電源，其使用壽命大多在6-10年之間。UPS電源在出廠之前，都會(huì)對(duì)其使用老化情況進(jìn)行檢測?，F(xiàn)有的老化檢測方法都是在UPS電源的輸出端增加阻性負(fù)載，在不外接交流市電的情況下，利用UPS電源輸出的交流電源對(duì)接入的阻性負(fù)載供電，并通過檢測UPS電源的輸出電壓和輸出電流來判斷UPS電源的老化程度。

但是，在許多工業(yè)級(jí)的UPS設(shè)備現(xiàn)場并不具備老化檢測條件，例如，沒有合適的阻抗負(fù)載可以使用，或者受現(xiàn)場施工條件的限制無法開展測試作業(yè)等，這就給UPS電源的老化檢測工作帶來了一定的困難。并且，由于在UPS電源的老化檢測過程中需要外接阻性負(fù)載，因此，也會(huì)造成測試成本的升高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種支持老化自檢測的不間斷電源，在無需外接阻性負(fù)載的前提下即可實(shí)現(xiàn)對(duì)不間斷電源的老化測試。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種支持老化自檢測功能的不間斷電源，設(shè)置有整流器、逆變器、電感、老化測試電源線和老化測試開關(guān)；其中，所述整流器接收交流輸入電源并整流成直流電源輸出；所述逆變器在老化測試時(shí)，接收所述整流器整流輸出的直流電源，并逆變成交流輸出電源；所述電感用于在老化測試時(shí)提供感抗；所述老化測試電源線連通所述的交流輸入電源；所述老化測試開關(guān)僅在老化測試時(shí)導(dǎo)通，在所述老化測試開關(guān)導(dǎo)通后，所述交流輸出電源通過所述電感、老化測試開關(guān)和老化測試電源線回饋至所述的交流輸入電源。

為了在無需使用外部輔助測試儀器的前提下，即可完成對(duì)不間斷電源的老化測試任務(wù)，本實(shí)用新型在所述不間斷電源中還優(yōu)選設(shè)置有功率檢測裝置，分別用于檢測所述交流輸入電源的輸入功率和回饋至所述交流輸入電源的交流輸出電源的輸出功率，以用于電源老化率的檢測。

為了實(shí)現(xiàn)所述輸入功率和輸出功率的檢測，本實(shí)用新型優(yōu)選采用以下兩種檢測方式：

其一，在所述功率檢測裝置中設(shè)置兩塊功率表，分別連接在所述整流器的交流輸入側(cè)和所述的老化測試電源線中，以分別對(duì)所述交流輸入電源的輸入功率和回饋至所述交流輸入電源的交流輸出電源的輸出功率進(jìn)行檢測。

進(jìn)一步的，針對(duì)所述的兩塊功率表，本實(shí)用新型在所述不間斷電源中還設(shè)置了控制器和顯示器，所述控制器連接所述的兩塊功率表，接收所述的輸入功率和輸出功率，利用所述的輸入功率和輸出功率即可生成電源老化率；所述顯示器連接所述的控制器，用于顯示檢測結(jié)果。

其二，在所述功率檢測裝置中設(shè)置兩組電壓采樣電路和兩組電流采樣電路，其中一組電壓采樣電路和其中一組電流采樣電路連接在所述整流器的交流輸入側(cè)，用于檢測所述交流輸入電源的輸入電壓和輸入電流，通過所述輸入電壓和輸入電流反映輸入功率；另外一組電壓采樣電路和另外一組電流采樣電路連接在所述的老化測試電源線中，用于檢測所述回饋至交流輸入電源的交流輸出電源的輸出電壓和輸出電流，通過所述輸出電壓和輸出電流反映輸出功率。

進(jìn)一步的，針對(duì)所述的兩組電壓采樣電路和兩組電流采樣電路，本實(shí)用新型在所述不間斷電源中還設(shè)置了連接所述兩組電壓采樣電路和兩組電流采樣電路的控制器，以及連接所述控制器的顯示器；所述控制器采集所述的輸入電壓、輸入電流、輸出電壓和輸出電流，以生成所述的輸入功率和輸出功率；所述顯示器顯示檢測結(jié)果。

進(jìn)一步的，在所述不間斷電源中還設(shè)置有蓄電池，所述蓄電池在所述交流輸入電源正常時(shí)，接收所述整流器整流輸出的直流電源進(jìn)行蓄能；在所述交流輸入電源故障時(shí)，輸出直流電能至所述的逆變器，以通過所述逆變器逆變輸出所述的交流輸出電源。

