專利名稱：直流輸出不斷電源供應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是涉及一種直流輸出不斷電源供應(yīng)器，尤指一種通過電子式開關(guān)切換 放電回路的不斷電源供應(yīng)器。
背景技術(shù)：
已知的通訊設(shè)備是采用直流工作電源，在電源供應(yīng)方式上是將交流電源經(jīng)由一整 流器及一直流對直流轉(zhuǎn)換器(DC/DC)轉(zhuǎn)換為直流電后供應(yīng)給負(fù)載(通訊設(shè)備)，但為了確保 一旦交流電源中斷，通訊設(shè)備仍可正常運作，即必須搭配使用一不斷電源供應(yīng)器(朋幻，如 圖3所示，該不斷電源供應(yīng)器70包括有第一到第三直流供電回路70廣703，該第一到第三直 流供電回路70廣703上分設(shè)有一整流器7廣73，該整流器7廣73的輸入端分別和一交流電 源AC連接；其中，第一直流供電回路701是連接在交流電源AC和直流對直流轉(zhuǎn)換器(DC/ DC) 91之間，用以供應(yīng)直流電源給負(fù)載90 ；該第二直流供電回路702上分設(shè)有一放電控制電 路75、一脈寬調(diào)制控制器76，又第三直流供電回路703上則設(shè)有一電源轉(zhuǎn)換器77，另第一直 流供電回路701和一電池組74之間構(gòu)成一直流放電回路704，該直流放電回路704上設(shè)有 一放電回路切換模塊80，該放電回路切換模塊80包括一繼電器81、一繼電器控制電路82、 一電源轉(zhuǎn)換電路83及一整流電路84，其中該繼電器81具有一常開接點，并設(shè)在前述直流放電回路704上，其閉合與否是由 繼電器控制電路82所控制，該繼電器控制電路82是設(shè)在第三直流供電回路703上且連接 在電源轉(zhuǎn)換器77和電池組74之間。電源轉(zhuǎn)換電路83是由前述的脈寬調(diào)制控制器76控制其工作與否，該脈寬調(diào)制控 制器76致能(enable)與否則由放電控制電路75所控制。該脈寬調(diào)制控制器76和放電控制電路75是由一輔助電源供應(yīng)單元78供應(yīng)工作 電源，該輔助電源供應(yīng)單元78則由直流放電回路704取得工作電源。至于前述不斷電源供應(yīng)器(UPS)的工作方式是如同以下所述1.當(dāng)交流電源正常供應(yīng)時，UPS功能關(guān)閉交流電源AC通過整流器73和電源轉(zhuǎn)換器77轉(zhuǎn)換為直流電源，除供電給繼電器控 制電路82，使繼電器控制電路82控制繼電器81轉(zhuǎn)成閉合外，并通過繼電器控制電路82對 電池組74充電；第二直流供電回路702上的放電控制電路75由輔助電源供應(yīng)單元78取得工作電 源，并通過整流器72偵測到交流電源AC供應(yīng)正常，所以關(guān)閉(DISABLE)脈寬調(diào)制控制器 76，在此狀況下，放電回路切換模塊80的電源轉(zhuǎn)換電路83不工作，電池組74也不放電到第 一直流供電回路701上。2.當(dāng)交流電源中斷，啟動UPS功能繼電器控制電路82由電池組74取得工作電源，并控制繼電器81維持閉合狀態(tài)；第二直流供電回路702上的放電控制電路75仍由輔助電源供應(yīng)單元78取得工作 電源，并通過整流器72偵測到交流電源AC已中斷，所以啟動(ENABLE)脈寬調(diào)制控制器76，使脈寬調(diào)制控制器75驅(qū)動放電回路切換模塊80的電源轉(zhuǎn)換電路83開始工作，因而電池組 74即通過電源轉(zhuǎn)換電路83和整流電路84放電到第一直流供電回路701，進(jìn)而通過直流對 直流轉(zhuǎn)換器(DC/DC)91對負(fù)載90供電。除前述工作模式外，當(dāng)不斷電源供應(yīng)器(UPS)尚未接上交流電源AC時，將限制電 池組74放電，以避免不斷電源供應(yīng)器(UPS)在未接上交流電源AC時誤判為交流電源中斷， 造成電池組74長期放電，甚至因而損壞。