CN2223852Y - 微型计算机系统专用不间断电源 - Google Patents
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Abstract
一种专用于微型计算机系统的不间断电源装置，由稳压器、整流器、滤波器、直流变换器、转换开关、充电器、蓄电池和控制电路组成。稳压器、整流器和滤波器构成市电正常条件下计算机主机供电通路；稳压器和转换开关相串联构成市电正常条件下彩色显示器的供电通路，稳压器采用双向补偿电路结构。蓄电池、直流变换器和滤波器则构成市电异常条件下计算机主机和彩色显示器的供电通路。本实用新型具有交流输入电压范围宽、结构简单、使用元件少、噪音低、体积小、重量轻和可靠性高等优点。
Description
本实用新型属于一种不间断电源；具体地说，本实用新型为一种专用于微型计算机系统的不间断电源
传统的不间断电源(UPS)结构上都包括蓄电池和工频(60Hz/60Hz)逆变器，供给微型计算机等负载工频交流电，由于目前微型计算机主机及其彩色显示器内部都采用开关电源，其输入端通常是半导体二极管组成的桥式整流电路和大容量电容直流滤波环节，使得UPS逆变器和微机内部电源均需承受幅度远大于有效值的尖脉冲电流，对UPS和计算机本身都产生不利的影响。同时，由于UPS内部功率变换环节多，使用元件较多，因而存在控制复杂，成本高，效率低，噪音、体积和重量大、系统可靠性低等缺点。所以，对于微型计算机系统而言，无论从电源输出性能，还是从其整体的经济性等方面考虑，传统的UPS结构都不是最合适的。
针对上述问题，人们一直都在寻求更佳的设计方案，例如微型计算机内置不间断开关电源，即在开关电源的基础上增加蓄电池，使之具有不间断功能。这种电源结构相对于传统UPS更加紧凑，但却存在以下三个主要的问题：一是对于计算机彩色显示器电源依然没有突破传统的供电方式，即存在工频逆变器，使用元件多，控制复杂；二是对于现有的计算机产品需进行电源的改造或更换，并且由于电源内置蓄电池，使微机增加了额外的定期维护工作；三是这种电源仅顾及计算机内部的供电问题，而对于构成同一计算机应用系统的其它外部设备，如打印机、传真机等设备，仍然需配置额外的UPS，即它仅仅是对局部而不是对整个系统的优化。
因此，本实用新型的目的是提供一种适用于微型计算机系统的结构简单、造价低廉、小型轻量、效率高而性能优异的不需要工频逆变器的新型不间断电源。
本实用新型的目的是通过下述方法来实现的。
如附图1所示，本实用新型不间断电源包括稳压器(1)、整流器(2)、滤波器(3)、直流变换器(4)、转换开关(5)、充电器(6)、蓄电池(7)和控制电路(8)等八个基本组成部分。控制电路(8)根据检测到的市电状况控制各部分的工作方式，向计算机主机(9)和彩色显示器(10)不间断地供给直流或交流电能。
上述不间断电源内，稳压器(1)、整流器(2)、滤波器(3)相继串联构成市电正常条件下计算机主机的供电通路，即在市电正常条件下(市电电压在UPS允许的输入范围内)交流市电经稳压器稳定后，由整流器和滤波器变换成通常额定值为280伏的直流电压，该直流电不经任何逆变环节而直接取代通常的220伏交流电输出给计算机主机。由于计算机主机电源是采用全桥式二极管整流加高频直流—直流变换器的开关电源，以直流代替交流作为电源输入不仅无损于计算机主机的正常工作，而且有利于减轻交流电源输入时存在的尖脉冲电流干扰。
上述不间断电源，稳压器(1)和转换开关(5)相串联构成市电正常条件下彩色显示器的供电通路，其额定输出电压为交流220伏。这一220伏的交流电压在计算机开机初期为彩色显示器提供了必要的消磁电流。所述稳压器(1)采用正反双向电压补偿电路结构，在市电电压于一定范围内上下波动时，保证了所述的不间断电源继续利用交流市电提供负载合乎要求的稳定电源。
所述的不间断电源，蓄电池(7)、直流变换器(4)和滤波器(3)构成了市电异常条件下计算机主机的供电通路，其蓄电池(7)和直流变换器(4)前后串联，蓄电池(7)的直流电压作为直流变换器(4)的输入，直流变换器(4)的输出端与整流器(2)的输出端并联。在市电正常时，蓄电池(7)由充电器(6)充电，直流变换器(4)处于备用状态；一旦市电出现异常，蓄电池(7)、直流变换器(4)和滤波器(3)所构成的计算机主机供电通路即输出额定电压为280伏的直流电。由于市电故障检测和直流变换快速完成，且滤波环节存在大容量电容，使所述的不间断电源输出无丝毫中断，即具有零转换时间。
所述的不间断电源，其蓄电池(7)、直流变换器(4)和滤波器(3)构成的串联电路的输出端又与转换开关(5)的一个输入端口相连，亦即在市电异常条件下，蓄电池(7)、直流变换器(4)、滤波器(3)和转换开关(5)构成了彩色显示器的供电通路，其额定输出电压为直流280伏。彩色显示器内部电源为开关电源，以280伏直流电代替220伏交流电可维持彩色显示器的正常工作。
所述的不间断电源，其转换开关(5)设置有两个可选的输入端口，其中一个输入端口连接稳压器(1)输出端，另一输入端口与滤波器(3)的输出端相连，转换开关(5)的输出端连接到计算机彩色显示器电源输入口。控制电路(8)根据市电状况选择转换开关(5)的一个输入端口与输出端口导通，将220伏交流电或280伏直流电供给计算机彩色显示器。
