專利名稱：一種不間斷電源的充電器及使用其的不間斷電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種不間斷電源的充電器，本發(fā)明還涉及一種不間斷電源。
背景技術(shù)：
雷擊是普遍的物理現(xiàn)象，據(jù)統(tǒng)計，全世界有4萬多個雷暴中心，每天出現(xiàn)800萬次 雷擊，這意味著每秒有100次左右的雷擊發(fā)生，因此，電氣和電子設(shè)備的抗雷擊所引起的浪 涌試驗對于評定設(shè)備的電源線、輸入/輸出線在遭受高能量脈沖干擾時可提供一種依據(jù)。由于用戶購買的小機不間斷電源(UPS)使用環(huán)境的不同，在惡劣環(huán)境下，往往存 在著類似大的沖擊脈沖高壓和沖擊電流(有可能達到6000V500A)。目前通用的浪涌抗擾度 試驗標準為IEC61000-4-5，業(yè)內(nèi)小機UPS —般規(guī)定是4000V等級，這樣就可以只通過設(shè)備輸 入線纜加一些防護措施(利用壓敏電阻的特性)就可以起到作用，后級的器件不會受到影 響。但是達到6000V的時候，由于內(nèi)阻相同，脈沖電壓與沖擊電流峰值都達到了以往的1. 5 倍。此時，就會出現(xiàn)一些其它的問題脈沖電壓的升高，經(jīng)過卸放后的殘壓同樣會相應(yīng)的提 升，此時UPS充電器的開關(guān)模塊MOS管由于輸入電壓峰值過大導(dǎo)致?lián)p壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是為了克服以上的不足，提出了一種不間斷電源及 其充電器，可以在浪涌時仍能正常的工作。本發(fā)明提出了一種不間斷電源的充電器，包括整流橋、控制模塊、開關(guān)模塊、變壓 器、整形模塊和壓敏電阻；所述整流橋?qū)⒔涣麟娦盘栒鞒芍绷麟娦盘?，所述開關(guān)模塊在控 制模塊的控制下將所述直流電信號轉(zhuǎn)換為脈沖波信號，所述變壓器將所述脈沖波信號的能 量從原邊傳遞到副邊，所述整形模塊將變壓器副邊的電信號進行單向整形并輸出給待充電 的電池，所述壓敏電阻與整流橋的輸出相耦合。還包括保護模塊，所述保護模塊耦合在整流橋與控制模塊之間，當整流橋的輸出 電壓大于預(yù)設(shè)值時，所述保護模塊觸發(fā)控制模塊關(guān)斷開關(guān)模塊。所述保護模塊包括第一分壓單元、第二分壓單元、第一電容、穩(wěn)壓二極管和第一三 極管，所述第一分壓單元的第一端與整流橋的輸出耦合、第一分壓單元的第二端與第二分 壓單元第一端相耦合、所述第二分壓單元第二端接地，所述第一電容跨接在第二分壓單元 兩端，所述穩(wěn)壓二極管陰極與所述第二分壓單元第一端相耦合、所述穩(wěn)壓二極管陽極與所 述第一三極管基極相耦合、所述第一三極管射極接地、所述第一三極管集電極與控制模塊 輸入相耦合。所述第一分壓單元包括第一分壓電阻、第二分壓電阻和第三分壓電阻，所述第二 分壓單元包括第四分壓電阻，所述第一分壓電阻的第一端與整流橋輸出相耦合、第一分壓 電阻的第二端經(jīng)第二分壓電阻和第三分壓電阻后連至穩(wěn)壓二極管陰極；所述第四分壓電阻 第一端與穩(wěn)壓二極管陰極相連，所述第四分壓電阻第二端接地。所述開關(guān)模塊包括第一 MOS管和第二 MOS管，所述第一 MOS管和第二 MOS管的柵極都與控制模塊的輸出耦合，所述第一 MOS管和第二 MOS管的漏極都與變壓器原邊耦合，第 一 MOS管和第二 MOS管的源極都接地。還包括防倒灌模塊，所述防倒灌模塊連接在整形模塊與待充電的電池之間。所述不間斷電源的充電器用于功率不大于3000瓦的不間斷電源。本發(fā)明還提出了一種不間斷電源，包括充電器，所述充電器包括整流橋、控制模 塊、開關(guān)模塊、變壓器、整形模塊和壓敏電阻；所述整流橋?qū)⒔涣麟娦盘栒鞒芍绷麟娦盘枺?所述開關(guān)模塊在控制模塊的控制下將所述直流電信號轉(zhuǎn)換為脈沖波信號，所述變壓器將所 述脈沖波信號的能量從原邊傳遞到副邊，所述整形模塊將變壓器副邊的電信號進行單向整 形并輸出給待充電的電池，所述壓敏電阻與整流橋的輸出相耦合。所述充電器還包括保護模塊，所述保護模塊耦合在整流橋與控制模塊之間，當整 流橋的輸出電壓大于預(yù)設(shè)值時，所述保護模塊觸發(fā)控制模塊關(guān)斷開關(guān)模塊。