升压式内置交直流不间断电源制造技术

一种升压式内置交直流不间断电源，由充电控制器、直流变换器和１２Ｖ蓄电池组成。蓄电池置于微机机箱之内，经充电器控制器充电、直流变换器升压后，取代直流不间断电源的３００Ｖ蓄电池。充电控制器、直流变换器的电路板置于微机开关电源的机壳之内，使得实际所占体积为零。市电正常时是交流供电，市电停电时是直流供电。本发明专利技术使用一节１２Ｖ、７Ａｈ蓄电池，大大降低了蓄电池成本，克服了内置式微机不间断电源和交直流不间断电源在应用上的局限性，同时具备这两种电源的所有特点。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是一种升压式内置交直流不间断电源。传统UPS与用户设备(即微机)独立，有单独的机箱，接在市电和微机之间，联接框图如附图说明图1所示。当用户设备使用UPS时，就多了一个供电环节，人为地引入了系统运行的不稳定因素。小功率的传统UPS，使用12V蓄电池，其输出功率一般为500VA左右，在市电正常时，市电经射频滤波、整流滤波和逆变后，变换成220V交流，提供给用户设备，与此同时，市电经充电控制器向蓄电池充电；当市电仃电时，12V蓄电池电压经直流变换和逆变后，也变换成220V交流，联接框图如图2所示。由于12V蓄电池电压在进入用户设备之前，进行了两次功率变换，其效率不到60％，。近期专利技术的内置式微机不间断电源(申请号00131233.2)和交直流不间断电源(申请号00131267.7)，完全免除了传统UPS的功率变换器，对用户设备实行直流供电(实际上是一种直流不间断电源，即DC-UPS)，但其蓄电池的电压必须是300V左右，如果一节蓄电池是12V，则需要24节串联，对于输出功率较大的交直流不间断电源，是完全可行的，但对于小功率的直流不间断电源和内置式微机不间断电源，就会碰到一个实际问题300VDC的电压，需要24节12V的蓄电池串联，但由于单机功率小，蓄电池的容量只能取得很小，例如0.7Ah或更小。由于当前这种小容量蓄电池的需求量非常小，与相同端电压的7Ah的蓄电池相比，尽管容量不到十分之一，但其价格却并不低。例如，标称功率为500VA的传统UPS用一节12V、7Ah的蓄电池，其成本只60元左右，内置式微机不间断电源须用24节12V、0.7Ah蓄电池串联，其成本为24*22＝528元，蓄电池的成本相差近十倍。500VA传统UPS的出厂价为200元左右，而内置式微机不间断电源光蓄电池的成本就需要528元之多，因此，尽管其性能优异，但在价格上却实难与传统UPS相抗衡。内置式微机不间断电源基于其优异性能，终究有一定会大行其道，占领整个市场，到那时，与其配套的0.7Ah以下小容量蓄电池，由于需求量大，其价格必将下降到合理的水平。但这里却出现了一个悖论一方面，只有当内置式微机不间断电源及其它小容量直流不间断电源占领整个市场的时候，与其配套的0.7Ah以下小容量蓄电池的价格才会下降到合理的水平，另一方面，只有当与其配套的0.7Ah以下小容量蓄电池的价格下降到合理的水平，内置式微机不间断电源及其它小容量直流不间断电源才会占领整个市场。然则，DC-UPS何时才能占领整个市场？小容量蓄电池何时才能降到合理的水平？因此，内置式微机不间断电源及其它小容量直流不间断电源在推广应用上有一定的局限性。本专利技术的目的旨在克服以上悖论，在与其配套的0.7Ah以下容量蓄电池的价格下降到合理水平之前，使内置式微机不间断电源及其它小容量直流不间断电源的成本下降到低于传统UPS，充分发挥其优异性能，尽快占领市场。本专利技术的目的是以下述方案实现的采用一节12V、7Ah的蓄电池，将此电压升压至300V，取代原来需24节串联的300V蓄电池，12V蓄电池内置于微机机箱之内，充电控制器和直流变换器的电路板置于微机开关电源机壳之内，大大降低了蓄电池的成本，同时又具备内置式微机不间断电源和交直流不间断电源的所有优异性能，其特点如下1.使用12V/7Ah蓄电池，大大降低成本，克服了DC-UPS在应用上的局限性。2.具备内置式微机不间断电源的所有优异性能。3.具有交直流不间断电源的所有优异性能。