專利名稱：大功率ups的輔助電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及UPS電源，具體涉及大功率UPS的輔助電源。
背景技術(shù)：
隨著電力電子技術(shù)的高速發(fā)展，UPS已經(jīng)往高可靠性方向發(fā)展，UPS中的邏輯控制電路、模塊的觸發(fā)驅(qū)動電路都需要有直流輔助電源供電，故直流輔助電源必須十分可靠。但是，一般給UPS供電用輔助電源都是由簡單的單端反激變換電路實(shí)現(xiàn)，由單端反激變換電路所組成的輔助電源在輸入電壓比較高時(shí)，功率開關(guān)管承受更高的電壓、電流 應(yīng)力，容易損壞，并在輸入電壓波動大時(shí)，容易造成輸出不穩(wěn)定，最終造成UPS故障。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，就是提供一種大功率UPS的輔助電源，可對UPS提供可靠穩(wěn)定的直流電壓輸出。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下大功率UPS的輔助電源，包括直流電壓輸入、交流電壓輸入、用于防止電流反灌的隔離電路、整流電路、濾波電路、用于將直流電壓轉(zhuǎn)換成高頻PWM交流電壓的半橋式隔離開關(guān)變換電路、高頻整流濾波電路、電壓電流采樣電路、反饋控制電路、PWM控制器和用于給PWM控制器供電的雙端反激式變換器，所述直流電壓輸入先依次經(jīng)隔離電路、濾波電路進(jìn)行隔離濾波，然后通過半橋式隔離開關(guān)變換電路轉(zhuǎn)換成高頻PWM交流電壓，再經(jīng)高頻整流濾波電路進(jìn)行隔離耦合、整流濾波后輸出直流電壓；所述電壓電流采樣電路將輸出的所述直流電壓的電壓、電流采樣后經(jīng)反饋控制電路判斷處理，然后輸入PWM控制器，由PWM控制器控制半橋式隔離開關(guān)變換電路輸出直流穩(wěn)壓；所述交流電壓輸入經(jīng)整流電路整流后輸入濾波電路濾波；所述雙端反激式變換器的輸入端與所述濾波電路的輸出端相連，以使雙端反激式變換器接入電源；所述雙端反激式變換器具有供電輸出端與PWM控制器的電源輸入端相連，以使雙端反激式變換器為PWM控制器供電。本發(fā)明所述半橋式隔離開關(guān)變換電路包括第一功率放大電路、第二功率放大電路、第一變壓器、第一整定電路、第二整定電路、第三開關(guān)管和第四開關(guān)管，所述第一變壓器包括第一初級繞組、第一次級繞組和第二次級繞組，所述PWM控制器分別輸出兩路互補(bǔ)的脈沖信號，一路依次經(jīng)第一功率放大電路、第一初級繞組、第一次級繞組、第一整定電路后驅(qū)動第三開關(guān)管，另一路依次經(jīng)第二功率放大電路、第一初級繞組、第二次級繞組、第二整定電路后驅(qū)動第四開關(guān)管。本發(fā)明所述所述半橋式隔離開關(guān)變換電路還包括第一吸收電路、第二吸收電路，第一吸收電路連接于第三開關(guān)管的漏極和源極之間，第二吸收電路連接于第四開關(guān)管的漏極和源極之間。本發(fā)明所述高頻整流濾波電路包括第二變壓器、第一整流二極管、第二整流二極管、LC振蕩電路，所述第二變壓器包括第二初級繞組、第三次級繞組、第四次級繞組，所述半橋式隔離開關(guān)變換電路輸出高頻PWM交流電壓至第二初級繞組后，一路依次經(jīng)第三次級繞組、第一整流二極管整流，另一路依次經(jīng)第四次級繞組、第二整流二極管整流，兩路整流輸出均通過LC振蕩電路輸出直流穩(wěn)壓。