专利名称：容错ups网络系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力的变电或配电技术中的交流和直流之间及用于电源或类似的电力系统的变换设备，是一种利用静态变换器组合的不可逆的将交流或直流功率输入变换为直流功率输出的设备。
现有的不间断电源系统(UPS)不但结构复杂、噪声大、效率低、耗能高、易发热，而且只能单台使用，可靠性差，经常会因UPS自身故障而不能使负载(如计算机)得到正常的供电，甚至还会对负载构成潜在的威胁。人们多年来一直在寻求设计出一种能容忍自身出现的故障，而又能在任何情况下都能维持对负载的正常供电的不间断电源系统(UPS)，但却始终无法做到，从而使现有的UPS并不能真正成为能为负载提供极高可靠性“不间断电源”的系统，当UPS本身出现故障时，对外供电只好中止。因而UPS自身故障造成计算机等负载工作中断，并造成不必要的损失的情况时有发生。
本发明的目的是提供一种具有极高可靠性，确保负载在任何情况下都能得到正常供电的容错UPS网络系统。不因网络中任何局部故障、损坏而影响对外正常供电。
本发明的技术解决方案是一种容错UPS网络系统，其采用完全不同于现有技术的独特设计具有运行时互不干扰的两台或两台以上的UPS单机，上述UPS单机通过特制并联装置为负载共同供电，各UPS单机分别联接市电，网络系统的对外输出的总功率为各UPS单机容量之和。
本发明中的各UPS单机分别使用配套的独立电池组。当然，也可共同使用同一个电池组。或采用其他合适的电池组使用方式。
本发明中的各UPS单机选用输出平直波型UPS或输出正弦波型UPS或输出方波型UPS。当然，也可采用其他合适型式的UPS单机。
本发明中的各UPS单机为一个或二个或二个以上UPS主电路构成的独立体。
本发明中的特制并联装置为一组调幅控制器与一个或门电路的组合;或为一组调频、调幅、锁相控制器与一个或门电路的组合。当然，并联装置也可采用其他合适的电路组合形式。
本发明中的一组调幅控制器包括二个或二个以上的调幅控制电路，每个调幅控制电路用来与一个UPS单机相联接;相类同，一组调频、调幅、锁相控制器包括二个或二个以上的调频、调幅、锁相控制电路，每个控制电路也与一个UPS单机相联接。当然，调幅控制器或调频、调幅、锁相控制器也可采用其他合适的电路结构形式。
本发明中的调幅控制电路包括一个振荡电路，振荡电路产生的信号经脉冲放大电路、功率放大电路和整流滤波电路产生输出电压，输出电压又反馈到一个脉宽调制电路，脉宽调制电路输出信号给振荡电路和脉冲放大电路，使振荡电路输出为脉宽调制波，电路中还接有保护电路，一个控制电源为上述各电路提供所需电能。当然，调幅控制电路也可采用其他合适的具体电路结构形式。
本发明中的各个调幅控制电路或各个调频、调幅、锁相控制电路与各对应的UPS单机装于同一壳体内，或门电路则装于另一壳体内。当然，也可将各控制电路与或门电路同装于一个壳体内，或采用其他合适的组配形式。
本发明的优点是结构简单、制造成本低、容量越大相对越便宜。尤其是由多组独立UPS(不间断电源系统)组成的并联容错UPS网络，除难以想象的灾难(如所有组独立UPS同一时刻瘫痪)外，网络中的任何局部故障、损坏或对网络中的任一UPS在线检查、维护、更换主机、电池、都不会影响对负载(如计算机网络)的正常供电。网络的极高可靠性为其他任何UPS所望尘莫及，如若一般UPS的故障率为1/3000，则本发明的由四个UPS构成的容错UPS网络系统的故障率仅为(1/3000)4，即工作百万亿次才发生一次因UPS故障造成负载供电中断的可能情况，实际上已经达到了绝对可靠的程度。容错UPS网络系统为完全在线式，无论市电怎样通断，均无任何转换时间。容错UPS网络系统主机为超薄机型，1-5KVA主机重量仅为5公斤，体积与普通家用录像机差不多。工作效率可高达95%，甚至更高，工作时无噪声。而且容错UPS网络系统为稳频、稳压的超净化不间断电源，在市电的大幅度波动、大电流变化、负载突变等条件下，均能稳定工作。
以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明
图1为本发明的一种容错UPS网络系统的结构示意图。
图2为本发明可采用的一种并联装置结构示意图。
图3为本发明可采用的一种调频、调幅、锁相控制器原理示意图。
图4为本发明可采用的一种调幅控制器电原理框图。
图1描述了本发明的一个实施例。多个UPS单机UPS1、UPS2…UPSn，分别使用配套的独立电池组，运行时互不干扰，各UPS单机均与市电相联接，各单机无论短路、断路或任何其他故障都不能影响网络上其他单机的运行。各UPS单机UPS1、UPS2…UPSn均通过一个特制并联装置为负载共同供电，网络系统的对外输出的总功率为各UPS单机容量之和。具体使用中，就可采用南通科达公司生产的KDN-UPS作为UPS单机，KDN-UPS单机为一种输出平直波型UPS，它的内部设计了一个被称为SPS的波型变换器，向它输入市电或直流电，它可以按有关程序产生指定的平直波输出，该平直波是甚低频微辐波与直流电合成的正向微脉动电类直流电，它无疑是阻容性负载(如开关电源类的计算机、监视器及其它相关设备)最理想的电源。对于负载突发性的大幅度变化或外界的强电磁干扰都不会引起电源输出的突变，即使有些变化，也是一个平缓的过程，彻底根除了浪涌、跌落、尖峰脉冲等不良供电现象。当然，配备相应的并联装置，也可选择其他合适的UPS作为单机构成容错UPS网络系统。