所述的不间断电源，其蓄电池(7)额定电压为直流12伏至60伏，由一节或多节电池串、并联组成，内置于不间断电源装置内部或作为附件配置于不间断电源装置之外，电池配置容量根据实际需要而定。由于单个电池的额定电压一般都不超过12伏，选择直流低压有利于减少电池串联节数，减小整机体积与重量，并提高系统可靠性。
所述的不间断电源，其直流变换器(4)为升压型的直流—直流高频开关变换器，工作频率在20KHZ以上，因而使本实用新型的不间断电源无音频噪音之困扰。
附图中给出了本实用新型的具体实施方案，其中：
图1是本实用新型的结构方框图
图2是本实用新型的电路原理图
以下结合附图对本实用新型的实施方案进行详细说明：
微型计算机系统专用不间断电源包括有稳压器1、整流器2、滤波器3，直流变换器4、转换开关5、充电器6、蓄电池7和控制电路8等部分。稳压器1、整流器2和滤波器3相继串联构成市电正常条件下，计算机主机的供电通路，稳压器1和转换开关5相串联，构成市电正常条件下彩色显示器的供电通路，稳压器1采用正反双向电压补偿电路结构。蓄电池7、直流变换器4和滤波器3构成市电异常条件下，计算机主机的供电通路；蓄电池7、直流变换器4、滤波器3和转换开关5构成市电处于异常条件下的彩色显示器的供电通路。在转换开关5上，设置有两个可选择的输入端口，一个输入端口连接稳压器1的输出端，另一输入端口与滤波器3的输出端相连接，转换开关5的输出端连接到计算机彩色显示器电源输入口。
本实用新型的具体工作电路由以下元件所组成：自耦变压器T1和继电器J2、J3构成所述的稳压器1；二极管D1、D2、D3、D4构成所述的整流器2；电容C7、C8构成所述的滤波器3；MOS场效应管Q1、二极管D5和高频变压器T2构成所述的直流变换器4；继电器J4构成所述的转换开关5；整流桥BR1、三极管Q2、稳压管D8和电阻R7、R8构成所述的充电器；蓄电池7由两只12V-6.5Ah的全密封免维护可充电电池串联而成，其额定电压直流24伏。CB即为控制电路8，采用PWM(脉宽调制)控制，由市售的专用集成电路TL494 CN实现。CZ1为电源装置的交流电源输入口，CZ2和CZ3分别为连接计算机主机和彩色显示器电源输出口。
本实用新型的工作方式是：当市电处于正常电压条件下时，市电从交流电源输入口CZ1输入，经J1、J2、J3和T1构成的稳压电路稳定电压后，一方面经BR1整流并滤波输出到CZ2供给计算机主机电源，另一方面经J4、CX3输出给计算机彩色显示器，同时由R7、R8、Q2、D8构成的充电器对蓄电池充电。当市电停止时，控制电路触发Q1，经T2高频变换，将蓄电池BAT能量转换成300伏直流电，继续供给计算机主机，同时，经J4将直流电送给彩色显示器，保持供电的连续性。蓄电池供电时，由于采用了公开的成熟技术脉宽调制(PWM)技术从而保证了稳压输出。
Claims (5)
1、一种微型计算机系统专用不间断电源，包括有稳压器(1)、整流器(2)、滤波器(3)、直流变换器(4)、转换开关(5)、充电器(6)、蓄电池(7)和控制电路(8)等部分，其特征在于所述的稳压器(1)、整流器(2)和滤波器(3)相继串联构成市电正常条件下计算机主机的供电通路，稳压器(1)和转换开关(5)相串联构成市电正常条件下彩色显示器的供电通路，所述稳压器(1)采用正反双向电压补偿电路结构。
2、根据权利要求1所述的微型计算机系统专用不间断电源，其特征在于蓄电池(7)、直流变换器(4)和滤波器(3)构成了市电异常条件下计算机主机的供电通路；蓄电池(7)、直流变换器(4)、滤波器(3)和转换开关(5)构成了市电异常条件下彩色显示器的供电通路
3、根据权利要求1或2所述的微型计算机系统专用不间断电源，其特征在于所述的转换开关(5)设置有两个可选的输入端口，一个输入端口连接稳压器(1)的输出端，另一输入端口与滤波器(3)的输出端相连，转换开关(5)的输出端连接到计算机彩色显示器电源输入口。
4、根据权利要求1或2所述的微型计算机系统专用不间断电源，其特征在于所述的蓄电池(7)的额定电压为直流12伏至60伏
5、根据权利要求1或2所述的微型计算机系统专用不间断电源，其特征在于直流变换器(4)为升压型的直流—直流高频开关变换器，其工作频率在20KHz以上。
Priority Applications (1)
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| CN 94238538 CN2223852Y (zh) | 1994-04-12 | 1994-04-12 | 微型计算机系统专用不间断电源 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1994
- 1994-04-12 CN CN 94238538 patent/CN2223852Y/zh not_active Expired - Fee Related
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