本發(fā)明所述電壓電流采樣電路包括用于檢測第二變壓器的初級電流的電流互感器、用于對輸出電流控 制的第一比較器電路、用于對輸出電壓控制第二比較器電路、光I禹隔離電路，所述電流互感器與第二變壓器的第二初級繞組串聯(lián)后接入所述PWM控制器的相應(yīng)輸入端口，所述半橋式隔離開關(guān)變換電路輸出的直流穩(wěn)壓分別經(jīng)第一、第二比較器電路對應(yīng)進(jìn)行比較輸出至所述PWM控制器的相應(yīng)輸入端口。本發(fā)明所述大功率UPS的輔助電源還包括二次電源，所述半橋式隔離開關(guān)變換電路輸出的直流穩(wěn)壓靜二次電源后輸出。本發(fā)明所述雙端反激式變換器包括用于啟動所述大功率UPS的輔助電源的電源啟動電路、用于關(guān)閉所述功率UPS的輔助電源的電源關(guān)閉電路、雙端反激式變換電路，所述雙端反激式變換電路包括電流型脈寬調(diào)制IC以及由該電流型脈寬調(diào)制IC驅(qū)動的第一開關(guān)管、第二開關(guān)管，所述第一開關(guān)管的漏極與第二開關(guān)管的漏極相連；所述電源啟動電路、電源關(guān)閉電路的輸出端均與電流型脈寬調(diào)制IC的相應(yīng)輸入控制端相連，所述大功率UPS的輔助電源還包括用于啟動所述大功率UPS的輔助電源的啟動開關(guān)和用于關(guān)閉所述功率UPS的輔助電源的關(guān)閉開關(guān)，所述二次電源的輸出端經(jīng)啟動開關(guān)與電源啟動電路的輸入端相連，所述電源關(guān)閉電路的輸入端與關(guān)閉開關(guān)相連。本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果(I)本發(fā)明具有交流電壓輸入、直流電壓輸入，提高了可靠性，在輸入電壓比較高、波動比較大的情況下，避免功率開關(guān)管承受過大的電壓、電流應(yīng)力，并用二次電源為UPS系統(tǒng)為提供UPS所需的更為穩(wěn)定電源電壓，再通過雙端反激式變換器為PWM控制器提供穩(wěn)定的電源，使本輔助電源工作更為穩(wěn)定；具有反饋控制電路，對輸出進(jìn)行過壓、過流檢測，保護(hù)本輔助電源的可靠工作；其中，雙端反激式變換器的兩個(gè)開關(guān)管從電路結(jié)構(gòu)上是串聯(lián)的，所加的驅(qū)動脈沖令其同事打開、同時(shí)關(guān)閉，所以單個(gè)開關(guān)管的電壓應(yīng)力可降低一半，從而提高可靠性；(2)本發(fā)明的啟動、關(guān)閉電源電路可按需啟動/關(guān)閉本輔助電源，以節(jié)約電能，保護(hù)直流電壓輸入所需的電池組。


圖I為本發(fā)明大功率UPS的輔助電源的連接示意框圖；圖2為本發(fā)明大功率UPS的輔助電源的半橋式隔離變換器的電路圖；圖3為本發(fā)明大功率UPS的輔助電源的PWM控制器的引腳接線圖；圖4為本發(fā)明大功率UPS的輔助電源的雙端反激式變換器的電路圖。
具體實(shí)施例方式如圖I所示的大功率UPS的輔助電源，它包括直流電壓輸入、交流電壓輸入、用于防止電流反灌的隔離電路、整流電路、濾波電路、用于將直流電壓轉(zhuǎn)換成高頻PWM交流電壓的半橋式隔離開關(guān)變換電路、高頻整流濾波電路、電壓電流采樣電路、反饋控制電路、PWM控制器和用于給PWM控制器供電的雙端反激式變換器，直流電壓輸入先依次經(jīng)隔離電路、濾波電路進(jìn)行隔離濾波，然后通過半橋式隔離開關(guān)變換電路轉(zhuǎn)換成高頻PWM交流電壓，再經(jīng)高頻整流濾波電路進(jìn)行隔離耦合、整流濾波后輸出直流電壓；電壓電流采樣電路將輸出的直流電壓的電壓、電流采樣后經(jīng)反饋控制電路判斷處理，然后輸入PWM控制器，由PWM控制器控制半橋式隔離開關(guān)變換電路輸出直流穩(wěn)壓；交流電壓輸入經(jīng)整流電路整流后輸入濾波電路濾波；雙端反激式變換器的輸入端與濾波電路的輸出端相連，以使雙端反激式變換器接入電源；雙端反激式變換器具有供電輸出端與PWM控制器的電源輸入端相連，以使雙端反激式變換器為PWM控制器供電。 