CN2257419Y

CN2257419Y - 四端口在线式抗干扰不间断电源

Info

Publication number: CN2257419Y
Application number: CN 95222927
Authority: CN
Inventors: 张安城
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-09-22
Filing date: 1995-09-22
Publication date: 1997-07-02
Anticipated expiration: 2005-09-22

Abstract

本实用新型公开了一种四端口在线式抗干扰不间断电源。其是在现有三端口不间断电源UPS的设计基础上，增设辅助逆变绕组N₄，辅助逆变绕组N₄绕在次级铁芯柱上。本实用新型弥补了现有三端口UPS在切换过程中电压间断的缺陷，使得此类UPS进入了在线式UPS的行列，为广大用户提供了一种高可靠性、极宽输入电压、抗干扰能力强的在线式UPS品种，满足了在恶劣电网条件下，计算机等高档电子设备的用电需要。

Description

四端口在线式抗干扰不间断电源

本实用新型属于不间断电源装置，主要涉及的是一种四端口在线式抗干扰不间断电源。

在计算机等高档电子仪器、设备的应用中，不间断电源(UPS)已成为保证此类电器安全、正常运行的重要环节。因我国电网基础较差，相当一部分地区的电压昼夜波动很大，浪涌、尖峰、雷电等干扰也十分严重，普通的不间断电源(UPS)已不能适应需要。因此，广大用户迫切需要一种输入电压宽(稳压范围宽)、抗干扰能力强、可靠性高的UPS。由于交流参数稳压器、稳压变压器(CVT)等谐振式交流稳压电源具有稳压范围宽(可达±45％)、抗干扰能力强、结构简单、可靠性极高等显著特点，所以人们利用它们做为核心元件制造出一种三端口不间断电源。以目前普遍采用的三端口不间断电源，(以CVT为例)，其原理结构如图1所示(图2为CVT部分等效电路原理图)：在核心元件部分CVT上有三个主绕组线圈：N₁为市电输入U_i绕组(市电端口)、N₂为逆变充电绕组(逆变端口)、N₃为谐振输出绕组(输出端口)，N₁和N₂绕组均绕在初级铁芯柱上形成紧耦合，N₃绕在次级铁芯柱上。初、次级绕组之间由带气隙的磁分路铁芯F进行隔离，因而初、次级间是松耦合。磁分路铁芯F的作用相当于图2等效电路中的线性电感L₀，它将输入端口与输出端口隔离开，当市电供电时，继电器J₁闭合，U_i通过CVT直接输出一个净化、稳定的交流电压U₀供给负载使用。此时，双向逆变器(SXNB)起整流作用，给蓄电池E充电，检测控制电路(JCCT)起监视市电情况并进行适当控制作用，逆变主电路元件这时处于后备工作状态。当市电停止供电时，检测控制电路起作用，断开继电器J₁，由蓄电池E通过双向逆变器(SXNB)继续给CVT提供输入电源，经CVT稳压、滤波后输出给负载使用。由于N₁和N₂之间是紧耦合关系，当市电停止供电后，如果J₁没有及时断开就将逆变器投入逆变工作状态的话，电网中的所有负载都将成为逆变器的负载，这时逆变器就会处于严重超载工作状态而导致功率器件的损坏，因此，必须等J₁可靠断开后，才能使逆变器投入逆变工作状态。这时输出电压U₀就有可能在切换过程中产生瞬间中断，此外，当逆变器投入工作后，输入、输出之间因串有一个大电感L₀(图2所示)，从而使得次级振荡电压U₀由于L₀的限流作用而需要几个以上的周期才能建立起来。由于这两个因素的存在，导致了三端口不间断电源UPS在切换过程中输出电压U₀会有50-100ms的间断，所以不能进入在线式UPS的行列。对计算机而言，不允许电源有10ms以上的间断，否则会造成丢失数据，或损坏硬盘的后果。这样就使得此类三端口UPS在推广应用中受到了限制。

本实用新型的目的即由此产生，提出一种输出电压U₀在切换过程中无瞬间中断现象的四端口在线式抗干扰不间断电源。

为实现上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：其是在现有三端口不间断电源UPS的设计基础上，增设辅助逆变绕组N₄，辅助逆变绕组N₄绕在次级铁芯柱上，并与谐振输出绕组N₃形成紧耦合，在逆变充电绕组N₂与辅助逆变绕组N₄之间串接继电器开关J₂、J₃，同时在检测控制电路(JCCT)中相应设置继电器J₂、J₃。

