一種高壓直流ups電源的製作方法

2023-05-10 02:41:41

一種高壓直流ups電源的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種高壓直流UPS電源，包括依次連接的AC-DC降壓電路、繼電器切換電路、電池和DC-DC升壓電路，所述AC-DC降壓電路連接市電輸入端，所述DC-DC升壓電路連接電源輸出端。其有益效果是：因去掉了逆變電路，所以整機成本降低，可靠性增加，效率提升。
【專利說明】—種高壓直流UPS電源【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電源【技術領域】，具體地涉及一種具有直流高壓輸出的不間斷電源。
【背景技術】
[0002]隨著現在工業的發展,供電網絡的負載越來載複雜,在大型設備啟動和停止時會造成市電波形的畸變，另外自然界的雷電等因素也會影響市電電壓的質量，由於以上諸多因素可能會導致連接在電網端的計算機、醫療器械等電子精密儀器發生數據丟失，停機，甚至於使電子設備的硬、軟體損壞，然而造成不可彌補的損失，如何解決這些問題正是電源(UPS)的職責所在。
[0003]另外，市電本身並不是穩定的，它存在很多本身的質量問題，比如，浪湧，持續高、低電壓，頻率偏移等不良因素，這些因素都有可能造成計算機和醫療器械的數據丟失或是損壞，為解決這些問題，UPS應運而生，它可以解決以上諸多市電不良影響，保護計算機和醫療器械的可靠運行。
[0004]現有的電源按輸出波形的不同可以分為直流UPS和交流UPS，對於計算機和醫療器械等整流性負載而言，直流UPS比交流UPS有很多的優勢，相對於交流UPS而言，直流UPS電路簡單，成本低，效率高，可靠性好。現有的UPS電路原理圖如圖1所示，依次包括AC-DC降壓電路、電池、DC-DC升壓電路、逆變電路和繼電器電路，最後輸出220V電壓給負載端，負載端一般整流濾波電路、DC-DC電路，最後連接到用戶線路板。交流UPS逆變電路部分是技術難度最高，逆變部分是將電池電壓升為300VDC的直流電壓轉為220VAC，但一進入整流性設備後又將220VAC通過整流、濾波變為300VDC。因此，現有的UPS電路中，逆變電路部分存在生產成本高，效率低的缺點。
實用新型內容`
[0005]為此，本實用新型所要解決的技術問題是:提供一種高壓直流UPS電源，能省去交流UPS的逆變電路，直接輸出直流給整流性負載供電。
[0006]於是，本實用新型提供了以下技術方案:一種高壓直流UPS電源，所述高壓直流UPS電源包括依次連接的AC-DC降壓電路、繼電器切換電路、電池和DC-DC升壓電路，所述AC-DC降壓電路連接市電輸入端，所述DC-DC升壓電路連接電源輸出端。
[0007]具體地，所述AC-DC降壓電路包括整流橋電路BR1、固定頻率電流模式控制器IC8、變壓器TXl和MOS管Qll組成，市電輸入端連接整流橋電路BRl，然後經變壓器TXl的輸入端和MOS管Qll連接到固定頻率電流模式控制器IC8，變壓器TXl的輸出端連接所述繼電器切換電路。
[0008]具體地，所述DC-DC升壓電路包括固定頻率脈寬調製電路TL494、M0S管Q9和電感LI，電池電壓經所述繼電器切換電路、所述固定頻率脈寬調製電路IC6、所述MOS管Q9和電感LI升壓後連接到輸出端。[0009]本實用新型的有益效果是:因去掉了逆變電路，所以整機成本降低，可靠性增加，效率提升。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為現有的UPS電路原理圖。
[0011]圖2為實施例的UPS電路原理圖。
[0012]圖3為實施例AC-DC降壓電路的電路圖。
[0013]圖4為實施例DC-DC升壓電路的電路圖。
[0014]圖5為實施例整流橋自動導向不意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面，結合附圖對本實用新型進行詳細描述。
[0016]附圖2是本實施例的UPS電路原理圖，包括依次連接的AC-DC降壓電路、繼電器切換電路、電池和DC-DC升壓電路，AC-DC降壓電路連接市電輸入端，DC-DC升壓電路連接電
源輸出端。
[0017]其中，AC-DC降壓電路的電路圖參看附圖3，AC-DC降壓電路包括整流橋電路BRl、固定頻率電流模式控制器IC8、變壓器TXl和MOS管Ql I組成，市電輸入端首先經一個3.15A的保險絲連接整流橋電路BRl，然後經變壓器TXl的輸入端和MOS管Ql I連接到固定頻率電流模式控制器IC8，變壓器TXl的輸出端連接繼電器切換電路。AC-DC降壓電路的輸入電壓可在110-280VAC之間波動，輸出參數為43.8VDC (36VDC鐵鋰電池充電電壓)3A。AC-DC降壓電路的輸出端在有充電電壓的情況下，繼電器K2吸合與電池連接，對電池進行充電。
[0018]當有市電的情況下，市電經整流橋電路BRl整流後變為高壓直流，由固定頻率電流模式控制器IC8，型號為UC3845的6#輸出頻率為60KHZ的驅動波形對MOS管Qll驅動，變壓器TXl主繞組儲存和釋放能量，把市電能量轉換到變壓器次級，經二極體D18整流後變為43.8V電壓，繼電器K2的線圈得到電壓後就吸合，整流後的電壓經繼電器給鐵鋰電池充電。
[0019]其中，DC-DC升壓電路的電路圖參看附圖4，DC-DC升壓電路包括固定頻率脈寬調製電路TL494、M0S管Q9和電感LI，電池電壓36V經繼電器Kl、固定頻率脈寬調製電路IC6、MOS管Q9和電感LI升壓為300VDC，再經過3.15A的保險絲連接到輸出端。在有市電的情況下，市電經AC-DC降壓電路一繼電器一電池一DC-DC升壓電路一保險絲一輸出端，其間市電電壓在110-280V波動時，輸出電壓始終保持恆定300VDC，在市電故障或是斷電時，電池—DC-DC升壓電路一保險絲一輸出端，其間切換時間為零。當輸出端過載時，經負載檢測後關斷固定頻率脈寬調製電路TL494驅動波形，後級則無直流300VDC輸出，當負載短路時，先通過固定頻率脈寬調製電路TL494關斷驅動波形，後級無直流300VDC輸出，可以看出電池電壓則通過繼電器Kl —電感LI — 二極體DlO —保險絲Fl直接接到負載，如果此時負載短路，則會超過保險絲的電流，保險絲會斷開。
[0020]DC-DC升壓電路通過開關給繼電器繞組提供電壓，繼電器得到電壓後吸合，同時固定頻率脈寬調製電路TL494在得到供電後，其8#9#也會送出42KHZ的驅動波形，經驅動電阻R63驅動MOS管Q9，在MOS管Q9開通時給電感LI儲存能量，在MOS管Q9關斷時，電感LI則釋放能量，釋放的電壓疊加在電池電壓之上，經二極體DlO整流、C25濾波後升為300VDC，經保險絲Fl給負載供電。
[0021]當直流300VDC進入用戶設備時，經整流橋自動導向後給用戶設備供電，整流橋自動導向示意圖參看附圖5。如果用戶負載過重時，通過電阻R94和電阻R95檢測電壓後送到固定頻率脈寬調製電路TL494的誤差放大器第16#，從而關斷固定頻率脈寬調製電路TL494的8#9#的驅動波形，則輸出電壓300VDC消失，從而起到過載保護的功能，如果負載短路時，固定頻率脈寬調製電路TL4948#9#的驅動波形消失，直流300V也會消失，此時電池電壓通過繼電器Kl —電感LI — 二極體DlO —保險絲Fl直接接到負載，如果負載短路此時電流則會超過保險絲的電流，保險絲會斷開，保證電路中其它元件不會受損，短路後則需要更換新的保險絲才會有輸出電壓。
[0022]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種高壓直流UPS電源，其特徵在於，所述高壓直流UPS電源包括依次連接的AC-DC降壓電路、繼電器切換電路、電池和DC-DC升壓電路，所述AC-DC降壓電路連接市電輸入端，所述DC-DC升壓電路連接電源輸出端。
2.根據權利要求1所述的高壓直流UPS電源，其特徵在於:所述AC-DC降壓電路包括整流橋電路(BRl)、固定頻率電流模式控制器(IC8)、變壓器(TXl)和MOS管(Qll)，市電輸入端連接整流橋電路(BRl)，然後經變壓器(TXl)的輸入端和MOS管(Qll)連接到固定頻率電流模式控制器(IC8)，變壓器(TXl)的輸出端連接所述繼電器切換電路。
3.根據權利要求1所述的高壓直流UPS電源，其特徵在於:所述DC-DC升壓電路包括固定頻率脈寬調製電路(TL494)、M0S管(Q9)和電感(LI)，電池電壓經所述繼電器切換電路、所述固定頻率脈寬調製電路(TL494)、所述MOS管(Q9)和電感(LI)升壓後連接到輸出端。
【文檔編號】H02J7/00GK203554316SQ201320615224
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年9月30日 優先權日:2013年9月30日
【發明者】劉有志, 朱雲 申請人:深圳市金三科電子有限公司