主要工作原理是在未連接交流電源AC時，電源轉(zhuǎn) 換器77無法輸出直流電源，繼電器控制電路82無法取得工作電源，所以繼電器81開路，直 流供電回路704中斷，而電池組74也不會放電。前述的不斷電源供應(yīng)器(UPS)雖然可以在交流電源中斷時提供備份電源，但其串 接在直流放電回路704上的繼電器81因必須控制大功率電源的通斷，因此體積通常不小， 從而將在不斷電源供應(yīng)器(UPQ上占用相當(dāng)空間，造成通訊設(shè)備的體積也變大，因此涉及 切換放電回路使用的開關(guān)組件實有進(jìn)一步檢討，并尋求可行解決方案的必要。
實用新型內(nèi)容因此本實用新型主要目的在提供一種通過電子式開關(guān)切換放電回路的不斷電源 供應(yīng)器，由于采用電子式開關(guān)進(jìn)行切換，可解決采用繼電器造成電源系統(tǒng)體積變大的問題。為達(dá)成前述目的采取的主要技術(shù)手段是令前述不斷電源供應(yīng)器包括第一到第三直流供電回路，其上分設(shè)有一整流器，各整流器的輸入端分別和交流 電源連接；其中，第二直流供電回路上分設(shè)有一放電控制電路、一脈寬調(diào)制控制器，該放電 控制電路的輸入端是和第二直流供電回路上的整流器連接，放電控制電路的輸出端是和脈 寬調(diào)制控制器連接，而放電控制電路和脈寬調(diào)制控制器是由一輔助電源供應(yīng)單元供應(yīng)工作 電源；該第三直流供電回路上設(shè)有一電源轉(zhuǎn)換器，電源轉(zhuǎn)換器的輸入端和第三直流供電 回路上的整流器連接，電源轉(zhuǎn)換器的輸出端則和一電池組連接接口連接；另第一直流供電 回路和一電池組連接接口之間構(gòu)成一直流放電回路；一放電回路切換模塊，是設(shè)在前述的直流放電回路上，包含一切換控制電路、一電 源轉(zhuǎn)換電路及一整流電路，其中該切換控制電路包含第一至第三晶體管，第一晶體管的集電極、射電極是連接在 電池組連接端口和輔助電源供應(yīng)單元之間，其基電極分別和第二、第三晶體管的集電極連 接；第二晶體管的基電極是和第三直流供電回路上的電源轉(zhuǎn)換器連接；第三晶體管的基電極是通過一齊納二極管和第一晶體管的集電極連接。當(dāng)前述不斷電源供應(yīng)器安裝在一交流電源和一負(fù)載之間，且其電池組連接接口連 接一電池組時，可在交流電源正常供應(yīng)和中斷時分別執(zhí)行以下的工作模式1.交流電源正常供應(yīng)時第三直流供電回路上的電源轉(zhuǎn)換器將交流電源轉(zhuǎn)換為直流電源，除送到切換控制 電路上第二晶體管的基電極，使第二晶體管導(dǎo)通外，同時可對電池組充電；第二晶體管導(dǎo)通后將使第一晶體管的集電極、射電極導(dǎo)通，因此輔助電源供應(yīng)單 元可通過第一晶體管自電池組取得工作電源，并供電給放電控制電路和脈寬調(diào)制控制器;當(dāng)電池組電壓高于齊納二極管的崩潰電壓，令齊納二極管工作在崩潰區(qū)的狀態(tài)下，第三晶 體管將導(dǎo)通，而使第一晶體管的集電極、射電極維持導(dǎo)通，令輔助電源供應(yīng)單元持續(xù)取得工 作電源；第二直流供電回路上的放電控制電路通過整流器偵測到交流電源供應(yīng)正常，所以 關(guān)閉(DISABLE)脈寬調(diào)制控制器，在此狀況下，放電回路切換模塊的電源轉(zhuǎn)換電路不工作， 電池組也不放電到第一直流供電回路上。2.當(dāng)交流電源中斷，啟動UPS功能第三直流供電回路上的電源轉(zhuǎn)換器無直流電源輸出，第二晶體管截止，但在電池 組電壓仍高于齊納二極管崩潰電壓的狀況下，將使第三晶體管導(dǎo)通，并令第一晶體管的集 電極、射電極維持導(dǎo)通，令輔助電源供應(yīng)單元持續(xù)取得工作電源；第二直流供電回路上的放電控制電路通過整流器偵測到交流電源中斷，所以啟動 (ENABLE)脈寬調(diào)制控制器，由脈寬調(diào)制控制器驅(qū)動放電回路切換模塊的電源轉(zhuǎn)換電路，使 電池組通過電源轉(zhuǎn)換電路、整流電路向第一直流放電回路放電，進(jìn)而對負(fù)載供電。