图1是传统UPS与用户设备连接方框图。图2是小功率传统UPS原理框图。图3是本专利技术原理框图。图4是本专利技术与用户设备的开关电源结合后的原理框图。图1和图2前已述及；图3是本专利技术的原理框图，当市电正常时，市电通过双向可控硅SCR1直接输出，同时通过充电控制器向12V蓄电池E1充电；当市电仃电时，蓄电池经直流变换器升压后，直接输出，这时提供给用户设备的是直流电压。因此，在用户设备的输入端，既有交流电压，又有直流电压，这两种电压通过用户设备的整流滤波器以后，都变成300V的直流电压。图4是将本专利技术的电路板内置于微机开关电源机壳之后的原理框图，其中包括了开关电源的射频滤波器、整流滤波器和直流变换器(1)，还包括了本专利技术的充电控制器和直流变换器(2)。对照图2和图4不难发现这两个框图的电路拓朴几乎相同，都使用了两个功率变换器，在成本、体积、重量、功耗上基本相当。但图2仅仅只是UPS部份，而图4既包括了UPS部份，还包括了用户设备的开关电源，意味着本专利技术实际上几乎节省了一个完整的UPS，图4虚线中的“传统UPS”就表达了这层意思，这就是内置式微机不间断电源的特点之所在。在加电时，双向可控硅SCR1首先导通，市电直接输出，这时提供给用户设备的是交流电压；市电仃电时，SCR1自动关断，可控硅SCR5导通，蓄电池12V电压经过直流变换器升压后，变换成300VDC输出，这时提供给用户设备的是直流电压。仃电的时间与不仃电的时间相比，几乎可以忽略，因此，这种供电模式的UPS，就不间断电源本身的电能损耗而论，几乎是零，因此，其效率几乎就是100％，这就是交直流不间断电源的特点之所在。综上所述，本专利技术同时兼具内置式微机不间断电源和交直流不间断电源的特点和各种优异性能，同时又可采用单节12V蓄电池，其用途更加广泛。本专利技术工作的原理如下在市电正常时，双向可控硅SCR1导通，送到用户设备的是市电的交流电压，同时，市电通过充电控制器向12V蓄电池充电，并提供直流变换器的待机电流，使其输出端总有300V的直流电压。市电仃电后，封闭送往双向可控硅SCR1控制极的触发信号，SCR1在过零时自动关断，与此同时，有触发信号送到SCR2的控制极，于是，SCR2导通，蓄电池E1经直流变换器升压后，为用户设备提供直流电压。市电恢复后，SCR1触发电路检测到市电的瞬时值达到220V以上时，在送出SCR1触发信号的同时，关断SCR2的触发信号，使SCR1导通，当市电的瞬时值继续上升到比直流变换器的输出电压略高时，SCR2因阴极位高于阳极位而自动关断。当此时机导通SCR1和关断SCR2，有效地避免了在市电和直流变换器输出电压之间形成环流。当市电过高或过低时，封闭送到双向可控硅SCR1控制极的触发信号，SCR1在过零时自动关断，相当于仃电时的情况，SCR2导通，由蓄电池向用户提供直流电压。充电控制器、直流变换器、可控硅的触发、控制和检测电路均系现有技术，无须赘述。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种升压式内置交直流不间断电源，由充电控制器、直流变换器和１２Ｖ蓄电池组成，其特征在于：１２Ｖ蓄电池置于微机机箱之内，经充电控制器充电、直流变换器升压后，取代直流不间断电源的３００Ｖ蓄电池及其充电部件，充电控制器和直流变换器的电路板置于微机开关电源机壳之内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种升压式内置交直流不间断电源，由充电控制器、直流变换器和12V蓄电池组成，其特征在于12V蓄电池置于微机机箱之内，经充电控制器充电、直流变换器升压后，取代直流不间断电源的300V蓄电池及其充电部件，充电控制器和直流变换器的电路板置于微机开关电源机壳之内。2.根据权利要求1所述的电源，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郁百超，
申请(专利权)人：郁百超，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]