專利名稱：一種節能型不間斷電源系統的制作方法
技術領域：
一種節能型不間斷電源系統
技術領域：
本實用新型涉及不間斷電源，尤其涉及一種節能型不間斷電源系統。
背景4支術
一般情況下，中大型信息處理系統需要通過不間斷電源供應電力來做到在 異常狀態，如停電等原因導致電力供應中斷，將正在處理中的數據保存起來。 穩壓器是將不規則的輸入電壓穩定后按照額定電壓輸出的裝置，通常與不間斷 電源合并運用達到斷電延續與穩定電壓的作用。
圖l是現有技術"不間斷電源和穩壓器"復合的電源裝置方框圖。如圖1
所示，現有不間斷電源與穩壓的復合電源裝置包括將常用交流電源轉變為直 流的A/D整流器4、將常用交流電源轉變為直流電源給電池充電的充電器5、穩 定直流電壓的DC-DC整流器6、將直流轉變為交流供給負栽的D/A逆變器7，故 障時或過負栽時，將常用電源或逆變器7交流電源來4故切換輸出電源的同步切 換用靜態開關8、檢測輸入電源控制同步切換用靜態開關8的數字化芯片CPU 1 等構成。圖中未說明的符號2是顯示電池充電狀態和電源供電狀態的調節面板， 3和9是濾波器，D是整流管。
其工作原理如下正常工作狀態下，通過輸入端子的市電經A/D整流器4 轉換成直流電，再通過充電器5給連接在系統上的電池充電，此直流電經D/A 逆變器7變換成交流電，通過同步切換單元輸出到負載。此時DC-DC整流器6 階段性的調節過壓及欠壓來維持輸出電壓為額定值。
如發生市電停電，電池的直流電通過DC-DC整流器6及整流管D后，在D/A 逆變器7上轉換成交流電并通過同步切換單元8輸出到負栽端來保證負栽在停 電狀態下也能正常工作。
系統運行過程中，如市電再次送電，充電器5開始工作并為電池充電。當
D/A逆變器7出現異常情況時，CPU l檢測到異常信號后，通過同步切換單元8 將市電直接切換到負栽上進入旁路狀態，此時在顯示面板上可看到系統異常提 示信息。
從以上技術方案可以看出，"不間斷電源和穩壓器"復合的電源裝置在市電 正常狀態時，市電經A/D整流器4轉換成直流電，此直流電經D/A逆變器7變 換成交流電，通過同步切換單元輸出到負栽端。
系統正常運行過程中，工作電流一直行經A/D整流器、D/A逆變器，其自身 損耗相當量的電能，所輸出效率為83%—85%;
逆變器的長期運行，導致電網產生高次諧波、波形畸變等問題，干擾周邊 設備正常運行；
逆變器的長期運行，還使得不間斷電源系統整體發熱，易老化、縮短使用 壽命。
實用新型內容
本實用新型針對現有技術的上述缺陷，提供一種節能型不間斷電源系統， 以節約能源、減小諧波污染、延長設務使用壽命。
為了解決上述技術問題，本實用新型是通過以下技術方案實現的
一種節能型不間斷電源系統，該系統包括
用 一次線圈連接在輸入開關與負栽之間，控制輸出電壓穩定的1#變壓器； 通過控制1#變壓器二次線圏的電壓/電流來穩定1#變壓器輸出的斬波回路； 控制斬波回路電壓及電流的1#逆變器； 供應不間斷電源的電池；
停電時，將電池電源轉換為交流電源輸出至負栽，正常時，從負栽端受入 反饋電源轉換為直流電源給電池充電的2#逆變器；
連接在2#逆變器和1#變壓器輸出負栽端之間，正常市電時，將負載端輸出電源反饋給2#逆變器側，停電時，將2#逆變器輸出電源輸向負栽端的2#變壓器；
使用電流互感器CT、電壓互感器PT檢測輸入開關后端的輸入電壓Vi/輸入 電流is、負載連接端的輸出電壓V0/輸出電流ip、電池端的直流電壓Vd，并采 用阻抗回路方式處理檢測信號從而實現無延遲、高速檢測的高速檢測單元；
接收高速檢測單元檢測出的輸入/輸出電壓、輸入/輸出電流、直流電壓等 信號與按鍵錄入的各種功能設定值進行比較處理，實現不間斷電源、穩壓功能 及各種監^f見、顯示、保護等功能的中央^t處理器；
根據中央微處理器中脈寬調制信號PWM來控制1#逆變器和2#逆變器的脈寬 調制信號PWM輸出的驅動單元；
為操作者進行各種功能設置以及調整設定值操作用的鍵盤； 顯示各種狀態、顯示操作菜單及設定值的液晶顯示器LCD。
使用微處理器控制鍵盤錄入信號處理及顯示器的顯示功能，并以通訊方式 處理與中央微處理器的鍵盤及顯示器，與中央微處理器分開構成。 所述顯示器為液晶顯示器。
從以上技術方案可以看出，本實用新型在市電正常供應時，為了使效率最 大化，輸入電壓經1#變壓器穩壓后直接輸出給負栽，提高轉換效率，同時工作 電流未從逆變器經過，避免了逆變器的長期運行，解決了電網產生高次諧波、 波形畸變問題，使設備運行正常，也使系統發熱量減小，設備的使用壽命得以 延長。
圖l為以往技術的"不間斷電源/穩壓電源，，復合電源裝置的方框圖； 圖2為根據本實用新型不間斷電源系統的一實施例方框圖； 圖3為根據本實用新型不間斷電源系統的另一實施例方框圖4為根據本實用新型不間斷電源系統的簡略回路圖; 其中附圖中符號說明如下
10 :1#變壓器11 :輸入開關
12 :靜態開關20 :斬波回路
30 :1#逆變器40 i電池
50 :2#逆變器60 ::2#變壓器
70 :驅動單元80:高速檢測單元
90中央孩支處理器91 r脈寬調制信號發生單元
100:操作鍵盤110:液晶顯示單元
120:輸入/輸出控制單元
具體實施方式
以下結合附圖與具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明介紹 圖2為根據本實用新型節能型不間斷電源系統的一實施例方框圖。 參見圖2所示，本實用新型節能型不間斷電源系統包括輸入電源通過輸 入開關11經1次線圏控制輸出電壓供給負栽的1#變壓器10;通過控制1#變壓 器10二次線圏的電壓/電流來控制1#變壓器10對負載輸出的斬波回路20;控 制斬波回路20電壓/電流的1#逆變器30;斷電時，供應不間斷電力的電池40; 斷電時將電池40電源轉換成交流電源輸出，或市電正常供電狀態時，從負栽端 受入反饋電源，轉換成直流電源給電池40充電的2#逆變器50;連接在2#逆變 器50和1#變壓器輸出端之間，市電正常供電狀態時，將負栽端電源向2#逆變 器50反饋，斷電時，接收通過2#逆變器50轉換來的電池電源再輸出給負栽端 的2#變壓器60。
使用電流互感器CT和電壓互感器PT分別檢測輸入開關11后端輸入電壓/電流、負載連接端輸出電壓/電流、電池40直流電壓，將檢測信號運用阻抗回 路實現無延遲時間高速檢測的高速檢測單元80;接收高速檢測單元80檢測出的 輸入/輸出電壓、輸入/輸出電流、直流電壓等信號與,錄入的各種功能設定 值進行比較處理，實現不間斷電源、穩壓功能及各種監視、顯示、保護等功能 的中央微處理器90;運用中央微處理器90中的脈寬調制信號控制1#逆變器30 和2#逆變器50脈寬調制信號輸出的驅動單元70;為操作者進行各種功能設置 以及調整設定值等操作用的鍵盤系統100;顯示各種狀態、顯示操作菜單及設 定值的液晶顯示器IIO。
其中檢測輸入/輸出端電壓電流的互感器是本行業專業人員都清楚，所以 圖上未標明。輸入電源兩條電線中在串聯1#變壓器10的另一條線上串聯靜態開 關SCR 12,在異常狀態下由中央微處理器90控制切斷。
圖3為才艮據本實用新型不間斷電源系統的另一實施例方框圖。
如圖3所示，使用微處理器控制鍵盤錄入信號處理及顯示器的顯示功能， 并以通訊方式處理與中央微處理器的鍵盤及顯示器，與中央微處理器分開構成。
液晶顯示器110上第一行是顯示不間斷電源整體狀況，第二行是顯示不間 斷電源內部各種變量數據電池容量、電池電壓、電池電流一一輸出電壓、輸 出電流、輸入電壓、輸入電流、輸出頻率、溫度狀態及停電次數、日期及時間， 以上菜單是使用鍵盤IOO "上、下鍵"，進行選擇讀取。
鍵盤100的"MENU ESC"鍵是控制進、出菜單及數值移位，上下鍵是操作 數值的增減、菜單的選擇及選擇顯示內容用的，警報鍵是用于開/關報警器的，
"SET RUN STP，，鍵用于選擇菜單設定數值，控制系統運行、停止或故障時重新 啟動系統用的。
鍵盤100上設有報警消除鍵可消除報警音，再按該鍵繼續報警，發生異常
時報警器連續報警，常態下瞬間過負載時自動報警，過負載解除后停止報警， 不間斷電源設備停止狀態時也報警。
圖4為根據本實用新型節能型不間斷電源系統的簡略回路圖。
