一种用于闸机的后备电源装置的制作方法

本发明涉及通道管理设备，更具体地说，是涉及一种用于闸机的后备电源装置。

背景技术：

1、在现代化建筑和公共设施中，出入口的通道管理设备扮演着至关重要的角色。特别是在消防安全领域，通道管理设备不仅负责日常的通行管理，还必须具有断电开闸功能，以确保在电力中断或其他紧急情况下，通道能够迅速、自动地打开，为人员疏散提供便利。

2、为了实现断电开闸功能，每个通道管理设备都需要配置后备电源。后备电源能够在主电源失效时，为设备提供持续的电力供应，保障其正常运作。然而，目前市面上的后备电源解决方案存在诸多挑战。

3、蓄电池作为传统的后备电源形式，虽然应用广泛，但存在明显的缺陷。首先，蓄电池的成本较高，增加了设备采购和后期维护的负担。其次，蓄电池的寿命相对较短，需要定期更换，这不仅增加了使用成本，还可能影响设备的可靠性。此外，蓄电池对环境的适应性较差，特别是在高温或低温环境下，其性能可能受到严重影响。

4、近年来，法拉电容作为一种新型的后备电源技术，逐渐受到关注。与蓄电池相比，法拉电容具有更高的能量密度、更快的充电速度以及更长的使用寿命。同时，法拉电容对环境的适应性也更强，能够在更广泛的温度范围内正常工作。然而，法拉电容在应用过程中也存在一些问题。由于需要串联在开关电源和设备之间，法拉电容的接线方式相对复杂，增加了安装和维护的难度。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明提供一种用于闸机的后备电源装置，采用并联方式接入开关电源输出，极大地简化了接线过程，提高了工作效率，降低了操作难度。

2、本发明技术方案如下所述：一种用于闸机的后备电源装置，包括输入输出单元、降压单元、充电单元和升压单元； 所述输入输出单元并联到开关电源的输出端上，所述充电单元用于将来自所述输入输出单元的输出电压降压后输出至所述充电单元，所述充电单元用于给所述升压单元供电，所述升压单元用于将所述充电单元的输出电压转换为用于驱动闸机设备实现开闸所需的电压水平。

3、进一步地，还包括电源指示单元，所述电源指示单元的一端和所述升压单元连接，所述电源指示单元的另一端连接电压u2。

4、进一步地，所述输入输出单元包括接口j1、二极管d1和二极管d5，电压u1和所述二极管d1的正极连接至所述接口j1的第一接线端，所述二极管d1的正极连接电压u3，所述接口j1的第二接线端接地，所述二极管d5的负极连接所述电压u1，所述二极管d5的正极连接所述电压u2。

5、进一步地，所述降压单元包括电容c1、电容c2、电容c3、降压芯片、二极管d2和电感l1，所述降压芯片的第一引脚和所述电容c3的一端连接，所述电容c3的另一端与所述降压芯片的第六引脚连接，所述降压芯片的第二引脚接地，所述降压芯片的第三引脚分别连接至电阻r3的一端以及电阻r4的一端，所述电阻r3的另一端通过所述电感l连接至所述降压芯片的第六引脚，所述电阻r4的另一端接地，所述降压芯片的第四引脚、电阻r1的一端和电阻r2的一端均连接电压uen，所述电阻r1的另一端连接所述电压u3，所述电阻r2的另一端接地，所述降压芯片的第五引脚、所述电容c1的一端和所述电容c2的一端均连接至所述电压u3，所述电容c1的另一端和所述电容c2的另一端均接地，所述降压芯片的第六引脚和所述二极管d2的负极连接，所述二极管d2的正极接地。

6、进一步地，所述电阻r1和所述电阻r2满足关系式：uen=u3×r2/(r1+r2)。

7、进一步地，所述充电单元包括电容c4、电容c5、电阻r5和电阻r6，所述电容c4的一端和所述电容c5的一端连接，所述电容c4的另一端通过所述电感l1和所述降压芯片的第六引脚连接，所述电容c5的另一端接地，所述电阻r5的两端分别与所述电容c4的两端连接，所述电阻r6的两端分别与所述电容c5的两端连接。

8、进一步地，所述电容c4和所述电容c5均为法拉电容。

9、进一步地，所述升压单元包括电容c6、电容c7、电容c8、二极管d3、电感l2和升压芯片，所述升压芯片的第一引脚和第二引脚均连接至所述二极管d3的正极，所述电容c6的一端、所述电感l2的一端、所述升压芯片的第三引脚、所述升压芯片的第四引脚和所述升压芯片的第五引脚均与+5v电压连接，所述电容c6的另一端接地，所述电感l2的另一端和所述二极管d3的正极连接，所述升压芯片的第六引脚分别连接至电阻r7的一端和电阻r8的一端，且所述电阻r7的另一端和所述二极管d3的负极连接，所述电阻r8的另一端接地，所述升压芯片的第七引脚、所述升压芯片的第八引脚和所述升压芯片的第九引脚均接地，所述电容c7的一端和所述电容c8的一端均与所述二极管d3的负极连接，所述电容c7的另一端和所述电容c8的另一端均接地。

10、进一步地，电源指示单元包括led灯d4和电阻r9，所述led灯d4一端和所述电阻r9的一端连接，所述led灯d4的另一端接地，所述电阻r9的另一端分别连接至所述二极管d3的负极和所述电压u2。