3.不斷電源供應(yīng)器未接上交流電源的狀態(tài)下由于第三直流供電回路上的電源轉(zhuǎn)換器無直流電源輸出，第二晶體管截止，因此 第一晶體管也截止，而在第一晶體管截止的狀況下，直流放電回路不通，第三晶體管也截 止，輔助電源供應(yīng)單元無法取得工作電源，在脈寬調(diào)制控制器關(guān)閉的狀態(tài)下，電源轉(zhuǎn)換電路 本身為一高阻態(tài)，電池組將無法通過電源轉(zhuǎn)換電路放電，因此可以實現(xiàn)電池組的零放電，進(jìn) 而可避免不斷電源供應(yīng)器因誤判造成電池組長期放電。由于前述不斷電源供應(yīng)器的放電回路切換模塊是采用小功率組件組成一切換控 制電路，以控制電池組是否通過直流放電回路放電，因此除可提供不斷電源供應(yīng)器的所有 功能外，可有效縮小不斷電源供應(yīng)器的體積。
圖1是本實用新型的電路方框圖。圖2是本實用新型放電控制電路的電路圖。圖3是現(xiàn)有不斷電源供應(yīng)器的電路方框圖。
具體實施方式
以下配合圖式及本實用新型的較佳實施例，進(jìn)一步闡述本實用新型為達(dá)成預(yù)定目 的所采取的技術(shù)手段。如圖1所示，本實用新型的不斷電源供應(yīng)器10包括第一到第三直流供電回路10廣103，其上分設(shè)有一整流器1廣13，各整流器1廣13 的輸入端分別和一交流電源AC連接；其中，第二直流供電回路102上分設(shè)有一放電控制電 路15、一脈寬調(diào)制控制器16，該放電控制電路15的輸入端是和第二直流供電回路102上的 整流器12連接，放電控制電路15的輸出端是和脈寬調(diào)制控制器16連接，用來控制脈寬調(diào) 制控制器16的關(guān)閉(DISABLE)或啟動(ENABLE)，而放電控制電路15和脈寬調(diào)制控制器16 分別和一輔助電源供應(yīng)單元18連接，并由輔助電源供應(yīng)單元18供應(yīng)工作電源；該第三直流 供電回路103上設(shè)有一電源轉(zhuǎn)換器17，電源轉(zhuǎn)換器17的輸出端通過一二極管Dl和一電池組連接接口 105連接，該電池組連接接口 105是用以和一電池組14連接，在本實施例中，該 電源轉(zhuǎn)換器17是一馳返式(FLY BACK)電源轉(zhuǎn)換器；又第一直流供電回路101和電池組連 接接口 105之間構(gòu)成一直流放電回路104，；一放電回路切換模塊20，是設(shè)在前述的直流放電回路104上，包含一切換控制電 路21、一電源轉(zhuǎn)換電路22及一整流電路23 ；其中該電源轉(zhuǎn)換電路22可以是推挽式(Push Pull)、順向式(forward)、馳返式(FLY BACK)或半橋式(Half bridge)等形式的電源轉(zhuǎn)換器，本實施例中是采用推挽式(Push Pull)電源轉(zhuǎn)換器；又電源轉(zhuǎn)換電路22的輸入端是通過電池組連接接口 105與電池組14連 接，電源轉(zhuǎn)換電路22的輸出端則通過整流電路23和第一直流供電回路101連接。該切換控制電路21包含第一至第三晶體管Q16，Q18, Q20，本實施例中，第一晶體 管Q16是一個PNP晶體管，其集電極、射電極是分別和電池組14及輔助電源供應(yīng)單元18，其 基電極分別和第二、第三晶體管Q18，Q20的集電極連接；該第二、第三晶體管Q18，Q20分別是NPN晶體管，其中第二晶體管Q18的基電極是 和第三直流供電回路103上的電源轉(zhuǎn)換器17輸出端連接；第三晶體管Q20的基電極是通過 一齊納二極管ZDl和第一晶體管Q16的集電極連接；又前述第二、第三晶體管Q18，Q20的基 電極上分設(shè)有分壓電阻Rf R4，第一晶體管Q16的射電極和基電極間設(shè)有一偏壓電阻R5。