專利名稱:多功能不間斷電源的制作方法
本實(shí)用新型涉及一種電源技術(shù)，特別涉及一種不間斷電源技術(shù)。
一般的不間斷電源，其工作過程是交流電網(wǎng)通過輸出變換電路給用電器供電，同時(shí)也給蓄電池充電；當(dāng)交流電網(wǎng)斷電時(shí)，蓄電池通過逆變電路將直流電轉(zhuǎn)變成交流電后，再經(jīng)輸出變換電路繼續(xù)維持向用電器供電?，F(xiàn)有的不間斷電源存在以下不足當(dāng)交流電網(wǎng)斷電是由一相或二相斷相造成時(shí)，不能維持交流電網(wǎng)供電；當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)較大(如高于250V或低于180V)時(shí)，往往超出用電器的電源適應(yīng)能力，而使其不能正常工作；當(dāng)用電器漏電時(shí)，威脅操作者的人身安全；交流電網(wǎng)向蓄電池充電時(shí)，由于過充電而影響蓄電池的使用壽命。
本實(shí)用新型的目的是提供一種具有自動(dòng)換相、過壓欠壓保護(hù)、漏電保護(hù)等功能的多功能不間斷電源；該電源還具有限壓、限速充電等附加功能。
圖1為本實(shí)用新型基本方案框圖。圖1中，輸出變換電路3、整流電路4、蓄電池組5、逆變電路6，與一般的不間斷電源基本一樣。自動(dòng)換相電路1從三相四線制交流電網(wǎng)中選一相經(jīng)輸出變換電路3、漏電保護(hù)電路7向用電器交流供電。同時(shí)該交流電經(jīng)整流電路4整流后給蓄電池組5充電。當(dāng)交流電網(wǎng)發(fā)生一相或二相斷電時(shí)，自動(dòng)換相電路可從三相電中自動(dòng)選取沒有斷電的那一相，繼續(xù)維持交流電網(wǎng)供電。當(dāng)交流電網(wǎng)電壓高于上限電壓250V或低于下限電壓180V(上、下限電壓可根據(jù)用電器電源適應(yīng)能力任意調(diào)定，下同)時(shí)，過壓欠壓保護(hù)電路2控制輸出變換電路3切斷交流電網(wǎng)供電，自動(dòng)轉(zhuǎn)入由逆變電路6將蓄電池組5的直流電轉(zhuǎn)變成交流電后，經(jīng)輸出變換電路3維持向用電器交流供電。當(dāng)交流電網(wǎng)由于三相均斷相造成斷電時(shí)，象前述一樣，也自動(dòng)轉(zhuǎn)入直流逆變供電。前述的過壓欠壓或三相斷相不正?，F(xiàn)象消除后，輸出變換電路3可使本電源自動(dòng)轉(zhuǎn)入由交流電網(wǎng)供電。當(dāng)本電源供電的用電器漏電(即外殼帶電)時(shí)，漏電保護(hù)電路7可自動(dòng)切斷電源，只有在漏電情況消除后，才能恢復(fù)由本電源正常供電。
圖2為本實(shí)用新型最佳實(shí)施方案框圖。圖2中，1、2、3、4、5、6、7與圖1相同，其工作過程也基本相同，這里就不重復(fù)了。所不同的是交流電網(wǎng)通過輸出變換電路3、整流電路4給蓄電池組5充電，是在限壓充電電路8控制下進(jìn)行的，即當(dāng)蓄電池組的電壓低于23V時(shí)，接通變速電電路9，開始自動(dòng)充電；充電到24.5V時(shí)，切斷變速充電電路，充電停止，以防過充電。充電時(shí)由變速充電電路9自動(dòng)控制充電速度，即隨著被充電的蓄電池組的電壓增高而自動(dòng)減小充電電流，以保護(hù)蓄電池。換相顯示器10可以顯示出交流電網(wǎng)是哪一相在供電；過、欠壓指示器11可以顯示出交流電網(wǎng)處于過壓或欠壓狀態(tài)；交、直流指示器12可以顯示出是交流電網(wǎng)供電還是直流逆變供電；漏電指示器13可以顯示出用電器處于漏電狀態(tài)。通過上述的顯示，可以直觀地告訴我們本電源處于何種工作狀態(tài)。
