專利名稱：在線式智能化不間斷atx開關電源裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于一種開關電源裝置，具體涉及一種在線式智能化不間斷ATX開關電源裝置。
本實用新型采用以下技術方案一種在線式智能化不間斷ATX開關電源裝置，包括由輸入、保護、EMI濾波、整流、有源功率因數(shù)校正(APFC)部分、濾波器順序連接組成的市電輸入部分；由推動經橋式開關組成的市電供電開關電路部分；由輔助電源、充電控制、電池和主功率變壓器順序連接、由推挽偶合經推挽開關與主功率變壓器連接組成的電池供電開關電路部分；由主功率變壓器至整流輸出和主功率變壓器至輔助電源組成的功率輸出電路部分；由連接于濾波器和輸入、由切換控制1控制的切換至高壓輸出組成高壓輸出部分；由從整流獲得信號的采樣1經切換控制1至BB機，由從輔助電源獲得信號的采樣2經切換控制2與切換控制1連接組成切換控制部分；由分別從輔助電源采樣的過流采樣信號和從整流輸出傳遞到穩(wěn)壓、過壓欠壓控制器的信號輸入到開關振蕩控制所組成的脈寬控制部分；從切換控制1獲得信號控制智能輸出的智能模塊和智能輸出組成智能控制部分；所述的市電供電開關電路中橋式開關電路與主功率變壓器的繞組連接，所述的電池供電開關電路中推挽開關電路與主功率變壓器的另一繞組連接，兩繞組所感應相位相同；開關振蕩控制的信號經推動傳遞給橋式開關，開關振蕩控制的信號經推挽偶合傳遞給推挽開關。
本實用新型的橋式開關電路采用雙激設置。
本實用新型的推挽耦合電路的工作電源信號由市電采樣1經切換控制1至切換控制2和臨界掉電采樣2至切換控制2輸入。
本實用新型的高壓輸出部分的切換是一受控于切換控制1的雙刀繼電器。本實用新型與現(xiàn)有技術相比，橋式開關和推挽開關共用主功率變壓器，共用開關振蕩控制，使兩電路工作在同相、同頻和同寬的狀態(tài)，便于切換，橋式開關和推挽開關雙激設置使輸出功率大于250W，兩切換控制連接，使切換時間為0秒，智能模塊向計算機發(fā)出存盤關機之命令，并由事先裝在計算機硬盤的裝置附帶軟件電源精靈執(zhí)行，斷電后使計算機獲得不間斷供電及自動存盤安全關機，確保資料不丟失，該電路較為簡單，成本低，便于批量生產，并適用于各種PC機及服務器。


圖1是本實用新型的電路框圖。
圖2A是本實用新型實施例的電路圖(一)。
圖2B是本實用新型實施例的電路圖(二)。
圖2C是本實用新型實施例的電路圖(三)。
圖2D是本實用新型實施例的電路圖(四)。
本新型工作過程如下如圖2A、圖2B、圖2C和圖2D所示，當裝置工作于正常市電供電狀態(tài)下而后市電低于某設定值如170V或斷電時，輔助電源402將由25V降至某設定值如16V以下時，且通過采樣2 605中的第六十三電阻R63、第五穩(wěn)壓管Z5、第七十三電阻R73將不能維持第九三極管Q9導通而截止，同時由采樣1 301采樣結果至使切換控制1 302電路輸出翻轉、第十三極管Q10導通、第九三極管Q9截止、第三可控硅BT3導通，推挽耦合701電路被通電，并輸出開關推動波形，推挽開關702工作，電池704通過主功率變壓器401對應繞組對推挽開關702電路放電。由于切換控制1 302控制電壓設置略高于采樣2 605電壓設置，故在切換控制302動作因故遲援時，采樣2 605方能有動作機會，其動作是跳躍式的，其作用為爭取時間等待切換控制1 302動作，徹底切斷第九三極管Q9使第三可控硅BT3穩(wěn)定導通，使裝置進入穩(wěn)定的電池放電工作狀態(tài)。兩狀態(tài)均通過主功率變壓器401耦合輸出功率，確保用電器得到不間斷供電電源，同時由第六IC IC6、3腳輸出一串付脈沖信號，通過第十三三極管Q13的C極使第八IC IC8得一啟動信號，第八IC IC8啟動后其輸出信號經第九IC IC9處理后，經插座P1加至計算機COM口，向計算機發(fā)出存盤關機指令，計算機接到指令后將啟動事先存入計算機C盤的裝置附帶軟件“電源精靈”執(zhí)行存盤關機動作。
