專利名稱：抗強干擾不間斷電源的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及數(shù)字計算機的電源裝置。是一種即使電源出現(xiàn)最強的干擾或電網(wǎng)瞬時或長時間停電，計算機仍可安全工作的抗強干擾不間斷電源。
計算機自發(fā)明使用以來，對人類文明的發(fā)展產(chǎn)生了極大的影響，但由于電源干擾引起的計算機故障率較高，也造成了很大的損失。我國某些軋鋼廠和使用大型電氣設備的電網(wǎng)中，在50周正弦波上可測到疊加有幾百至1000多伏的尖峰干擾電壓。IBM公司在美國電氣工程師協(xié)會(IEEE)1974年年會上發(fā)表的論文中，論述該公司對美國各地電網(wǎng)監(jiān)測中，發(fā)現(xiàn)僅在加利福尼亞洲平均每月有計算機故障130次，90％是由電源干擾所引起。
從對電源干擾導致計算機系統(tǒng)失控硬件不能完全排除的現(xiàn)狀出發(fā)，目前計算機系統(tǒng)軟件設計大多采用冗余、陷井、監(jiān)視跟蹤定時器(看門狗)及熱啟動等技術。INTEL等芯片制造公司當前設計生產(chǎn)的單片機均設有監(jiān)視跟蹤定時器。(文件1何立民編著“單片機應用系統(tǒng)設計”，北京航空航天大學出版社，1994年，474頁，488頁)本發(fā)明的目的是為計算機提供一種可以完全擺脫電網(wǎng)強干擾和瞬時或長時間停電危害的抗強干擾不間斷電源，以保證計算機安全運行。
工頻配電電網(wǎng)中產(chǎn)生的過電壓，主要是操作過電壓、弧光接地和諧振過電壓，是電磁能量從某一初始狀態(tài)從新分布平衡的過渡過程。其一般特征是波前很陡、幅度很高、衰減較快，是一種短暫的高頻高壓波(以下簡稱干擾電壓)。對計算機危害最大的正是這種干擾電壓。當具有高頻高壓波特征的干擾電壓到達計算機電源電路時，電荷主要通過金屬導體傳導；通過電容和分布電容感應；通過絕緣體電阻及表面電阻泄漏；通過空氣隙跳電和電磁波發(fā)射等途徑到達計算機工作的心臟CPU和地址、數(shù)據(jù)、控制三總線及掛在三總線上的各種芯片電路。(以下簡稱CPU)?？梢钥闯觯蓴_電壓的電荷能否到達CPU，取決于交流電源系統(tǒng)與計算機CPU工作系統(tǒng)之間的從直流至高頻的全頻譜等值阻抗Zωo其中等值電容Cω影響很大。
由于CPU中每一位都在頻率很高的1、0二種電位變化狀態(tài)下工作，是在計算機硬件特定電氣參數(shù)R、L、C情況下電壓跳變的過渡過程，只要外來電荷在某一瞬間改變CPU中某一位的狀態(tài)，就會立即打亂計算機軟件的正常運行而導致失控。而這正是計算機不同于一般電器對干擾電壓耐受力很低，目前尚未得到徹底解決的技術難題。
本發(fā)明的技術解決方案是提高計算機交流電源系統(tǒng)與CPU工作系統(tǒng)之間的全頻譜等值阻抗Zω值，徹底阻斷干擾電壓從交流電源系統(tǒng)到達CPU工作系統(tǒng)的途徑，從而保證CPU工作系統(tǒng)的安全運行。
如果把干擾電壓所具有的電磁能量比作洪水，防治的辦法除了疏導渲泄(常使用雪崩二極管，壓敏電阻、放電間隙、對地電容等)和筑堤阻擋(絕緣，電感等)之外，進入高于洪峰的高地則是最佳選擇，即令Zω高到足以安全地阻擋干擾電壓的最大峰值電壓來保護CPU工作系統(tǒng)。本發(fā)明的特征是采用交流電源系統(tǒng)與CPU工作系統(tǒng)相互隔絕的設計，取二系統(tǒng)之間等值電容Cω足夠小，其值為Cωo，設計絕緣電阻，跳電、爬電距離足夠大達Rωo，從而有一安全的足夠高的全頻譜等值阻抗Zω值Zωo，使令計算機在工作環(huán)境長期工作中，當干擾電壓不斷隨機到達計算機電源系統(tǒng)時，受到Zωo的有效阻斷而使CPU工作系統(tǒng)能正常運行。