圖3為本實(shí)用新型最佳實(shí)施方案的電路圖。現(xiàn)結(jié)合圖3對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明，涉及到采用已有的電路只做極簡(jiǎn)略的敘述。
自動(dòng)換相電路1由圖3中A相雙向可控硅SCR3、B相雙向可控硅SCR4、C相雙向可控硅SCR5、A相繼電器J4、B相繼電器J5、C相繼電器J6及A相觸發(fā)電阻R19、B相觸發(fā)電阻R20、C相觸發(fā)電阻R21所組成。A、B、C為交流電網(wǎng)的三相(即三條火線)，O為零線。當(dāng)三相都有電時(shí)，J6吸合，其常閉接點(diǎn)J6－2、J6－3、J6－4、J6－5斷開，SCR3、SCR4截止，則R21從C相取得觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)SCR5導(dǎo)通，由C相供電；同時(shí)常開接點(diǎn)J6－1接通，指示燈ZS1亮，顯示C相供電。當(dāng)C相斷電時(shí)，J6釋放，J6－2、J6－3、J6－4、J6－5接通，J5吸合，其常閉接點(diǎn)J5－3、J5－4斷開，常開接點(diǎn)J5－2接通，則R20從B相取得觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)SCR4導(dǎo)通，由B相供電；同時(shí)常開接點(diǎn)J5－1接通，指示燈ZS2亮，顯示B相供電。J6－1斷開，ZS1滅。當(dāng)B、C相都斷電時(shí)，J5、J6都釋放，J5－3、J6－3、J5－4、J6－4都接通，則R19從A相取得觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)SCR3導(dǎo)通，由A相供電；同時(shí)J4吸合，J4－1接通，指示燈ZS3亮，顯示A相供電。J5－1斷開，ZS2滅。輸出變換電路3由繼電器J3及其部分接點(diǎn)組成。上述的交流電網(wǎng)供電正常時(shí)，J7－1接通，J3吸合，J3－1的b、c接點(diǎn)接通，通過插座CZ給用電器供電。同時(shí)J3－2接通，經(jīng)由變壓器T2、二極管D5和D6、電阻R12和R13、電容C5和C7組成的整流電路4給蓄電池組5充電。充電是在限壓充電電路的控制下進(jìn)行的。限壓充電電路8主要由三極管BG7～BG11及繼電器J8組成。當(dāng)蓄電池組的12V組電壓降到11.5V以下時(shí)，BG7、BG8、BG9截止，BG10、BG11導(dǎo)通，J8吸合，接在變速充電電路中的常開接點(diǎn)J8－1接通，此時(shí)由于J3吸合，J3－4也接通，因而SCR6觸發(fā)導(dǎo)通，形成了充電回路，給蓄電池組充電。當(dāng)蓄電池組的12V組充電到12.25V(即蓄電池組電壓為24.5V)時(shí)，限壓充電電路中的J8由于BG10、BG11的截止而釋放，則J8－1斷開，SCR6阻斷，充電停止。充電的快慢由變速充電電路來控制。變速充電電路9中，由單結(jié)管BG5、電位器W3及電容C11組成一個(gè)振蕩器，振蕩信號(hào)經(jīng)三極管BG6放大后觸發(fā)SCR6導(dǎo)通(與前述一樣)，開始充電。