如圖2A所示，推挽開關702和橋式開關106兩開關電路共用一主功率變壓器401，且共用一開關信號源開關振蕩控制601，還由于主功率變壓器401各同名端的特別設置，確保兩開關電路既可互補工作，也可切換工作。
電池704與推挽開關702所聯(lián)接主功率變壓401繞組的中心抽頭直接接入，避免耦合器件的損耗，提高了電池放電效率。
有源功率因數(shù)校正APFC 108是用一非專用IC、KA3842去驅動一只IRF840開關管，通過第三電感L3，經第四十四整流二極管D44整流輸出來實現(xiàn)有源功率因數(shù)校正功能，其KA3842的工作電壓取至于主功率變壓器401，在裝置工作狀態(tài)時KA3842能得到23V電壓供給，而在裝置處于休眠狀態(tài)時KA3842僅能得到12V電壓，該電壓不能滿足KA3842啟動工作要求，故APFC在裝置處于休眠狀態(tài)時不工作，APFC的引入一方面提高了裝置市電供電工作時的功率因數(shù)，同時使市電在90V～250V時，濾波器105上的電壓保持380V，增加了裝置市電的適應范圍，同時提高了切換的可靠性，即市電斷電后，濾波器105上的電壓繼續(xù)給橋式開關106供電的時間被延長，降低了對切換速度的要求。
推挽開關電路702不能自行啟動，僅靠橋式開關106工作后產生輔助電源402，通過受控的第三可控硅BT3供電方能啟動，故避免了電池704冷啟動。
高壓輸出201供顯示器用電，市電正常時，通過第一雙刀繼電器J1 202雙常通臂取至市電而獲得，當市電低電或斷電時，第一雙刀繼電器J1 202受控于切換控制1 302，第一雙刀繼電器J1吸合，高壓輸出201通過第一雙刀繼電器J1雙吸合臂取至于濾波電容105兩端輸出高壓直流。
如圖2B所示當市電正常如≥180V時，采樣1 301的第七十電阻R70從整流104與有源功率因數(shù)校正108之間采樣，并與第七十一電阻R71分壓，經第四十五電容C45濾波后加至第二十四三極管Q24的b極、第二十四三極管Q24導通、第五發(fā)光器件IC5的發(fā)光二極管通電發(fā)光、光電三極管導通、第七IC IC7、2、6腳電位低于設定值1/3Vcc，其3腳輸出高電位、第八三極管Q8導通、第十三極管Q10截止，故切換控制302無控制輸出，由于第七IC IC7、7腳不導通，因此第二十五三極管Q25和第六IC IC6均不工作，BB機303、智能模塊501和智能輸出502均無輸出。此時如果市電在170V～≤180V間波動，第七IC IC7、2、6腳電壓將在1/3Vcc～2/3Vcc間波動，并保持3腳原狀態(tài)不變。
當市電低于某設定值如≤170V或斷電時，經第七十電阻R70采樣加至第二十四三極管Q24b極電流將減小或為“0”，如上述第五光電器件IC5光電三極管IC電流減小或為“0”、第七IC IC7、2、6腳電位提高至≥2/3Vcc，此時其3腳輸出為低電位、第八三極管Q8截止、第十三極管Q10導通、第七ICIC7、7腳對地導通，此時切換控制302有控制輸出，如果此時市電在0～≤180V間波動，第七IC IC7、2、6腳電位將在0～≤2/3Vcc間變化，并保持其3腳輸出電位不變。
