專利名稱：電動(dòng)門后備電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電源，尤其是一種電動(dòng)門后備電源。適用于電動(dòng)門。
背景技術(shù)：
隨著技術(shù)的發(fā)展和人們生活水平的提高，電動(dòng)門由于安全，操作使用方便，正在逐步取代傳統(tǒng)的手動(dòng)卷簾門，使用在越來(lái)越多的場(chǎng)合，但是電器都面臨停電的問(wèn)題，特別是我國(guó)的江浙一帶，到了夏季尤為突出。由于電動(dòng)門在我國(guó)還處于一個(gè)起步不久的階段，市場(chǎng)上僅有的幾種產(chǎn)品，是使用電腦的UPS或者經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單改裝來(lái)使用的，因此在待機(jī)使用時(shí)間和安全上有很大的不足。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)停電后電動(dòng)門無(wú)法使用的問(wèn)題，提供一種電動(dòng)門后備電源，使電動(dòng)門在停電之后還能使用，解決停電后對(duì)電動(dòng)門造成的困擾。
本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是電動(dòng)門后備電源，其特征在于該電源由輸入電路和繼電器、輸出電路、市電偵測(cè)、充電電路和電池、逆變電路、工作電源及MCU控制電路組成，輸入電路通過(guò)繼電器與輸出電路連接的同時(shí)又與市電偵測(cè)和充電電路相連，充電電路帶有電池，電池又經(jīng)逆變電路與輸出電路相連接，電池同時(shí)還與工作電源相連；工作電源為MCU控制電路提供5V工作電壓，同時(shí)MCU也會(huì)向工作電源送出截止電壓，MCU控制電路還向逆變電路送出頻率為50Hz相位相差180度的方波脈沖，以及監(jiān)視充電電路中電池的充電電壓，MCU控制電路還對(duì)市電偵測(cè)判斷市電有無(wú)及偵測(cè)市電的相位角。
所述輸入電路包括突波吸收器RV1、RV2、RV3和X電容C18，Y電容C19、C20，輸入電路的火線L和零線N分別連接繼電器的輸入，繼電器的輸出與輸出電路連接。
所述輸出電路包括BR1橋式整流，分壓電阻R57、R21、R22，比流器T2，二極管D22、D23、D24、D25，放大器U9A，從輸入電路接入的火線L和零線N接在BR1的輸入，BR1的輸出接所述分壓電阻，分壓后的反饋電壓接入MCU控制電路中MCU的輸出電壓偵測(cè)腳；負(fù)載電流流經(jīng)比流器T2，T2的次級(jí)經(jīng)過(guò)所述二極管整流，放大器U9A放大，將負(fù)載電流轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電壓，輸入MCU的負(fù)載偵測(cè)腳。
所述市電偵測(cè)包括輸入電阻R66、R63，光藕U4、U3，二極管D1、D2，開(kāi)關(guān)管Q5、Q8，從輸入電路過(guò)來(lái)的火線L和零線N分別經(jīng)過(guò)R66、R63與光藕U4、U3連接，光藕U4的輸出腳經(jīng)二極管D1接工作電源中三極管Q1的基極，光藕U3的輸出腳接三極管Q8的基極并經(jīng)二極管D2與三極管Q5的基極相連。
所述充電電路包括橋式整流電路BR2、穩(wěn)壓塊U5、開(kāi)關(guān)三極管Q10，輸入端的電壓取自逆變電路變壓器T1的次級(jí)，經(jīng)整流、濾波、穩(wěn)后向電池充電，三極管Q10的基極接至MCU控制電路中MCU的充電控制信號(hào)腳(26)。
所述逆變電路包括三極管Q14、Q15，MOS場(chǎng)效應(yīng)管MOS2、MOS3、MOS4、MOS5、MOS6、MOS7，變壓器T1，Q14的基及接MCU的逆變控制信號(hào)B腳，Q15的基極接逆變控制信號(hào)A腳，Q14的集電極經(jīng)過(guò)并聯(lián)的MOS4、MOS5、MOS6后與變壓器T1初級(jí)的一個(gè)抽頭連接，Q15的集電極經(jīng)過(guò)并聯(lián)的MOS2、MOS3、MOS7后與變壓器T1初級(jí)的另一個(gè)抽頭連接，變壓器T1的次級(jí)與輸出電路的輸入端相連接。
所述工作電源包括開(kāi)關(guān)S1、S2，三極管Q1、Q3，穩(wěn)壓塊U2，Q3的基極與開(kāi)關(guān)S1和Q1的集電極連接，Q1的基極與開(kāi)關(guān)S1的另一端和市電偵測(cè)的D1連接，Q3的輸出接穩(wěn)壓塊U2。
所述MCU控制電路的核心是集成塊MCU(U1)，MCU提供22個(gè)雙向I/O口，其中PIN2(VBAT)為電池電壓偵測(cè)；PIN4(OL)為負(fù)載偵測(cè)；PIN5(VINV)為輸出電壓偵測(cè)；PIN13(BUZZ)為蜂鳴器控制；PIN16(AC AGL)為市電相位偵測(cè)；PIN21(AC OK)為市電偵測(cè)；PIN22(LED1)為L(zhǎng)ED指示1；PIN23(LED2)為L(zhǎng)ED指示2；PIN24(INVA)為逆變控制信號(hào)A；PIN25(INVB)為逆變控制信號(hào)B；PIN26(/CHR)為充電控制信號(hào)；PIN27(ON)為電源開(kāi)啟控制；PIN28(/PF)為繼電器控制。
本實(shí)用新型的有益效果是該后備電源是專門針對(duì)電動(dòng)門感性負(fù)載的特性和使用的實(shí)際情況，采用MCU設(shè)計(jì)的智能性電動(dòng)門后備電源，在停電后的待機(jī)使用時(shí)間和安全上作了充分的考慮，并且使用方便。


圖1是本實(shí)用新型的電路框圖。
圖2是圖1中輸入電路和繼電器的原理圖。
圖3是圖1中輸出電路的原理圖。
圖4是圖1中市電偵測(cè)的原理圖。
圖5是圖1中充電電路和電池的原理圖。
圖6是圖1中逆變電路的原理圖。
圖7是圖1中工作電源的原理圖。
圖8是圖1中MCU控制電路的原理圖。
具體實(shí)施方式
如圖所示，本實(shí)施例由輸入電路1和繼電器K1、輸出電路2、市電偵測(cè)3、充電電路4和電池5、逆變電路6、工作電源7及MCU控制電路8組成。輸入電路1通過(guò)繼電器K1與輸出電路2連接的同時(shí)又與市電偵測(cè)3和充電電路4相連，充電電路帶有電池5，電池又經(jīng)逆變電路6與輸出電路2相連接，電池同時(shí)還與工作電源7相連；工作電源為MCU控制電路8提供5V工作電壓，同時(shí)MCU也會(huì)向工作電源送出截止電壓，MCU控制電路8還向逆變電路6送出頻率為50Hz相位相差180度的方波脈沖，以及監(jiān)視充電電路4中電池的充電電壓，MCU控制電路8還對(duì)市電偵測(cè)3判斷市電有無(wú)及偵測(cè)市電的相位角。
所述輸入電路1包括突波吸收器RV1、RV2、RV3和X電容C18，Y電容C19、C20，輸入電路的火線L和零線N分別連接繼電器K1的輸入，繼電器的輸出與輸出電路2連接。交流220V的市電輸入，通過(guò)電路的突波吸收器RV1，RV2，RV3和X電容C18，Y電容C19，C20，再通過(guò)繼電器K1到達(dá)輸出電路，繼電器由MCU控制，當(dāng)市電220V正常時(shí)，繼電器吸合，直接輸出220V市電，當(dāng)停電時(shí)，繼電器斷開(kāi)。
所述輸出電路2包括BR1橋式整流，分壓電阻R57、R21、R22，比流器T2，二極管D22、D23、D24、D25，放大器U9A，從輸入電路1接入的火線L和零線N接在BR1的輸入，BR1的輸出接所述分壓電阻，分壓后的反饋電壓接入MCU控制電路8中MCU的輸出電壓偵測(cè)腳5；負(fù)載電流流經(jīng)比流器T2，T2的次級(jí)經(jīng)過(guò)所述二極管整流，放大器U9A放大，將負(fù)載電流轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電壓，輸入MCU的負(fù)載偵測(cè)腳4。輸入電路輸出的電壓經(jīng)過(guò)BR1橋整整流后再經(jīng)過(guò)電阻R57，R21，R22分壓后，反饋電壓給MCU，使MCU送出合適的脈沖寬度，穩(wěn)定輸出電壓在220V，負(fù)載電流流經(jīng)比流器T2，T2的次級(jí)經(jīng)過(guò)整流放大，將負(fù)載電流轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電壓，輸入MCU，使MCU可判斷負(fù)載的大小，以實(shí)現(xiàn)空載關(guān)機(jī)和過(guò)載保護(hù)的功能。
所述市電偵測(cè)3包括輸入電阻R66、R63，光藕U4、U3，二極管D1、D2，開(kāi)關(guān)管Q5、Q8，從輸入電路1過(guò)來(lái)的火線L和零線N分別經(jīng)過(guò)R66、R63與光藕U4、U3連接，光藕U4的輸出腳經(jīng)二極管D1接工作電源7中三極管Q1的基極，光藕U3的輸出腳接三極管Q8的基極并經(jīng)二極管D2與三極管Q5的基極相連。市電220V的火線和零線分別經(jīng)過(guò)R63，R66點(diǎn)亮光藕U3，U4中的LED，導(dǎo)通光藕，VCC導(dǎo)通Q5，拉低AC OK點(diǎn)(市電正常偵測(cè)信號(hào)點(diǎn))的電位，讓MCU可以判斷市電有無(wú)，同時(shí)通過(guò)D1去開(kāi)啟工作電源。Q8由于D2的單相導(dǎo)通性，AC AGL(市電相位偵測(cè)點(diǎn))點(diǎn)隨市電的正負(fù)半周呈高低變化，MCU可以偵測(cè)市電的相位角。
所述充電電路4包括橋式整流電路BR2、穩(wěn)壓塊U5、開(kāi)關(guān)三極管Q10，輸入端的電壓取自逆變電路6變壓器T1的次級(jí)，經(jīng)整流、濾波、穩(wěn)后向電池5充電，三極管Q10的基極接至MCU控制電路8中MCU的充電控制信號(hào)腳26。變壓器的充電繞組經(jīng)過(guò)整流濾波，得到直流18V左右電壓，再經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓塊U5(317)穩(wěn)壓，得到15V電壓，向12V電池充電，MCU監(jiān)視電壓電池的充電電壓，充飽后會(huì)送出高電平，導(dǎo)通Q10，使317的輸出低于電池電壓，關(guān)閉充電。
所述逆變電路6包括三極管Q14、Q15，MOS場(chǎng)效應(yīng)管MOS2、MOS3、MOS4、MOS5、MOS6、MOS7，變壓器T1，Q14的基及接MCU的逆變控制信號(hào)B腳25，Q15的基極接逆變控制信號(hào)A腳24，Q14的集電極經(jīng)過(guò)并聯(lián)的MOS4、MOS5、MOS6后與變壓器T1初級(jí)的一個(gè)抽頭連接，Q15的集電極經(jīng)過(guò)并聯(lián)的MOS2、MOS3、MOS7后與變壓器T1初級(jí)的另一個(gè)抽頭連接，變壓器T1的次級(jí)與輸出電路2的輸入端相連接。MCU送出頻率為50HZ，相位相差180度的方波脈沖，交替導(dǎo)通Q14和Q15，使MOSFET MOS4和MOS6也交替導(dǎo)通，通過(guò)主變壓器，次級(jí)就得到220V，波形為方波的交流電壓。
所述工作電源7包括開(kāi)關(guān)S1、S2，三極管Q1、Q3，穩(wěn)壓塊U2，Q3的基極與開(kāi)關(guān)S1和Q1的集電極連接，Q1的基極與開(kāi)關(guān)S1的另一端和市電偵測(cè)3的D1連接，Q3的輸出接穩(wěn)壓塊U2。工作電源電路主要為整個(gè)電路提供12V和5V的工作電源，其工作原理如下輕觸開(kāi)關(guān)S1接通，將Q3的B極電位拉低，Q3導(dǎo)通，提供12V工作電壓，再通過(guò)穩(wěn)壓U2(IC7805)，得到5V工作電壓，MCU得到5V工作電壓后開(kāi)始工作，送出高電平導(dǎo)通Q1，鎖住Q3導(dǎo)通狀態(tài)，因此電路可一直有12V和5V的工作電源，直到MCU送出低電平，關(guān)閉Q1，Q3也關(guān)閉，這樣電路停止工作，同時(shí)也不消耗電池電量，達(dá)到節(jié)省電池電量的目的。
所述MCU控制電路8的核心是集成塊MCU(U1)，MCU提供22個(gè)雙向I/O口，其中PIN2(VBAT)為電池電壓偵測(cè)。
PIN4(OL)為負(fù)載偵測(cè)；與輸出電路2相連。
PIN5(VINV)為輸出電壓偵測(cè)；接與輸出電路2的分壓電阻端。
PIN13(BUZZ)為蜂鳴器控制。