隨著充電電壓的升高，由W4和R25串聯(lián)組成的分壓電路中取得的單結(jié)管BG5的基極電壓也隨著升高，則單結(jié)管振蕩器的振蕩頻率下降，SCR6的導(dǎo)通角減小，從而減小了充電電流，即自動(dòng)調(diào)節(jié)充電速度。特別指出的，在變速充電電路中接有另一個(gè)單向可控硅SCR7，其負(fù)極與蓄電池組的負(fù)極相接，正極接地，在地和觸發(fā)極之間串聯(lián)有觸發(fā)電阻R27和J3的常閉接點(diǎn)J3－5，這就形成了直流逆變供電時(shí)的放電通路(在逆變供電時(shí)再敘述)。過壓欠壓保護(hù)電路2主要由變壓器T1、繼電器J2和J7、電位器W1和W2、穩(wěn)壓塊IC2和與非門IC1組成。當(dāng)交流電網(wǎng)電壓正常時(shí)，J2吸合，交流指示燈ZS6亮，顯示交流電網(wǎng)供電，J2的常閉接點(diǎn)J2－1斷開。當(dāng)交流電網(wǎng)電壓高于250V時(shí)，由W2分壓設(shè)定的上限電壓使IC1的門1打開，輸出低電平，BG1導(dǎo)通，發(fā)光管LED1導(dǎo)通發(fā)光，顯示過電壓。此時(shí)BG2截止，D點(diǎn)為高電位，使J7吸合，其常閉接點(diǎn)J7－1斷開，J3釋放，其常開接點(diǎn)J3－2斷開，J3－1的a、b接通，b、c斷開，切斷交流電網(wǎng)供電，轉(zhuǎn)入直流逆變供電。此時(shí)，J2釋放，ZS6滅，J2－1接通，直流指示燈ZS4亮，顯示直流逆變供電。當(dāng)交流電網(wǎng)電壓低于180V時(shí)，由W1分壓設(shè)定的下限電壓使IC1的門2輸出高電平，門4打開，輸出低電平，發(fā)光管LED2導(dǎo)通發(fā)光，顯示欠壓，重復(fù)上述過壓工作過程，即轉(zhuǎn)入直流逆變供電。逆變電路6主要由與非門IC3、三極管BG3和BG4、可控硅SCR1和SCR2、阻斷電容C5及變壓器T2組成。當(dāng)交流電網(wǎng)停電或過壓欠壓時(shí)，輸出變換電路的J3釋放，J3－1的a、b接通，J3－2斷開，接在逆變電路中的J3－3也接通，則蓄電池組的24V電壓通過接在變速充電電路中的SCR7組成的放電回路，加到由IC3的兩個(gè)與非門組成的多諧振蕩器上，振蕩輸出的50Hz方波經(jīng)BG3、BG4放大后，去觸發(fā)SCR1和SCR2，在阻斷電容C6的作用下，使SCR1和SCR2交替導(dǎo)通和阻斷，產(chǎn)生交流50Hz電壓由變壓器T2升至220V，經(jīng)J3－1的a、b接點(diǎn)向用電器供電。當(dāng)交流電網(wǎng)恢復(fù)正常供電時(shí)，J7－1接通，J3吸合，J3－1的b、c接通，交流電網(wǎng)向用電器供電；同時(shí)J3－2接通，給蓄電池組充電；J3－3斷開，振蕩器停止工作。漏電保護(hù)電路7由繼電器J1、串聯(lián)電阻R1及漏電指示燈ZS5組成。當(dāng)用電器外殼漏電時(shí)，J1吸合，ZS5亮，同時(shí)接在火線上的常閉接點(diǎn)J1－1斷開，切斷供電電源。當(dāng)漏電現(xiàn)象消除后，J1釋放，J1－1接通，恢復(fù)由本電源供電。
圖4為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4中，14為面板，15為線路板，16為機(jī)殼。各種顯示、指示燈均裝在面板14上，各電路部分均裝在線路板15上，結(jié)構(gòu)極其簡(jiǎn)單。