附

圖1是本發(fā)明抗強干擾不間斷電源(簡稱ZXUPS)的原理框圖，其中A由干擾電壓的渲泄阻擋電路、交直流轉換電路及蓄電池組的限壓、限流充電電路所組成。C由直流穩(wěn)壓電路及J的控制電路所組成，C也可以是經(jīng)逆變?yōu)楣ゎl交流輸出加J的控制電路所組成。D為負載計算機CPU工作電路。E1E2為電壓、容量可按需組裝的蓄電池組。
本發(fā)明特征是當J1J’2導通，J’1J2斷開時，AJ1E1組成電源系統(tǒng)，A通過J1對E1充電，蓄電池組從電網(wǎng)吸收能量。E2J’2CD組成CPU工作系統(tǒng)，蓄電池組E2通過J’2為CPU供電。
當J1斷開，E1脫離電源系統(tǒng)，繼而J’1J’2導通，J1J2斷開，E1E2J’1J’2D1D2與CD組成CPU工作系統(tǒng)，電壓較高的才充過電的E1為CPU供電，E2由二極管D2的反向偏置而停止供電。這是E1E2轉換時的過渡狀態(tài)。接著在C部分J的控制電路控制下J’2斷開，E2脫離CPU工作系統(tǒng)，繼而J’1J2導通，J1J’2斷開，AJ2E2組成電源系統(tǒng)，A通過J2對E2充電，E1J’1CD組成CPU工作系統(tǒng)，E1為CPU供電，完成E1E2充放電的轉換。
E1E2經(jīng)過一個充放電工作期后，J2斷開，開始E1E2另一個轉換過程。本發(fā)明特征是在E1E2充放電往復循環(huán)的全過程中設計交流電源系統(tǒng)與CPU工作系統(tǒng)之間的全頻譜等值阻抗達到Zωo值，使CPU工作系統(tǒng)既從電網(wǎng)中吸取電能，又與電源系統(tǒng)徹底隔絕，從而有效地防止干擾電壓對計算機系統(tǒng)的危害。
本發(fā)明采用的交流電源系統(tǒng)與CPU作系統(tǒng)之間絕緣的耐壓強度，是在計算機工作環(huán)境溫濕度等條件下，在電網(wǎng)干擾電壓長期隨機作用下，CPU工作系統(tǒng)可以安全運行的絕緣水平。
為了以電網(wǎng)干擾電壓的實際水平來考驗這一絕緣水平，擬以國家標準GB6833.4-87(電源瞬態(tài)敏感度試驗)和配電系統(tǒng)電器設備耐壓水平為依據(jù)來確定考驗Zωo的干擾試驗電壓Vωo的波形和幅值。例如以上升沿0.5μS，幅值2500V峰一峰值5KV，持續(xù)時間10μS的尖峰信號試驗本發(fā)明的電源設備而負載計算機(排除計算機其它接口通道干擾)不出現(xiàn)故障，則應能有效地阻斷文件1所述疊加有1000多伏的尖峰干擾電壓(按有效值1300伏計，峰-峰值VF-F=22Vrm=3740V]]>)對計算機的危害。
鑒于計算機使用現(xiàn)場不同的電網(wǎng)上，可能出現(xiàn)的最大干擾電壓強弱差別較大，可以將電網(wǎng)干擾電壓分為強、中、弱三個等級(待定)，并相應將全頻譜等值阻抗Zωo分為Zω1、Zω2、Zω3，及試驗電壓Vω1、Vω2、Vω3三個等級(待定)，以降低設備成本合理使用。