前述不斷電源供應(yīng)器在交流電源AC正常供應(yīng)和中斷時的工作原理詳如以下所 述1.交流電源正常供應(yīng)時交流電源AC同時由第一至第三直流供電回路10廣103送入，第一直流供電回路 101由整流器11將交流電源AC轉(zhuǎn)換為直流電源后送到負(fù)載端的直流對直流轉(zhuǎn)換器(DC/ DC) 31，進(jìn)而對負(fù)載30供電；第三直流供電回路103的整流器13也將交流電源AC轉(zhuǎn)換為 直流電，經(jīng)電源轉(zhuǎn)換器17送到切換控制電路21上第二晶體管的基電極Q18，使第二晶體管 Q18導(dǎo)通外，同時通過二極管Dl對電池組14充電；第二晶體管Q18導(dǎo)通后將使第一晶體管Q16基電極接地，進(jìn)而使其集電極、射電極 導(dǎo)通，因此電池組14將通過第一晶體管Q16放電給輔助電源供應(yīng)單元18，進(jìn)而供電給放電 控制電路15和脈寬調(diào)制控制器16 ；當(dāng)電池組14電壓高于齊納二極管ZDl的崩潰電壓，將 使齊納二極管ZDl崩潰，因此第三晶體管Q20導(dǎo)通，藉此使第一晶體管Q16的基電極保持 接地，而其集電極、射電極維持導(dǎo)通，在此狀況下，輔助電源供應(yīng)單元18可持續(xù)取得工作電 源；又第二直流供電回路102上的放電控制電路15通過整流器12偵測到交流電源AC 供應(yīng)正常，所以將關(guān)閉(DISABLE)脈寬調(diào)制控制器16，在此狀況下，放電回路切換模塊20的 電源轉(zhuǎn)換電路22不工作，電池組14也不放電到第一直流供電回路101上。2.當(dāng)交流電源中斷，啟動UPS功能因交流電源AC中斷，第一至第三直流供電回路10廣103上均無交流電源AC輸入， 第三直流供電回路103的電源轉(zhuǎn)換器17也無直流電源輸出，所以第二晶體管Q18截止，但 在電池組14電壓仍高于齊納二極管ZDl崩潰電壓的狀況下，第三晶體管Q20將持續(xù)導(dǎo)通， 因而第一晶體管Q16基電極維持接地并導(dǎo)通，輔助電源供應(yīng)單元18仍可持續(xù)自電池組14 取得工作電源；[0051]又因第二直流供電回路102上的整流器12無輸出，放電控制電路15因而偵測得 知交流電源AC中斷，隨即啟動(ENABLE)脈寬調(diào)制控制器16，由脈寬調(diào)制控制器16驅(qū)動電 源轉(zhuǎn)換電路22工作，使電池組14通過電源轉(zhuǎn)換電路22、整流電路23向第一直流放電回路 101放電，進(jìn)而對負(fù)載供電。3.不斷電源供應(yīng)器未接上交流電源的狀態(tài)下由于第三直流供電回路103上的電源轉(zhuǎn)換器17無直流電源輸出，切換控制電路21 的第二晶體管Q18截止，而第一晶體管Q16因基電極未接地而截止，在第一晶體管Q16截止 的狀況下，直流放電回路104不通，第三晶體管Q20也截止，如此一來，輔助電源供應(yīng)單元18 無法取得工作電源，也無法對放電控制電路15和脈寬調(diào)制控制器16供電，在脈寬調(diào)制控制 器16關(guān)閉的狀態(tài)下，電源轉(zhuǎn)換電路22本身為高阻態(tài)，將使電池組14無法通過電源轉(zhuǎn)換電 路22放電，因此可以實現(xiàn)電池組14的零放電，進(jìn)而可避免不斷電源供應(yīng)器因誤判造成電池 組14長期放電。