无功耗不间断电源制造技术

一种效率接近百分之百的在线式不间断电源，设有射频滤波器、整流滤波器和蓄电池，在整流滤波器之后接有检测电路、控制电路和触发电路。无论市电停电还是过高、过低，都能使输出电压保持在正常范围之内。当市电异常时，自动切换至蓄电池供电，响应时间为零毫秒。本发明专利技术结构简单，运行稳定，在保留所有必要特征的前提下，完全免除不间断电源的功率变换器，成本、体积、重量、功耗均为相同功率普通不间断电源的百分之一。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种无功耗不间断电源。无论是交流不间断电源还是直流不间断电源，其中都有一个全功率变换器，其作用有两个一是进行功率变换，二是保持电压恒定。所谓“全功率变换器”，是指一个功率容量恒大于输出功率的DC-AC或DC-DC变换器，至于大多少，取决于各自的效率。为了能输出恒定的正弦波电压，普通交流不间断电源的功率变换器(即逆变器)采用了复杂的电路和技术，其成本、体积、重量、功耗均占整机99％以上。实际上，不间断电源输出的交流电压一进入计算机及其外设，立刻就进行相反的变换，把交流电压整流滤波成直流电压。计算机及其外设真正需要的是交流电压中的直流分量，而不是其中所包含的各次谐波，把直流逆变成交流，实际上是多此一举。同时，交流电压中所包含的各次谐波对计算机及其外设构成了现实的和潜在的威胁，是数据安全的重大隐患，因此，供给计算机及其外设的最佳电压应该是直流电压。另外，电压随时间的缓慢变化对计算机及其外设的稳定运行并不产生任何不利影响，这些设备的内部都采用开关稳压电源，并不要求恒定的供电电压，在市电正常波动范围内，都能稳定可靠地工作。近期专利技术的无逆变器不间断电源(ZL97241194.1)，免除了普通交流不间断电源中的逆变器，实现了对计算机及其外设的直流供电，这是一大进步。它虽然不需要全功率变换器，但仍需要补偿电压，以实现输出直流电压的恒定，如果输入交流电压的波动范围为输出直流电压的20％，则需要一个功率容量为全功率的20％的DC-DC功率变换器。不间断电源的使命仅仅在于当市电中断、用户设备中的直流电压下降到额定值的75％之前(一般为20毫秒)及时切换到蓄电池供电，确保输出电压不中断；当市电电压超出正常范围(过低或过高)时，使输出电压保持在正常范围之内。因此，使输出电压保持在正常范围之内是不间断电源的必要特征，而使输出电压保持恒定则是多余特征。既然直流供电明显优于交流，进行功率变换已是多此一举；既然计算机及其外设在市电正常波动范围内能稳定可靠地工作，保持电压恒定就大可不必。功率变换器在制造过程中浪费了99％的资源，在运行过程中浪费了99％的能源，显然，它在不间断电源中是一个多余的部件。我们的地球资源有限，能源短缺，用不着为了一个并不必要的特征而继续多耗费99％的资源和能源。本专利技术的目的旨在克服上述缺点，在保留必要特征和摒弃多余特征的同时，完全免除普通不间断电源的功率变换器，使效率接近百分之百，使成本、体积、重量减小到原来的百分之一。本专利技术的目的是以下述技术方案实现的设有射频滤波器、整流滤波器、蓄电池，整流滤波器采用半控桥式电路，在整流滤波器之后接有检测电路、控制电路和触发电路。半控整流桥B1用作全波整流，其输出直流电压和蓄电池的直流电压不经任何功率变换，直接进入用户设备。整流滤波器的直流电压通过二极管D4直接输出，蓄电池的直流电压通过可控硅SCR3直接输出，两种电压都是300V左右，同时加到输出端。当市电仃电，或输入电压低于预定值(例如176VAC)时，SCR3导通，在40微秒(可控硅的导通时间不大于40微秒)之内，蓄电池电压就加到输出端。当输入电压高于预定值(例如264VAC)时，SCR1、SCR2关断，整流滤波器无输出，高压被切断；与此同时，SCR3导通，蓄电池电压加到输出端。因此，无论输入交流仃电，还是过低、过高，输出电压都能保持在300V左右。无功耗不间断电源完全免除功率变换器，具有如下优点1.只有相当于一个半导体PN结所产生的功耗，整机效率接近百分之百，是一种真正意义上的节能产品；2.成本、体积、重量均为相同功率普通不间断电源的百分之一，节约了百分之九十九的资源，是一种真正意义上的环保产品；3.没有频率不稳的问题，没有谐波干扰的问题，使计算机及其外设运行更稳定，处理、传送数据更安全、更可靠；4.因整机发热量小，可采取自然风冷，无须旋转散热装置，可靠性大大提高；又因减少了百分之九十九的零部件，可确保整机在寿命期内无故障；5.设计简单，制造容易，便于推广。附图说明图1是无功耗不间断电源框图；图2是主电路图，包括射频滤波器、整流滤波器和蓄电池；图3是检测电路原理图；图4是控制电路原理图。图5是触发电路原理图。在图1的框图中，输入电压Vi经射频滤波器滤后，得到洁净的交流电压，此电压经整流滤波器后，变成随时间缓慢变化的直流电压VO，同时提供负载电流和蓄电池充电电流。检测电路感知输入电压、输出电压和蓄电池电压的种种变化，并将有关这些变化的信息馈送到控制电路，控制电路通过译码，产生状态显示、音响告警和触发信号，触发信号驱动相应的可控硅，控制输入电压Vi、蓄电池电压E1的适时接入和断开。在图2的主电路图中，保险F1、电容C1、C2、C3、C4、C5、电感ID1、ID2、ID3组成射频滤被器。二极管D1、D2串联，可控硅SCR1、SCR2串联，蓄电池E1、电阻R1、二极管D3串联，电解电容C12、二极管D4串联，然后，上述四个串联支路并联，其中D1、D2、SCR1、SCR2正极向下，D3、D4、E1、C12正极向上；SCR3的正、负极分别接C12的负极和E1的负极；前两个串联支路组成半控整流桥B1，整机输出电压VO通过电阻R3、保险F2取自C12的两端；电阻R4、可控硅SCR4、SCR5串联，SCR4、SCR5的正极向上，R4的一端接E1的正极，SCR5的负极接E1的负极；电解电容C14的正、负极分别接SCR4的负极和C12的负极。半控整流桥B1和另一个由整流桥B2、电解电容C13、电阻R2组成的全波桥式整流滤波电路一同接在射频滤波器的输出端。检测电压VT取自B2的输出端。电阻R3接在输出回路负端，提供电流采样电压AO。从图2输出四组检测电压输出电压+VO、-VO；蓄电池电压+EO、-EO；输出电流+AO、-AO；输入电压+VT、-VT。图3的检测电路由六个结构完全相同的检测通道组成。在第一个检测通道中，光电耦合器件OPT1发光二极管的正极通过电阻R7接+VT，负极通过电位器W1接-VT，OPT1三极管的发射极和三极管T1的基极相连，它们的发射极分别通过电阻R6、R5接地，它们的集电极都接+17V；控制电路U1的2脚、6脚分别通过电阻R8、R9接三极管T1的发射极，同时分别通过电位器W2、W3接地，U1的1脚接地，5脚通过电容器C6接地，4脚、8脚接+5V，3脚产生输出信号VIH。第二个检测通道接输入信号VT，由OPT2、T2、U2、W4、W5、W6、R10、R11、R12、R13、R14、C7组成；第三个检测通道接输入信号VO，由OPT3、T3、U3、W7、W8、W9、R15、R16、R17、R18、R19、C8组成；第四个检测通道接输入信号AO，由OPT4、T4、U4、W10、W11、W12、R20、R21、R22、R23、R24、C9组成；第五个检测通道接输入信号EO，由OPT5、T5、U5、W13、W14、W15、R25、R26、R27、R28、R29、C10组成；第六个检测通道接输入信号EO，由OPT6、T6、U6、W16、W17、W18、R30、R31、R32、R33、R34、C11组成。检测电路从主电路来的四个信号VO、EO、AO、VT产生出六个输出信号输入电压过高VIH、输入电压过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无功耗不间断电源，设有射频滤波器、整流滤波器、蓄电池，其特征是：整流滤波器采用半控桥式电路，在整流滤波器之后接有检测电路、控制电路和触发电路。

