专利名称:多功能不间断电源的制作方法
本实用新型涉及一种电源技术，特别涉及一种不间断电源技术。
一般的不间断电源，其工作过程是交流电网通过输出变换电路给用电器供电，同时也给蓄电池充电；当交流电网断电时，蓄电池通过逆变电路将直流电转变成交流电后，再经输出变换电路继续维持向用电器供电。现有的不间断电源存在以下不足当交流电网断电是由一相或二相断相造成时，不能维持交流电网供电；当电网电压波动较大(如高于250V或低于180V)时，往往超出用电器的电源适应能力，而使其不能正常工作；当用电器漏电时，威胁操作者的人身安全；交流电网向蓄电池充电时，由于过充电而影响蓄电池的使用寿命。
本实用新型的目的是提供一种具有自动换相、过压欠压保护、漏电保护等功能的多功能不间断电源；该电源还具有限压、限速充电等附加功能。
图1为本实用新型基本方案框图。图1中，输出变换电路3、整流电路4、蓄电池组5、逆变电路6，与一般的不间断电源基本一样。自动换相电路1从三相四线制交流电网中选一相经输出变换电路3、漏电保护电路7向用电器交流供电。同时该交流电经整流电路4整流后给蓄电池组5充电。当交流电网发生一相或二相断电时，自动换相电路可从三相电中自动选取没有断电的那一相，继续维持交流电网供电。当交流电网电压高于上限电压250V或低于下限电压180V(上、下限电压可根据用电器电源适应能力任意调定，下同)时，过压欠压保护电路2控制输出变换电路3切断交流电网供电，自动转入由逆变电路6将蓄电池组5的直流电转变成交流电后，经输出变换电路3维持向用电器交流供电。当交流电网由于三相均断相造成断电时，象前述一样，也自动转入直流逆变供电。前述的过压欠压或三相断相不正常现象消除后，输出变换电路3可使本电源自动转入由交流电网供电。当本电源供电的用电器漏电(即外壳带电)时，漏电保护电路7可自动切断电源，只有在漏电情况消除后，才能恢复由本电源正常供电。
图2为本实用新型最佳实施方案框图。图2中，1、2、3、4、5、6、7与图1相同，其工作过程也基本相同，这里就不重复了。所不同的是交流电网通过输出变换电路3、整流电路4给蓄电池组5充电，是在限压充电电路8控制下进行的，即当蓄电池组的电压低于23V时，接通变速电电路9，开始自动充电；充电到24.5V时，切断变速充电电路，充电停止，以防过充电。充电时由变速充电电路9自动控制充电速度，即随着被充电的蓄电池组的电压增高而自动减小充电电流，以保护蓄电池。换相显示器10可以显示出交流电网是哪一相在供电；过、欠压指示器11可以显示出交流电网处于过压或欠压状态；交、直流指示器12可以显示出是交流电网供电还是直流逆变供电；漏电指示器13可以显示出用电器处于漏电状态。通过上述的显示，可以直观地告诉我们本电源处于何种工作状态。
图3为本实用新型最佳实施方案的电路图。现结合图3对本实用新型做进一步说明，涉及到采用已有的电路只做极简略的叙述。
自动换相电路1由图3中A相双向可控硅SCR3、B相双向可控硅SCR4、C相双向可控硅SCR5、A相继电器J4、B相继电器J5、C相继电器J6及A相触发电阻R19、B相触发电阻R20、C相触发电阻R21所组成。A、B、C为交流电网的三相(即三条火线)，O为零线。当三相都有电时，J6吸合，其常闭接点J6－2、J6－3、J6－4、J6－5断开，SCR3、SCR4截止，则R21从C相取得触发信号触发SCR5导通，由C相供电；同时常开接点J6－1接通，指示灯ZS1亮，显示C相供电。当C相断电时，J6释放，J6－2、J6－3、J6－4、J6－5接通，J5吸合，其常闭接点J5－3、J5－4断开，常开接点J5－2接通，则R20从B相取得触发信号触发SCR4导通，由B相供电；同时常开接点J5－1接通，指示灯ZS2亮，显示B相供电。J6－1断开，ZS1灭。当B、C相都断电时，J5、J6都释放，J5－3、J6－3、J5－4、J6－4都接通，则R19从A相取得触发信号触发SCR3导通，由A相供电；同时J4吸合，J4－1接通，指示灯ZS3亮，显示A相供电。J5－1断开，ZS2灭。输出变换电路3由继电器J3及其部分接点组成。上述的交流电网供电正常时，J7－1接通，J3吸合，J3－1的b、c接点接通，通过插座CZ给用电器供电。同时J3－2接通，经由变压器T2、二极管D5和D6、电阻R12和R13、电容C5和C7组成的整流电路4给蓄电池组5充电。充电是在限压充电电路的控制下进行的。