由上所述，本實(shí)用新型采用三相四線制交流電網(wǎng)供電，由自動(dòng)換相電路選取未斷電的一相供電，這樣可以充分利用交流電網(wǎng)供電；采用了過壓欠壓保護(hù)電路并與逆變電路相配合，因此當(dāng)交流電網(wǎng)電壓大幅度波動(dòng)或三相均斷電時(shí)，可自動(dòng)轉(zhuǎn)入直流逆變供電，從而保證了用電器連續(xù)正常工作；采用了漏電保護(hù)電路，一旦用電器漏電時(shí)，切斷電源，可保證操作者的人身安全；采用了限壓充電和變速充電電路，可以有效地防止蓄電池過充電，從而延長(zhǎng)了蓄電池的使用壽命；配有各種顯示、指示燈，可以直觀地顯示出本電源處于何種工作狀態(tài)；整個(gè)電路中無大電流繼電器，因此無火花產(chǎn)生，保證了本電源可靠的工作。由于本實(shí)用新型功能齊全，并采用大容量蓄電池組，當(dāng)功率為400VA時(shí)，可維持八小時(shí)直流逆變供電，因此不僅適用于計(jì)算機(jī)房、電視編輯室，也可以在醫(yī)院手術(shù)室和戰(zhàn)地野外救護(hù)等場(chǎng)合使用。
權(quán)利要求
1.一種多功能不間斷電源，包括一個(gè)自動(dòng)轉(zhuǎn)換由交流電網(wǎng)向用電器供電或是由直流逆變向用電器供電的輸出變換電路，一個(gè)將來自輸出變換電路、由交流電網(wǎng)供給的交流電整流后向蓄電池組充電的整流電路，一個(gè)被來自整流電路的直流電充電、當(dāng)切斷交流電網(wǎng)供電時(shí)將直流電輸入到逆變電路的蓄電池組，一個(gè)當(dāng)切斷交流電網(wǎng)供電時(shí)、將蓄電池組的直流電轉(zhuǎn)變成交流電并通過輸出變換電路維持向用電器供電的逆變電路，其特征是還包括一個(gè)從三相四線制交流電網(wǎng)的三相電中選取不斷電的一相交流電通過輸出變換電路供給用電器、同時(shí)將該相交流電輸入到過壓欠壓保護(hù)電路的自動(dòng)換相電路，一個(gè)輸入端與自動(dòng)換相電路相接、當(dāng)交流電網(wǎng)電壓高于上限電壓(如250V)或低于下限電壓(如180V)時(shí)自動(dòng)切斷交流電網(wǎng)供電、同時(shí)控制輸出變換電路轉(zhuǎn)入直流逆變供電的過壓欠壓保護(hù)電路，一個(gè)將來自輸出變換電路的交流電(交流電網(wǎng)或直流逆變的交流電)供給用電器、當(dāng)用電器外殼漏電時(shí)自動(dòng)切斷該交流電的漏電保護(hù)電路。
2.按權(quán)利要求
1所說的多功能不間斷電源，其特征是還包括一個(gè)與蓄電池組相接、當(dāng)蓄電池組電壓低于23V時(shí)控制變速充電電路給蓄電池組充電、當(dāng)充電到24.5V時(shí)控制變速充電電路停止充電的限壓充電電路，一個(gè)在限壓充電電路控制下、將來自整流電路的直流電給蓄電池組充電、充電到24.5V時(shí)停止充電、而且隨著充電電壓的升高自動(dòng)減小充電電流、在直流逆變供電時(shí)形成放電通路的變速充電電路，一個(gè)與自動(dòng)換相電路相接、顯示交流電網(wǎng)是由哪一相供電的換相顯示器，一個(gè)與過壓欠壓保護(hù)電路相接、顯示交流電網(wǎng)是處于過壓(高于上限電壓，如250V)或欠壓(低于下限電壓，如180V)工作狀態(tài)的過、欠壓指示器，一個(gè)與過壓欠壓保護(hù)電路相接、顯示是交流電網(wǎng)供電還是直流逆變供電的交、直流指示器，一個(gè)與漏電保護(hù)電路相接、顯示用電器外殼處于漏電狀態(tài)的漏電指示器。
3.按權(quán)利要求