【技术特征摘要】
1.一种无功耗不间断电源，设有射频滤波器、整流滤波器、蓄电池，其特征是整流滤波器采用半控桥式电路，在整流滤波器之后接有检测电路、控制电路和触发电路。2.根据权利要求1所述的电源，其特征是二极管D1、D2串联，可控硅SCR1、SCR2串联，蓄电池E1、电阻R1、二极管D3串联，电解电容C12、二极管D4串联，然后，上述四个串联支路并联，其中D1、D2、SCR1、SCR2正极向下，D3、D4、E1、C12正极向上；SCR3的正、负极分别接C12的负极和E1的负极；前两个串联支路组成半控整流桥B1，整机输出电压VO通过电阻R3、保险F2取自C12的两端；电阻R4、可控硅SCR4、SCR5串联，SCR4、SCR5的正极向上，R4的一端接E1的正极，SCR5的负极接E1的负极；电解电容C14的正、负极分别接SCR4的负极和C12的负极。3.根据权利要求1所述的电源，其特征是检测电路由结构相同的六个检测通道组成，在第一个检测通道中，光电耦合器件OPT1发光二极管的正极通过电阻R7接+VT，负极通过电位器W1接-VT，OPT1三极管的发射极和三极管T1的基极相连，它们的发射极分别通过电阻R6、R5接地，集电极都接+17V；控制电路U1的2脚、6脚分别通过电阻R8、R9接三极管T1的发射极，同时分别通过电位器W2、W3接地，U1的1脚接地，5脚通过电容器C6接地，4脚、8脚接+5V，3脚产生输出信号VIH。4.根据权利要求1所述的电源，其特征是控制电路由三输入与门U10A、U10B、U10C、二输入与非门U11A、U11B、二输入或非门U12A、二输入与门U7A、U7B、U7C、U7D...

【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]