一种ups电源装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种UPS电源装置，包括电桥、BOOST升压电路、蓄电池、充电电路、反馈电路及控制单元。本实用新型的充电电路是复用BOOST升压电路中的电感为蓄电池进行充电，相对于现有的现有技术的充电电路可以节省电感，减小体积和成本；同时，在BOOST升压电路处于非工作状态，反馈电路断路，反馈电路上的元器件不会产生功率消耗，极大的降低了本装置的自损耗率。
【专利说明】 —种UPS电源装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电源，尤其涉及到一种UPS电源装置。
【背景技术】
[0002]UPS (Un-1nterruptible Power System)电源装置,在外部断电的情况下，为用电设备提供电力供应，即确保为用电设备提供不间断的电力供应。在现有技术中，一般包括交流输入模块、BOOST升压电路、充电电路、反馈电路和蓄电池。
[0003]但发明人发现现有技术至少存在以下问题:
[0004]1、为了解决蓄电池充电的问题，现有的UPS电源装置包括交流输入模块、BOOST升压电路和蓄电池之外，还需增加额外的电感及驱动电路组成的充电电路以帮助蓄电池利用市电进行充电。额外增加的电感，二极管、开关管及其驱动电路等，导致UPS电源装置的体积大，成本高；
[0005]2、当BOOST升压电路不工作时，输出端电压实质上等于输入端电压，跨接在输出正、负端反馈电路仍然会产生功率消耗，增加了电路的自损耗率。
实用新型内容
[0006]为了解决现有的UPS电源装置充电电路使用元器件较多、体积大、成本高的问题，和BOOST升压电路在不工作时仍然产生功率消耗，导致电路的自损耗率高的问题，本实用新型提供了一种UPS电源装置。
[0007]方案如下:
[0008]UPS电源装置，包括电桥VT、第一开关管Ql、BOOST升压电路、充电电路、蓄电池BAT、反馈电路和控制单元；
[0009]所述第一开关管Q和蓄电池BAT依顺序串联在所述电桥VT的输出正、负端之间，所述电桥VT的输出正端和第一开关管Ql的一端连接，电桥VT的输出负端和所述蓄电池BAT的负极连接；
[0010]所述BOOST升压电路连接在所述电桥的VT输出正端和输出负端之间，所述BOOST升压电路包括依顺序串联的电感L、第一二极管Dl和第一电容Cl，还包括第二开关管Q2，所述第二开关管Q2的一端连接在电感L和第一二极管Dl的连接点上，所述第二开关管Q2的另一端连接在电桥VT的输出负端；
[0011]所述反馈电路包括串联的第五开关管Q5、第三二极管D3、第二电容C2和复数个电阻，所述第五开关管Q5的第一端连接在第一二极管Dl和第一电容Cl的连接点上，所述第五开关管Q5的第二端串复数个电阻后接所述蓄电池BAT的负极，第五开关管Q5的第三端分别连接第三二极管D3的阳极和第二电容C2的一端，第三二极管D3的阴极接在第二开关管Q2和电感L的连接点上，第二电容C2的另一端接和所述蓄电池BAT的负极，所述复数个电阻间的一分压点和所述控制单元连接；
[0012]所述充电电路包括第三开关管Q3、第四开关管Q4和第二二极管D2，所述第二二极管D2的阴极与所述电感L的第一端连接，所述电感L的第一端还和所述第三开关管Q3的一端连接，所述第二二极管D2的阳极与所述蓄电池BAT的负极连接，所述第三开关管Q3的另一端连接在所述第一二极管Dl阴极和所述第一电容Cl的连接点上，所述第四开关管Q4的一端连接在所述电感L的第二端，所述第四开关管Q4的另一端连接所述蓄电池的正极。
[0013]本实用新型增加了 一充电电路，该充电电路复用原BOOST升压电路中的电感为蓄电池进行充电，相对于现有的现有技术的充电电路可以节省电感，减小体积和成本；同时，对现有技术的BOOST升压电路中的反馈电路作出改进，加设了第五开关管Q5，在BOOST升压电路处于工作状态时，第五开关管Q5导通，反馈电路处于通路状态，在BOOST升压电路处于非工作状态时，第五开关管Q5截止，反馈电路处于断路状态，因此，在BOOST升压电路处于非工作状态(即控制单元停止工作)，反馈电路断路，反馈电路上的元器件不会产生功率消耗，极大的降低了本电路关机后的自损耗率。