1或2所說的多功能不間斷電源，其特征是所說的自動(dòng)換相電路包括一個(gè)接在C相和O線之間、其四個(gè)常閉接點(diǎn)分別與A相觸發(fā)電阻、B相觸發(fā)電阻、A相繼電器、B相繼電器相串聯(lián)、從而控制A相雙向可控硅和B相雙向可控硅的導(dǎo)通和截止、控制A相繼電器和B相繼電器的吸合和釋放的C相繼電器，一個(gè)接在C相中、其觸發(fā)端與C相觸發(fā)電阻相接、從而控制C相通斷的C相雙向可控硅，一個(gè)一端與C相相接、另一端與C相雙向可控硅觸發(fā)極相接、從而從C相取得觸發(fā)信號(hào)用以觸發(fā)C相雙向可控硅導(dǎo)通的C相觸發(fā)電阻，一個(gè)與C相繼電器的一個(gè)常閉接點(diǎn)相串聯(lián)且接在B相和O線之間、其吸合和釋放受C相繼電器控制、其兩個(gè)常閉接點(diǎn)分別與A相觸發(fā)電阻和A相繼電器相串聯(lián)、從而控制A相雙各可控硅的導(dǎo)通和截止、控制A相繼電器的吸合和釋放、其一個(gè)常開接點(diǎn)與B相觸發(fā)電阻相串聯(lián)、從而控制B相雙向可控硅的導(dǎo)通和截止的B相繼電器，一個(gè)接在B相中、其觸發(fā)端與B相觸發(fā)電阻相接、從而控制B相通斷的B相雙向可控硅，一個(gè)與C相繼電器的一個(gè)常閉接點(diǎn)和B相繼電器的一個(gè)常開接點(diǎn)相串聯(lián)后接在B相雙向可控硅的觸發(fā)極和B相之間、從而從B相取得觸發(fā)信號(hào)用以觸發(fā)B相雙向可控硅導(dǎo)通的B相觸發(fā)電阻，一個(gè)與B相和C相繼電器的各一個(gè)常閉接點(diǎn)相串聯(lián)后接在A相和O線之間、其吸合和釋放受B相繼電器C相繼電器控制的A相繼電器，一個(gè)接在A相中、其觸發(fā)端與A相觸發(fā)電阻相接從而控制A相通斷的A相雙向可控硅，一個(gè)與B相繼電器和C相繼電器各一個(gè)常閉接點(diǎn)相串聯(lián)后接在A相雙向可控硅的觸發(fā)極和A相之間、從而從A相取得觸發(fā)信號(hào)用以觸發(fā)A相雙向可控硅導(dǎo)通的A相觸發(fā)電阻。
4.按權(quán)利要求
1或2所說的多功能不間斷電源，其特征是所說的變速充電電路中包括一個(gè)負(fù)極與蓄電池組的負(fù)極相接、正極接地、觸發(fā)極和地之間串聯(lián)有觸發(fā)電阻和輸出變換電路中的繼電器的一個(gè)常閉接點(diǎn)、從而在輸出變換電路的控制下觸發(fā)其導(dǎo)通而形成直流逆變供電時(shí)放電通路的單向可控硅。
專利摘要
一種多功能不間斷電源，由自動(dòng)換相電路、過壓欠壓保護(hù)電路、漏電保護(hù)電路、輸出變換電路、逆變電路和蓄電池組等組成。本電源接三相四線制電網(wǎng)，由自動(dòng)換相電路選取一相供電。在三相均斷電或電網(wǎng)電壓大幅度波動(dòng)時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)入直流逆變供電，保證用電器連續(xù)正常工作。用電器漏電時(shí)，自動(dòng)切斷電源，保證操作者安全。還接有限壓、變速充電電路，防止對(duì)蓄電池過充電。本電源功能齊全，可在計(jì)算機(jī)房、電視編輯室、醫(yī)院手術(shù)室等場(chǎng)合使用。
文檔編號(hào)H02J7/00GK87203216SQ87203216
公開日1988年3月30日 申請(qǐng)日期1987年4月25日
發(fā)明者曲在仁, 寧君 申請(qǐng)人:沈陽軍區(qū)軍醫(yī)學(xué)校導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan