專利名稱：不間斷直流電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用蓄電池作后備電源供電的不間斷直流電源裝置。
不間斷直流供電裝置是變電站，發(fā)電廠和電信系統(tǒng)必不可少的供電裝置?，F(xiàn)有技術(shù)中的直流供電裝置，都是在充電裝置向蓄電池充電的同時對負(fù)載供電，由于充電電壓需高于蓄電池電壓，且在浮充電等不同充電狀態(tài)下充電電壓不同，使得并在蓄電池兩端的負(fù)載電壓，不但在充電狀態(tài)和事故放電(電網(wǎng)交流供電停電)狀態(tài)下差異很大，即使都在充電狀態(tài)下，但由于處于不同的充電狀態(tài)，都會使負(fù)載電壓變化很大。同時，這種方式供電容易疊加有很大交流紋波電壓，影響供電質(zhì)量。為了改善供電電壓不穩(wěn)，目前較多使用的是設(shè)置端電池或是在蓄電池與負(fù)載之間串接調(diào)壓二極管，白白耗費(fèi)很多電能，這兩種方法不但紋波系數(shù)無改善，而且供電的電壓穩(wěn)定度也不是很好。
本實(shí)用新型的目的是要提供一種穩(wěn)壓精度高，無交流紋波電壓，節(jié)能、可靠性高且可承受大電流沖擊的不間斷直流電源裝置。
本實(shí)用新型提出的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種不間斷直流電源裝置，由機(jī)柜及裝置在機(jī)柜內(nèi)的充電電路、蓄電池及若干控制開關(guān)構(gòu)成，有兩組蓄電池，蓄電池1(1)經(jīng)控制開關(guān)K1與充電電路(3)的輸出端連接，并且經(jīng)控制開關(guān)K3連接到本電源裝置的輸出端，蓄電池2(2)經(jīng)控制開關(guān)K2與充電電路(3)的輸出端連接，并且經(jīng)控制開關(guān)K3連接到本電源裝置的輸出端，蓄電池2(2)經(jīng)控制開關(guān)K2與充電電路(3)的輸出端連接，并且經(jīng)控制開關(guān)K4連接到本電源裝置的輸出端，當(dāng)充電電路(3)的輸入端有交流電供電時，若開關(guān)K1接通，則K4也接通，而K2及K3斷開，若開關(guān)K2接通，則K3也接通，而K1及K4斷開?？刂崎_關(guān)K3及K4分別為可控硅SCR1及SCR2，SCR1及SCR2的陰極都連接到本電源裝置的輸出端，二者的陽極間跨接有一電阻R，SCR1的陽極與蓄電池連接，SCR2的陽極與蓄電池2連接。控制開關(guān)K1及K2分別為可控硅SCR3及SCR4，充電電路中有一可編程序控制器PLC，SCR3及SCR4的控制極分別經(jīng)變壓器T2及T3連接到PLC的開關(guān)量輸出端O3及O4上。SCR1及SCR2的控制極分別連接到充電電路中的可編程序控制器PLC的開關(guān)量輸出端O6及O5上。當(dāng)充電電路(3)的輸入端無交流電供電時，PLC的開關(guān)量輸出端Q6及Q5均同時發(fā)出觸發(fā)信號。
當(dāng)電流裝置的輸入端有交流電輸入時。一開始，充電電路K1接通，K2斷開充電電路先通過K1對蓄電池1(BAT1)恒流充電，BAT1充滿后，K1斷開，K2接通，對蓄電池2(BAT2)電恒流充電，BAT2充滿后轉(zhuǎn)入浮充電，SCR1觸發(fā)導(dǎo)通，BAT1對負(fù)載放電，一定時間或是PLC檢測到V2接近穩(wěn)壓精度下限值時，K2斷開，經(jīng)過一很短時間BAT2的虛高電壓通過電阻R向BAT1及負(fù)載放電降低后，觸發(fā)SCR2導(dǎo)通，關(guān)斷SCR1觸發(fā)信號，此時SCR1持反壓關(guān)斷，接著再接通K1對BAT1恒流充電，充滿轉(zhuǎn)為浮充電，如此周而復(fù)始，讓BAT1和BAT2不斷充放電。在交流斷電，直流電源裝置處于事故放電時，同時斷開K1和K2，且同時給SCR1和SCR2送觸發(fā)信號。
由于接通輸出，向負(fù)載供電的蓄電池均已脫離充電裝置，所以輸出電壓不受充電狀態(tài)電壓不同的影響，可達(dá)到較高的電壓穩(wěn)定度及較高的抗大電流沖擊能力，且無交流紋波電壓，由于使用的元器件較少，獲得了較高的可靠性及低能耗。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明；

圖1為原理框圖；圖2(a)為當(dāng)K3及K4采用SCR時的具體連接圖；圖2(b)為控制制開關(guān)，蓄電池組及充電裝置的另一種連接方式，其工作原理與圖2(a)類似；圖3為一完整的可實(shí)施電路圖。
圖中1是蓄電池1、2是蓄電池2，3是充電電路。
充電電路可以選用目前傳統(tǒng)的可控硅整流電路或是磁飽和調(diào)壓電路，但更好的是采用圖3中提供的二極管整流，功率開關(guān)管PWM調(diào)壓調(diào)流的充電裝置。
