一种UPS电源的制作方法

本实用新型属于电源技术领域，具体涉及一种UPS电源。

背景技术：

UPS，即不间断电源，是将蓄电池与主机相连接，通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。随着各类用电设备对供电电源的性能和可靠性的要求越来越高，UPS得到了广泛的应用。UPS在市电输入正常时，市电经过UPS稳压后向用电设备提供电能，同时经过充电电路对蓄电池充电；当市电因维修、故障等造成输入异常时，UPS将蓄电池的直流电逆变后向用电设备提供交流电。且由于市电掉电又突然上电，导致电网的电压回升至原来电压，可能会造成输出过冲而损坏电子器件。

技术实现要素：

为克服现有技术存在的技术缺陷，本实用新型公开了一种UPS电源，其结构简单，功能化完善。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种UPS电源，包括继电器一、蓄电池、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第一NMOS管、第二NMOS管、PMOS管、继电器二、继电器三及逆变器；

继电器一并联至交流输入两端，交流输入一端与蓄电池正极连接，其另一端与蓄电池负极连接，第一电阻一端与蓄电池正极连接，其另一端串联第二电阻，第一电阻和第二电阻公共端通过第三电阻与第一NMOS管栅极连接，第一NMOS管漏极依次通过第六电阻、第七电阻与供电电源连接，第六电阻、第七电阻的公共端与PMOS管栅极连接，PMOS管源极通过第八电阻与供电电源连接，PMOS管漏极通过第五电阻与蓄电池负极连接，PMOS管漏极还通过第四电阻与第二NMOS管栅极连接，第二NMOS管漏极通过继电器二与所述蓄电池正极连接，蓄电池正极还通过触点二分别与触点一的一端、触点三的一端连接，触点一的另一端及触点三的另一端均与逆变器输入端连接，逆变器输出端作为交流输出，且逆变器输出端还与继电器三连接。

优选的，还包括自锁电路，所述自锁电路包括电压比较器、继电器四、NPN三极管、PNP三极管、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻，触点四串联至交流输入一端，第十电阻一端与交流输入一端连接，第十电阻另一端串联第十一电阻，第十电阻与第十一电阻公共端与电压比较器反相输入端连接，电压比较器同相输入端外接阈值电压，电压比较器输出端通过第十二电阻与NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极与继电器四一端连接，继电器四另一端分别与PNP三极管基极、第十四电阻连接，PNP三极管发射极与供电电源连接，PNP三极管集电极通过第十三电阻与NPN三极管基极连接，第十五电阻一端与NPN三极管基极连接，其另一端与NPN三极管发射极连接。

优选地，还包括第九电阻，第九电阻一端与所述第一NMOS管栅极连接，其另一端通过第四电阻与所述第二NMOS管栅极连接。

优选地，还包括耐压二极管，耐压二极管负极与所述第一NMOS管栅极连接，耐压二极管正极与蓄电池负极连接。

优选地，还包括续流二极管，续流二极管负极与蓄电池正极连接，续流二极管正极与所述第二NMOS管漏极连接。

优选地，还包括整流电路，交流输入两端与变压器两输入端连接，变压器两输出端与整流桥输入端连接，整流桥输出端与蓄电池正负两端连接。

本实用新型的有益效果是当市电掉电时，蓄电池可为负载提供交流输出，确保负载在短时间内可继续工作；蓄电池电压下降到无法支持继电器二导通时，交流输入断开；掉电保护电路可保护市电在发生断开后可以锁住市电的输出，防止市电突然上电导致的后级电路器件损坏。

附图说明

图1是本实用新型的一种具体实施方式原理示意图。

图2是本实用新型的另一种具体实施方式原理示意图。

图3是本实用新型所述自锁电路的一种具体实施方式原理示意图。

图4是本实用新型的另一种具体实施方式原理示意图。

附图标记：1-整流电路，J1-继电器一，J2-继电器二，J3-继电器三，J4-继电器四，J1-1-触点一，J2-1-触点二，J3-1-触点三，J4-1-触点四，B-电压器，E-蓄电池，Q1-第一NMOS管，Q2-第二NMOS管，Q3-PMOS管，Q4-NPN三极管，Q5-PNP三极管，R1-第一电阻，R2-第二电阻，R3-第三电阻，R4-第四电阻，R5-第五电阻，R6-第六电阻，R7-第七电阻，R8-第八电阻，R9-第九电阻，R10-第十电阻，R11-第十一电阻，R12-第十二电阻，R13-第十三电阻，R14-第十四电阻，R15-第十五电阻，VCC-供电电源，REF-阈值电压，U1-电压比较器。

具体实施方式

以下结合附图及附图标记对本实用新型的实施方式做更详细的说明，使熟悉本领域的技术人在研读本说明书后能据以实施。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述， 而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例：参见附图1，附图2所示的一种UPS电源，包括继电器一J1、蓄电池E、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第一NMOS管Q1、第二NMOS管Q2、PMOS管Q2、继电器二J2、继电器三J3及逆变器；

继电器一J1并联至交流输入两端，交流输入一端与蓄电池E正极连接，其另一端与蓄电池E负极连接，第一电阻R1一端与蓄电池E正极连接，其另一端串联第二电阻R2，第一电阻R1和第二电阻R2公共端通过第三电阻R3与第一NMOS管Q1栅极连接，第一NMOS管Q1漏极依次通过第六电阻R6、第七电阻R7与供电电源VCC连接，第六电阻R6、第七电阻R7的公共端与PMOS管Q3栅极连接，PMOS管Q3源极通过第八电阻R8与供电电源VCC连接，PMOS管Q3漏极通过第五电阻R5与蓄电池E负极连接，PMOS管Q3漏极还通过第四电阻R4与第二NMOS管Q2栅极连接，第二NMOS管Q2漏极通过继电器二J2与所述蓄电池E正极连接，蓄电池E正极还通过触点二J2-1分别与触点一J1-1的一端、触点三J3-1的一端连接，触点一J1-1的另一端及触点三J3-1的另一端均与逆变器输入端连接，逆变器输出端作为交流输出，且逆变器输出端还与继电器三J3连接。