以上所述僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型做任何形式上的 限制，雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本實用新型，任何熟悉 本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi) 容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案的內(nèi) 容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍 屬于本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種直流輸出不斷電源供應(yīng)器，其特征是包括第一到第三直流供電回路，該第一到第三直流供電回路上分設(shè)有一整流器，各整流器 的輸入端分別和交流電源連接；其中，第二直流供電回路上分設(shè)有一放電控制電路、一脈寬 調(diào)制控制器，該放電控制電路的輸入端是和第二直流供電回路上的整流器連接，放電控制 電路的輸出端是和脈寬調(diào)制控制器連接，而放電控制電路和脈寬調(diào)制控制器是由一輔助電 源供應(yīng)單元供應(yīng)工作電源；該第三直流供電回路上設(shè)有一電源轉(zhuǎn)換器，電源轉(zhuǎn)換器的輸入端和第三直流供電回路 上的整流器連接，電源轉(zhuǎn)換器的輸出端則和一電池組連接接口連接；另第一直流供電回路 和一電池組連接接口之間構(gòu)成一直流放電回路，其特征在于該直流放電回路上設(shè)有一放電回路切換模塊，該放電回路切換模塊包含一切換控制電 路、一電源轉(zhuǎn)換電路及一整流電路，其中該切換控制電路包含第一到第三晶體管，第一晶體管的集電極、射電極是分別和輔助 電源供應(yīng)單元、電池組連接端口連接，第一晶體管的基電極則分別和第二、第三晶體管的集 電極連接；第二晶體管的基電極是和第三直流供電回路上的電源轉(zhuǎn)換器輸出端連接；第三晶體管的基電極是通過一齊納二極管和第一晶體管的集電極連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流輸出不斷電源供應(yīng)器，其特征是該第一晶體管為一PNP 晶體管；第二、第三晶體管為一 NPN晶體管。
3 根據(jù)權(quán)利要求2所述的直流輸出不斷電源供應(yīng)器，其特征是該第一晶體管的射電極 和基電極間設(shè)有一偏壓電阻，該第二、第三晶體管的基電極上設(shè)有分壓電阻。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直流輸出不斷電源供應(yīng)器，其特征是該電源轉(zhuǎn)換器的輸出端 是通過一二極管和電池組連接接口連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項所述的直流輸出不斷電源供應(yīng)器，其特征是該放電回 路切換模塊上的電源轉(zhuǎn)換電路為推挽式、順向式、馳返式或半橋式電源轉(zhuǎn)換器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的直流輸出不斷電源供應(yīng)器，其特征是該第三直流供電回路上 的電源轉(zhuǎn)換器為一馳返式電源轉(zhuǎn)換器。
專利摘要本實用新型是涉及一種直流輸出不斷電源供應(yīng)器，包括一直流供電回路、一直流放電回路、一設(shè)于直流放電回路上的放電回路切換模塊、一通過放電回路切換模塊和直流供電回路連接的電池、一和前述放電回路切換模塊與電池連接的電源轉(zhuǎn)換器；其中，該直流供電回路是連接在一交流電源和一直流電源負(fù)載之間，該電源轉(zhuǎn)換器的輸入端是和交流電源連接，放電回路切換模塊中包含一電子式的切換控制電路，其通過數(shù)個晶體管控制所述電池是由電源轉(zhuǎn)換器進(jìn)行充電，或通過直流供電回路對直流電源負(fù)載放電；利用前述的電子式切換控制電路可解決以往利用繼電器切換回路所造成體積過大的問題。
文檔編號H02J7/00GK201829985SQ20102057712
公開日2011年5月11日 申請日期2010年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月26日
發(fā)明者何念姣, 李金橋, 楊勇 申請人:康舒電子(東莞)有限公司