PIN16(AC AGL)為市電相位偵測(cè)，接與市電偵測(cè)3中Q8的集電極。
PIN21(AC OK)為市電偵測(cè)，接與市電偵測(cè)3中Q5的集電極。
PIN22(LED1)為L(zhǎng)ED指示1。
PIN23(LED2)為L(zhǎng)ED指示2。
PIN24(INVA)為逆變控制信號(hào)A，接與逆變電路6的Q15的基極。
PIN25(INVB)為逆變控制信號(hào)B，接與逆變電路6的Q14的基極。
PIN26(/CHR)為充電控制信號(hào)，接與充電電路4中Q10的基極。
PIN27(ON)為電源開(kāi)啟控制。
PIN28(/PF)為繼電器控制，接與輸入電路1中三極管的基極。
整機(jī)的工作原理是接入市電，打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，機(jī)器開(kāi)始工作。當(dāng)市電正常的情況下，繼電器閉合，輸出為市電直接輸出，機(jī)器工作在市電模式下，同時(shí)對(duì)電池充電。當(dāng)市電停電后，機(jī)器完全關(guān)閉，不消耗電池電量，待用戶要使用時(shí)，按外接的輕觸開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)機(jī)器，工作在電池模式，逆變輸出220V交流電，供用戶的電機(jī)使用，當(dāng)用戶使用完畢后10秒，機(jī)器會(huì)自動(dòng)完全關(guān)閉，待到下次再次使用開(kāi)啟。如在這期間，市電恢復(fù)，機(jī)器會(huì)自動(dòng)開(kāi)機(jī)到市電工作模式。
權(quán)利要求1.一種電動(dòng)門后備電源，其特征在于該電源由輸入電路(1)和繼電器(K1)、輸出電路(2)、市電偵測(cè)(3)、充電電路(4)和電池(5)、逆變電路(6)、工作電源(7)及MCU控制電路(8)組成，輸入電路(1)通過(guò)繼電器(K1)與輸出電路(2)連接的同時(shí)又與市電偵測(cè)(3)和充電電路(4)相連，充電電路帶有電池(5)，電池又經(jīng)逆變電路(6)與輸出電路(2)相連接，電池同時(shí)還與工作電源(7)相連；工作電源為MCU控制電路(8)提供5V工作電壓，同時(shí)MCU也會(huì)向工作電源送出截止電壓，MCU控制電路(8)還向逆變電路(6)送出頻率為50Hz相位相差180度的方波脈沖，以及監(jiān)視充電電路(4)中電池的充電電壓，MCU控制電路(8)還對(duì)市電偵測(cè)(3)判斷市電有無(wú)及偵測(cè)市電的相位角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)門后備電源，其特征在于所述輸入電路(1)包括突波吸收器RV1、RV2、RV3和X電容C18，Y電容C19、C20，輸入電路的火線L和零線N分別連接繼電器(K1)的輸入，繼電器的輸出與輸出電路(2)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)門后備電源，其特征在于所述輸出電路(2)包括BR1橋式整流，分壓電阻R57、R21、R22，比流器T2，二極管D22、D23、D24、D25，放大器U9A，從輸入電路(1)接入的火線L和零線N接在BR1的輸入，BR1的輸出接所述分壓電阻，分壓后的反饋電壓接入MCU控制電路(8)中MCU的輸出電壓偵測(cè)腳(5)；負(fù)載電流流經(jīng)比流器T2，T2的次級(jí)經(jīng)過(guò)所述二極管整流，放大器U9A放大，將負(fù)載電流轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電壓，輸入MCU的負(fù)載偵測(cè)腳(4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)門后備電源，其特征在于所述市電偵測(cè)(3)包括輸入電阻R66、R63，光藕U4、U3，二極管D1、D2，開(kāi)關(guān)管Q5、Q8，從輸入電路(1)過(guò)來(lái)的火線L和零線N分別經(jīng)過(guò)R66、R63與光藕U4、U3連接，光藕U4的輸出腳經(jīng)二極管D1接工作電源(7)中三極管