[0014]可知，本实用新型体积小、成本低，并且在关机状态下自损耗率低。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型实施例中提供的电路连接图；
[0016]图2为本实用新型实施例中提供的电感储能回路的示意图；
[0017]图3为本实用新型实施例中提供的电感续流回路的示意图。
【具体实施方式】
[0018]为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清晰，下面结合附图和实施方式作进一步地详细描述。需要说明的是，为使描述更加清晰明白，下面采用一具体分立元器件连接的方式对本实施方式加以说明，其中，第一开关管采用第一晶闸管，第四开关管采用第二晶闸管，第二开关管采用第一 NMOS管，第三开关管采用第二 NMOS管，第五开关管采用第三NMOS管，应当理解，此处元器件的选用并不能用来限制本实用新型，如第一开关管至第四开关管还可以根据具体情况选用三极管、PMOS管、IGBT (Insulated Gate BipolarTransistor,绝缘栅双极性晶体管)或其他电控开关管。
[0019]如图1所示，UPS电源装置，包括电桥VT、第一开关管Q1、B00ST升压电路、充电电路、蓄电池BAT、反馈电路和控制单元；
[0020]第一晶闸管Ql和蓄电池BAT依顺序串联在电桥VT的输出正、负端之间，所述电桥VT的输出正端和第一晶闸管Ql的阳极连接，第一晶闸管Ql的阴极和蓄电池BAT的正极连接，蓄电池BAT的负极和电桥VT的输出负端连接；
[0021]BOOST升压电路连接在电桥VT的输出正端和输出负端之间，BOOST升压电路包括依顺序串联的电感L、第一二极管Dl和第一电容Cl,还包括一并联在所述第一二极管Dl和第一电容Cl两端的第二开关管Q2 ;即电桥VT的输出正端连接电感L的第一端，电感L的第二端连接第一二极管Dl的阳极，第一二极管Dl的阴极连接第一电容Cl的一端，第一电容Cl的另一端连接电桥VT的输出负端，第一 NMOS管Q2的漏极连接在第一二极管Dl和第一电容Cl的连接点上，第一 NMOS管Q2的源极连接电桥VT的输出负端；
[0022]所述反馈电路包括串联的第三NMOS管Q5、第三二极管D3、第二电容C2和复数个电阻(在此选用电阻Rl和电阻R2)。第三NMOS管Q5的漏极连接在第一二极管Dl和第一电容Cl的连接点上，第三NMOS管Q5的源极连接电阻Rl的一端，电阻Rl的另一端串电阻R2后连接电容C的另一端，电阻Rl和电阻R2的连接点作为反馈输出端和控制单元连接，第三NMOS管Q5的栅极分别连接第三二极管D3的阳极和第二电容C2的一端，第三二极管D3的阴极接在第一 NMOS管Q2的漏极，第二电容C2的另一端接和蓄电池BAT的负极，电阻Rl和电阻R2的连接点和控制单元连接；需要说明的是，反馈电路用于检测第一电容Cl的输出电压并将检测值反馈给控制单元，控制单元根据检测值调节发给第一 NMOS管Q2的PWM或PFM信号，控制第一 NMOS管Q2周期内的导通/截止的时间比，到达调节第一电容Cl的输出电压的目的，使输出电压达到设定值。
[0023]所述充电电路包括第二 NMOS管Q3、第二晶闸管Q4和第二二极管D2，第二二极管D2的阴极与所述电感L的第一端连接，电感L的第一端还和第二 NMOS管Q3的漏极连接，第二二极管D2的阳极与蓄电池BAT的负极连接，第二 NMOS管Q3的源极连接在第一二极管Dl阴极和第一电容Cl的连接点上，第二晶闸管Q4的阳极连接在电感L的第二端，第二晶闸管Q4的阴极连接蓄电池BAT的正极。
[0024]需要说明的是，第一晶闸管Ql的门极、第二晶闸管Q4的门极、第一 NMOS管Q2的栅极、第二 NMOS管Q3的栅极分别和控制单元连接，该控制单元可采用ASIC集成电路模块、控制芯片等，在此不做穷举。
[0025]工作原理如下:
[0026]控制单元通过对第一 NMOS管Q2的栅极的控制，使得第一 NMOS管Q2可以在电路驱动的控制下开通和关断，当第一 NMOS管Q2在电路驱动的控制下开通时，电感L储能，当第一 NMOS管Q2关断时，电感L释放电能，电容C两端的电压增高，并输出增高后的电压。