由上述可見，圖2B特點在于市電≤170V時，切換控制302判其為斷電、啟動電池放電，當市電≥180V時，切換控制302判其為市電正常、關閉電池，讓市電供電電路工作，并對電池充電，市電在170～180V間時切換控制302將保持原輸出狀態(tài)不變，結果是切換控制302判斷市電正?；驍嚯姷呐袛帱c被拉開一定電位差，至使兩判斷點不重疊，避免了市電值處于臨界時，裝置頻繁切換。
當市電低電或斷電時，第七IC IC7、7腳將對地導通。至使第十二三極管Q12e極及第六IC IC6、1腳對地接通，切換控制IC6、2、6腳上的第四十四電容C44事先被充滿電，故第六IC IC6、3腳輸出低電位，第十而三極管Q12截止、第四十四電容C44放電延時1S左右時，其電位將低于2/3Vcc值，使第六IC IC6、3腳輸出翻轉為高電位，該電位通過第一零三電阻R103至使第十二三極管Q12導通，該狀態(tài)維持1S后，第六IC IC6輸出又將翻轉，如此重復、第十二三極管Q12導通、飽和重復、第八IC IC8、6腳電位從5V變化到0V電位，該電位至使第八IC IC8動作輸出信號加至第九IC IC9，經第九IC IC9處理后輸出“存盤關機”指令，經插座P1加至計算機COM口。
如圖2C所示輔助電源經第四十八電容C48濾波器后加至第一IC IC1、12腳，和和第二IC IC2、3腳，第一IC IC1、8、11腳輸出調寬脈沖同時加至推動107和推挽偶合701，振蕩頻率由第二電容C2、第十五電阻R15決定，第一IC IC1、15腳輸出+5V，該電壓其中一路經第三十四電阻R34和第三十五電阻R35分壓加至第二IC IC2、6腳，經第三十四電阻R34、第三十五電阻R35降壓加至PS-ON開關，當PS-ON開路時，由圖2C可見第二IC IC2、C組比較器，第二IC IC2、6腳比較器負端電位將高于7腳正端，故C組輸出、1腳為低電位、第六三極管Q6截止，故輔助電源402通過第十二電阻R22后一路經第七二極管D7加至第一IC IC1、4腳，使其電位高于3V，此時IC1、8、11腳輸出脈寬，將被限制在最窄范圍，僅能維持輔助電源為12V，經第二十二電阻R22的輔助電源另一路經第二十三電阻R23、第六十四電阻R64和第六十九電阻R69分別加到第五三極管Q5和第二十四三極管Q24的發(fā)射結，第五三極管Q5導通其C極通過第三十三二極管D33加至12V輸出將其值拉至接近0V，第二十四三極管Q24導通其C極接至切換控制2 606的第三可控硅BT3控制極將其接地，使第三可控硅BT3無輸出，至使電池704在任何情況下不參與裝置的休眠狀態(tài)，上述說明了裝置的休眠狀態(tài)。
如圖2C所示當PS-ON處于短路狀態(tài)時，第二IC IC2、C組比較其狀態(tài)與上述狀態(tài)相反，其1腳輸出高電位，第六三極管Q6導通、第一IC IC1、4腳電位接近“0”V→脈寬站空比最高可達99％，另第六三極管Q6導通、第五三極管Q5、第二十四三極管Q24截止，其脈寬受控于穩(wěn)壓、過壓欠壓控制器604、+5V、+12V經第二十一電阻R21、第二十電阻R20、第十七電阻R17、第十八電阻R18、第十九電阻R19分壓后加至第一IC IC1、1腳，達到控制脈寬，穩(wěn)定輸出電壓之目的。由于電路處于寬脈沖工作狀態(tài)，故輔助電源電壓上升到25V。第六穩(wěn)壓管Z6為過壓保護采樣電路，第二十二三極管Q22、第三穩(wěn)壓管Z3、一零二電阻R102、第三十八二極管D38、第三十九電容C39、一零零電阻R100、第九十九電阻R99、一零一電阻R101為欠壓采樣電路。上述說明了裝置的工作狀態(tài)。