限压充电电路8主要由三极管BG7～BG11及继电器J8组成。当蓄电池组的12V组电压降到11.5V以下时，BG7、BG8、BG9截止，BG10、BG11导通，J8吸合，接在变速充电电路中的常开接点J8－1接通，此时由于J3吸合，J3－4也接通，因而SCR6触发导通，形成了充电回路，给蓄电池组充电。当蓄电池组的12V组充电到12.25V(即蓄电池组电压为24.5V)时，限压充电电路中的J8由于BG10、BG11的截止而释放，则J8－1断开，SCR6阻断，充电停止。充电的快慢由变速充电电路来控制。变速充电电路9中，由单结管BG5、电位器W3及电容C11组成一个振荡器，振荡信号经三极管BG6放大后触发SCR6导通(与前述一样)，开始充电。随着充电电压的升高，由W4和R25串联组成的分压电路中取得的单结管BG5的基极电压也随着升高，则单结管振荡器的振荡频率下降，SCR6的导通角减小，从而减小了充电电流，即自动调节充电速度。特别指出的，在变速充电电路中接有另一个单向可控硅SCR7，其负极与蓄电池组的负极相接，正极接地，在地和触发极之间串联有触发电阻R27和J3的常闭接点J3－5，这就形成了直流逆变供电时的放电通路(在逆变供电时再叙述)。过压欠压保护电路2主要由变压器T1、继电器J2和J7、电位器W1和W2、稳压块IC2和与非门IC1组成。当交流电网电压正常时，J2吸合，交流指示灯ZS6亮，显示交流电网供电，J2的常闭接点J2－1断开。当交流电网电压高于250V时，由W2分压设定的上限电压使IC1的门1打开，输出低电平，BG1导通，发光管LED1导通发光，显示过电压。此时BG2截止，D点为高电位，使J7吸合，其常闭接点J7－1断开，J3释放，其常开接点J3－2断开，J3－1的a、b接通，b、c断开，切断交流电网供电，转入直流逆变供电。此时，J2释放，ZS6灭，J2－1接通，直流指示灯ZS4亮，显示直流逆变供电。当交流电网电压低于180V时，由W1分压设定的下限电压使IC1的门2输出高电平，门4打开，输出低电平，发光管LED2导通发光，显示欠压，重复上述过压工作过程，即转入直流逆变供电。逆变电路6主要由与非门IC3、三极管BG3和BG4、可控硅SCR1和SCR2、阻断电容C5及变压器T2组成。当交流电网停电或过压欠压时，输出变换电路的J3释放，J3－1的a、b接通，J3－2断开，接在逆变电路中的J3－3也接通，则蓄电池组的24V电压通过接在变速充电电路中的SCR7组成的放电回路，加到由IC3的两个与非门组成的多谐振荡器上，振荡输出的50Hz方波经BG3、BG4放大后，去触发SCR1和SCR2，在阻断电容C6的作用下，使SCR1和SCR2交替导通和阻断，产生交流50Hz电压由变压器T2升至220V，经J3－1的a、b接点向用电器供电。当交流电网恢复正常供电时，J7－1接通，J3吸合，J3－1的b、c接通，交流电网向用电器供电；同时J3－2接通，给蓄电池组充电；J3－3断开，振荡器停止工作。漏电保护电路7由继电器J1、串联电阻R1及漏电指示灯ZS5组成。当用电器外壳漏电时，J1吸合，ZS5亮，同时接在火线上的常闭接点J1－1断开，切断供电电源。当漏电现象消除后，J1释放，J1－1接通，恢复由本电源供电。
图4为本实用新型的结构示意图。图4中，14为面板，15为线路板，16为机壳。各种显示、指示灯均装在面板14上，各电路部分均装在线路板15上，结构极其简单。
由上所述，本实用新型采用三相四线制交流电网供电，由自动换相电路选取未断电的一相供电，这样可以充分利用交流电网供电；采用了过压欠压保护电路并与逆变电路相配合，因此当交流电网电压大幅度波动或三相均断电时，可自动转入直流逆变供电，从而保证了用电器连续正常工作；采用了漏电保护电路，一旦用电器漏电时，切断电源，可保证操作者的人身安全；采用了限压充电和变速充电电路，可以有效地防止蓄电池过充电，从而延长了蓄电池的使用寿命；配有各种显示、指示灯，可以直观地显示出本电源处于何种工作状态；整个电路中无大电流继电器，因此无火花产生，保证了本电源可靠的工作。由于本实用新型功能齐全，并采用大容量蓄电池组，当功率为400VA时，可维持八小时直流逆变供电，因此不仅适用于计算机房、电视编辑室，也可以在医院手术室和战地野外救护等场合使用。
权利要求