[0027]市电通过BOOST升压电路为电容C充电。
[0028]使第二 NMOS管Q3开通、第二晶闸管Q4开通，第一 NMOS管Q2关断时，如图2中的虚线所示，形成电感L的储能回路，第一电容Cl储存的电能通过第一电容Cl、电感L、第二NMOS管Q3，蓄电池BAT形成的降压电路为蓄电池BAT充电。
[0029]使第二 NMOS管Q3关断、第二晶闸管Q4开通、第一 NMOS管Q2关断时，如图3所示，形成电感L的电流续流回路，电感L通过电感L、第二晶闸管Q4、蓄电池BAT和第二二极管D2形成的降压电路释放电能，为蓄电池BAT充电。
[0030]当控制单元工作时，第一 NMOS管Q2周期性的导通和截止，使第二电容C2上产生第三NMOS管Q5导通的电压或电流信号，使反馈电路处于通路状态；当控制单元停止工作时，第一 NMOS管Q2断开，第三二极管D3持续截止，第二电容C2上无法产生驱动第三NMOS管Q5工作的信号，因此第三NMOS管Q5处于截止状态，相应的，反馈电路处于断路状态，反馈电路上的元器件不产生功率消耗，极大的降低了本电路关机后的自损耗率。
[0031]本实施例所提供的UPS电源装置，通过在现有的UPS电源装置上增加了充电电路，充电电路通过复用原有UPS电源装置中的电感为UPS电源装置中的蓄电池进行充电，相对于现有的UPS充电电路可以节省电感，减小UPS的体积；同时，通过第三NMOS管Q5控制反馈电路的通/断，BOOST升压电路不升压的情况下有效降低反馈电路的自损耗。
[0032]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包在本实用新型范围内。
【权利要求】
1.UPS电源装置，其特征在于，包括电桥(VT)、第一开关管(Ql)、BOOST升压电路、充电电路、蓄电池(BAT)、反馈电路和控制单元； 所述第一开关管(Ql)和蓄电池(BAT)依顺序串联在所述电桥(VT)的输出正、负端之间，所述电桥(VT)的输出正端和所述第一开关管(Ql)的一端连接，所述电桥(VT)的输出负端和所述蓄电池(BAT)的负极连接； 所述BOOST升压电路连接在所述电桥(VT)的输出正端和输出负端之间，所述BOOST升压电路包括依顺序串联的电感(U、第一二极管(Dl)和第一电容(Cl)，还包括第二开关管(Q2)，所述第二开关管(Q2)的一端连接在电感(L)和第一二极管(Dl)的连接点上，所述第二开关管(Q2)的另一端连接在电桥(VT)的输出负端； 所述反馈电路包括串联的第五开关管(Q5)、第三二极管(D3)、第二电容(C2)和复数个电阻，所述第五开关管(Q5)的第一端连接在第一二极管(Dl)和第一电容(Cl)的连接点上，所述第五开关管(Q5)的第二端串复数个电阻后接所述蓄电池(BAT)的负极，第五开关管(Q5)的第三端分别连接第三二极管(D3)的阳极和第二电容(C2)的一端，第三二极管(D3)的阴极接在第二开关管(Q2)和电感(L)的连接点上，第二电容(C2)的另一端接和所述蓄电池(BAT)的负极，所述复数个电阻间的一分压点和所述控制单元连接； 所述充电电路包括第三开关管(Q3)、第四开关管(Q4)和第二二极管(D2)，所述第二二极管(D2)的阴极与所述电感(L)的第一端连接，所述电感(L)的第一端还和所述第三开关管(Q3)的一端连接，所述第二二极管(D2)的阳极与所述蓄电池(BAT)的负极连接，所述第三开关管(Q3)的另一端连接在所述第一二极管(Dl)阴极和所述第一电容(Cl)的连接点上，所述第四开关管(Q4)的一端连接在所述电感(L)的第二端，所述第四开关管(Q4)的另一端连接所述蓄电池的正极。
2.如权利要求1所述的UPS电源装置，其特征在于，所述开关管包括晶闸管、三极管、电力场效应管或绝缘栅双极性晶体管。
【文档编号】H02J7/00GK203562799SQ201320617408
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年10月8日 优先权日:2013年10月8日
【发明者】余汉城 申请人:余汉城