如圖2所示，本實(shí)施例的輔助電 源采用雙路電源供電，一路由384V直流電壓供電，即蓄電池組電壓供電，另一路由220V交流電源供電。在無22V交流電源給UPS供電時(shí)，則由384V直流電壓供電。交流電源經(jīng)隔離整流電路整流后通過隔離電路進(jìn)行隔離，防止整流電壓反灌給蓄電池組，然后通過濾波電路濾波，再通過半橋式隔離開關(guān)變換電路，將直流電壓轉(zhuǎn)換成高頻PWM交流電壓，再經(jīng)高頻整流濾波電路進(jìn)行高頻變壓器隔離耦合、高頻整流、高頻濾波，輸出+15V的直流電壓，用于供電給UPS的IGBT驅(qū)動電路；通過電壓電流采樣電路對輸出電壓和電流采樣后將信號傳輸?shù)椒答伩刂齐娐?，反饋控制電路將傳輸過來的信號作處理后送到PWM控制器進(jìn)行控制，達(dá)到輸出穩(wěn)定的輸出電壓以及過電流、過電壓保護(hù)；輸出的+15V直流電壓再通過二次電源變換成+12V、-12V、+5V的直流電，用于供電給UPS的主控制板。當(dāng)交流電源供電時(shí)，交流電壓輸入連接到保險(xiǎn)F2，經(jīng)壓敏電阻VRl進(jìn)行過壓保護(hù)，經(jīng)橋式整流二極管BRl組成的整流電路整流變換成直流，再經(jīng)熱敏電阻NTCl抑制浪涌電流,防止上電瞬間過大電流對電源的沖擊,再通過電容ClO和電容Cll組成的濾波電路濾波成平滑的直流電，電阻R4、電阻R6為電容C10、電容Cll的串聯(lián)均壓電阻。當(dāng)蓄電池或整流供電時(shí)，直流電壓輸入連接到保險(xiǎn)F1，經(jīng)逆止二極管Dl組成的隔離電路隔離，再經(jīng)熱敏電阻NTCl抑制浪涌電流后，通過電容ClO和電容Cll組成的濾波電路濾波成平滑的直流電。如圖2所示，半橋式隔離開關(guān)變換電路包括第一功率放大電路、第二功率放大電路、第一變壓器T2、第一整定電路、第二整定電路、第三開關(guān)管Q3和第四開關(guān)管Q4，第一變壓器T2包括第一初級繞組NI、第一次級繞組N2和第二次級繞組N3，PWM控制器Ul分別輸出兩路互補(bǔ)的脈沖信號，一路依次經(jīng)第一功率放大電路、第一初級繞組NI、第一次級繞組N2、第一整定電路后驅(qū)動第三開關(guān)管Q3，另一路依次經(jīng)第二功率放大電路、第一初級繞組NI、第二次級繞組N3、第二整定電路后驅(qū)動第四開關(guān)管Q4。半橋式隔離開關(guān)變換電路還包括第一吸收電路、第二吸收電路，第一吸收電路連接于第三開關(guān)管Q3的漏極和源極之間，第二吸收電路連接于第四開關(guān)管Q4的漏極和源極之間。高頻整流濾波電路包括第二變壓器T8、第一整流二極管D2、第二整流二極管D3、LC振蕩電路，第二變壓器T8包括第二初級繞組N4、第三次級繞組N5、第四次級繞組N6，半橋式隔離開關(guān)變換電路輸出高頻PWM交流電壓至第二初級繞組N4后，一路依次經(jīng)第三次級繞組N5、第一整流二極管D2整流，另一路依次經(jīng)第四次級繞組N6、第二整流二極管D3整流，兩路整流輸出均通過LC振蕩電路輸出直流穩(wěn)壓。電壓電流采樣電路包括用于檢測第二變壓器T8的初級電流的電流互感器CT1、用于對輸出電流控制的第一比較器電路、用于對輸出電壓控制第二比較器電路、光I禹隔離電路，電流互感器CTl與第二變壓器T8的第二初級繞組N4串聯(lián)后接入PWM控制器的相應(yīng)輸入端口，半橋式隔離開關(guān)變換電路輸出的直流穩(wěn)壓分別經(jīng)第一、第二比較器電路對應(yīng)進(jìn)行比較輸出至PWM控制器的相應(yīng)輸入端口。本大功率UPS的輔助電源還包括二次電源，半橋式隔離開關(guān)變換電路輸出的直流穩(wěn)壓靜二次電源后輸出。其中，隔離電路、整流電路、濾波電路、半橋式隔離開關(guān)變換電路、高頻整流濾波電路、電壓電流采樣電路、反饋控制電路、PWM控制器和二次電源共同構(gòu)成半橋式隔離變換器。