Q1的基極，光藕U3的輸出腳接三極管Q8的基極并經(jīng)二極管D2與三極管Q5的基極相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)門后備電源，其特征在于所述充電電路(4)包括橋式整流電路BR2、穩(wěn)壓塊U5、開(kāi)關(guān)三極管Q10，輸入端的電壓取自逆變電路(6)變壓器T1的次級(jí)，經(jīng)整流、濾波、穩(wěn)后向電池(5)充電，三極管Q10的基極接至MCU控制電路(8)中MCU的充電控制信號(hào)腳(26)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)門后備電源，其特征在于所述逆變電路(6)包括三極管Q14、Q15，MOS場(chǎng)效應(yīng)管MOS2、MOS3、MOS4、MOS5、MOS6、MOS7，變壓器T1，Q14的基及接MCU的逆變控制信號(hào)B腳(25)，Q15的基極接逆變控制信號(hào)A腳(24)，Q14的集電極經(jīng)過(guò)并聯(lián)的MOS4、MOS5、MOS6后與變壓器T1初級(jí)的一個(gè)抽頭連接，Q15的集電極經(jīng)過(guò)并聯(lián)的MOS2、MOS3、MOS7后與變壓器T1初級(jí)的另一個(gè)抽頭連接，變壓器T1的次級(jí)與輸出電路(2)的輸入端相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)門后備電源，其特征在于所述工作電源(7)包括開(kāi)關(guān)S1、S2，三極管Q1、Q3，穩(wěn)壓塊U2，Q3的基極與開(kāi)關(guān)S1和Q1的集電極連接，Q1的基極與開(kāi)關(guān)S1的另一端和市電偵測(cè)(3)的D1連接，Q3的輸出接穩(wěn)壓塊U2。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)門后備電源，其特征在于所述MCU控制電路(8)的核心是集成塊MCU(U1)，MCU提供22個(gè)雙向I/O口，其中PIN2(VBAT)為電池電壓偵測(cè)；PIN4(OL)為負(fù)載偵測(cè)；PIN5(VINV)為輸出電壓偵測(cè)；PIN13(BUZZ)為蜂鳴器控制；PIN16(AC AGL)為市電相位偵測(cè)；PIN21(AC OK)為市電偵測(cè)；PIN22(LED1)為L(zhǎng)ED指示1；PIN23(LED2)為L(zhǎng)ED指示2；PIN24(INVA)為逆變控制信號(hào)A；PIN25(INVB)為逆變控制信號(hào)B；PIN26(/CHR)為充電控制信號(hào)；PIN27(ON)為電源開(kāi)啟控制；PIN28(/PF)為繼電器控制。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種電動(dòng)門后備電源。本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種電動(dòng)門后備電源，使電動(dòng)門在停電之后還能使用，解決停電后對(duì)電動(dòng)門造成的困擾。解決該問(wèn)題的技術(shù)方案是輸入電路通過(guò)繼電器與輸出電路連接的同時(shí)又與市電偵測(cè)和充電電路相連，充電電路帶有電池，電池又經(jīng)逆變電路與輸出電路相連接，電池同時(shí)還與工作電源相連；工作電源為MCU控制電路提供5V工作電壓，同時(shí)MCU也會(huì)向工作電源送出截止電壓，MCU控制電路還向逆變電路送出頻率為50Hz相位相差180度的方波脈沖，以及監(jiān)視充電電路中電池的充電電壓，MCU控制電路還對(duì)市電偵測(cè)判斷市電有無(wú)及偵測(cè)市電的相位角。本實(shí)用新型可用于電動(dòng)門。
文檔編號(hào)H02J9/00GK2804321SQ20052001328
公開(kāi)日2006年8月9日 申請(qǐng)日期2005年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月15日
發(fā)明者蔡宇游, 吳建青 申請(qǐng)人:杭州龍松電子科技有限公司