圖2D是整流濾波輸出電路，+5VSB在休眠狀態(tài)時是輔助電源通過第四可控硅BT4經三極管IC3、KA7805所得，第五十五電阻R55、第六十一電容C61是+5VSB啟動延時電路。當裝置處于工作狀態(tài)時，其12V輸出電壓一路經第四穩(wěn)壓管Z4、第五十六電阻R56加至第二十三三極管Q23、b極，第二十三三極管Q23導通，第四可控硅BT4截止，12V通過第十九二極管D19經一零八電阻R108、三極管IC3、KA7805輸出+5VSB，避免裝置在工作狀態(tài)時，輔助電源電壓升高至25V，造成三極管IC3過壓、過熱而保護，第九十八電阻R98是避免+5VSB輸出在切換電壓供應源時間斷。第七三極管Q7、第十三三極管Q13及外圍電路是+3.3V的穩(wěn)壓電路。
權利要求1.一種在線式智能化不間斷ATX開關電源裝置，包括由輸入、保護、EMI濾波、整流、有源功率因數(shù)校正(APFC)部分、濾波器順序連接組成的市電輸入部分；由推動經橋式開關組成的市電供電開關電路部分；由輔助電源、充電控制、電池和主功率變壓器順序連接、由推挽偶合經推挽開關與主功率變壓器連接組成的電池供電開關電路部分；由主功率變壓器至整流輸出和主功率變壓器至輔助電源組成的功率輸出電路部分；由連接于濾波器和輸入、由切換控制1控制的切換至高壓輸出組成高壓輸出部分；由從整流獲得信號的采樣1經切換控制1至BB機，由從輔助電源獲得信號的采樣2經切換控制2與切換控制1連接組成切換控制部分；由分別從輔助電源采樣的過流采樣信號和從整流輸出傳遞到穩(wěn)壓、過壓欠壓控制器的信號輸入到開關振蕩控制所組成的脈寬控制部分；從切換控制1獲得信號控制智能輸出的智能模塊和智能輸出組成智能控制部分；其特征在于所述的市電供電開關電路中橋式開關電路與主功率變壓器的繞組連接，所述的電池供電開關電路中推挽開關電路與主功率變壓器的另一繞組連接，兩繞組所感應相位相同；開關振蕩控制的信號經推動傳遞給橋式開關，開關振蕩控制的信號經推挽偶合傳遞給推挽開關。
2.根據(jù)權利要求1所述的在線式智能化不間斷ATX開關電源裝置，其特征在于所述的橋式開關電路采用雙激設置。
3.根據(jù)權利要求2所述的在線式智能化不間斷ATX開關電源裝置，其特征在于所述的推挽耦合電路的工作電源信號由市電采樣1經切換控制1至切換控制2和臨界掉電采樣2至切換控制2輸入。
4.據(jù)權利要求3所述的在線式智能化不間斷ATX開關電源裝置，其特征在于所述的高壓輸出部分的切換是一受控于切換控制1的雙刀繼電器。
專利摘要本實用新型公開了一種在線式智能化不間斷ATX開關電源裝置，要解決的技術問題是當市電低于某設定值或斷電時，則裝置自動切換到裝置內電池供電工作狀態(tài)。采用以下技術方案一種在線式智能化不間斷ATX開關電源裝置，包括市電輸入部分，市電供電開關電路部分，電池供電開關電路部分，功率輸出電路部分，高壓輸出部分，切換控制部分，脈寬控制部分，智能控制部分，市電供電開關電路中橋式開關電路與主功率變壓器的繞組連接，電池供電開關電路中推挽開關電路與主功率變壓器的另一繞組連接，兩繞組所感應相位相同，開關振蕩控制的信號經推動傳遞給橋式開關，經推挽偶合傳遞給推挽開關。與現(xiàn)有技術相比，便于切換，適用于各種PC機及服務器。
文檔編號H02J7/00GK2598228SQ0225469
公開日2004年1月7日 申請日期2002年9月29日 優(yōu)先權日2002年9月29日
發(fā)明者王寶國 申請人:王寶國