​直流不间断电源设计的几种路线

科技   科技   2025-01-01 09:06   广东  
直流不间断电源设计主要应用于12V/24V/48V的总线供电系统或需要LES供电领域。相对于传统AC UPS的系统,各自的用途不同,此文主要就各种DC UPS 技术路线进行比较

DC UPS的组成结构

一般DC UPS 基本由以下几个部分组成

  • 输入/输出保护电路
  • 电池充电/放电电路
  • MCU接口控制电路
  • 电池/输入供电切换电路
  • 电池升降压电路

DC UPS要实现的功能

  • 设备供电
  • 电池充电

技术重点

  • 电源切换uS 级切换
  • 稳定输出

下面简要的介绍一下几种技术路线实现的 DC UPS

1. 使用四开关稳压

实现方式是在系统输出总线上加入4开关升降压电路,保证不管输入电压高低,输出都能保证一个稳定的电压给负载。类似一个高压大电流充电宝,如图1所示,

图1. 电源总线通过BUCK-BOOST输出给负载供电


2. 使用DSP 技术

主要保证外部供电掉电的情况下,电池立即供电,这个切换间隔微秒级,保证不能产生电压跳变,这个电压跳变对有些负载时致命的。要实现这种切换, 需要精密的A/D转换器去判断外部电压/电池电压,DSP通过精密的电压电流采样实现一个双向四开关电源系统,外部设备供电时,可以给负载供电的同时给电池充电,外部电源掉点,双向电源切换方向,输出预先设置的电压给负载供电。

图2. 通过DSP/或单片机来实现双向电池切换。


3. 使用升压电路

实现方式是采用降压充电,充电和电池输出分开,外部供电时给负载供电的同时给电池充电,外部掉电时,电池通过升压电路给负载供电,工作如图3.所示。


采用升压电路实现的双向切换方式


4. PowerPath架构

此种方案类似笔记本电池工作方式,外部掉电时电池不经过升压、升降压直接给负载供电。因为电脑主板内部都有稳压系统,能承受一定的外部电压变化,这个设计对输出电压幅度要求比较低的场所还是非常合适的,最主要时成本较低。

总结:

随着智能电子设备的普及化,经常要考虑到设备供电的稳定性和冗余问题,根据设备电源的需求,可参考以上架构去选择合适的DC UPS电源

作者:rfnets_com, 来源:面包板社区


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