濾波電路輸出的直流電由第三開關(guān)管Q3和第四開關(guān)管Q4共同控制，經(jīng)第二變壓器T8的第二初級繞組N4、隔直電容C16與電流互感器CTl變換到第三次級繞組N5與第四次級繞組N6，第一次級繞組N2經(jīng)第一整流二極管D2與第二次級繞組N5經(jīng)第二整流二極管D3整流后并聯(lián)，再經(jīng)電感L4和電容C23、電容C26電容C28組成的LC振蕩電路濾波成+15V的直流電。電阻R7和電容C19組成第一整流二極管D2的吸收電路，電阻R8、電容C20組成第二整流二極管D3的吸收電路。電容C5、電容C85和二極管D20組成第三開關(guān)管Q3的第一吸收電路，電容C6、電容C86和二極管D16組成第四開關(guān)管Q4的第二吸收電路。隔直電容C16防止半橋式隔離變換器工作時(shí)發(fā)生偏磁，而第一、第二整流電極管D2、D3的吸收電路可降低第一、第二整流二極管D2、D3的損耗，使第一、第二整流二極管D2、D3可更為安全工作。如圖3所示，本實(shí)施例的PWM控制器Ul采用電壓型脈寬調(diào)制1C，芯片型號為SG3525。SG3525是專用電壓型脈寬調(diào)制1C，工作性能好，外部元件用量小，內(nèi)部軟啟動，其管腳功能如下I. Inv. input，引腳I :誤差放大器反向輸入端。在閉環(huán)系統(tǒng)中，該引腳接反饋信號。在開環(huán)系統(tǒng)中，該端與補(bǔ)償信號輸入端(引腳9)相連，可構(gòu)成跟隨器。2. Noninv. input，引腳2 :誤差放大器同向輸入端。在閉環(huán)系統(tǒng)和開環(huán)系統(tǒng)中，該端接給定信號。根據(jù)需要，在該端與補(bǔ)償信號輸入端(引腳9)之間接入不同類型的反饋網(wǎng)絡(luò)，可以構(gòu)成比例、比例積分和積分等類型的調(diào)節(jié)器。3. Sync，引腳3 :振蕩器外接同步信號輸入端。該端接外部同步脈沖信號可實(shí)現(xiàn)與外電路同步。4. 0SC. Output，引腳4 :振蕩器輸出端。5. CT，引腳5 :振蕩器定時(shí)電容接入端。6. RT，引腳6 :振蕩器定時(shí)電阻接入端。7. Discharge，引腳7 :振蕩器放電端。該端與引腳5之間外接一只放電電阻，構(gòu)成放電回路。8. Soft-Start，引腳8 :軟啟動電容接入端。該端通常接一只軟啟動電容。9. Compensation,引腳9 PWM比較器補(bǔ)償信號輸入端。在該端與引腳2之間接入不同類型的反饋網(wǎng)絡(luò)，可以構(gòu)成比例、比例積分和積分等類型調(diào)節(jié)器。10. Shutdown,引腳10 :外部關(guān)斷信號輸入端。該端接高電平時(shí)控制器輸出被禁止。該端可與保護(hù)電路相連，以實(shí)現(xiàn)故障保護(hù)。ll.Output A，引腳11 :輸出端A。引腳11和引腳14是兩路互補(bǔ)輸出端。
12. Ground，引腳 12 :信號地。13. Vc，引腳13 :輸出級偏置電壓接入端。14. Output B，引腳14 :輸出端B。引腳14和引腳11是兩路互補(bǔ)輸出端。15. Vcc,引腳15 :偏置電源接入端。16. Vref,弓丨腳16 :基準(zhǔn)電源輸出端。該端可輸出溫度穩(wěn)定性極好的基準(zhǔn)電壓。
二次電源采用的高頻開關(guān)電壓控制芯片MC33167，內(nèi)部集成了 PWM發(fā)生器、誤差放大器、開關(guān)管和保護(hù)電路。脈沖驅(qū)動信號的隔離放大PWM控制器Ul送出兩路互補(bǔ)的脈沖信號，一路由PWM控制器Ul的第11引腳輸出，經(jīng)電阻R31、電容C42、三極管Qll和三極管Q12組成的第一功率放大電路進(jìn)行功率放大，另一路由PWM控制器Ul的第14引腳輸出，經(jīng)電阻R25、電容C44、三極管Q9和三極管QlO組成的第二功率放大電路進(jìn)行功率放大，這兩路信號再經(jīng)隔直電容C4和第一變壓器T2的第一初級繞組NI進(jìn)行變換后，由第二次級繞組N2和第三次級繞組N3分別輸出兩路已經(jīng)放大的互補(bǔ)信號。第二次級繞組N2輸出的驅(qū)動信號，經(jīng)電阻R35、二極管D11、電阻R37、三極管Q14和電阻R39組成的第一整定電路進(jìn)行整定后，對第三開關(guān)管Q3進(jìn)行驅(qū)動；第二次級繞組N3輸出的驅(qū)動信號，經(jīng)電阻R36、二極管D12、電阻R38、三極管Q15和電阻R40組成的第二整定電路進(jìn)行整定后，對第四開關(guān)管Q4進(jìn)行驅(qū)動。對第二變壓器T8初級的過流檢測電流互感器CTl與第二變壓器T8的第一初級繞組NI相串聯(lián)，用于檢測第二變壓器T8的初級電流，當(dāng)該初級電流超過設(shè)定電流，電流互感器CTl輸出的初級電流檢測信號經(jīng)二極管D24、D25、D26、D27所組成的橋式整流二極管進(jìn)行整流，再經(jīng)電阻R5、電阻R33和電容C45將初級電流檢測信號送到PWM控制器Ul的第10引腳，此引腳功能為關(guān)閉輸出驅(qū)動信號專用引腳。本實(shí)施例中設(shè)置檢測到的信號大于O. 7V則PWM控制器Ul關(guān)閉驅(qū)動脈沖信號，當(dāng)本半橋式隔離變換器工作于異常狀態(tài)時(shí)，通過對初級電流檢測控制來保護(hù)半橋式隔離變換器，以使本輔助電源工作可靠。輸出電流環(huán)檢測控制電阻R9、電阻RlO用于本輔助電源輸出直流電的電流檢測，將該檢測到的信號經(jīng)電阻R74送到第二電壓比較器U16B的第5引腳；電阻R81、電阻R82、電容C61和基準(zhǔn)源Q21(采用TL431)組成一個(gè)精密的基準(zhǔn)電壓輸出，再經(jīng)電阻R72和電阻R73分壓后送第二電壓比較器U16B的第6引腳，與補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)電容C56、電阻R67、電容C59和電阻R71共同組成對輸出電流的過流控制；第二電壓比較器U16B及其周邊電路構(gòu)成第二比較器電路。當(dāng)輸出電流過流時(shí)，第二電壓比較器U16B的第7引腳送出高電平，經(jīng)二極管D28及光電耦合隔離器U3、電阻R66、電阻R22、電阻R21和電容C38組成的光耦隔離電路送到PWM控制器Ul的內(nèi)部誤差放大器的輸出端，直接控制驅(qū)動信號脈沖寬度，在輸出短路或輸出過載時(shí)保護(hù)本半橋式隔離變換器，以使本輔助電源工作更可靠。輸出電壓環(huán)檢測控制通過電阻R86、電阻R87和電阻R75對本輔助電源輸出直流電電壓分壓后，將信號送到第一電壓比較器U16A的第3引腳；電阻R81、電阻R82、電容C61和基準(zhǔn)源Q21組成基準(zhǔn)電壓輸出經(jīng)電阻R83送到第一電壓比較器U16A的第2引腳，與補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)電容C57、電容C63、電阻R85、電容C62和電阻R83共同組成對輸出電壓控制；第一電壓比較器U16A及其周邊電路構(gòu)成第一比較器電路。當(dāng)輸出電壓達(dá)到設(shè)定電壓時(shí)，第一電壓比較器U16A的第I引腳輸出高電平，經(jīng)二極管D29及光電耦合隔離器U3、電阻R66、電阻R22、電阻R21和電容C38組成的光耦隔離電路送到PWM控制器Ul的內(nèi)部誤差放大器的輸出端，控制驅(qū)動信號脈沖寬度，使輸出電壓穩(wěn)定在要求的范圍內(nèi)，以使本輔助電源工作更可靠。如圖3所示，本發(fā)明雙端反激式變換器包括用于啟動功率UPS的輔助電源的電源啟動電路、用于關(guān)閉功率UPS的輔助電源的電源關(guān)閉電路、雙端反激式變換電路，雙端反激式變換電路包括電流型脈寬調(diào)制IC U15以及由該電流型脈寬調(diào)制IC U15驅(qū)動的第一開關(guān)管管Q1、第二開關(guān)管Q2,第一開關(guān)管Ql的漏極與第二開關(guān)管Q2的漏極相連；電源啟動電路、電源關(guān)閉電路的輸出端均與電流型脈寬調(diào)制IC U15的相應(yīng)輸入控制端相連，大功率UPS的輔助電源還包括用于啟動本大功率UPS的輔助電源的啟動開關(guān)和用于關(guān)閉本大功率UPS的輔助電源的關(guān)閉開關(guān)，二次電源的輸出端經(jīng)啟動開關(guān)與電源啟動電路的輸入端相連，電源關(guān)閉電路的輸入端與關(guān)閉開關(guān)相連。當(dāng)按下啟動開關(guān)后才可啟動奔輔助電源；當(dāng)按下關(guān)閉開關(guān)后可先關(guān)閉UPS，再關(guān)閉本輔助電源。雙端反激式變換電路中的兩個(gè)功率開關(guān)管從電路結(jié)構(gòu)上是串聯(lián)的，所加的驅(qū)動脈沖是同時(shí)打開，同時(shí)關(guān)閉，所以單個(gè)功率開關(guān)管的電壓應(yīng)力可降低一半，從而提高了本雙端反激式變換電路的可靠性。 本實(shí)施例的電流型脈寬調(diào)制IC U15采用型號為UC3845的控制芯片，其輸入從半橋式隔離變換器的濾波電路上取直流電CBUS+，經(jīng)逆止二極管D23再經(jīng)熱敏電阻NTC3抑制浪涌電流后，一路經(jīng)電阻R183、電阻R284和電阻R185送到光電耦合隔離器U6為啟動電源作準(zhǔn)備，另一路經(jīng)電阻Rl 10、電阻Rlll和電阻Rl 12直接送到U15，提高U15的補(bǔ)償能力，還有一路經(jīng)電容C7濾波后通過高頻變壓器T3的初級繞組，通過第一開關(guān)管Q1、第二 Q2脈沖控制，經(jīng)變壓器T3耦合到整流二極管D9整流，再由電容C2、電容C40濾波成直流電壓輸出Vbk, +15V，供電給半橋式隔離開關(guān)變換器的PWM控制器。電源啟動電路二次電源輸出+5V電源經(jīng)啟動開關(guān)連接到二極管D33和R88為電池BATl充電，電池提供電壓經(jīng)三極管Q18和電阻R70，再經(jīng)二極管D30、電阻R69和電阻R189控制光電耦合隔離器U5、U6的通斷，進(jìn)行啟動電源操作；二次電源輸出+12V電源經(jīng)二極管D31、電阻R76、電阻R69和電阻R189控制光電耦合隔離器U5、U6的通斷，或UPS的旁路故障保護(hù)電源供電+12V電源+12B經(jīng)二極管D31、電阻R76、電阻R69和電阻R189控制光電耦合隔離電路U5、U6的通斷。電源啟動電路確保只有在UPS需要運(yùn)行時(shí)才啟動本輔助電源，為UPS系統(tǒng)提供所需的電源，避免在沒有交流輸入且UPS并沒有運(yùn)行時(shí)，輔助電源耗散了蓄 電池組上的電能，避免長期電池過放。