所述保護模塊包括第一分壓單元、第二分壓單元、第一電容、穩(wěn)壓二極管和第一三 極管，所述第一分壓單元的第一端與整流橋的輸出耦合、第一分壓單元的第二端與第二分 壓單元第一端相耦合、所述第二分壓單元第二端接地，所述第一電容跨接在第二分壓單元 兩端，所述穩(wěn)壓二極管陰極與所述第二分壓單元第一端相耦合、所述穩(wěn)壓二極管陽極與所 述第一三極管基極相耦合、所述第一三極管射極接地、所述第一三極管集電極與控制模塊 輸入相耦合。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對比的有益效果是本發(fā)明在UPS充電器上增加了 一個壓敏電 阻，可以對UPS的浪涌能量進行卸放。即對雷擊發(fā)生時充電器輸入端的能量進一步卸放，增 強系統(tǒng)安全性。使UPS及其充電器在發(fā)生浪涌時仍能正常工作。


圖1是本發(fā)明具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是現(xiàn)有的UPS充電器開關(guān)模塊的MOS管的電壓波形示意圖；圖3是本發(fā)明的UPS充電器開關(guān)模塊的MOS管的電壓波形示意圖。
具體實施例方式下面通過具體的實施方式并結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細說明。如圖1所示，一種不間斷電源的充電器，包括整流橋1、控制模塊、開關(guān)模塊3、變壓 器T、整形模塊4。所述整流橋1將交流電信號整流成直流電信號，所述開關(guān)模塊3在控制 模塊的控制下將所述直流電信號轉(zhuǎn)換為脈沖波信號，所述變壓器T將所述脈沖波信號的能 量從變壓器T原邊傳遞到變壓器T副邊，所述整形模塊4將變壓器T副邊的電信號進行單 向整形并輸出給待充電的電池。整形模塊4還可以把輸出電壓的毛刺濾掉，使波形更加平 滑。如圖1所示，所述控制模塊包括主控制芯片Ul及外圍電路21，外圍電路21可以 進行頻率的設(shè)置、復(fù)位、置位等。所述主控制芯片Ul可采用德州儀器(Tl)公司的型號為 UC3843的集成電路。如圖1所示，所述不間斷電源的充電器還包括壓敏電阻RV1，所述壓敏電阻RVl與 整流橋1的輸出相耦合。壓敏電阻RVl可以對UPS的浪涌能量進行卸放。即對雷擊發(fā)生時充電器輸入端的能量進一步卸放，在波形的監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)，即使UPS的前級的EMC輸入板已對 能量進行了卸放，但是不間斷電源的充電器的輸入電流最大也能達到80A左右，輸入電壓 達到了 800V以上。經(jīng)過整流橋后，就已經(jīng)超過了開關(guān)模塊的MOS管的承受能力。因此加入 壓敏電阻RVl后，可對這部分能量進行進一步卸放，增強系統(tǒng)安全性。如圖1所示，所述不間斷電源的充電器還包括保護模塊，所述保護模塊耦合在整 流橋1與控制模塊之間，當整流橋的輸出電壓大于預(yù)設(shè)值時，所述保護模塊觸發(fā)控制模塊 關(guān)斷開關(guān)模塊3。這樣可以避免開關(guān)模塊3因為過流而損壞，增強了本發(fā)明的不間斷電源的 充電器的安全性。如圖1所示，所述保護模塊包括第一分壓單元、第二分壓單元、第一電容C504、穩(wěn) 壓二極管ZDl和第一三極管Ql。所述第一分壓單元的第一端與整流橋的輸出耦合、第一分 壓單元的第二端與第二分壓單元第一端相耦合、所述第二分壓單元第二端接地，所述第一 電容C504跨接在第二分壓單元兩端，所述穩(wěn)壓二極管ZDl陰極與所述第二分壓單元第一端 相耦合、所述穩(wěn)壓二極管ZDl陽極與所述第一三極管Ql基極相耦合、所述第一三極管Ql射 極接地、所述第一三極管Ql集電極與控制模塊輸入相耦合。如圖1所示，所述第一分壓單元包括第一分壓電阻R501、第二分壓電阻R502和第 三分壓電阻R503，所述第二分壓單元包括第四分壓電阻R504，所述第一分壓電阻R501的第 一端與整流橋輸出相耦合、第一分壓電阻R501的第二端經(jīng)第二分壓電阻R502和第三分壓 電阻R503后連至穩(wěn)壓二極管ZDl陰極；所述第四分壓電阻R504第一端與穩(wěn)壓二極管ZDl 陰極相連，所述第四分壓電阻R504第二端接地。本實施例中第一分壓單元包括三個電阻， 以方便用戶選取元件、降低成本。