CN2652012Y

CN2652012Y - 后备式交直流电源装置

Info

Publication number: CN2652012Y
Application number: CN 200320117396
Authority: CN
Inventors: 李全忠
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-10-23
Filing date: 2003-10-23
Publication date: 2004-10-27
Anticipated expiration: 2013-10-23

Abstract

本实用新型涉及一种后备式交直流电源装置，为解决现有电源装置只有交流或直流中的一种输出且在输入断电后不能正常工作的问题，该电源装置中包括与整流电路的输出端连接用于对电池组进行充电的充电电路；根据市电交流是否正常而选择由整流电路或电池组为逆变电路供电的切换电路；与逆变电路的输出端连接用于对其输出的交流电压进行变压以输出所需的一组或多组交流电压的交流输出电路；以及与交流变压器的其中一组或多组输出端连接用于对其输出的各组交流电压进行整流以输出所需的一组或多组直流电压的直流输出电路。本实用新型的电源装置可同时输出所需交流电压和直流电压，并且在输入断电后仍可持续供电一段时间。

Description

后备式交直流电源装置

技术领域

本实用新型涉及电源领域，更具体地说，涉及一种具有后备电源、可输出所需交流和直流电压的电源装置。

背景技术

现有的电源装置有交流\直流、交流\交流、直流\交流、直流\直流等几种。以交流\直流为例，它表示输入为交流电压(通常为市电交流)，输出为所需直流电压，通常是用变压器对输入的市电交流进行降压或升压，再通过整流获得所需的直流电压。

这些电源装置只输出交流电压、或只输出直流电压，也就是说，每一种电源装置单独工作，如果同时需要交直流电源，则需要两个或多个电源装置，其结果成本增加，需占用较多的空间，而且使用很不方便。

另外，当市电发生异常时，电源装置将无法输出所需的电压，导致与之连接的用电设备不能正常工作，目前的解决办法是采用UPS(不间断电源)，以UPS作为备用电源，当市电正常时由市电供电；当市电异常时则改由UPS的逆变器供电。

对于一些不是特别重要的用电设备，只需要在断电之后维持一小段时间即可，例如有10分钟时间让计算机用户保存数据，或者让用电设备有几分钟时间自动保存当前数据，如果都以UPS作为后备电源，则存在成本较高、需占用较多空间等缺点。

实用新型内容

针对现有技术的上述缺陷，本实用新型要解决现有电源装置只有交流或直流中的一种输出且在输入断电后不能正常工作的问题，提供一种可同时输出所需交流电压和直流电压、在输入断电后仍可持续供电的后备式交直流电源装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种后备式交直流电源装置，其中包括用于对输入的市电交流进行整流的整流电路，可将直流电压逆变为所需交流电压的逆变电路，其中还包括：与所述整流电路的输出端连接、用于对电池组进行充电的充电电路；根据市电交流是否正常而选择由所述整流电路或电池组为所述逆变电路供电的切换电路，其输入端分别与所述整流电路的输出端和所述电池组的正负极连接，输出端与所述逆变电路的输入端连接；与所述逆变电路的输出端连接、用于对逆变电路输出的交流电压进行变压、以输出所需的一组或多组交流电压的交流输出电路；与所述交流变压器的其中一组或多组输出端连接，用于对其输出的各组交流电压进行整流、以输出所需的一组或多组直流电压的直流输出电路。

在本实用新型的后备式交直流电源装置中，所述交流输出电路为多输出变压器，其初级绕组与所述逆变电路的输出端连接，其次级绕组有多组电压输出端；所述直流输出电路中包含一个或多个输出整流电路，每一个输出整流电路的输入端与所述多输出变压器中相应的一组电压输出端连接。

其中的电池组可采用镍镉、镍氢、或铅酸电池。所述整流电路、充电电路、切换电路、逆变电路、交流输出电路和直流输出电路被集成在同一个壳体中。电池组可装在所述壳体内，也可固定在壳体外部的适当位置处。

本实用新型中，当市电正常时，逆变电路的输入为对市电整流所得的直流电压；当市电异常时，其输入为电池组的电压；只要电池组的容量足够大，就可以在市电断电之后，维持一段足够长的时间，以便让用户保存当前数据，并采取其它相应的措施。可见，整个电源装置可同时输出所需交流电压和直流电压，并且在输入断电后仍可持续供电。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型的原理框图；

图2是本实用新型一个优选实施例中整流电路的线路连接图；

图3是本实用新型一个优选实施例中充电及切换电路的线路连接图；

图4是本实用新型一个优选实施例中逆变电路的线路连接图；

图5是本实用新型一个优选实施例中交流输出电路的线路连接图；

图6是本实用新型一个优选实施例中直流输出电路的线路连接图。

具体实施方式

本实用新型的原理如图1所示，图中的单箭头线表示直流电压，双箭头线表示交流电压。其中，整流电路1用于对市电交流(通常为220V)进行整流和滤波，以供后端电路使用。充电电路2从整流电路1得到直流电压，用于在需要时对电池组3进行充电。

整流电路1的输出端和电池组3的正负极分别连接到切换电路4，由切换电路4选择其一输出到逆变电路5。当市电正常时，将整流电路1的输出电压送到逆变电路5；当市电异常时，将电池组的电压送到逆变电路5。

逆变电路5用于将直流电压转换为与市电交流基本相同的交流电压。交流输出电路6用于向用电器供给适合的交流电压；直流输出电路7则用于向用电器供给适合的直流电压。

其中，整流电路、充电电路、切换电路、逆变电路、交流输出电路以及直流输出电路被装在同一个壳体中。具体设计时，可将各电路设在同一块印刷电路板上，也可将它们设在两块或多块印刷电路板上，并通过导线连接为一体。电池组可装在壳体内，也可固定在壳体外部适当位置处。