為了避免在老化測試過程中因蓄電池輸出電能而導(dǎo)致檢測結(jié)果不準(zhǔn)確，本實(shí)用新型將所述蓄電池通過一電池開關(guān)分別連接至所述整流器的直流輸出側(cè)和所述逆變器的直流輸入側(cè)；所述電池開關(guān)在不間斷電源正常工作時(shí)閉合，為外接負(fù)載提供不間斷供電；在老化測試時(shí)斷開，以切斷蓄電池的輸出。

再進(jìn)一步的，在所述不間斷電源中還設(shè)置有雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)，其包括主開關(guān)、副開關(guān)和公共端；所述主開關(guān)連通所述逆變器的交流輸出側(cè)，所述副開關(guān)通過旁路電源線連通所述的交流輸入電源；所述雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)在逆變器輸出的交流輸出電源正常時(shí)，接通所述主開關(guān)，通過所述公共端傳輸所述的交流輸出電源；在逆變器輸出的交流輸出電源異常時(shí)，自動(dòng)切換至所述副開關(guān)導(dǎo)通，通過所述公共端傳輸所述的交流輸入電源。

優(yōu)選的，所述旁路電源線連接在所述副開關(guān)與所述整流器的交流輸入側(cè)之間；所述逆變器逆變輸出的交流輸出電源經(jīng)由變壓器變壓后，傳輸至所述的主開關(guān)；所述電感連接在所述變壓器與所述主開關(guān)之間，所述電感和主開關(guān)的中間節(jié)點(diǎn)經(jīng)由濾波電容接地；或者，所述電感串聯(lián)在所述的老化測試電源線中。

為了在進(jìn)行老化測試時(shí)斷開外部負(fù)載，以獲得準(zhǔn)確的檢測結(jié)果，本實(shí)用新型將所述雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)的公共端通過輸出開關(guān)連接至外部負(fù)載，通過控制所述輸出開關(guān)在老化測試時(shí)斷開，以切斷外部負(fù)載。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：本實(shí)用新型的不間斷電源在進(jìn)行老化檢測的過程中無需外接阻性負(fù)載，由此不僅避免了因受現(xiàn)場施工條件限制而不能執(zhí)行UPS電源老化檢測的問題，而且降低了測試成本，適合應(yīng)用在工廠、學(xué)校、醫(yī)院、商場、酒店、劇院、展覽館、辦公樓宇等多種場合。

結(jié)合附圖閱讀本實(shí)用新型實(shí)施方式的詳細(xì)描述后，本實(shí)用新型的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型所提出的支持老化自檢測的不間斷電源的一種實(shí)施例的電路原理圖；

圖2是本實(shí)用新型所提出的支持老化自檢測的不間斷電源的另外一種實(shí)施例的電路原理圖；

圖3是在交流輸入電源正常且不間斷電源工作正常情況下，不間斷電源的工作原理圖；

圖4是在交流輸入電源異常但不間斷電源工作正常情況下，不間斷電源的工作原理圖；

圖5是在交流輸入電源正常但不間斷電源故障情況下，不間斷電源的工作原理圖；

圖6是不間斷電源處于老化測試過程的工作原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)地描述。

參見圖1，本實(shí)施例的不間斷電源為了達(dá)到為外接負(fù)載提供不間斷供電的目的，在電路設(shè)計(jì)中設(shè)置了整流器ZD、逆變器IV、蓄電池BAT等主要組成部分。其中，將整流器ZD的交流輸入側(cè)連接交流輸入電源AC_IN，例如市電電網(wǎng)，或者在交流輸入電源AC_IN與整流器ZD的交流輸入側(cè)之間進(jìn)一步串聯(lián)輸入開關(guān)K1，通過改變輸入開關(guān)K1的通斷狀態(tài)，以控制交流輸入電源AC_IN選擇性地接入到所述的不間斷電源中。將整流器ZD的直流輸出側(cè)連接至逆變器IV的直流輸入側(cè)，并通過電池開關(guān)K3連接蓄電池BAT的正極，所述蓄電池BAT的負(fù)極接地。當(dāng)交流輸入電源AC_IN正常時(shí)，控制輸入開關(guān)K1和電池開關(guān)K3閉合，通過整流器ZD將交流輸入電源AC_IN整流成直流電源，一方面?zhèn)鬏斨列铍姵谺AT，為蓄電池BAT充電蓄能，另一方面?zhèn)鬏斨聊孀兤鱅V，通過逆變器IV將所述直流電源逆變成交流輸出電源，為外接負(fù)載供電，結(jié)合圖3所示。當(dāng)交流輸入電源AC_IN異常時(shí)，蓄電池BAT將其儲(chǔ)存的能量輸出，發(fā)送至逆變器IV繼續(xù)逆變生成外接負(fù)載所需的交流輸出電源，為外接負(fù)載提供不間斷供電，結(jié)合圖4所示。