作為本實(shí)用新型的一個具體實(shí)施例；充電裝置主要由變壓器T1，6只整流二極管D1-D6、電感L1、電容L1，功率開關(guān)管Q、驅(qū)動電路IC3、光耦I(lǐng)L2、PWM控制電路IC1，續(xù)流二極管D7、電感L2及PLC組成。Q可選擇GTR、GTO、MOSFET、IGBT功率開關(guān)管，這是Q選用的是IGBT；IC3是IGBT驅(qū)動電路，可選富士的EXB840、EXB850等，IC2是PWM控制芯片，這里選用的是SG3525。控制開關(guān)K1及K2可選擇直流接觸器、GTR、GTO、IGBT、SCR等，過里選用的是SCR。K3及K4可選用GTO及SCR，這里JFD選用SCR。電池電壓，容量及種類根據(jù)負(fù)載情況選定，蓄電池分為兩組(最好分為容量相同的兩組，每組為選定容量的二分之一)。
交流電源接變壓器T1初級，次級電源經(jīng)二極管D1-D6組成的三相橋式整流及L1及L1濾波與功率開關(guān)管Q隔離，功率開關(guān)管Q在IC1控制及IC3驅(qū)動下，進(jìn)行PWM調(diào)壓整流，經(jīng)D7續(xù)流及L2濾波后對蓄電池充電，PLC的D8接通處于恒流充電，D7接通處穩(wěn)壓狀態(tài)，分流器PL1取出的信號經(jīng)IC4放大提供IC1作恒流反饋，同時也提供SCR5作過流保護(hù)觸發(fā)。當(dāng)要使SCR3為通時，由PLC的D3輸出觸發(fā)脈沖串，觸發(fā)脈沖串經(jīng)脈沖變壓器T2耦合到SCR3的控制極觸發(fā)SCR3導(dǎo)通，SCR4的導(dǎo)通與SCR3相似，只不過觸發(fā)脈沖串由PLC的O3輸出經(jīng)脈沖變壓器T3耦合到SCR4的控制極。關(guān)斷SCR3或SCR4時，O3或O4停發(fā)觸脈沖且Q關(guān)斷即可。
SCR1及SCR2的開通由O6及O5發(fā)觸發(fā)脈沖串，不經(jīng)脈沖變壓器，通過電阻直接加到控制極，持正向電壓的可被觸發(fā)導(dǎo)通。在正常情況下，SCR1和SCR2總有一只導(dǎo)通，負(fù)載電壓不會斷流。輸出過載或短路時，接在輸出端的空氣開關(guān)自動脫扣斷路或熔斷熔斷斷路。
權(quán)利要求1.一種不間斷直流電源裝置，由機(jī)柜及裝置在機(jī)柜內(nèi)的充電電路、蓄電池及若干控制開關(guān)構(gòu)成，其特征在于有兩組蓄電池，蓄電池1(1)經(jīng)控制開關(guān)K1與充電電路(3)的輸出端連接，并且經(jīng)控制開關(guān)K3連接到本電源裝置的輸出端，蓄電池2(2)經(jīng)控制開關(guān)K2與充電電路(3)的輸出端連接，并且經(jīng)控制開關(guān)K4連接到本電源裝置的輸出端，當(dāng)充電電路(3)的輸入端有交流電供電時，若開關(guān)K1接通，則K4也接通，而K2及K3斷開，若開關(guān)K2接通，則K3也接通，而K1及K4斷開。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源裝置，其特征在于，控制開關(guān)K3及K4分別為可控硅SCR1及SCR2，SCR1及SCR2的陰極都連接到本電源裝置的輸出端，二者的陽極間跨接有一電阻R，SCR1的陽極與蓄電池1連接，SCR2的陽極與蓄電池2連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源裝置，其特征在于控制開關(guān)K1及K2分別為可控硅SCR3及SCR4，充電電路中有一可編程序控制器PLC，SCR3及SCR4的控制極分別經(jīng)變壓器T2及T3連接到PLC的開關(guān)量輸出端O3及O4上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的電源裝置，其特征在于，SCR1及SCR2的控制極分別連接到充電電路中的可編程序控制器PLC的開關(guān)量輸出端O6及O5上，當(dāng)充電電路(3)的輸入端無交流電供電時，PLC的開關(guān)量輸出端O6及O5均同時發(fā)出觸發(fā)信號。
專利摘要一種不間斷直流電源裝置，由機(jī)柜及裝置在機(jī)柜內(nèi)的充電電路，兩組蓄電池及4個控制開關(guān)組成，兩組蓄電池分別經(jīng)控制開關(guān)與充電電路及電源裝置的輸出端連接，控制開關(guān)交替地將兩組蓄電池中的一組接通充電電路進(jìn)行充電，同時將另一蓄電池接通電源裝置輸出端向負(fù)載放電，交替進(jìn)行，使整個電源裝置能夠輸出穩(wěn)定的且波紋電壓幾乎為零的直流電壓，該電流裝置廣泛適用于電力及電信系統(tǒng)。
文檔編號H02J7/00GK2261683SQ9522828
公開日1997年9月3日 申請日期1995年12月21日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月21日
發(fā)明者高世信 申請人:高世信