1.一种多功能不间断电源，包括一个自动转换由交流电网向用电器供电或是由直流逆变向用电器供电的输出变换电路，一个将来自输出变换电路、由交流电网供给的交流电整流后向蓄电池组充电的整流电路，一个被来自整流电路的直流电充电、当切断交流电网供电时将直流电输入到逆变电路的蓄电池组，一个当切断交流电网供电时、将蓄电池组的直流电转变成交流电并通过输出变换电路维持向用电器供电的逆变电路，其特征是还包括一个从三相四线制交流电网的三相电中选取不断电的一相交流电通过输出变换电路供给用电器、同时将该相交流电输入到过压欠压保护电路的自动换相电路，一个输入端与自动换相电路相接、当交流电网电压高于上限电压(如250V)或低于下限电压(如180V)时自动切断交流电网供电、同时控制输出变换电路转入直流逆变供电的过压欠压保护电路，一个将来自输出变换电路的交流电(交流电网或直流逆变的交流电)供给用电器、当用电器外壳漏电时自动切断该交流电的漏电保护电路。
2.按权利要求
1所说的多功能不间断电源，其特征是还包括一个与蓄电池组相接、当蓄电池组电压低于23V时控制变速充电电路给蓄电池组充电、当充电到24.5V时控制变速充电电路停止充电的限压充电电路，一个在限压充电电路控制下、将来自整流电路的直流电给蓄电池组充电、充电到24.5V时停止充电、而且随着充电电压的升高自动减小充电电流、在直流逆变供电时形成放电通路的变速充电电路，一个与自动换相电路相接、显示交流电网是由哪一相供电的换相显示器，一个与过压欠压保护电路相接、显示交流电网是处于过压(高于上限电压，如250V)或欠压(低于下限电压，如180V)工作状态的过、欠压指示器，一个与过压欠压保护电路相接、显示是交流电网供电还是直流逆变供电的交、直流指示器，一个与漏电保护电路相接、显示用电器外壳处于漏电状态的漏电指示器。
3.按权利要求
1或2所说的多功能不间断电源，其特征是所说的自动换相电路包括一个接在C相和O线之间、其四个常闭接点分别与A相触发电阻、B相触发电阻、A相继电器、B相继电器相串联、从而控制A相双向可控硅和B相双向可控硅的导通和截止、控制A相继电器和B相继电器的吸合和释放的C相继电器，一个接在C相中、其触发端与C相触发电阻相接、从而控制C相通断的C相双向可控硅，一个一端与C相相接、另一端与C相双向可控硅触发极相接、从而从C相取得触发信号用以触发C相双向可控硅导通的C相触发电阻，一个与C相继电器的一个常闭接点相串联且接在B相和O线之间、其吸合和释放受C相继电器控制、其两个常闭接点分别与A相触发电阻和A相继电器相串联、从而控制A相双各可控硅的导通和截止、控制A相继电器的吸合和释放、其一个常开接点与B相触发电阻相串联、从而控制B相双向可控硅的导通和截止的B相继电器，一个接在B相中、其触发端与B相触发电阻相接、从而控制B相通断的B相双向可控硅，一个与C相继电器的一个常闭接点和B相继电器的一个常开接点相串联后接在B相双向可控硅的触发极和B相之间、从而从B相取得触发信号用以触发B相双向可控硅导通的B相触发电阻，一个与B相和C相继电器的各一个常闭接点相串联后接在A相和O线之间、其吸合和释放受B相继电器C相继电器控制的A相继电器，一个接在A相中、其触发端与A相触发电阻相接从而控制A相通断的A相双向可控硅，一个与B相继电器和C相继电器各一个常闭接点相串联后接在A相双向可控硅的触发极和A相之间、从而从A相取得触发信号用以触发A相双向可控硅导通的A相触发电阻。
4.按权利要求
1或2所说的多功能不间断电源，其特征是所说的变速充电电路中包括一个负极与蓄电池组的负极相接、正极接地、触发极和地之间串联有触发电阻和输出变换电路中的继电器的一个常闭接点、从而在输出变换电路的控制下触发其导通而形成直流逆变供电时放电通路的单向可控硅。
专利摘要
一种多功能不间断电源，由自动换相电路、过压欠压保护电路、漏电保护电路、输出变换电路、逆变电路和蓄电池组等组成。本电源接三相四线制电网，由自动换相电路选取一相供电。在三相均断电或电网电压大幅度波动时，自动转入直流逆变供电，保证用电器连续正常工作。用电器漏电时，自动切断电源，保证操作者安全。还接有限压、变速充电电路，防止对蓄电池过充电。本电源功能齐全，可在计算机房、电视编辑室、医院手术室等场合使用。
文档编号H02J7/00GK87203216SQ87203216
公开日1988年3月30日 申请日期1987年4月25日
发明者曲在仁, 宁君 申请人:沈阳军区军医学校导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan