專利名稱：帶不間斷電源的多功能報警器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種帶不間斷電源的多功能報警器，涉及物理中的一種報警裝置。
現(xiàn)有技術(shù)中的報警器，雖然在電源部分準(zhǔn)備了蓄電池組，但遇停電或有險情時，需要提供交流220V的照明和保證急需設(shè)備的正常工作，顯然光靠報警器內(nèi)的蓄電池組是不能解決問題的，對于報警器本身來說，現(xiàn)有技術(shù)往往功能單一、防范不足。
本實用新型之目的在于研制一種帶有對蓄電池組自動恒流恒壓充電、可逆變輸出交流穩(wěn)壓、特別是遇險情時，能自動提供報警電源和照明、用電設(shè)備的交流穩(wěn)壓電源的這樣一種帶不間斷電源的多功能報警器。
本實用新型的技術(shù)解決方案是由繼電器步進式交流穩(wěn)壓器、恒流恒壓充電器、逆變供電器、自動轉(zhuǎn)換裝置、濾波器、蓄電池組、直流穩(wěn)壓電源構(gòu)成不間斷電源，加上多功能報警器，構(gòu)成一臺帶不間斷電源的多功能報警器。
以下結(jié)合附圖作進一步的說明

圖1為本實用新型外形結(jié)構(gòu)圖；圖2為本實用新型電原理框圖；圖3、圖4合為本實用新型電路圖。
由圖1可知，本實用新型具有外殼(1)、交流穩(wěn)壓變壓器(2)、可控硅及大功率元件散熱板(3)、報警器電路板(4)、不間斷電源電路板(5)、輸出電壓表(6)、電池電壓表(7)、電池電流表(8)、報警閃光指示燈(9)、逆變電源指示燈(10)、開關(guān)(11)。
由圖2可知，這種帶不間斷電源的多功能報警器，包括如下幾個組成部分繼電器步進式交流穩(wěn)壓器(12)、恒流恒壓充電器(13)、逆變供電器(14)、自動轉(zhuǎn)換裝置(15)、濾波器(16)、蓄電池組(17)、直流穩(wěn)壓電源(18)、多功能報警器(19)，它們之間的連接關(guān)系是自動轉(zhuǎn)換裝置(15)控制繼電器步進式交流穩(wěn)壓器(12)一方面將交流穩(wěn)壓通過自動轉(zhuǎn)換裝置(15)、濾波器(16)輸出，另一方面控制繼電器步進式交流穩(wěn)壓器(12)對恒流恒壓充電器(13)供電，使恒流恒壓充電器(13)對蓄電池組(17)充電，蓄電池組(17)一方面通過直流穩(wěn)壓電源(18)對多功能報警器(19)供電，另一面對逆變供電器(14)提供工作電源，自動轉(zhuǎn)換裝置(15)受市電、直流穩(wěn)壓電源(18)、多功能報警器(19)的控制、轉(zhuǎn)換，自動轉(zhuǎn)換裝置(15)如控制逆變供電器(14)逆變工作，其逆變輸、出又經(jīng)自動轉(zhuǎn)換裝置(15)、濾波器(16)輸出，濾波器(16)還提供給多功能報警器(19)一輸出交流穩(wěn)壓電源。下面分三種情況敘述市電輸入至繼電器步進式交流穩(wěn)壓器(12)，穩(wěn)壓后經(jīng)自動轉(zhuǎn)換裝置(15)、濾波器(16)輸出交流穩(wěn)壓，同時，自動轉(zhuǎn)換裝置(15)控制繼電器步進式交流穩(wěn)壓器(12)供電給恒流恒壓充電器(13)，使恒流恒壓充電器(13)對蓄電池組(17)充電，蓄電池組(17)還通過直流穩(wěn)壓電源(18)對多功能報警器(19)供電。
市電停電時，蓄電池組供電給直流穩(wěn)壓電源(18)，直流穩(wěn)壓電源(18)，一方面供給多功能報警器(19)電源，另一方面通過自動轉(zhuǎn)換裝置(15)控制逆變供電器(14)工作，逆變供電器(14)的工作是由蓄電池組(17)提供電源，逆變輸出經(jīng)自動轉(zhuǎn)換裝置(15)轉(zhuǎn)換，經(jīng)濾波器(16)后輸出交流穩(wěn)壓。