電源關(guān)閉電路關(guān)閉開關(guān)輸出關(guān)閉電源信號SHUTDOWN經(jīng)電阻R78、電容C17、三極管Q19后，一路與電阻R68、光電耦合隔離器U4和電阻R62控制關(guān)閉本雙端反激式變換器的直流電壓輸出Vbk ;另一路經(jīng)電阻R109、三極管Q25、繼電器RYl與二極管D46構(gòu)成輸出干觸點(diǎn)信號電路，當(dāng)本雙端反激式變換器的直流電壓輸出Vbk時(shí)，同時(shí)給出干觸點(diǎn)信號。關(guān)閉本雙端反激式變換器的直流電壓輸出Vbk后，本輔助電源的直流電壓也關(guān)閉，確保在UPS運(yùn)行時(shí)，可關(guān)閉輔助電源，節(jié)約電能，保護(hù)電池。本雙端反激式變換器為半橋式隔離開關(guān)變換器提供穩(wěn)定的供電電源，使半橋式隔離開關(guān)變換器在輸入電壓波動較大時(shí)更為可靠地工作。上述實(shí)施例僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用來限定本發(fā)明的實(shí)施范圍；即凡依本發(fā)明內(nèi)容所作的變化與變型，都為本發(fā)明權(quán)利要求所要求保護(hù)的范圍所涵蓋。
權(quán)利要求
1.大功率UPS的輔助電源，其特征在于包括直流電壓輸入、交流電壓輸入、用于防止電流反灌的隔離電路、整流電路、濾波電路、用于將直流電壓轉(zhuǎn)換成高頻PWM交流電壓的半橋式隔離開關(guān)變換電路、高頻整流濾波電路、電壓電流采樣電路、反饋控制電路、PWM控制器和用于給PWM控制器供電的雙端反激式變換器，所述直流電壓輸入先依次經(jīng)隔離電路、濾波電路進(jìn)行隔離濾波，然后通過半橋式隔離開關(guān)變換電路轉(zhuǎn)換成高頻PWM交流電壓，再經(jīng)高頻整流濾波電路進(jìn)行隔離耦合、整流濾波后輸出直流電壓；所述電壓電流采樣電路將輸出的所述直流電壓的電壓、電流采樣后經(jīng)反饋控制電路判斷處理，然后輸入PWM控制器，由PWM控制器控制半橋式隔離開關(guān)變換電路輸出直流穩(wěn)壓；所述交流電壓輸入經(jīng)整流電路整流后輸入濾波電路濾波；所述雙端反激式變換器的輸入端與所述濾波電路的輸出端相連，以使雙端反激式變換器接入電源；所述雙端反激式變換器具有供電輸出端與PWM控制器的電源輸入端相連，以使雙端反激式變換器為PWM控制器供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大功率UPS的輔助電源，其特征在于所述半橋式隔離開關(guān)變換電路包括第一功率放大電路、第二功率放大電路、第一變壓器、第一整定電路、第二整定電路、第三開關(guān)管和第四開關(guān)管，所述第一變壓器包括第一初級繞組、第一次級繞組和第二次級繞組，所述PWM控制器分別輸出兩路互補(bǔ)的脈沖信號，一路依次經(jīng)第一功率放大電路、第一初級繞組、第一次級繞組、第一整定電路后驅(qū)動第三開關(guān)管，另一路依次經(jīng)第二功率放大電路、第一初級繞組、第二次級繞組、第二整定電路后驅(qū)動第四開關(guān)管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大功率UPS的輔助電源，其特征在于所述所述半橋式隔離開關(guān)變換電路還包括第一吸收電路、第二吸收電路，第一吸收電路連接于第三開關(guān)管的漏極和源極之間，第二吸收電路連接于第四開關(guān)管的漏極和源極之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大功率UPS的輔助電源，其特征在于所述高頻整流濾波電路包括第二變壓器、第一整流二極管、第二整流二極管、LC振蕩電路，所述第二變壓器包括第二初級繞組、第三次級繞組、第四次級繞組，所述半橋式隔離開關(guān)變換電路輸出高頻PWM交流電壓至第二初級繞組后，一路依次經(jīng)第三次級繞組、第一整流二極管整流，另一路依次經(jīng)第四次級繞組、第二整流二極管整流，兩路整流輸出均通過LC振蕩電路輸出直流穩(wěn)壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大功率UPS的輔助電源，其特征在于所述電壓電流采樣電路包括用于檢測第二變壓器的初級電流的電流互感器、用于對輸出電流控制的第一比較器電路、用于對輸出電壓控制第二比較器電路、光耦隔離電路，所述電流互感器與第二變壓器的第二初級繞組串聯(lián)后接入所述PWM控制器的相應(yīng)輸入端口，所述半橋式隔離開關(guān)變換電路輸出的直流穩(wěn)壓分別經(jīng)第一、第二比較器電路對應(yīng)進(jìn)行比較輸出至所述PWM控制器的相應(yīng)輸入端口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的大功率UPS的輔助電源，其特征在于所述大功率UPS的輔助電源還包括二次電源，所述半橋式隔離開關(guān)變換電路輸出的直流穩(wěn)壓經(jīng)二次電源后輸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的大功率UPS的輔助電源，其特征在于所述雙端反激式變換器包括用于啟動所述大功率UPS的輔助電源的電源啟動電路、用于關(guān)閉所述功率UPS的輔助電源的電源關(guān)閉電路、雙端反激式變換電路，所述雙端反激式變換電路包括電流型脈寬調(diào)制IC以及由該電流型脈寬調(diào)制IC驅(qū)動的第一開關(guān)管、第二開關(guān)管，所述第一開關(guān)管的漏極與第二開關(guān)管的漏極相連；所述電源啟動電路、電源關(guān)閉電路的輸出端均與電流型脈寬調(diào)制IC的相 應(yīng)輸入控制端相連，所述大功率UPS的輔助電源還包括用于啟動所述大功率UPS的輔助電源的啟動開關(guān)和用于關(guān)閉所述功率UPS的輔助電源的關(guān)閉開關(guān)，所述二次電源的輸出端經(jīng)啟動開關(guān)與電源啟動電路的輸入端相連，所述電源關(guān)閉電路的輸入端與關(guān)閉開關(guān)相連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種大功率UPS的輔助電源，包括直流電壓輸入、交流電壓輸入、用于防止電流反灌的隔離電路、整流電路、濾波電路、半橋式隔離開關(guān)變換電路、高頻整流濾波電路、電壓電流采樣電路、反饋控制電路、PWM控制器和雙端反激式變換器，直流電壓輸入先依次經(jīng)隔離電路、濾波電路進(jìn)行隔離濾波，然后通過半橋式隔離開關(guān)變換電路轉(zhuǎn)換成高頻PWM交流電壓，再經(jīng)高頻整流濾波電路進(jìn)行隔離耦合、整流濾波后輸出直流電壓；由PWM控制器控制半橋式隔離開關(guān)變換電路輸出直流穩(wěn)壓；雙端反激式變換器的輸入端與濾波電路的輸出端相連，以使雙端反激式變換器接入電源；雙端反激式變換器為PWM控制器供電。本發(fā)明可對UPS提供可靠穩(wěn)定的直流電壓輸出。
文檔編號H02J9/06GK102832694SQ20121029444
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月17日
發(fā)明者何木林, 潘世高, 黃敏 申請人:佛山市柏克新能科技股份有限公司