CN1085428C - 一种不间断电源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种不间断电源装置。它主要包括工频主变压器、双向可控硅、蓄电池组。其结构特点是在工频主变压器的原方和付方分别设有含有逆变电路的连续可调的交流电压补偿电路和整流充电逆变电路。该装置具有结构简单，能量转换效率高，管压降小，可靠性高，耐浪涌性能好，损耗小等特点，可广泛应用于交流电压连续调节装置；交流电压稳压装置；净化交流电源装置；交流电机变频器调速装置。

Description

一种不间断电源装置
本发明涉及一种电源转换装置，尤其是一种不间断电源装置。
目前，随着科学技术的发展，计算机系统、微处理器等得到广泛应用，并已联成网络，这些正逐步改变人们的生活，但在使用计算机的过程中，由于停电，造成储存在机内的数据会丢失。对于计算机网络来讲，停电造成的后果更不可设想。为保证计算机系统的正常工作，必须使用不间断电源。目前使用的不间断电源，基本上是由市电经整流滤波变成直流电，直流电经逆变器电路变成工频交流电，有二次大功率转换，效率较低，而且逆变器采用的开关器件不外乎功率晶体管(GTR)、功率场效应晶体管(VMOS)、绝缘栅晶体管(IGBT)等，这些器件管压降大，损耗大，耐浪涌冲击差。
本发明的目的是提供一种整机能量转换效率高、损耗小、工作可靠的不间断电源装置。
本发明可通过下列措施来达到：
一种不间断电源装置，包括工频主变压器、双向可控硅、控制电路和蓄电池组，它的结构特点是在工频主变压器的初级绕组边设有包含逆变电路的连续可调的交流电压补偿电路和双向可控硅，该交流电压补偿电路、双向可控硅、与工频主变压器初级绕组相串联；工频主变压器付绕组边设有二个付边绕组，其中一个付边绕组直接输出，另一个付边绕组同整流充电逆变电路相并联，蓄电池组与整流充电逆变电路相串联。在交流电压补偿电路和整流充电逆变电路之间设有控制电路。逆变电路主要是由晶闸管、二极管、高频开关器件和滤波电路构成。由晶闸管和二极管组成的桥式电路和高频开关器件相串联。在控制电路控制下，桥式电路的输出端输出正弦脉宽调制波，经滤波电路输出正弦波。该装置在市电正常时，经双向可控硅直接供电，当市电输入不正常和负载大小的变化而引起的输出电压变化由交流电压补偿电路来自动补偿。同时经主变压器的一个付边绕组和整流充电逆变电路对蓄电池组充电。市电停电时，交流电压补偿电路停止工作，双向可控硅也关闭，蓄电池组经整流充电逆变电路中的逆变电路对主变压器的一个付边绕组(就是有市电时，供蓄电池充电的那个付边绕组)供电，通过电磁耦合，经主变压器的另一个付边绕组(即直接输出的那个付边绕组)为负载供电。当市电恢复时，通过控制电路关闭由蓄电池组供电的逆变器电路，触发双向可控硅导通，转由市电供电。
下面结合实施例附图对本发明作进一步描述。
图1为本发明实施例一的电路图。
图2为本发明实施例二的电路图。
如图1所示，本发明不间断电源装置，主要包括工频主变压器III、交流电压补偿电路I、双向可控硅II、整流充电逆变电路IV、控制电路V和蓄电池组VI等六部份，其结构特点是，工频主变压器III的初级绕组边设有包含逆变电路的连续可调的交流电压补偿电路I和双向可控硅II，付绕组边设有包含逆变电路的整流充电逆变电路IV和蓄电池组VI，在交流电压补偿电路I和整流充电逆变电路IV之间设有控制电路V。其中交流电压补偿电路I中的逆变电路主要由晶闸管CT1-CT4、二极管Z1-Z7、高频开关器件G3、滤波电路电感L1、电容C1、电感L2、L3、电容C4以及电容C2、C3组成。在整流充电逆变电路IV中的逆变电路由晶闸管CT5-CT8、二极管Z8-Z16、高频开关器件G1、G2、滤波电路电感L4、L5、电容C5以及电容C6、G7构成。
市电经桥式整流电路CZ整流，电容C1、电感L1滤波同逆变器连接，逆变器的输出经电感L2、L3、电容C4滤波后得工频交流电，再经补偿变压器B连接去补偿由于市电输入电压的变化和由于负载大小变化而引起的输出电压变化，从而稳定输出电压。如图2所示，市电经过桥式整流电路CZ整流，电感L1、电容C1滤波同逆变器连接，逆变器的输出经电感L2、L3、电容C4滤波后得工频交流电，再连接变压器T，由变压器T输出。这就是交流电压调节装置或净化交流电源装置。改变调制频率，可以做成交流电机变频器的调速装置。
当市电正常时，市电一路经桥式整流电路CZ整流，电感L1、电容C1滤波得直流电再经晶闸管CT1-CT4、二极管Z1-Z7及高频开关器件G3组成的PWM逆变器，电感L2、L3、电容C4组成的滤波器，送工频交流电到补偿变压器B，根据输出电压的变化，自动控制B的输出电压大小和相位，从而补偿主功率电路因输入市电的变化和由于负载变化引起的输出电压变化。市电另一路(也即主功率电路)经双向可控硅II，连接补偿变压器B和主变压器T，经主变压器的一个付边绕组为负载供电，从而达到稳压的目的。同时主变压器的另一个付边绕组经二极管Z8-Z14，高频开关器件G2对蓄电池组VI充电。当市电停电时，交流电压补偿电路I停止工作，双向可控硅II也关闭，蓄电池组VI经二极管Z15、Z16、晶闸管CT5-CT8，高频开关器件G1组成的逆变器，电感L4、L5、电容C5组成的滤波器，得到工频交流电送到主变压器T的一个付边绕组，通过主变压器的电磁耦合主变压器的另一个付边绕组为负载供电。当市电恢复后，先不急于由蓄电池供电转为市电供电，而是通过控制器内部的锁相电路，待输出交流电压(由蓄电池供电而产生的输出电压)和市电同频，同相位后，在交流电压通过零点的瞬间，关闭高频开关器件G1，蓄电池停止供电，同时触发双向可控硅II，接通市电电路，转换为由市电对负载供电。此时市电还通过整流充电逆变电路IV的充电电路，恢复对蓄电池充电。
从上述可见，本发明能量转换效率高，可靠性高。

Claims (2)

1. 一种不间断电源装置，包括双向可控硅，工频主变压器，控制电路和蓄电池组，其特征在于：在工频主变压器的初级绕组边设有包含逆变电路的连续可调的交流电压补偿电路，双向可控硅，该交流电压补偿电路，双向可控硅与工频主变压器初级绕组相串联，工频主变压器的付绕组边设有二个付边绕组，其中一个付边绕组直接输出，另一个付边绕组同整流充电逆变电路相并联，蓄电池组与整流充电逆变电路相串联，在交流电压补偿电路和整流充电逆变电路之间设有控制电路。
2.按权利要求1所述的不间断电源装置，其特征在于上述逆变电路是由晶闸管，二极管，高频开关器件和滤波电路构成，由晶闸管和二极管组成的桥式电路和高频开关器件相串联，桥式电路输出端的输出，经滤波电路输出正弦波。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4673825A (en) * 1985-02-15 1987-06-16 Exide Electronics Corporation Uninterruptible power supply with isolated bypass winding
CN1012244B (zh) * 1987-02-20 1991-03-27 株式会社东芝 不间断电源装置

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