專利名稱：一種內(nèi)置于機箱的在線式不間斷電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電源，尤其是一種內(nèi)置于機箱的在線式不間斷電源。
現(xiàn)今各種類型UPS電源已被廣泛地使用在計算機網(wǎng)絡(luò)、通信事業(yè)、銀行管理、辦公自動化、工業(yè)自控和航天技術(shù)等科研及信息產(chǎn)業(yè)中，確保了微機工作的穩(wěn)定可靠和數(shù)據(jù)傳輸、軟件運行、圖象處理的連續(xù)、安全、準(zhǔn)確性，因此，越來越多的UPS電源正走進(jìn)各行各業(yè)的機房并用于多種儀器中。
隨著計算機應(yīng)用的普及和各類儀器儀表的產(chǎn)生，對高質(zhì)量的供電提出了更嚴(yán)格的要求。例如，當(dāng)供電系統(tǒng)意外中斷時，將會導(dǎo)致計算機和儀器內(nèi)部隨機存儲器中的數(shù)據(jù)丟失、程序運行失敗，嚴(yán)重時甚至使磁盤劃傷或儀器線路損壞，這些問題都會給工作和企事業(yè)單位造成難以彌補的損失。
本實用新型的目的在于提供一種內(nèi)置于機箱的在線式不間斷電源，它可在與計算機一體化和內(nèi)置小型化的基礎(chǔ)上保證正常情況下的電源供電掉電后的全載工作。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的一種內(nèi)置于機箱的在線式不間斷電源，它包括市電供電逆變單元(I)、直流輸出單元(II)、正弦波脈寬調(diào)制及門控輸出單元(III)、監(jiān)控單元(IV)，其特征是所述的門控輸出單元中的倒相器IC1-1、IC1-2的腳1、腳7端分別與高速光耦器IC2、IC3的腳2端相接，IC2、IC3的腳6、端分別與其后級的IC5、IC6的腳1、5端相接，驅(qū)動放大器T1、T2、T3、T4的基極端分別與IC5—2、IC5-3、IC6-2、IC6-3的腳4、6、4、6端相接，VMOS開關(guān)管M1、M2的柵極端分別與T1與T2、T3與T4各自的發(fā)射極與集電極之間的a、b點端相接；所述的正弦波脈寬調(diào)制單元又由正弦波發(fā)生器、電壓控制電路、波形調(diào)整電路和集成穩(wěn)壓器驅(qū)動電路構(gòu)成，其中，正弦波發(fā)生器中的IC7-1其腳1端與IC7-2的腳6端相接，IC7-2的腳7端與電壓控制器IC7-3的腳12端相接，IC7-3的腳14端與波形調(diào)整電路中的IC8-1的腳5端串聯(lián)相接、IC8-2的腳8端與集成穩(wěn)壓器IC9的腳2端相接，VM0S開關(guān)管M3、M4的柵極端分別IC9的腳14、11端相接；所述的監(jiān)控單元其中的電壓比較電路IC10-1、IC10-2、IC10-3、IC10-4的腳3、5、9、12端分別與取樣信號的中斷non-power、過壓hight-v、低壓low-v、過流over-I端相接，IC10-1、IC10-2、IC10-3、IC10-4的腳1、7、8、14端分別與其后級或門IC11-1、IC11-2、IC11-3、IC11-4的腳1、5、10、12、13端相接，IC11-1的腳3端與IC12的腳4端、IC11-4的腳11端與IC14的腳2端相接，開機保護(hù)電路IC13的腳3端與IC11的腳4端相接。當(dāng)經(jīng)脈寬調(diào)制后的正弦波進(jìn)入IC1(TL082)，產(chǎn)生兩組頻率為50Hz的、相差180°的兩組方波，通過IC2、IC3(SN517)高速光耦合器分別送到后級的IC5、IC6(74LS06)，產(chǎn)生兩組“圖騰”柱式的方波，由驅(qū)動放大電路T1-T4提供出兩組15V-18V電壓信號，分別驅(qū)動M1、M2兩個大功率VM0S管開關(guān)，M1、M2以“開門”方式分別控制經(jīng)逆變器傳輸、二極管整流后的兩組直流電壓，各自產(chǎn)生上、下兩個半波，疊加構(gòu)成220V/50Hz的正弦波輸出。