對(duì)于通過逆變器IV逆變輸出的交流電壓與外接負(fù)載所需的交流電壓不一致的情況，還可以在所述逆變器IV的交流輸出側(cè)進(jìn)一步連接變壓器T，通過變壓器T變換生成外接負(fù)載所需的交流供電。

為了在不間斷電源出現(xiàn)故障，而交流輸入電源AC_IN正常時(shí)，能夠繼續(xù)為外接負(fù)載提供連續(xù)供電，本實(shí)施例在所述不間斷電源中還設(shè)置了旁路電源線S1和雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)KD，如圖1所示。在本實(shí)施例中，所述雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)KD優(yōu)選采用STS靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)，以用于在交流輸入電源AC_IN和逆變器IV輸出的交流輸出電源之間進(jìn)行自動(dòng)選擇切換。STS靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)為交流電源二選一的自動(dòng)切換裝置，其在正常工作狀態(tài)下，可以在主電源處于正常的電壓范圍內(nèi)時(shí)，將負(fù)載一直連接于主電源；而在主電源發(fā)生故障時(shí)，可以自動(dòng)將負(fù)載切換到與備用電源連通，并在主電源恢復(fù)正常后，自動(dòng)切換回主電源。

本實(shí)施例采用STS靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)作為雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)KD，將其主開關(guān)與逆變器IV的交流輸出側(cè)連通，對(duì)通過逆變器IV逆變輸出的交流輸出電源進(jìn)行選通控制；將雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)KD的副開關(guān)連接旁路電源線S1，并通過旁路電源線S1連接至整流器ZD的交流輸入側(cè)，對(duì)交流輸入電源AC_IN進(jìn)行選通控制。將雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)KD的公共端通過輸出開關(guān)K4連接至負(fù)載，以將選通的一路交流電源傳輸至負(fù)載，為外接負(fù)載供電。

其工作原理是：當(dāng)不間斷電源工作正常時(shí)，通過逆變器IV輸出的交流輸出電源處于正常的電壓范圍內(nèi)，此時(shí)雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)KD的主開關(guān)閉合，副開關(guān)斷開，閉合輸出開關(guān)K4，利用逆變器IV輸出的交流輸出電源為外接負(fù)載供電。當(dāng)不間斷電源出現(xiàn)故障，而交流輸入電源AC_IN正常時(shí)，雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)KD自動(dòng)將其主開關(guān)斷開，切換至副開關(guān)閉合，保持輸出開關(guān)K4的閉合狀態(tài)，切換至交流輸入電源AC_IN為外接負(fù)載供電，以滿足外接負(fù)載不間斷用電的使用需求，結(jié)合圖5所示。

為了使不間斷電源支持老化狀態(tài)的自檢測，本實(shí)施例在所述不間斷電源中還設(shè)置了電感L、老化測試開關(guān)K2和老化測試電源線S2，如圖1所示。其中，所述電感L串聯(lián)在交流輸出電源的傳輸線路中，在老化測試過程中提供感抗。例如，可以將所述電感L與逆變器IV的交流輸出側(cè)相串聯(lián)，對(duì)于在逆變器IV的交流輸出側(cè)連接有變壓器T的不間斷電源，可以將變壓器T的初級(jí)連接至逆變器IV的交流輸出側(cè)，次級(jí)串聯(lián)所述的電感L。通過所述電感L連接雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)KD的主開關(guān)。所述電感L和雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)KD的主開關(guān)的中間節(jié)點(diǎn)還可以進(jìn)一步通過濾波電容C接地，利用電容C的濾波作用，濾除交流輸出電源中的干擾噪聲，為外接負(fù)載提供穩(wěn)定的交流供電。將所述老化測試開關(guān)K2連接在交流輸出電源的傳輸線路與所述老化測試電源線S2之間，例如，將老化測試開關(guān)K2的一端連接至電感L與雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)KD的主開關(guān)之間的中間節(jié)點(diǎn)的位置，另一端連接所述的老化測試電源線S2，并通過老化測試電源線S2連接至整流器ZD的交流輸入側(cè)，以連通所述的交流輸入電源AC_IN。

當(dāng)然，所述電感L也可以直接串聯(lián)在老化測試電源線S2中，同樣可以在老化測試過程中提供感抗。

如圖6所示，在需要對(duì)所述不間斷電源進(jìn)行老化檢測時(shí)，將所述輸入開關(guān)K1和老化檢測開關(guān)K2閉合，同時(shí)將電池開關(guān)K3和輸出開關(guān)K4斷開，阻止蓄電池BAT輸出電能，并停止向外部負(fù)載輸出供電。將交流輸入電源AC_IN提供的額定功率的交流電能經(jīng)由整流器ZD整流、逆變器IV逆變后，通過變壓器T和電感L傳輸至老化測試電源線S2，經(jīng)由老化測試電源線S2回饋至交流輸入電源AC_IN。通過檢測回饋到交流輸入電源AC_IN的交流輸出電源的輸出功率Po，并與交流輸入電源AC_IN的輸入功率Pi進(jìn)行比較，即可計(jì)算出不間斷電源的老化率η，其計(jì)算公式為：