以下結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明實施例1附圖1中A、E1、E2、CD相互之間的平面和立體相對位置有A-E1、A-E2、A-CD、E1-E2、E1-CD，E2-CD六種組合，設計各種組合均符合總體Zωo的要求，可以承受Vωo的試驗。其中耐高頻高壓絕緣水平做到Vωo峰-峰值55KV或20KV屬一般電工絕緣技術。采用經(jīng)干燥浸漆處理或不處理的環(huán)氧玻璃布板等的濕熱帶或一般常用電工絕緣材料，在結構上結合選用絕緣材料和處理方式選取相互之間的絕緣距離。從等值電容Cωo值考慮，各種組合的相對位置設計大于承受耐壓要求的跳爬電絕緣距離。本實施例充分考慮AE1E2CD分別對箱體壁，對地、對其它靠近它們的第三極形成的等值電容相串聯(lián)的電容值，使之符合總體Cωo及Zωo要求。
按電容公式C＝εS/d，空氣和絕緣材料的ε值已定，面積S變化較小，而距離d予以加大實際上沒有限制，所以本發(fā)明采用加大A、E1、E2、CD相互距離，以符合Zωo要求，并有安全系數(shù)。
經(jīng)上述考慮設計后，本發(fā)明A輸出端僅有蓄電池組限壓、限流直流充電電源正極a3、負極a4，任何干擾電壓只有這二條通路可以向。后傳送。同樣E1、E2、C都分別只有二條聯(lián)線可能通過干擾電壓。
圖2是本發(fā)明A的線路圖，變壓器B初級之前的壓敏電阻，電容電感是干擾電壓的渲泄阻擋電路，次級經(jīng)整流后與G5-G7，R9-R16，DW、C12組成限壓、限流充電電路，用以保護蓄電池組和防止過載。它輸入電壓范圍為150V-260V，它可以按實際需要擴充蓄電池組E的容量，及延長不間斷工作時間。
上述充電電路也可以使用有限壓保護、容量適應蓄電池組擴容需要的其它充電電路。
本發(fā)明特征是在干擾電壓唯一的通道a3、a4上設置能量吸收電路。它是具有軟磁芯的疏繞的電感，并有串聯(lián)的二極管D與電阻R跨接二端。D有正反二種接法，這二種D正反接的吸收電路串聯(lián)，以吸收不同極性的干擾電壓能量。由于疏繞，電感的分布電容很小，具有高頻高壓波特性的干擾電壓在此受到阻擋，相當一部分能量轉化為磁能，爾后通過二極管D消耗在電阻R上。
本發(fā)明在a3、a4上設置1-n個上述能量吸收電路，有效地削減了干擾電壓的強度。
上述實施例1內(nèi)容與下述其它實施例內(nèi)容相同，以下簡稱為實施例1A。
圖1中J、J’是互為邏輯非的關系，J＝J’。在實施例1中，J采用觸點形式為Z形轉換觸點的電磁繼電器，常開觸點J左聯(lián)于A，J右與J’左是裝于電磁機構銜鐵上的動觸點，分別聯(lián)于E，觸點J’右分別聯(lián)于C2和通過D1、D2聯(lián)于C1。
圖3是用于實施例1中的抗強干擾電磁繼電器結構圖。絕緣跳爬電距離abcdδ符合Zωo總體要求，其中δ是在J轉換全過程中考慮電弧影響后的安全間隙。本實施例按圖1使用有2z觸點的抗強干擾電磁繼電器2只。
實施例2，圖1J采用圖4所示的抗強干擾電磁水銀轉換開關，當電磁機構吸合帶動二個并列的水銀轉換開關沿軸回轉α角時，相當于繼電器動觸點的中間電極與常開電極J左接通，其中距離a、b、c、d及ab的動態(tài)絕緣距離符合Zωo總體要求。也可以使用電磁鐵，伺服電機，電磁閥驅(qū)動的小氣缸、油缸等機械驅(qū)動水銀開關作正負α角回轉運動。其余同實施例1A。
實施例3，圖1JJ’分別采用電磁繼電器H形式動合觸點(常開觸點)如圖5或QH動合橋式觸點，圖1采用有2H觸點的繼電器4只，吸合時電磁機構工作在銜鐵間隙很小的區(qū)間，吸力較大，可產(chǎn)生滾動型接觸過程和有較大的觸頭接觸壓力，以提高繼電器的工作壽命。采用2H觸點在大容量抗強干擾不間斷電源的使用中，使用接觸器，開關等使令符合Zωo要求實施比較簡單。圖5項1、2、3、14均為絕緣件，符合Zωo要求。本例2H觸點付也可以采用水銀開關或其它機械開關。
本實施例的繼電器控制圖如圖6，振蕩器信號經(jīng)U3分頻，在Q12端取得E充放電工作時間信號，Q12信號1、0之間跳變的時間為t1，t1可在幾分鐘至幾小時內(nèi)選取，E容量小則取小些，本例選用t1＝45分鐘。
控制E1、E2充放電轉換的8只開關的邏輯關系式為J1=J’1=J2=J’2，J1J2是控制充電的，在E1E2轉換時，充電后的E先從交流電源系統(tǒng)中脫離，為此本發(fā)明采用了在非門中間接以二極管D和電容C組成的充電回路和RC組成的放電回路。它是DR并聯(lián)后，D正極端接前級非門輸出端，D負端接后級非門輸入端和C的正極，C負極接公共地GND，前級非門輸出跳變?yōu)?時經(jīng)D充電使C電壓升到1的時間為t充。由1回至0時，電容C放電時受D阻斷，經(jīng)R放電回至0的時間為t放-t充≥tδ＋Δt，(ns級的門延遲略去不計)。tδ是繼電器動觸點移動間隙δ的時間，或水銀開關回轉α角的時間。當Q12從0升至1時，經(jīng)過2個非門控制J1J’1的充放電回路D5R5C3是通過D5對C3充電，t充時間短，反應塊，J1釋放J’1吸合，使E1脫離電源轉為向CPU供電。Q12的1信號經(jīng)過一個非門跳變?yōu)?，控制J2J’2的充放電回路D6R8C4是C4通過R6放電，由1→0的t放時間長，待E1E2通過J’1J’2同時聯(lián)于CPU電路≥Δt以后才開始觸發(fā)，使J’2釋放，J2吸合，E2脫離CPU工作系統(tǒng)聯(lián)于交流電源系統(tǒng)開始充電。45分鐘后，Q12從1→0，J2先釋放，J’2吸合，重復上述轉換過程。上述控制電路是與CPU工作系統(tǒng)相連的一部分，不受干擾電壓的干擾，從E中吸取能量，它經(jīng)穩(wěn)壓器穩(wěn)壓(本例為8V)供電，使充放電時間比較穩(wěn)定。使用CMOS非門和分頻電路。經(jīng)三極管放大后控制繼電器圖6去除J’1和J’2繼電器即是實施例1、2的控制線路圖。
在容量較大的接觸器，開關等的控制中，再增加三極管或繼電器進行后級放大，以適應控制要求。
實施例4，圖1J采用光控可控硅，或光控雙向可控硅、光控三極管(圖7-ABC)由于使用可見光或紅外線或激光，或通過光纜觸發(fā)可控硅，使J的控制電路與J隔離達到抗干擾的Zωo要求。而光控可控硅目前可生產(chǎn)阻斷電壓大于5KV的功率器件，如西安電力電子技術研究所。對采用MOS電路的微功耗計算機系統(tǒng)，TLP645J，TLP741J、TLP665J等光控器件可直接用作圖1的J，以上器件有阻斷工頻600V的能力。其中可控硅和雙向可控硅的雙向阻斷電壓較高較接近，使用1-n個光控器件串聯(lián)或其它高耐壓光控器件來提高抗干擾能力，以符合總體Zωo要求。
圖1中聯(lián)于a4、C2的J在C2側為正端，a4側為負端與上面4只J相反。
