一種數(shù)字化雙激不間斷開關(guān)電源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電壓轉(zhuǎn)換裝置，具體涉及一種數(shù)字化雙激不間斷開關(guān)電源。
【背景技術(shù)】
[0002]在節(jié)能減排的大潮流下，電壓轉(zhuǎn)換裝置的效率也在不斷提升。出現(xiàn)很多線路拓?fù)洹６訧T行業(yè)為代表的應(yīng)用領(lǐng)域，存在相當(dāng)龐大的斷電部分的市場需求。而這些需求，目前仍由傳統(tǒng)的“非典型串聯(lián)”的斷電保護(hù)裝置(如UPS和充電器)所占據(jù)。用戶和市場對于“非典型串聯(lián)”的UPS的功能利用率比AC斷電的幾率還低的現(xiàn)實視而不見，實際上造成極大地浪費而不自知。其典型的應(yīng)用形態(tài)是IDC機房，動輒以數(shù)百KVA的UPS冗余的供電保護(hù)系統(tǒng)，建造成本少則數(shù)百萬多則數(shù)千萬，而每年還要浪費電能數(shù)百萬度。
[0003]目前，數(shù)字設(shè)備如電腦、安防監(jiān)控系統(tǒng)等，往往也需要選擇一種雙輸入電壓變換裝置，以維持設(shè)備不間斷運行，避免停電導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為避免現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本實用新型提供一種數(shù)字化雙激不間斷開關(guān)電源，以滿足數(shù)字設(shè)備、電器對不間斷開關(guān)電源配套的需求。
[0005]本實用新型以如下具體方案實現(xiàn)。一種數(shù)字化雙激不間斷開關(guān)電源包括:
[0006]主變壓器，含有初級線圈和次級線圈；
[0007]主回路，包括連接在高壓直流總線和高壓地之間的高壓開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，以及從該高壓開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的第一端到第二端依次連接的諧振電感、所述的初級線圈和諧振電容；
[0008]同步整流輸出回路，包括由反向串聯(lián)的兩個同步整流管與所述次級線圈并聯(lián)構(gòu)成的倍流整流器，以及連接于該倍流整流器的第一、二輸出端(El、E2)的濾波電路；
[0009]同步直流變換電路，它含有從所述第一輸出端(El)到低壓地之間依次連接的一個低壓開關(guān)管、隔離二極管和低壓直流電源；和連接在所述第二輸出端(E2)與所述隔離二極管負(fù)極之間的另一個開關(guān)管；以及
[0010]數(shù)字中心控制單元，其提供兩組同步的驅(qū)動脈沖，第一組驅(qū)動脈沖DrH’、DrL’控制所述高壓開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，第二組驅(qū)動脈沖DrH、DrL控制所述的兩個同步整流管以及所述兩個低壓開關(guān)管；其第一采樣輸入端連接所述同步整流輸出回路的輸出端，第二采樣輸入端連接一個隔離采樣單元，用于采樣所述高壓直流總線的電壓，根據(jù)該電壓的變化自動選擇主回路或同步直流變換電路工作。
[0011]其中，所述驅(qū)動脈沖DrH’、DrL’最好是所述第二組驅(qū)動脈沖中的驅(qū)動脈沖DrH、DrL分別經(jīng)過一隔離電路形成的脈沖信號。
[0012]所述高壓直流總線上的直流電由AC整流濾波獲得，當(dāng)高壓直流總線和高壓地之間的電壓為額定電壓時，所述主回路通過同步整流輸出回路向負(fù)載提供電能；當(dāng)高壓直流總線和高壓地之間的電壓為95%-85%額定電壓時，所述主回路和同步直流變換電路交替向負(fù)載提供電能；當(dāng)高壓直流總線和高壓地之間的電壓低于85%額定電壓時，所述同步直流變換電路向負(fù)載提供全部電能。
[0013]所述濾波電路包括兩個濾波電感和一濾波電容，該兩個濾波電感分別與所述倍流整流器的第一、二輸出端(E1、E2)連接，兩個濾波電感的另一端均接到該濾波電容上端作為DC輸出端，濾波電容另一端連接所述兩個同步整流管的公共端所在的低壓地。
[0014]在上述數(shù)字化雙激不間斷開關(guān)電源中，還包括一個電容器，跨接在所述的高壓直流總線和高壓地之間，用于在所述主回路和同步直流變換電路轉(zhuǎn)換時防止瞬態(tài)突變。