η=Po÷Pi （1）。

由此，便可獲知不間斷電源的老化狀態(tài)。

為了在無需外接測試儀表的前提下，方便地檢測交流輸入電源AC_IN的輸入功率Pi和回饋至交流輸入電源AC_IN的交流輸出電源的輸出功率Po，本實(shí)施例優(yōu)選在所述不間斷電源中設(shè)置功率檢測裝置，分別檢測所述的輸入功率Pi和輸出功率Po。具體來講，可以采用兩塊功率表P1、P2分別連接在整流器ZD的交流輸入側(cè)和老化測試電源線S2中，如圖2所示，利用功率表P1檢測交流輸入電源AC_IN的輸入功率Pi，利用功率表P2檢測回饋至所述交流輸入電源AC_IN的交流輸出電源的輸出功率Po。通過讀取兩塊功率表P1、P2的檢測數(shù)據(jù)，代入上述計(jì)算公式（1），便可計(jì)算出不間斷電源的老化率η。

為了實(shí)現(xiàn)不間斷電源對(duì)其自身老化率的自動(dòng)檢測，本實(shí)施例在所述不間斷電源中還設(shè)置了控制器和顯示器，如圖2所示。將所述控制器連接兩塊功率表P1、P2，讀取兩塊功率表P1、P2采集到的輸入功率Pi和輸出功率Po，代入計(jì)算公式（1）自動(dòng)計(jì)算出電源老化率η，并傳輸至顯示器，以顯示出檢測結(jié)果。

當(dāng)然，所述功率表P1、P2也可以采用電壓采樣電路和電流采樣電路代替，通過檢測交流輸入電源AC_IN的輸入電壓Vi和輸入電流Ii，以計(jì)算出交流輸入電源AC_IN的輸入功率Pi=Vi×Ii；通過檢測回饋至交流輸入電源AC_IN的交流輸出電源的輸出電壓Vo和輸出電流Io，以計(jì)算出交流輸出電源的輸出功率Po=Vo×Io。將計(jì)算出的輸入功率Pi和輸出功率Po代入計(jì)算公式（1），即可計(jì)算出不間斷電源的老化率η。

所述電壓采樣電路和電流采樣電路分別設(shè)置有兩組，其中，電壓采樣電路可以采用串聯(lián)電壓表或者連接電阻分壓網(wǎng)路等方式實(shí)現(xiàn)電壓檢測。電流采樣電路可以采用連接電流表或者串聯(lián)采樣電阻，通過檢測采樣電阻兩端的電壓并結(jié)合采樣電阻的阻值計(jì)算出電流值的方式實(shí)現(xiàn)電流檢測。具體來講，可以將第一組電壓采樣電路和第一組電流采樣電路連接在輸入開關(guān)K1與整流器ZD的交流輸入側(cè)之間，以采集交流輸入電源AC_IN的輸入電壓Vi和輸入電流Ii。將第二組電壓采樣電路和第二組電流采樣電路連接在老化測試電源線S2中，以采集回饋至交流輸入電源AC_IN的交流輸出電源的輸出電壓Vo和輸出電流Io。

將兩組電壓采樣電路和兩組電流采樣電路分別連接至控制器，控制器根據(jù)采集到的輸入電壓Vi、輸入電流Ii、輸出電壓Vo和輸出電流Ii，計(jì)算出輸入功率Pi和輸出功率Po，進(jìn)而利用計(jì)算公式（1）計(jì)算出不間斷電源的老化率η。將計(jì)算出的電源老化率η傳輸至顯示器，以控制顯示器顯示檢測結(jié)果。

由此，便實(shí)現(xiàn)了不間斷電源對(duì)其老化狀態(tài)的自檢測功能。

在本實(shí)施例中，所述開關(guān)K1、K2、K3、K4優(yōu)選采用可控開關(guān)，連接所述的控制器，控制器根據(jù)不間斷電源當(dāng)前的工作狀態(tài)，自動(dòng)控制各路開關(guān)K1、K2、K3、K4的通斷狀態(tài)，以滿足工作要求。

本實(shí)施例的不間斷電源無需在其輸出端外接阻抗負(fù)載即可完成對(duì)不間斷電源老化狀態(tài)的自動(dòng)檢測，因此，大大降低了不間斷電源的老化測試成本，適合在各種行業(yè)中應(yīng)用。

當(dāng)然，以上所述僅是本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。