由于J是用作直流開關，為了關斷J1、J2，在變壓器的次級側加接一只光控雙向可控硅3CTS(如圖7E)，其E1E2轉換次序為在J1J’2導通，J’1J2關斷，3CTS導通工作后。轉換時，3CTSJ1停送光電流，交流過零時3CTS關斷延時t1充電電壓低于E時，J1斷流關斷。延時t2J’1送光電流導通，再延時Δt，由于E1充電后電壓高于E2、E1開始向cpU供電即反向偏置D2關斷J’2，關斷J’2光電流后延時T3，向3CTS及J2送光電流，3CTS過零導通，在充電電壓高于E2后J2導通，完成E1E2轉換過程。再次轉換次序同上。光電流的時序控制由單片計算機控制。也可使用硬件電路。
本實施例J也可采用以光控可控硅或光控雙向可控硅控制可控硅如3CT6K或雙向可控硅3CTS(如3CSK10/2000V)的觸發(fā)電路，如TLP3051，向用作主電路開關的可控硅或雙向可控硅提供觸發(fā)功率，(圖7DE)E1E2轉換過程同上。
對用作充電回路開關J1J2的3CT和3CTS，充電電壓限制在例如12V電池為13.8V，而導通電壓V1應大于E＋2Vo(觸發(fā)電壓)＋2ΔV(光控可控硅管壓降)，為此，在主回路中串幾個二極管。以限制充電電壓在安全范圍之內(nèi)(圖7FG)本實施例J也可采用光控可控硅或光控雙向可控硅作為NPN(3DD216F)或PNP高反壓三極管基極電路的開關，控制三極管的通斷。(圖7HI)串接2只二極管D可使三極管飽和導通，也為下部4只J反向使用提高抗干擾能力。
本實施例J也可采用壓控IGBT(如MC15N1BS等)其正向阻斷電壓有1000V左右，串接高反壓二極管以提高反向抗干擾能力。(圖7J)其柵極開通電壓由光電池提供。
目前耐高頻高壓的固體開關電路尚不易找到，(目前制造廠提供的阻斷電壓值是工頻或直流參數(shù))有些有待開發(fā)。已有器件抗干擾能力較本發(fā)明所述繼電器類開關和水銀開關差，但在本發(fā)明實施例1A極大地削弱和吸收干擾電壓能量后，使用這些固體開關電路仍有很強的總體抗干擾水平。
實施例5，繼電器觸點無故障壽命以2×105次計，(水銀開關壽命大于此值)蓄電池組充放電時間以1.5小時計則可安全運行4年左右，以后106次級范圍運行可能出現(xiàn)故障。本實施例對上述實施例1、2、3中JJ’除降低觸點容量使用外，(如額定10A，用于3-6A)，再并聯(lián)1-n組觸點以提高運行可靠性本實施例在1-n臺抗強干擾不間斷電源(ZXUPS)的直流輸出正端串以肖特基二極管，然后互相并聯(lián)對計算機系統(tǒng)供電，一旦某臺ZXUPS出現(xiàn)故障無輸出，就被二極管隔斷，從而進一步提高系統(tǒng)可靠性。
實際上計算機工作系統(tǒng)中使用市電的顯示器屬一般電器，對干擾電壓有耐受力，其電源從A部分接出。CPU工作電路中使用正負組電源的運算放大器等芯片和打印機等有抗干擾要求的設備由圖1中C1C2端或此端經(jīng)逆變整流取得。
上述實施例3-5ZXUPS啟動時用按鈕或開關短路一下J’1為J的控制電路供電，即進入自控狀態(tài)。對實施例1、2合上C部分中供電開關即可啟動。
實施例6，去除圖1中E2及J和J的控制電路，A、E1、CD相對位置及充電電路、干擾電壓能量吸收電路等同實施例1A。由于本發(fā)明A有很強的削弱和吸收干擾電壓能量的能力，又有擴充E的容量增加不間斷時間的功能，可在電網(wǎng)干擾電壓較弱或中等的計算機系統(tǒng)中應用。
實施例7，對電網(wǎng)長時間停電時顯示器由市電供電又必需顯示的計算機系統(tǒng)如無線尋呼臺等使用場合，本實施例在上述實施例1-6ZXUPS基礎上在C1C2端從直流逆變?yōu)楣ゎl市電電源單獨為顯示器供電。
實施例8，在上述實施例1-6ZXUPS基礎上，從圖1C1C2端直接從抗強干擾不間斷直流電源逆變?yōu)楣ゎl市電電源從C3C4輸出，J的控制電路電源從C3C4逆變后的交流電源降壓整流取得。本發(fā)明ZXUPS可向以市電為電源的微型計算機系統(tǒng)供電，以保證該系統(tǒng)不受電網(wǎng)干擾。對實施例51-n臺ZXUPS并聯(lián)使用時，本實施例是將所有C1和C2分別并聯(lián)。
圖1為抗強干擾不間斷電源原理框圖，圖2為ZXUPS A部分線路圖，圖3為Z形觸點抗強干擾電磁繼電器結構圖，圖4為抗強干擾電磁水銀轉換開關原理圖，圖5為H形觸點抗強干擾電磁繼電器結構圖，圖6為轉換開關控制線路圖，圖7為轉換開關使用固體電路的原理圖。
權利要求
1.一種抗強干擾不間斷電源簡稱ZXUPS，其特征在于通過對邏輯關系為J1=J’1=J2=J’2的8只開關的有序控制，使包含有工頻交流電源降壓整流電路、蓄電池組限壓、限流充電電路和對具有高頻高壓特征的電網(wǎng)干擾電壓的電磁能量有削弱吸收功能的渲泄、阻擋和吸收電路組合的A部分與蓄電池組E1或E2交替組成ZXUPS交流電源系統(tǒng)；使E2或E1交替與由穩(wěn)壓電路或從直流至工頻交流的逆變電路和J的控制電路組合的C部分組成ZXUPS的凈化輸出電源，這個凈化電源與負載計算機系統(tǒng)組成CPU工作系統(tǒng)。在ZXUPS交流電源系統(tǒng)中電網(wǎng)對E充電，在CPU工作系統(tǒng)中，E為計算機系統(tǒng)供電。ZXUPS交流電源系統(tǒng)和CPU工作系統(tǒng)之間在E1E2充放電工作和交替轉換的全過程達到等值阻抗值Zωo，使ZXUPS在工作環(huán)境下，當具有任何波形和幅值的電網(wǎng)最強干擾電壓長期隨機到達ZXUPS交流電源系統(tǒng)時，受Zωo的有效隔離從而保證CPU工作系統(tǒng)的安全運行。
2.根據(jù)權利要求1所述的ZXUPS，其特征在于ZXUPS各組成部分A、E1、E2、C和計算機系統(tǒng)D相互之間的相對位置有A-E1、A-E2，A-CD、E1-E2、E1-CD、E2-CD、6種組合，每種組合在拆除聯(lián)線以后均具有徹底隔離任何干擾電壓的阻抗值Zωo，即有留有裕度的絕緣跳爬電距離和不足以通過干擾電壓的等值電容Cωo。其中包括AE1E2CD分別對箱體壁、對地、對其它靠近它的第三極形成的等值電容相串聯(lián)的電容值。在干擾電壓唯一通道A與E的二根聯(lián)線a3a4上設置干擾電壓能量吸收電路。它由分布電容很小的電感在其二端跨接串聯(lián)的二極管D、電阻R所組成。D有正反二種接法。也可取消R使用。
3.根據(jù)權利要求1、2所述的ZXUPS，其特征在于ZXUPS A部分限壓限流充電電源V1正a3聯(lián)于開關或觸點J1上左和J2上左。V1負a4聯(lián)于J1下左和J2下左。J1上右與E1正極和J’1上左相聯(lián)，J1下右與E1負極和J’1下左相聯(lián)。J2上右與E2正極和J’2上左相聯(lián)，J2下右與E2負極和J’2下左相聯(lián)。J’1上右經(jīng)二極管D1與J’2上右經(jīng)D2相聯(lián)于Cl，J’1下右與J’2下右相聯(lián)于C2。位于ZXUPS C部分的J的控制電路從C1C2經(jīng)穩(wěn)壓器取得凈化電源，它在振蕩器經(jīng)分頻后Q12端取得E1E2充放電交替轉換信號。Q12經(jīng)2個非門、充放電電路、1個非門控制J1，再1個非門控制J’1。Q12經(jīng)1個非門，充放電電路，1個非門控制J2再1個非門控制J’2。其邏輯關系為J1=J’1=J2=J’2每個J為上下各1只開關或觸點，上下聯(lián)動，由Q12l、0交替變換控制。其中J1J2控制E1E2充電，轉換時先將此中導通的J斷開使充過電的E與ZXUPS交流電源系統(tǒng)脫離，繼而控制E1E2放電的J’1J’2重合導通，使充過電的E與放過電的E同時向負載供電Δt時間以保證向負載供電的連續(xù)性，此后，再將J1J2中原分斷的轉為導通，使已放電的E接入ZXUPS交流電源系統(tǒng)開始充電。E1E2交替轉換充放電工作，使負載計算機系統(tǒng)既從電網(wǎng)吸收能量，又與電網(wǎng)徹底隔離?？刂艼通斷時序的充放電電路由二極管與電阻并聯(lián)后接以電容所組成。前級非門從0→1時，1電位通過二極管向電容充電，很快達到后級非門1觸發(fā)閥值翻轉為0。而前級非門從1→0時，電容上的1電位通過電阻放電至后級非門0觸發(fā)閥值翻轉為1的時間t放≥t充＋t5＋tΔ其中tδ是J1、J2分斷到J’12導通所需要的時間。從而使J1J2始終是先斷后通，J’1J’2是先通后斷，并有重合時間Δt。上述時序也可由單片計算機控制。
4.根據(jù)權利要求1、2、3所述的ZXUPS，其特征在于J是有二組動合觸點(常開觸點)的抗強干擾電磁繼電器4只共8對觸點，聯(lián)于A部分的J左、聯(lián)于C部分的J’右，聯(lián)于E的J右J’左、聯(lián)于J的控制電路的電磁機構一對觸點間考慮電弧及轉換全過程的安全間隙，及底板和其它第三極相互之間均有符合Zωo要求的跳爬電絕緣距離。J也可以由各點符合上述Zωo要求的二只聯(lián)動的水銀開關，接觸器或其它開關組成。上述J也可以1-n組并聯(lián)使用，提高可靠性。
5.根據(jù)權利要求1、2、3所述的ZXUPS，其特征在于J是觸點形式為Z形轉換觸點抗強干擾電磁繼電器2只共8對觸點，常開觸點J左聯(lián)于A，J右與J’左是裝于電磁機構銜鐵上的動觸點，常閉觸點J’右聯(lián)于C。J左、J’右、動觸點J右J’左、電磁機構、觸點考慮電弧及轉換全過程的安全間隙及底板和其它第三極相互之間均有符合Zωo要求的跳爬電絕緣距離。J也可以是有三個電極的密封的水銀開關，水銀開關以相當于上述繼電器動觸點的中間電極為軸心，旋轉+α角，與常開電極J左導通，旋轉-α角與常閉電極J’右導通。各點之間均符合上述Zωo要求。因J與J’已有互為邏輯非關系，J的控制電路可取消對J’的控制。J也可以1-n組并聯(lián)使用。
6.根據(jù)權利要求1、2、3所述的ZXUPS，其特征在于J是光控可控硅開關，由可見光或激光、紅外線越過符合Zωo要求的絕緣距離或通過光纜觸發(fā)導道J1下，J2下，J’1下，J’2下下部4只開關正極在ZXUPSC部分方向，與上部4只開關相反。J’1J’2光控可控硅的關斷，除觸發(fā)光電流按時序關斷外，充過電的E電壓高于放過電的E，在J’1上和J’2上同時導通時，其中1只二極管反向偏置使可控硅斷流關斷。而J1、J2的關斷，依靠接于變壓器次級電源的光控雙向可控硅在工頻交流過零時關斷，使充電電壓下降至E電壓以下形成J1或J2可控硅反向偏置而關斷。