图2描述了一种本发明可采用的并联装置。该装置中包括多个控制器41、42…4n等，这些控制器在采用输出平直波型UPS单机时，可选用调幅控制器，而在采用输出正弦波等型式的UPS单机时，则可选用调频、调幅、锁相控制器，当然，以采用输出平直波型UPS单机及调幅控制器为简单易行。并联装置中还有一个或门电路5。其基本的工作原理是，当由多个UPS单机UPS1、UPS2…UPSn产生的输入电压U1、U2…Un分别对应输入多个控制器41、42…4n，并经各控制器进行电压调节后产生了相等的多个输出电压U01、U02…U0n，这些输出电压再经或门电路5后产生最后输出电压U0，即为不间断电源输出。
图3描述了本发明可采用的一种调频、调幅、锁相控制电路。该电路包括一个频率、幅度、相位调节控制器9，其输入信号Ui来自UPS单机1输出的电压，调节控制器9还产生幅度检测反馈信号6、频率检测反馈信号7，及相位检测反馈信号8，用于控制输入信号Ui，以产生与其他调节控制器一致的输出信号UO，达到各路信号相互并联，组成容错UPS网络系统的目的。
图4描述了本发明可采用的一种用于输出平直波型UPS单机构成的容错UPS网络系统的并联装置中的单个调幅控制电路。该控制电路也可称为开关式电压调节电路。其中包括振荡电路11，脉冲放大电路12、功率放大电路13、脉宽调制电路15、保护电路16、控制电源电路14、及由变压器B、整流二极管D、扼流圈L、电容C构成的整流滤波电路。振荡电路产生50KHZ的高频信号，该信号经脉冲放大、功率放大和整流滤波输出电压U01、而U01又反馈到脉宽调制电路15，使振荡电路11的输出为脉宽调制波。稳定原理为当U01因负载或电源等原因上升△U01时，△U01使脉宽调制波的脉宽减小，从而使U01下降，反之，当U01下降时，脉宽增加，使输出稳定，因此，只要把网络系统中的各调制控制电路的电压设定在同一点上，就可以实现多路并联了，即可使U01与U02…U0n经或门电路5产生出UO。
在实际运用中，并不一定要制作出一个如上述完整的并联装置，如在采用南通科达公司的KDN-UPS作为UPS单机时，即可将调幅控制调节电路分别置于各对应的UPS单机中。并将各UPS单机的输出连接线共插于一个装有或门电路的组合插座上，即可非常简单、经济地实现容错UPS网络系统。
为了能在高可靠性的基础上，达到结构简单、低成本和使用方便的目的，也可采用将二个或二个以上(以二个为佳)的UPS主电路(尤其是平直波型UPS)置于同一壳体内，从而为容错UPS网络系统的更广泛推广应用创造有利条件。当然，由二个或多个UPS主电路构成的UPS单机仍可进一步利用并联装置进行并联，以达到更高的可靠性。
权利要求
1.一种容错UPS网络系统，其特征在于具有运行时互不干扰的两台或两台以上的UPS单机，上述UPS单机通过特制并联装置为负载共同供电，各UPS单机分别联接市电，网络系统的对外输出的总功率为各UPS单机容量之和。
2.根据权利要求1所述的容错UPS网络系统，其特征在于各UPS单机分别使用配套的独立电池组。
3.根据权利要求1或2所述的容错UPS网络系统，其特征在于各UPS单机选用输出平直波型UPS或输出正弦波型UPS或输出方波型UPS。
4.根据权利要求1或2所述的容错UPS网络系统，其特征在于各UPS单机为一个或二个或二个以上UPS主电路构成的独立体。
5.根据权利要求1或2所述的容错UPS网络系统，其特征在于特制并联装置为一组调幅控制器与一个或门电路的组合;或为一组调频、调幅、锁相控制器与一个或门电路的组合。
6.根据权利要求5所述的容错UPS网络系统，其特征在于一组调幅控制器包括二个或二个以上的调幅控制电路，每个调幅控制电路用来与一个UPS单机相联接;一组调频、调幅、锁相控制器的组成也与上述类同。
7.根据权利要求6所述的容错UPS网络系统，其特征在于调幅控制电路包括一个振荡电路，振荡电路产生的信号经脉冲放大电路、功率放大电路和整流滤波电路产生输出电压，输出电压又反馈到一个脉宽调制电路，脉宽调制电路输出信号给振荡电路和脉冲放大电路，使振荡电路输出为脉宽调制波，电路中还接有保护电路，一个控制电源为上述各电路提供所需电能。
8.根据权利要求5所述的容错UPS网络系统，其特征在于各个调幅控制电路或各个调频、调幅、锁相控制电路与各对应UPS单机装于一个壳体内，或门电路则装于另一壳体内。
全文摘要
本发明公开了一种容错UPS网络系统，具有运行时互不干扰的两台或两台以上的UPS单机，上述UPS单机通过特制并联装置为负载共同供电，各UPS单机分别联接市电，网络系统的对外输出的总功率为各UPS单机容量之和。各UPS单机分别使用配套的独立电池组。具有极高可靠性，确保在任何情况下都能维持对负载的正常供电，而且无噪声、效率高、体积小、重量轻、尤其适合在重要场合使用，如金触系统、军事指挥系统等计算机网络系统等。
文档编号G06F1/30GK1085331SQ9311175
公开日1994年4月13日 申请日期1993年9月25日 优先权日1993年9月25日
发明者李士武, 王开章, 季寅 申请人:李士武