當(dāng)有險情時，電路外的信號檢測裝置輸入至多功能報警器(19)信號，多功能報警器(19)工作后輸出兩路聲光報警信號，同時多功能報警器(19)控制自動轉(zhuǎn)換裝置(15)，強制不間斷電源部分工作提供交流穩(wěn)壓電源輸出，以保證險區(qū)照明和其他排險用電設(shè)備的交流穩(wěn)壓電源。
下面結(jié)合圖3圖4的具體電路詳細闡述之繼電器步進式交流穩(wěn)壓器(12)主要由圖3中的電源變壓器B1、繼電器J2、J3及四運放集成塊IC5中的A1、A2兩個運算放大器、三極管T7、T8為主組成，其工作原理是在電源變壓器B1中，抽頭6、7電壓正比于輸出電壓，抽頭6、7電壓經(jīng)整流橋D14至D17、二極管D20而加在四運放集成塊IC5的2、6腳，其A1、A2兩個運算放大器經(jīng)外接電阻R35至R40組成兩個具有滯后特性的施密特電路，比較參考電壓由電阻R31、R32將集成塊IC4的穩(wěn)壓分壓得到，在輸入市電電壓變動時，IC5的A1、A2兩個運算放大器時刻監(jiān)測其變化大小，并相應(yīng)驅(qū)動三極管T7、T8，帶動J2或J3動作，從而使輸入電壓加在變壓器B1的不同抽頭上，實現(xiàn)交流自耦穩(wěn)壓。
恒流恒壓充電器(13)由圖3中的四運放集成塊IC6、三極管T9、T10及電源變壓器B1、二極管D1、D2、可控硅SCR整流電路組成，其工作原理是IC6的A1運算放大器被接成比較器，作為電源過零信號檢測用，校測來自電橋D14至D17及電阻R51、R55和穩(wěn)壓管DW2的過零信號，其輸出經(jīng)電阻R57、二極管D28、電容C24形成與電源同步的鋸齒波，加到IC6中的A2比較器，與經(jīng)二極管D30來的IC6中A3放大的電流信號和經(jīng)二極管D29來的電池電壓信號進行比較，產(chǎn)生一個開關(guān)信號，控制T9、T10組成的互補晶體管自激多諧振蕩器，產(chǎn)生一串串尖脈沖，去觸發(fā)由B1、D1、D2、SCR組成的可控整流電路，當(dāng)蓄電池電壓較低時，IC6中的A4輸出低，二極管D29反向關(guān)斷，而當(dāng)充電電流較大時IC6中的A4輸出較高，經(jīng)二極管D30使IC6中A2負輸入端較高，A2在鋸齒波較后部位轉(zhuǎn)變，從而T9、T10的尖脈沖串的第一個脈沖出現(xiàn)較遲，SCR導(dǎo)通角變小，充電電流亦變得較小，反之，上述過程相應(yīng)變反，從而使充電電流恒定，而當(dāng)充電一段時間電池電壓較高時，A4的輸出變高經(jīng)D29使A2的控制相位后移更多，充電電流下降而進入恒壓充電狀態(tài)，此時D30反向關(guān)斷。
恒流恒壓充電器(13)的充電電流信號是從圖3中的電流表A的分流電阻R1上取得，由三極管T5、T6組成的共基極差動放大并變換阻抗變成電壓后提供的，該信號也作為逆變時電流信號，只是極性相反。T9、T10組成的脈沖觸發(fā)電路可防止開機充電時，由于觸發(fā)相應(yīng)位太前而變壓器B1次級瞬時電壓低于或等于電池電壓而可控硅SCR不能導(dǎo)通，充電時，穩(wěn)壓部分與充電變壓器共用B1，輸入電壓變化較大范圍時，充電也能正常進行。