如图2、图3、图4、图5和图6所示为本实用新型一个优选实施例中整流电路、充电及切换电路、逆变电路、交流输出电路以及直流输出电路的线路连接图，下面将分别进行说明。

一、整流电路

从图2中可以看出，市电经保险管F101送入变压器B101初级，在次级得到适当的交流电压，再由D101-D104组成的整流桥对其进行整流，然后由C101、C102组成的滤波电路对脉动成份进一步吸收，并由R102、D105组成的指示电路对整流电路的工作状态进行指示；整流后的直流通过A、B端送出。

二、充电及切换电路

如图3所示，充电电路中采用充电专用芯片TA2003(U202)，可对镍镉、镍氢电池或铅酸蓄电池进行充电。在充电饱和时可自动停止充电。其充电电流从0至1.5A连续可调。电池的标称电压为14.4V(12节镍镉、镍氢电池串联)。如使用铅酸蓄电池，则标称电压为12V。

其中，由电阻R217、R218组成的取样电阻将电压信息反馈至U202的第7脚，当电池BAT201两端的电压不足时，由U202的第15脚送出一高电平驱动Q203导通，开始给电池组充电。当电池组的电压达到预设的参数时，Q203截止，充电停止。其中的R220为热敏电阻，用于监控电池组的发热情况，安装时应紧贴电池组。

其中的U201是三端稳压电路，由A、B端输入的直流经U201(LM7812)稳压后，得到一组12V直流电压，作为U202的工作电压。其中的SW201的作用在于：当第一次使用时，电池组的电压可能为零，通过按压该开关，即发出一个低电平给U202，实现强制起动。

由图3可以看出，如市电供应正常，整流电路送入的直流电在R202、R203分压取样电阻的中心端有一适合Q202导通的电压，使Q202进入饱和状态，在需要充电时可通过Q203向电池组充电，并可向后端的逆变电路直接供电，而不需要由电池组来供电。

如市电供应突然中断，由于电池组的电压低于市电正常时的C点电压，电池组两端并接的分压取样电阻R217、R218中心处会有一负增量信号送入U202的第9脚，这时，U202的第14脚会送出高电平，使Q201导通，电池组通过Q201向后端的逆变电路供电；此时的芯片供电通路由Q204、D208到U202的16脚完成。当电池组的电压下降到预设的下限时，Q201、Q204截止，电池组停止供电。

三、逆变电路

如图3所示，该逆变电路可将图1所示整流电路送来的直流电或图2中电池组送来的直流电转换为220V交流电压，经变压器B303输出。

其中，开关管Q303、Q304采用晶闸管，用晶体管自激多谐振荡器作频率控制信号，电路中任何一个不平衡都会引起一个晶体管导通，例如Q304，正反馈使Q303截止，随着Q304集电极电流不断提高，变压器B302铁心逐渐饱和，此时变压器B302绕组中感应电压为零，结果造成基极激励不足，从而引起Q304截止，集电极电流降为零，集电极电流的下降引起所有绕组极性反转，致使Q304截止而Q303导通。当变压器B302铁心变为负饱和时，Q303截止，其集电极电流变为零，Q304又导通。由于该电路只要求变压器B302的铁心是可饱和的，所需外加的电流远远小于负载电流，这样可以有效地提高逆变效率，减小功耗。四只二极管D303、D304、D305、D306和电感L301用于提高逆变效率。R308是15A快速熔断器。

调节R309、R310，可将振荡器的振荡频率调整到50HZ，输出波形调成对称方波。

四、交流输出电路

如图4所示，交流输出电路是将逆变后的交流电通过变压器B401分为需要的交流电压，用接线端子或接线柱连结到壳体外部，供使用者根据需要连接。

五、直流输出电路

如图5所示，直流输出电路对图4中各交流输出端所输出的电压分别进行整流，以得到不同电压值的直流电，并用接线端子或接线柱连接到壳体外，供使用者根据需要选用。

其中共有12个整流二极管D501-D512，每四个组成一个整流桥。每一个直流输出电路中两个滤波电容。

Claims

1、一种后备式交直流电源装置，其中包括用于对输入的市电交流进行整流的整流电路，可将直流电压逆变为所需交流电压的逆变电路，其特征在于，还包括：

与所述整流电路的输出端连接、用于对电池组进行充电的充电电路；

根据市电交流是否正常而选择由所述整流电路或电池组为所述逆变电路供电的切换电路，其输入端分别与所述整流电路的输出端和所述电池组的正负极连接，输出端与所述逆变电路的输入端连接；

与所述逆变电路的输出端连接、用于对逆变电路输出的交流电压进行变压、以输出所需的一组或多组交流电压的交流输出电路；

与所述交流变压器的其中一组或多组输出端连接，用于对其输出的各组交流电压进行整流、以输出所需的一组或多组直流电压的直流输出电路。

2、根据权利要求1所述的后备式交直流电源装置，其特征在于，

所述交流输出电路为多输出变压器，其初级绕组与所述逆变电路的输出端连接，其次级绕组有多组电压输出端；

所述直流输出电路中包含一个或多个输出整流电路，每一个输出整流电路的输入端与所述多输出变压器中相应的一组电压输出端连接。

3、根据权利要求1所述的后备式交直流电源装置，其特征在于，所述电池组可以是镍镉、镍氢或铅酸蓄电池。

4、根据权利要求1所述的后备式交直流电源装置，其特征在于，所述整流电路、充电电路、切换电路、逆变电路、交流输出电路和直流输出电路被装在同一个壳体中。

5、根据权利要求4所述的后备式交直流电源装置，其特征在于，所述电池组装在所述壳体内，或者固定在壳体外部的适当位置处。