當然，用戶也可根據(jù)需要相應(yīng)調(diào)整第一分壓單元的電阻數(shù) 量，一個、二個、四個都可。當?shù)谝浑娙軨504上的電壓超過某個值(對應(yīng)整流橋的輸出電壓大于預(yù)設(shè)值)的 時候，穩(wěn)壓二極管ZDl就被擊穿，第一三極管Ql就會導(dǎo)通，就會把主控制芯片Ul的COMP腳 拉到0V，這個時候主控制芯片Ul就會短時段封鎖驅(qū)動脈沖信號，即發(fā)出關(guān)閉信號至開關(guān)模 塊3、開關(guān)模塊3的MOS管就不會工作，也就不會因為過流而損壞。本實施例中保護電壓等級為 V = V1+V2/R504 (R50i + R502 + R503 + R504)其中V1為穩(wěn)壓二極管ZDl的耐壓值，V2為三極管Ql的導(dǎo)通電壓值。響應(yīng)時間為T = (R501+R502+R503+R504) X C504如圖1所示，所述開關(guān)模塊3包括第一 MOS管Q4和第二 MOS管Q5，所述第一 MOS 管Q4和第二 MOS管Q5的柵極都與控制模塊的輸出耦合，所述第一 MOS管Q4和第二 MOS管 Q5的漏極都與變壓器原邊耦合，第一 MOS管Q4和第二 MOS管Q5的源極都接地。第一 MOS 管Q4和第二 MOS管Q5是并聯(lián)工作的，這樣可以選擇耐壓稍小的MOS管、從而降低成本。如圖1所示，所述不間斷電源的充電器還包括防倒灌模塊5，所述防倒灌模塊5連 接在整形模塊4與待充電的電池之間。所述防倒灌模塊5可以防止電池倒灌，可對不間斷 電源的充電器進行保護。上述不間斷電源的充電器優(yōu)選用于小機UPS (功率不大于3000瓦)。
下面用實驗波形對本發(fā)明的效果做進一步描述圖2給出了現(xiàn)有的UPS充電器 MOS管DS兩端電壓波形(最初考慮到MOS管經(jīng)常損壞，于是在DS兩端串聯(lián)兩個阻值一 樣的電阻，監(jiān)測其中一個電阻兩端的電壓)圖3給出了本發(fā)明的UPS充電器MOS管的電壓 波形，其中CH2是UPS充電器MOS管DS兩端電壓波形，CH3是UPS充電器MOS管GS兩端電 壓波形?？梢钥闯鼋?jīng)過16us的時刻，驅(qū)動封波，與理論分析基本吻合，此時MOS管的殘壓也 就是800V左右，MOS管不會因為過壓損壞。本發(fā)明還公開了一種UPS，該UPS采用上述充電器。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定 本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在 不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當視為屬于本發(fā)明的 保護范圍。
權(quán)利要求
一種不間斷電源的充電器，其特征在于包括整流橋、控制模塊、開關(guān)模塊、變壓器、整形模塊和壓敏電阻(RV1)；所述整流橋?qū)⒔涣麟娦盘栒鞒芍绷麟娦盘?，所述開關(guān)模塊在控制模塊的控制下將所述直流電信號轉(zhuǎn)換為脈沖波信號，所述變壓器將所述脈沖波信號的能量從原邊傳遞到副邊，所述整形模塊將變壓器副邊的電信號進行單向整形并輸出給待充電的電池，所述壓敏電阻(RV1)與整流橋的輸出相耦合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不間斷電源的充電器，其特征在于還包括保護模塊，所述保 護模塊耦合在整流橋與控制模塊之間，當整流橋的輸出電壓大于預(yù)設(shè)值時，所述保護模塊 觸發(fā)控制模塊關(guān)斷開關(guān)模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的不間斷電源的充電器，其特征在于所述保護模塊包括第一 分壓單元、第二分壓單元、第一電容(C504)、穩(wěn)壓二極管(ZDl)和第一三極管(Ql)，所述第 一分壓單元的第一端與整流橋的輸出耦合、第一分壓單元的第二端與第二分壓單元第一端 相耦合、所述第二分壓單元第二端接地，所述第一電容(C504)跨接在第二分壓單元兩端， 所述穩(wěn)壓二極管(ZDl)陰極與所述第二分壓單元第一端相耦合、所述穩(wěn)壓二極管(ZDl)陽 極與所述第一三極管(Ql)基極相耦合、所述第一三極管(Ql)射極接地、所述第一三極管 (Ql)集電極與控制模塊輸入相耦合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的不間斷電源的充電器，其特征在于所述第一分壓單元包括 第一分壓電阻(R501)、第二分壓電阻(R502)和第三分壓電阻(R503)，所述第二分壓單元包 括第四分壓電阻(R504)，所述第一分壓電阻(R501)的第一端與整流橋輸出相耦合、第一分 壓電阻(R501)的第二端經(jīng)第二分壓電阻(R502)和第三分壓電阻(R503)后連至穩(wěn)壓二極 管(ZDl)陰極；所述第四分壓電阻(R504)第一端與穩(wěn)壓二極管(ZDl)陰極相連，所述第四 分壓電阻(R504)第二端接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的不間斷電源的充電器，其特征在于所述開關(guān)模塊包 括第一 MOS管(Q4)和第二 MOS管(Q5)，所述第一 MOS管(Q4)和第二 MOS管(Q5)的柵極都 與控制模塊的輸出耦合，所述第一 MOS管(Q4)和第二 MOS管(Q5)的漏極都與變壓器原邊 耦合，第一 MOS管(Q4)和第二 MOS管(Q5)的源極都接地。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的不間斷電源的充電器，其特征在于還包括防倒灌模塊，所述 防倒灌模塊連接在整形模塊與待充電的電池之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的不間斷電源的充電器，其特征在于所述不間斷電源的充電 器用于功率不大于3000瓦的不間斷電源。
8.—種不間斷電源，包括充電器，其特征在于所述充電器包括整流橋、控制模塊、開 關(guān)模塊、變壓器、整形模塊和壓敏電阻(RVl)；所述整流橋?qū)⒔涣麟娦盘栒鞒芍绷麟娦?號，所述開關(guān)模塊在控制模塊的控制下將所述直流電信號轉(zhuǎn)換為脈沖波信號，所述變壓器 將所述脈沖波信號的能量從原邊傳遞到副邊，所述整形模塊將變壓器副邊的電信號進行單 向整形并輸出給待充電的電池，所述壓敏電阻(RVl)與整流橋的輸出相耦合。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的不間斷電源，其特征在于所述充電器還包括保護模塊，所述 保護模塊耦合在整流橋與控制模塊之間，當整流橋的輸出電壓大于預(yù)設(shè)值時，所述保護模 塊觸發(fā)控制模塊關(guān)斷開關(guān)模塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的不間斷電源，其特征在于所述保護模塊包括第一分壓單 元、第二分壓單元、第一電容(C504)、穩(wěn)壓二極管(ZDl)和第一三極管(Ql)，所述第一分壓單元的第一端與整流橋的輸出耦合、第一分壓單元的第二端與第二分壓單元第一端相耦 合、所述第二分壓單元第二端接地，所述第一電容(C504)跨接在第二分壓單元兩端，所述 穩(wěn)壓二極管(ZDl)陰極與所述第二分壓單元第一端相耦合、所述穩(wěn)壓二極管(ZDl)陽極與 所述第一三極管(Ql)基極相耦合、所述第一三極管(Ql)射極接地、所述第一三極管(Ql) 集電極與控制模塊輸入相耦合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種不間斷電源及其充電器，充電器包括整流橋、控制模塊、開關(guān)模塊、變壓器、整形模塊和壓敏電阻；所述整流橋?qū)⒔涣麟娦盘栒鞒芍绷麟娦盘?，所述開關(guān)模塊在控制模塊的控制下將所述直流電信號轉(zhuǎn)換為脈沖波信號，所述變壓器將所述脈沖波信號的能量從原邊傳遞到副邊，所述整形模塊將變壓器副邊的電信號進行單向整形并輸出給待充電的電池，所述壓敏電阻與整流橋的輸出相耦合。本發(fā)明在UPS充電器上增加了一個壓敏電阻，可以對UPS的浪涌能量進行卸放。即對雷擊發(fā)生時充電器輸入端的能量進一步卸放，增強系統(tǒng)安全性。使UPS及其充電器在發(fā)生浪涌時仍能正常工作。
文檔編號H02H9/04GK101931256SQ20091015161
公開日2010年12月29日 申請日期2009年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月23日
發(fā)明者王凱 申請人:力博特公司