參照圖4說明本系統基本流程輸入電源Vi是由輸入開關11輸入到1#變 壓器10的一次線圈，再輸出到負載端，這時，斬波回路20控制1#變壓器10的 二次線圏的電壓和電流，控制輸出電壓Vo實現穩壓的功能；
斬波回路20是由1#逆變器30來控制，1#逆變器30由中央微處理器90通 過脈寬調制信號來控制；
正常市電輸入狀態時，負載端電壓VO通過2#變壓器60連接2#逆變器50， 2#逆變器50是由中央微處理器90控制，轉換為直流電源給電池40充電；
市電斷電時，由中央微處理器90控制2#逆變器50，將電池40的直流電源 轉變為交流電源，通過2#變壓器60輸出給負載端，實現不間斷電源功能；
本實用新型的脈寬調制器PWM是用來控制逆變器正弦波電壓的，在控制方 式上采用單極式脈寬調制方式，使得系統內部紋波電壓降低了 1/2，這是由中央 微處理器90內部程序中的脈寬調制發生單元91來控制的，逆變器輸入的正弦 波頻率可用M設置，可與線路不同頻率運行。高速檢測單元80檢測輸入電壓 Vi時，以零電壓切換功能來檢測頻率，輸入與輸出頻率不同時，按照設定的輸 出頻率調制脈寬，自動調整輸出頻率為設定頻率輸出。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，凡跟本實用新型權利要求范圍所 做的均等變化與修飾，均應屬于本實用新型權利要求的涵蓋范圍。
權利要求1、一種節能型不間斷電源系統，其特征在于，該系統包括用一次線圈連接在輸入開關與負載之間，控制輸出電壓穩定的1#變壓器；通過控制1#變壓器二次線圈的電壓/電流來穩定1#變壓器輸出的斬波回路；控制斬波回路電壓及電流的1#逆變器；供應不間斷電源的電池；停電時，將電池電源轉換為交流電源輸出至負載，正常時，從負載端受入反饋電源轉換為直流電源給電池充電的2#逆變器；連接在2#逆變器和1#變壓器輸出負載端之間，正常市電時，將負載端輸出電源反饋給2#逆變器側，停電時，將2#逆變器輸出電源輸向負載端的2#變壓器；使用電流互感器CT、電壓互感器PT檢測輸入開關后端的輸入電壓Vi/輸入電流is、負載連接端的輸出電壓V0/輸出電流ip、電池端的直流電壓Vd，并采用阻抗回路方式處理檢測信號從而實現無延遲、高速檢測的高速檢測單元；接收高速檢測單元檢測出的輸入/輸出電壓、輸入/輸出電流、直流電壓等信號與按鍵錄入的各種功能設定值進行比較處理，實現不間斷電源、穩壓功能及各種監視、顯示、保護等功能的中央微處理器；根據中央微處理器中脈寬調制信號PWM來控制1#逆變器和2#逆變器的脈寬調制信號PWM輸出的驅動單元；為操作者進行各種功能設置以及調整設定值操作用的鍵盤；顯示各種狀態、顯示操作菜單及設定值的顯示器。
2、 根據權利要求l所述的一種節能型不間斷電源系統，其特征在于，使用 微處理器控制鍵盤錄入信號處理及顯示器的顯示功能，并以通訊方式處理與中 央微處理器的鍵盤及顯示器，與中央微處理器分開構成。3、根據權利要求1或2所述的一種節能型不間斷電源系統，其特征在于，所迷顯示器為液晶顯示器。
專利摘要本實用新型公開了一種節能型不間斷電源系統，該系統為將輸入電源輸出到負載端的1#變壓器，控制1#變壓器二次線圈實現穩壓功能的斬波回路，控制斬波回路的1#逆變器，接收輸出端負載的反饋電流或將電池電流輸出至負載的2#變壓器，通過2#變壓器，控制電池充/放電的AC/DC-DC/AC轉換的2#逆變器及電池，驅動1#、2#逆變器的驅動單元，根據脈寬調制器PWM信號，通過驅動單元驅動1#、2#逆變器，運用軟件程序控制整體系統功能的中央微處理器高速檢測單元、操作鍵盤、液晶顯示器LCD等構成特征的全數字化不間斷電源UPS系統。本實用新型為了使效率最大化，輸入電壓經1#變壓器穩壓后直接輸出給負載，提高轉換效率，同時避免造成電網污染，延長設備使用壽命。
文檔編號H02J7/00GK201075712SQ200720054070
公開日2008年6月18日 申請日期2007年7月13日 優先權日2007年7月13日
發明者許光旭 申請人:東莞市友美電源設備有限公司