本实施例中，当市电掉电时，蓄电池E可为负载提供交流输出，确保负载在短时间内可继续工作；蓄电池E电压下降到无法支持继电器二J2导通时，交流输入断开，保护蓄电池E。

具体的，继电器一J1、继电器二J2、继电器三J3为常开型继电器，其特性为继电器得电其触点才发生闭合，且继电器一J1和继电器三J3为交流型继电器，继电器二J2为直流型继电器

正常情况下，交流输入为蓄电池E充电，继电器一J1因得电而触点一J1-1发生闭合，第一电阻R1和第二电阻R2对蓄电池E进行分压采样，该电压值通过第三电阻R3为第一NMOS管Q1提供栅极电流，使第一NMOS管Q1导通，继而使的PMOS管Q3及第二NMOS管Q2导通，继电器二J2得电，触点二J2-1闭合，交流输入通过触点二J2-1和触点一J1-1送至逆变器，输出交流220电压，此时继电器三J3上电，触点三J3-1闭合；

当市电断电时，继电器一J1断开，触点一J1-1断开，初始蓄电池E电压不变，继电器二J2继续吸合，由于继电器三J3为自锁继电器，因此，交流输入通过触点二J2-1和触点三J3-1送至逆变器，输出交流220电压，经过一段时间后，蓄电池E的电压值下降，第一电阻R1和第二电阻R2的分压值下降，使第一NMOS管Q1导通减弱，PMOS管Q3栅极电压逐渐升高，当PMOS管Q3栅极电压为一定值时，PMOS管Q3进入线性区域，使得第二NMOS管Q2栅极电压下降，第二NMOS管Q2栅极电压通过第九电阻R9反馈至第一NMOS管Q1栅极，使得PMOS管Q3栅极电压持续上升，最终使的第二NMOS管Q2和PMOS管Q3截止，继电器二J2不得电，触点二J2-1断开，逆变器不工作，进而保护蓄电池E。待市电再次上电后，重新恢复正常情况。

优选的，还包括自锁电路，所述自锁电路包括电压比较器U1、继电器四J4、NPN三极管Q4、PNP三极管Q5、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15，触点四J4-1串联至交流输入一端，第十电阻R10一端与交流输入一端连接，第十电阻R10另一端串联第十一电阻R11，第十电阻R10与第十一电阻R11公共端与电压比较器U1反相输入端连接，电压比较器U1同相输入端外接阈值电压REF，电压比较器U1输出端通过第十二电阻R12与NPN三极管Q4基极连接，NPN三极管Q4集电极与继电器四J4一端连接，继电器四J4另一端分别与PNP三极管Q5基极、第十四电阻R14连接，PNP三极管Q5发射极与供电电源VCC连接，PNP三极管Q5集电极通过第十三电阻R13与NPN三极管Q1基极连接，第十五电阻R15一端与NPN三极管Q4基极连接，其另一端与NPN三极管Q4发射极连接。

在另一种实施方案中，如附图3和附图4所示，通过自锁电路对整个UPS电源做进一步保护，一旦市电发生掉电故障，为防止市电突然上电导致的输出过冲，自锁电路在市电发生掉电时，直接关闭市电的交流输入。

具体的，本电路中继电器四J4为交流常闭型继电器，其特性为继电器得电其触点发生断开。若发生掉电故障，电压比较器U1反相输入端的值小于其同相端的阈值电压REF，电压比较器U1输出高电平至NPN三极管Q4基极，使NPN三极管Q4导通，NPN三极管Q4集电极将被拉低，使得PNP三极管Q5基极被拉低，PNP三极管Q5导通，供电电源VCC通过第十三电阻R13、十五电阻R15继续为NPN三极管Q4基极提供电流，使得NPN三极管Q4进入持续导通状态，继电器四J4持续得电，触点四J4-1两触点断开，交流输入被断开，后级电路不得电，蓄电池E通过逆变器为负载提供交流电。

优选地，还包括耐压二极管ZD，耐压二极管ZD负极与所述第一NMOSQ1管栅极连接，耐压二极管ZD正极与蓄电池E负极连接。

在另一种实施方案中，耐压二极管ZD作为第一NMOS管Q1的保护元器件，在蓄电池E分压过大时，保护第一NMOS管Q1被击穿。

优选地，还包括续流二极管D，续流二极管D负极与蓄电池E正极连接，续流二极管D正极与所述第二NMOS管Q2漏极连接。

在另一种实施方案中，由于继电器二J2突然断电，继电器二J2线圈可储存能量，且会阻止电流的突变，继电器二J2两端会产生较大的电压，该电压可能直接加在第二NMOS管Q2，容易导致第二NMOS管Q2击穿，也可能会损坏继电器二J2，因此，续流二极管D可确保继电器二J2线圈储存的能量放完，从而保护第二NMOS管Q2和继电器二J2。

优选地，还包括整流电路，交流输入两端与变压器B两输入端连接，变压器B两输出端与整流桥输入端连接，整流桥输出端与蓄电池E正负两端连接。

在另一种实施方案中，变压器B将交流输入转变为24V电压，在通过整流桥电路滤除交流成分，使直流24V电压用于蓄电池E充电。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本实用新型的保护范围内。