逆變供電器(14)由圖3中的集成塊IC1、IC2、IC3、三極管T1至T4為主構(gòu)成，其工作原理是IC1為四運算放大器集成電路，其中的A1接成100HZ的自激多諧振蕩器，其輸出有兩路，一路為方波經(jīng)電阻R18、R19、電容C7、C8、二極管D9、D10微分觸發(fā)IC1中的A3、A4組成的雙穩(wěn)態(tài)電路進行二分頻，另一路是三角波，經(jīng)電阻R13送到IC1中A2組成的比較器，與從二極管D14至D17、D20、D5和穩(wěn)壓管DW1及電阻W1、R8來的電壓反饋信號電壓Uf比較，其輸出為100HZ、寬度值隨Uf大小變化的方波，該信號同IC1中A3、A4的輸出一道經(jīng)電阻R22、R23、二極管D8、D11組成的與門控制IC2、IC3的輸入，而555時基電路IC2、IC3被接成施密特倒相驅(qū)動器，它們也受二極管D12、D13控制，當(dāng)IC5中的A3、A4送來電流過載或電池欠壓信號時，能即刻關(guān)斷，另外由三極管T1至T4和變壓器B1組成的功率驅(qū)動電路，是一種變形達林頓推挽功放電路，整機效率高。
IC5中的A3、A4都作比較器，A3的輸入信號來自三極管T5、T6，與IC6中A3的相位相反，放大倍數(shù)也小一些，A4的比較器通過二極管D21、電阻R41而具有滯后特性。當(dāng)電池電壓太低而自動停止輸出或電池由于沒有負載而電壓回升，該滯后特性使之不再開機，除非重新充電使用回升幅度很大，這樣就防止了電池過放電，同時也保證了直流工作電路特別是報警器在較長時間內(nèi)仍能正常工作。
自動轉(zhuǎn)換裝置(15)為圖3中的繼電器J1、J4、J5，其工作原理是有市電時，觸點J1a將市電接入電源變壓器B1，停電時，切斷逆變對外的電能倒送，觸點J1b為轉(zhuǎn)換使用，轉(zhuǎn)換充電穩(wěn)壓與逆變部分的控制電路電源，而兩部分的功率部件則不轉(zhuǎn)換，信號共用部分也不轉(zhuǎn)換，而同時接在相應(yīng)位置。
繼電器J4、J5是由圖4中多功能報警器的集成塊IC9、IC10和T11分別驅(qū)動的，J4、J5其一對觸點連接在濾波器(16)的輸出上，觸點J4b強制逆變器工作，J4C提供交流穩(wěn)壓輸出用于險區(qū)照明和其他排險用電設(shè)備，J5觸點則提供一間歇交流電壓，用于警鈴和大型閃光燈。
濾波器(16)由圖3中的電感L1和電容C1組成，其工作原理是既使逆變電壓方波變成近似正弦波，又使可控充電不影響一般用電設(shè)備。
蓄電池組(17)接在圖3中的E＋。
直流穩(wěn)壓電源(18)主要由4中的穩(wěn)壓管D65、續(xù)流二極管D64、三極管T12至T14三端穩(wěn)壓器IC12和圖3中的三端穩(wěn)壓器IC4組成。(當(dāng)蓄電池采用24伏時，T12至T14電路可以省略)，該電路為一個二極穩(wěn)壓電路，T12至T14組成自激多諧振蕩器式調(diào)頻調(diào)寬開關(guān)穩(wěn)壓電路，其中T13為電壓放大調(diào)整管，T12、T1為開關(guān)管，D65為穩(wěn)壓二極管作為取樣比較。
多功能報警器(19)主要包括電路外的信號檢測裝置、圖4中的運放集成塊IC7、IC8組成的電壓窗口比較器、二極管D47至D58組成的兩極或門電路、發(fā)光二極管LED6至LED9組成的閃光電路、電阻R111、R112，電容C31組成的定時電路、集成塊IC9組成的延時器、集成塊IC10組成的閃光振蕩器、集成塊IC11組成的變調(diào)訊響器，還有由延時器帶動的繼電器線包J4和由閃光振蕩器間歇帶動的繼電器線包J5。
多功能報警器(19)的工作原理是當(dāng)電路外信號檢測裝置輸入給插座CK1至CK4中任意一個險情信號時，相應(yīng)輸入端中的兩個A運算放大器組成的電壓窗口比較器就有一個輸出高電位通過兩級或門電路，一方面在相應(yīng)的發(fā)光二極管LED上加上正電壓，另一方面通過電阻R111給電容C31很快地充滿電，這時555電路IC9至IC11的清除端變?yōu)楦唠娢欢_始工作。