[0015]在一種方案中，所述的高壓開關(guān)網(wǎng)絡(luò)采用由四個高壓開關(guān)管兩兩串聯(lián)后再并聯(lián)構(gòu)成的全橋開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，所述的高壓開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的第一端和第二端分別為全橋的兩個中點。
[0016]在另一種方案中，所述的高壓開關(guān)網(wǎng)絡(luò)采用由兩個高壓開關(guān)管串聯(lián)構(gòu)成的半橋開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，所述的高壓開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的第一端為半橋的中點，所述的高壓開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的第二端為半橋開關(guān)網(wǎng)絡(luò)與高壓地的連接端。
[0017]在第三種方案中，所述高壓開關(guān)網(wǎng)絡(luò)采用由兩個高壓開關(guān)管組成的推挽開關(guān)網(wǎng)絡(luò)。
[0018]本數(shù)字化雙激不間斷開關(guān)電源在不影響AC-DC電源的工作效率的前提下，實現(xiàn)了第二能源(低壓直流源)熱備份，只要AC電壓或高壓直流DC低于某設(shè)定值，即可補充能量，能夠有效保證電源輸出穩(wěn)定。本電源只要很少的元件即可實現(xiàn)第二能源的接入，實現(xiàn)不間斷功能，體積小，成本低；可廣泛適用于電腦、安防監(jiān)控系統(tǒng)等數(shù)字設(shè)備使用。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型數(shù)字化雙激不間斷開關(guān)電源一實施例的原理圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。
[0021]參照圖1，實施例數(shù)字化雙激不間斷開關(guān)電源包括主變壓器、主回路、同步直流變換電路、同步整流輸出回路、數(shù)字中心控制單元和隔離采樣單元等。
[0022]主變壓器T含有初級線圈NI和次級線圈N2。
[0023]主回路包括連接在高壓直流總線和高壓地之間的高壓開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，高壓開關(guān)網(wǎng)絡(luò)是由四個高壓開關(guān)管Q1、Q2、Q3、Q4兩兩串聯(lián)后再并聯(lián)構(gòu)成的全橋開關(guān)網(wǎng)絡(luò)。A點所在線表示接高壓直流總線，B點接高壓地，C點、D點表示全橋的兩個中點。主回路還包括該C點和D點之間串接的諧振電感Lr、主變壓器T的初級線圈NI和諧振電容Cr。
[0024]同步整流輸出回路包括一倍流整流器，和連接于該倍流整流器的第一、二輸出端(EU E2)的濾波電路。倍流整流器包括兩個同步整流管Q5、Q6，和所述次級線圈N2。兩個同步整流管Q5、Q6反向串聯(lián)后再與所述次級線圈N2并聯(lián)，兩個同步整流管Q5、Q6的公共端接低壓地，同步整流管Q6和所述次級線圈N2連接的節(jié)點即為所述第一輸出端E1，同步整流管Q5和所述次級線圈N2連接的節(jié)點即為所述第二輸出端E2，Q5、Q6分別并接一個保護(hù)二極管。
[0025]濾波電路包括兩個濾波電感L1、L2，和一濾波電容C。該兩個濾波電感L1、L2分別與所述倍流整流器的第一輸出端E1、第二輸出端E2連接，該兩個濾波電感的另一端均接到該濾波電容C上端作為DC (直流)輸出端Uo，濾波電容C另一端連接低壓地。RL為負(fù)載電阻。
[0026]同步直流變換電路包括低壓直流電源LVDC、隔離二極管、低壓開關(guān)管Q7及低壓開關(guān)管Q8。所述低壓開關(guān)管Q8、隔離二極管和低壓直流電源LVDC依次串連于所述第一輸出端El與低壓地之間；所述低壓開關(guān)管Q7、隔離二極管和低壓直流電源LVDC依次串連于所述第二輸出端E2與低壓地之間。
[0027]數(shù)字中心控制單元包括可程序化的驅(qū)動調(diào)制信號發(fā)生器、時鐘發(fā)生器及其內(nèi)部時序控制等等電路。該控制單元的第一采樣輸入端連接所述同步整流輸出回路的輸出端，數(shù)字中心控制單元根據(jù)對輸出電壓Utl的采樣信號，經(jīng)過內(nèi)部計算和時序處理，提供兩組同步的驅(qū)動脈沖，一組驅(qū)動脈沖DrH、DrL直接控制所述的兩個同步整流管Q5、Q6，并直接控制所述的兩個低壓開關(guān)管Q8、Q7。另一組驅(qū)動脈沖Dr