其中光控雙向可控硅也可以用一般雙向可控硅3CTS，而其觸發(fā)電路由光控雙向可控硅控制。其轉換次序為；在J1J’2導通，J’1J2關斷，3CTS導通工作后，轉換時，3CTS、J1停送光電流，經(jīng)t1延時充電電壓低于E1后J1關斷，延時t2J’1送光電流導通，延時Δt關J’2光電流，延時t3送3CTS及J2光電流，完成E1E2充放電轉換。E1E2互換，時序相同。上述時序由單片計算機控制，也可使用硬件電路控制。上述J也可以是光控雙向可控硅或光控三極管。在光控三極管后串高反壓二極管提高其反向阻斷能力。J可以串聯(lián)1-n個使用以提高Zω值。J可以并聯(lián)1-n組以提高可靠性。上述J也可以是光控可控硅或雙向可控硅控制一般有高阻斷電壓值的可控硅或雙向可控硅的觸發(fā)電路所組成，此時用于充電電路開關的J1J2觸發(fā)電壓高于E充電安全電壓的矛盾由主電路串1-n個二極管降壓來解決。上述J也可以是光控可控硅或雙向可控硅控制高反壓三極管的基極電路所組成，為使三極管(NPN)飽和導通和提高反向阻斷能力，在光控雙向可控硅與電阻串聯(lián)跨接于基極B和集電極C的C極端結點與C極中間串二只二極管。在發(fā)射極E串入二極管也可提高反向阻斷能力。上述J也可以是壓控功率MOS電路或IGBT，由光電池提供控制電壓，串二極管提高反向阻斷能力。
7.根據(jù)權利要求1-6所述的ZXUPS，其特征在于蓄電池組容量可以擴充，以適應負載計算機系統(tǒng)實際不間斷時間的需要。限壓限流充電電路也可以使用其它可以保護蓄電池組及容量適應E擴容需要的充電電路。
8.根據(jù)權利要求1、2、3所述的ZXUPS，其特征在于取消J及其控制電路并減少1組E。由于A有很強的削弱和吸收干擾電壓能量的能力，又有E擴容增加不間斷時間的功能，這種ZXUPS可以在電網(wǎng)干擾電壓較弱的場合使用。
9.根據(jù)權利要求1-8所述ZXUPS，其特征在于由1-n臺ZXUPS的直流輸出正端串以二極管或肖特基二極管，然后并聯(lián)對負載供電?？捎糜谥匾挠嬎銠C控制系統(tǒng)中。
10.根據(jù)權利要求1-9所述ZXUPS，其特征在于使用市電供電的顯示器的計算機系統(tǒng)，顯示器可以由ZXUPS A部分供電或由凈化電源E經(jīng)逆變?yōu)楣ゎl市電單獨供電，或由凈化電源E經(jīng)逆變?yōu)楣ゎl電源為使用市電的計算機系統(tǒng)供電。上述ZXUPS用按鈕、開關或觸動一下動觸點的方式，使J的控制電路從蓄電池組E接通啟動電源，即進入自控狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及數(shù)字計算機的電源裝置，是一種即使電源出現(xiàn)最強的干擾或電網(wǎng)瞬時或長時間停電，計算機仍可安全工作的抗強干擾不間斷電源。本發(fā)明通過對8只抗強干擾開關或觸點的有序控制，使計算機既從電網(wǎng)吸取能量，又與交流電網(wǎng)中的任何操作過電壓所引起的最強干擾電壓相隔絕，是解決計算機及網(wǎng)絡系統(tǒng)故障大多數(shù)是由電網(wǎng)強干擾引起這一技術難題的一個突破。本發(fā)明采用限壓限流充電電路，蓄電池組可任意擴容，延長不間斷時間。
文檔編號G06F1/26GK1125861SQ9510781
公開日1996年7月3日 申請日期1995年6月21日 優(yōu)先權日1995年6月21日
發(fā)明者烏開泰 申請人:烏開泰