由于采用了上述方案，特別是門控式正弦波輸出單元，和正弦波脈寬調(diào)制電路單元的結(jié)構(gòu)，使得本實用新型較之一般的不間斷電源有著顯著的優(yōu)點本機采用新型SPWM調(diào)制技術(shù)，完善DC/AC變換，縮小電源體積，交流輸出為標(biāo)準(zhǔn)正弦波，提高輸出效率，對各種性質(zhì)的負(fù)載(線性和非線性)的適應(yīng)能力有所增加，同時，輸入電壓流經(jīng)本電源將得以修正，實現(xiàn)穩(wěn)頻穩(wěn)壓低噪，降低諧波失真；本機內(nèi)部可自動調(diào)整輸出脈寬，采用先進(jìn)的20KHz的脈寬調(diào)制解調(diào)技術(shù)，噪音大幅度降低，并具備良好的輸出電壓瞬變特性，使電源效率充分發(fā)揮，能適應(yīng)輸入電壓和負(fù)載的大范圍變化，這樣既降低功耗又減輕蓄電池的負(fù)擔(dān)，也使蓄電池內(nèi)置成為現(xiàn)實。
以下結(jié)合附圖和實施例對實用新型做進(jìn)一步的詳述

圖1為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為門控式正弦波輸出單元的電路工作原理圖；圖3為正弦波脈寬調(diào)制電路單元的電路工作原理圖；圖4的監(jiān)控單元的電路工作原理圖。
圖中I-市電供電逆變單元；II-直流輸出單元；III-正弦波脈寬調(diào)制及門控輸出單元；IV-監(jiān)控單元。
由圖1、2、3、4，本實用新型它包括市電供電逆變單元I、直流輸出單元II、正弦波脈寬調(diào)制及門控輸出單元III、監(jiān)控單元IV，其特征是所述的門控輸出單元中的倒相器IC1-1、IC1-2的腳1、腳7端分別與高速光耦器IC2、IC3的腳2端相接，IC2、IC3的腳6、端分別與其后級的IC5、IC6的腳1、5端相接，驅(qū)動放大器T1、T2、T3、T4的基極端分別與IC5-2、IC5-3、IC6-2、IC6-3的腳4、6、4、6端相接，VMOS開關(guān)管M1、M2的柵極端分別與T1與T2、T3與T4各自的發(fā)射極與集電極之間的a、b點端相接；所述的正弦波脈寬調(diào)制單元又由正弦波發(fā)生器、電壓控制電路、波形調(diào)整電路和集成穩(wěn)壓器驅(qū)動電路構(gòu)成，其中，正弦波發(fā)生器中的IC7-1其腳1端與IC7-2的腳6端相接，IC7-2的腳7端與電壓控制器IC7-3的腳12端相接，IC7-3的腳14端與波形調(diào)整電路中的IC8-1的腳5端串聯(lián)相接、IC8 -2的腳8端與集成穩(wěn)壓器IC9的腳2端相接，VMOS開關(guān)管M3、M4的柵極端分別IC9的腳14、11端相接；所述的監(jiān)控單元其中的電壓比較電路IC10-1、IC10-2、IC10-3、IC10-4的腳3、5、9、12端分別與取樣信號的中斷non-power、過壓hight-v、低壓low-v、過流over-I端相接，IC10-1、IC10-2、IC10-3、IC10-4的腳1、7、8、14端分別與其后級或門IC11-1、IC11-2、IC11-3、IC11-4的腳1、5、10、12、13端相接，IC11-1的腳3端與IC12的腳4端、IC11-4的腳11端與IC14的腳2端相接，開機保護(hù)電路IC13的腳3端與IC11的腳4端相接。上述的IC1、IC2(IC3)、IC5(IC6)、IC7、IC8-1(IC8-2)、IC9、IC10、IC11、IC12(IC13)其型號可以分別是TL082、SN517、74LS06、TL084、SG325、LM339、74LS32、NE555。
當(dāng)經(jīng)脈寬調(diào)制后的正弦波進(jìn)入IC1(TL082)，產(chǎn)生兩組頻率為50Hz的、相差180°的兩組方波，通過IC2、IC3(SN517)高速光耦合器分別送到后級的IC5、IC6(74LS06)，產(chǎn)生兩組“圖騰”柱式的方波，由驅(qū)動放大電路T1-T4提供出兩組15V-18V電壓信號，分別驅(qū)動M1、M2兩個大功率VMOS管開關(guān)，M1、M2以“開門”方式分別控制經(jīng)逆變器傳輸、二極管整流后的兩組直流電壓，各自產(chǎn)生上、下兩個半波，疊加構(gòu)成220V/50Hz的正弦波輸出。
正弦波脈寬調(diào)制電路由正弦波發(fā)生器、電壓控制電路、波形調(diào)整電路和集成穩(wěn)太器驅(qū)動電路構(gòu)成。IC7-1(TL084)及外圍電路構(gòu)成“文氏”橋正弦波發(fā)生器，經(jīng)IC7-2實現(xiàn)波形失真的修正，送到IC7-3電壓控制器，從而產(chǎn)生波形光滑、幅度恰當(dāng)?shù)恼也?。此正弦波進(jìn)入IC8-1(TL084)、IC8-2，實現(xiàn)波形放大及對稱翻轉(zhuǎn)，再送到后級集成穩(wěn)壓器IC9(SG3525)中，由IC9產(chǎn)生脈寬隨正弦波幅度變化而變化的驅(qū)動波形，驅(qū)動M3、M4兩個大功率VMOS管的開、關(guān)，M3、M4驅(qū)動逆變器L，向線圈次級傳輸。