11、进一步地，所述电容c1和所述电容c7均为电解电容。

12、根据上述方案的本发明，其有益效果在于：本发明提供的一种用于闸机的后备电源装置，包括输入输出单元、降压单元、充电单元和升压单元； 输入输出单元并联到开关电源的输出端上，充电单元用于将来自输入输出单元的输出电压降压后输出至充电单元，充电单元用于给升压单元供电，升压单元用于将充电单元的输出电压转换为用于驱动闸机设备实现开闸所需的电压水平。其中，输入输出单元采用并联方式接入开关电源输出，极大地简化了接线过程，提高了工作效率，降低了操作难度，且扩展性强，可以任意并联多个，增加后备电源电量，适用于各种大负载。

技术特征：

1.一种用于闸机的后备电源装置，其特征在于，包括：输入输出单元(100)、降压单元(101)、充电单元(102)和升压单元(103)； 所述输入输出单元(100)并联到开关电源的输出端上，所述充电单元(102)用于将来自所述输入输出单元(100)的输出电压降压后输出至所述充电单元(102)，所述充电单元(102)用于给所述升压单元(103)供电，所述升压单元(103)用于将所述充电单元(102)的输出电压转换为用于驱动闸机设备实现开闸所需的电压水平。

2.如权利要求1所述的一种用于闸机的后备电源装置，其特征在于：还包括电源指示单元(104)，所述电源指示单元(104)的一端和所述升压单元(103)连接，所述电源指示单元(104)的另一端连接电压u2。

3.如权利要求2所述的一种用于闸机的后备电源装置，其特征在于：所述输入输出单元(100)包括接口j1、二极管d1和二极管d5，电压u1和所述二极管d1的正极连接至所述接口j1的第一接线端，所述二极管d1的正极连接电压u3，所述接口j1的第二接线端接地，所述二极管d5的负极连接所述电压u1，所述二极管d5的正极连接所述电压u2。

4.如权利要求3所述的一种用于闸机的后备电源装置，其特征在于：所述降压单元(101)包括电容c1、电容c2、电容c3、降压芯片、二极管d2和电感l1，所述降压芯片的第一引脚和所述电容c3的一端连接，所述电容c3的另一端与所述降压芯片的第六引脚连接，所述降压芯片的第二引脚接地，所述降压芯片的第三引脚分别连接至电阻r3的一端以及电阻r4的一端，所述电阻r3的另一端通过所述电感l连接至所述降压芯片的第六引脚，所述电阻r4的另一端接地，所述降压芯片的第四引脚、电阻r1的一端和电阻r2的一端均连接电压uen，所述电阻r1的另一端连接所述电压u3，所述电阻r2的另一端接地，所述降压芯片的第五引脚、所述电容c1的一端和所述电容c2的一端均连接至所述电压u3，所述电容c1的另一端和所述电容c2的另一端均接地，所述降压芯片的第六引脚和所述二极管d2的负极连接，所述二极管d2的正极接地。

5.如权利要求4所述的一种用于闸机的后备电源装置，其特征在于：所述电阻r1和所述电阻r2满足关系式：uen=u3×r2/(r1+r2)。

6.如权利要求4所述的一种用于闸机的后备电源装置，其特征在于：所述充电单元(102)包括电容c4、电容c5、电阻r5和电阻r6，所述电容c4的一端和所述电容c5的一端连接，所述电容c4的另一端通过所述电感l1和所述降压芯片的第六引脚连接，所述电容c5的另一端接地，所述电阻r5的两端分别与所述电容c4的两端连接，所述电阻r6的两端分别与所述电容c5的两端连接。

7.如权利要求6所述的一种用于闸机的后备电源装置，其特征在于：所述电容c4和所述电容c5均为法拉电容。

8.如权利要求6所述的一种用于闸机的后备电源装置，其特征在于：所述升压单元(103)包括电容c6、电容c7、电容c8、二极管d3、电感l2和升压芯片，所述升压芯片的第一引脚和第二引脚均连接至所述二极管d3的正极，所述电容c6的一端、所述电感l2的一端、所述升压芯片的第三引脚、所述升压芯片的第四引脚和所述升压芯片的第五引脚均与+5v电压连接，所述电容c6的另一端接地，所述电感l2的另一端和所述二极管d3的正极连接，所述升压芯片的第六引脚分别连接至电阻r7的一端和电阻r8的一端，且所述电阻r7的另一端和所述二极管d3的负极连接，所述电阻r8的另一端接地，所述升压芯片的第七引脚、所述升压芯片的第八引脚和所述升压芯片的第九引脚均接地，所述电容c7的一端和所述电容c8的一端均与所述二极管d3的负极连接，所述电容c7的另一端和所述电容c8的另一端均接地。

9.如权利要求8所述的一种用于闸机的后备电源装置，其特征在于：电源指示单元(104)包括led灯d4和电阻r9，所述led灯d4一端和所述电阻r9的一端连接，所述led灯d4的另一端接地，所述电阻r9的另一端分别连接至所述二极管d3的负极和所述电压u2。

10.如权利要求8所述的一种用于闸机的后备电源装置，其特征在于：所述电容c1和所述电容c7均为电解电容。

技术总结本发明公开了一种用于闸机的后备电源装置，包括输入输出单元、降压单元、充电单元和升压单元；输入输出单元并联到开关电源的输出端上，充电单元用于将来自输入输出单元的输出电压降压后输出至充电单元，充电单元用于给升压单元供电，升压单元用于将充电单元的输出电压转换为用于驱动闸机设备实现开闸所需的电压水平。其中，输入输出单元采用并联方式接入开关电源输出，极大地简化了接线过程，提高了工作效率，降低了操作难度，且扩展性强，可以任意并联多个，增加后备电源电量，适用于各种大负载。技术研发人员：徐建明,张钦辉,郑军受保护的技术使用者：深圳市富士智能股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/17