本实用新型由于在次级铁芯上增设辅助逆变绕组N₄，从而大大地改善了现有三端口UPS的缺陷，使得此类UPS进入了在线式UPS的行列，为广大用户提供了一种高可靠性、极宽输入电压、抗干扰能力强的在线式UPS品种，满足了在恶劣电网条件下，计算机等高档电子设备的需要。由于采用了在切换过程中辅助逆变绕组工作的方法，直接向次级辅助逆变绕组馈送能量，从而消除了输出电压U₀的瞬间中断现象。本实用新型与常规UPS性能相比如下：(以1KVA为例)

普通在线式UPS 三端口CVT式四端口CVT式

+15 +35稳压范围％％ ±45％

-25 -45重量 48kg 70kg 55kg噪音＜45db ＜50db ＜48db切换时间 0 100ms左右 0上限空载 1 5A 3A输入电流波形失真＜3％＜3％＜3％价格 7200元 5000元 7000元

本实用新型有如下附图。

附图1为现有三端口不间断电源电路原理图。

附图2为附图1的部分等效电路原理图。

附图3为本实用新型实施例1电路元理图。

附图4为附图3部分等效电路原理图。

附图5为本实用新型实施例2电路原理图。

附图6为本实用新型实施例3电路原理图。

结合附图，给出本实用新型实施例如下：

如图3所示：本实用新型主要由市电输入绕组N₁(市电端口)、逆变输入绕组N₂(逆变端口)、谐振输出绕组N₃(输出端口)、辅助逆变绕组N₄(辅助端口)、双向逆变器SXNB、和检测控制电路JCCT构成(图3所示)，市电绕组N₁和逆变充电绕组N₂均绕在初级铁芯柱上形成紧耦合；谐振输出绕组N₃和辅助逆变绕组N₄均绕在次级铁芯柱上也为紧耦合，在初、次级绕组之间由带气隙的磁分路铁芯F进行隔离。在逆变充电绕组N₂与辅助逆变绕组N₄之间串接有继电器开关J₂、J₃，同时在检测控制电路中增设继电器J₂、J₃。本实用新型的工作过程如下：当市电供电时，J₁闭合，市电U_i直接通过CVT向负载供电输出U₀，同时通过双向逆变器(SXNB)给蓄电池E充电，主逆变功率器件这时处于后备工作状态。当市电U_i中断时，逆变器立即给辅助逆变绕N₄送电(J₂闭合、J₃断开)，以保持输出电压U₀不致中断，这时，尽管J₁尚未断开，电网中的所有负载仍然会成为逆变器的负载，但由于逆变电源是加在辅助逆变绕组N₄次级铁芯柱上的，因初、次级绕组之间磁分路F的作用，初、次级绕组为松耦合，即使初级输入绕组N₁相当于短路，但由于输入、输出间的大电感L₀(图4所示)的限流作用，因而对N₄绕组来说负载不会很重，短时间内逆变电路完全可以承受。输出电压U₀也不会中断，当J₁完全断开后，再闭合J₃，断开J₂，辅助逆变器N₄停止工作，由主逆变绕组N₂向负载供电。由于切换过程很短，约100-200ms，所以辅助绕组N₄的容量不需很大，这样，整机的体积并无明显增加。本实用新型所采用的双向逆变器SXNB和检测控制电路JCCT为现有技术，其功能与三端口不间断是源UPS类同。在本实用新型的实施中，还可将双向逆变器(SXNB)的“充电逆变”功能分开成为“充电”“逆变”两个独立环节(如图5所示)，以简化电路设计，提高可靠性。也可以将辅助逆变绕组N₄与输出绕组N₃共用同一绕组(如图6所示)，以节约材料，缩小体积。但是，它们的本质是不变的，(即在切换过程中，首先在次级绕组进行辅助逆变，以保证输出电压U₀不致中断。然后再由初级主逆变绕组N₂进行正常逆变供电。)

Claims

1、一种四端口在线式抗干扰不间断电源，包括双向逆变器(SKNB)、检测控制电路(JCCT)，市电输入绕组N₁、逆变充电绕组N₂和谐振输出绕组N₃，N₁与N₂绕组均绕在初级铁芯上，其特征在于：同时还设置有辅助逆变绕组N₄，辅助逆变绕组N₄绕在次级铁芯上；在逆变充电绕组N₂与辅助逆变绕组N₄之间串接有继电器开关J₂、J₃，同时在检测控制电路(JCCT)中相应设置继电器J₂、J₃。

2、根据权利要求1所述的四端口在线式抗干扰不间断电源，其特征在于：所述的双向逆变器(SXNB)，其逆变电路与充电电路可分开设置。

3、根据权利要求1所述的四端口在线式抗干扰不间断电源，其特征在于：所述的谐振式输出绕组N₃与辅助逆变绕组N₄可以共用一个绕组绕在次级铁芯上。