供電系統(tǒng)中斷、過壓、低壓和過流等取樣信號進(jìn)入IC10-1至IC10-4(電壓比較電路)，當(dāng)取樣信號異常時電壓比較電路產(chǎn)生高電平，經(jīng)IC11四個或門判別，翻轉(zhuǎn)出高電壓觸發(fā)后級告警電路。IC12經(jīng)觸發(fā)后使蜂鳴器鳴叫；IC13為開機保護(hù)電路，消除開機瞬間浪涌及控制電路未進(jìn)入穩(wěn)態(tài)時的監(jiān)控系統(tǒng)誤判；IC14為計數(shù)器，當(dāng)多次開機異常時自動封鎖本機，防止本機異常情況工作損壞。
除上述實施例外，前述的各個單元之間及它們與現(xiàn)有技術(shù)之間的關(guān)系還可以簡述為I本機開關(guān)電源→供電系統(tǒng)(市電或電池)逆變直流；II直流脈寬調(diào)制逆變→直流輸出±5V、±12V；III正弦波脈寬調(diào)制逆變→交流輸出220V/50Hz；IV監(jiān)控系統(tǒng)(無市電、低壓、過壓、過流、軟起動)
權(quán)利要求1.一種內(nèi)置于機箱的在線式不間斷電源，它包括市電供電逆變單元(I)、直流輸出單元(II)、正弦波脈寬調(diào)制及門控輸出單元(III)、監(jiān)控單元(IV)，其特征是所述的門控輸出單元中的倒相器IC1-1、IC1-2的腳1、腳7端分別與高速光耦器IC2、IC3的腳2端相接，IC2、IC3的腳6、端分別與其后級的IC5、IC6的腳1、5端相接，驅(qū)動放大器T1、T2、T3、T4的基極端分別與IC5—2、IC5-3、IC6-2、IC6-3的腳4、6、4、6端相接，VMOS開關(guān)管M1、M2的柵極端分別與T1與T2、T3與T4各自的發(fā)射極與集電極之間的a、b點端相接；所述的正弦波脈寬調(diào)制單元又由正弦波發(fā)生器、電壓控制電路、波形調(diào)整電路和集成穩(wěn)壓器驅(qū)動電路構(gòu)成，其中，正弦波發(fā)生器中的IC7-1其腳1端與IC7-2的腳6端相接，IC7-2的腳7端與電壓控制器IC7-3的腳12端相接，IC7-3的腳14端與波形調(diào)整電路中的IC8-1的腳5端串聯(lián)相接、IC8 -2的腳8端與集成穩(wěn)壓器IC9的腳2端相接，VMOS開關(guān)管M3、M4的柵極端分別IC9的腳14、11端相接；所述的監(jiān)控單元其中的電壓比較電路IC10-1、IC10 -2、IC10-3、IC10-4的腳3、5、9、12端分別與取樣信號的中斷non-power、過壓hight-v、低壓low-v、過流over-I端相接，IC10-1、IC10-2、IC10-3、IC10-4的腳1、7、8、14端分別與其后級或門IC11-1、IC11-2、IC11-3、IC11-4的腳1、5、10、12、13端相接，IC11-1的腳3端與IC12的腳4端、IC11-4的腳11端與IC14的腳2端相接，開機保護(hù)電路IC13的腳3端與IC11的腳4端相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)置于機箱的在線式不間斷電源，其特征是上述的IC1、IC2(IC3)、IC5(IC6)、IC7、IC8-1(IC8-2)、IC9、IC10、IC11、IC12(IC13)其型號可以分別是TL082、SN517、74LS06、TL084、SG3525、LM339、74LS32、NE555。
專利摘要一種內(nèi)置于機箱的在線式不間斷電源，它包括正弦波脈寬調(diào)制及門控輸出單元等四個單元，其特點是門控輸出單元的倒相器IC1-1、IC1-2其腳1、7端與高速光耦器IC2、IC3的腳2端相接；正弦波脈寬調(diào)制單元中的IC7-3其腳14端與IC8-1的腳5端串聯(lián)；監(jiān)控單元中的IC10-1至IC10-4其腳3、5、9和12端分別與取樣信號中斷、過壓、低壓、過流端相接。本電源具有體積小、重量輕、可與計算機機箱一體化等方面的優(yōu)點。
文檔編號G06F1/30GK2235138SQ95212080
公開日1996年9月11日 申請日期1995年7月6日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月6日
發(fā)明者何勁, 蔡國江 申請人:北京未來星科技貿(mào)易中心