IC9為一延時器，它于開始工作后的十秒鐘左右輸出一個高電位，驅(qū)動J4和D61，進入報警狀態(tài)，J4有三組觸點，一組將電阻R122短路，使揚聲器發(fā)出報警聲，其余二組如前所述自動強制不間斷電源部分工作。IC10為一低頻振蕩器，用于分路閃光和變調(diào)，為發(fā)光二極管LED提供間歇負電壓，使之閃光報警。并通過三極管T11驅(qū)動J5，如前所述提供一間歇電源。IC11為一變調(diào)訊響器，它在延時期內(nèi)，產(chǎn)生小的提示聲音，而在報警時，推動揚聲器發(fā)生類似警車的報警聲。
制作上述的帶不間斷電源的多功能報警器，所有零部件均可市場購買，外殼采用普通機加工，電路板采用印刷電路板及普通電器安裝作即可制作成功優(yōu)點除了報警器本身具有多路報警功能外，本身還具有交直流轉(zhuǎn)換、直流穩(wěn)壓，在市電切斷的情況除保自身正常工作外，還可輸出逆變的交流電源，可保證某一范圍內(nèi)的交流照明和有關(guān)設(shè)備的正常工作，該機設(shè)計新穎、功能多，防范全面，可廣泛應(yīng)用于金融、軍事、機要、倉庫、家庭，是一種較全面的新產(chǎn)品
權(quán)利要求1.一種帶不間斷電源的多功能報警器，其特征在于由繼電器步進式交流穩(wěn)壓器(12)、恒流恒壓充電器(13)、逆變供電器(14)、自動轉(zhuǎn)換裝置(15)、濾波器(16)、蓄電池組(17)、直流穩(wěn)壓電源(18)構(gòu)成不間斷電源，加上多功能報警器(19)，構(gòu)成一臺帶不間斷電源的多功能報警器，它們的連接關(guān)系是自動轉(zhuǎn)換裝置(15)控制繼電器步進式交流穩(wěn)壓器(12)一方面將交流穩(wěn)壓通過自動轉(zhuǎn)換裝置(15)、濾波器(16)輸出，另一方面控制繼電器步進式交流穩(wěn)壓器(12)對恒流恒壓充電器(13)供電，使恒流恒壓充電器(13)對蓄電池組(17)充電，蓄電池組(17)一方面通過直流穩(wěn)壓電源(18)對多功能報警器(19)供電，另一面對逆變供電器(14)提供工作電源，自動轉(zhuǎn)換裝置(15)受市電、直流穩(wěn)壓電源(18)、多功能報警器(19)的控制、轉(zhuǎn)換，自動轉(zhuǎn)換裝置(15)如控制逆變供電器(14)逆變工作，其逆變輸出又經(jīng)自動轉(zhuǎn)換裝置(15)、濾波器(16)輸出，濾波器(16)還是供給多功能報警器(19)一輸出交流穩(wěn)壓電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的帶不間斷電源的多功能報警器，其特征在于所述的多功能報警器(19)主要包括信號檢測裝置、電壓窗口比較器、兩級或門電路、閃光電路、定時電路、延時器、閃光振蕩器、變調(diào)迅響器、由延時器帶動的繼電器J4、由閃光振蕩器帶動的繼電器J5。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的帶不間斷電源的多功能報警器，其特征在于所述的繼電器J4、J5其一對觸點連接在濾波器(16)的輸出上。
專利摘要一種帶不間斷電源的多功能報警器，包括有繼電器步進式交流穩(wěn)壓器、自動轉(zhuǎn)換裝置、濾波器、恒流恒壓充電器、蓄電池組、直流穩(wěn)壓電源、逆變供電器、多功能報警器，在停電或遇險時，能自動提供交流穩(wěn)壓電源，保證險區(qū)照明和排險用電設(shè)備的需要，同時遇任一險情，還能自動提供警鈴閃光燈電源部分工作，該機設(shè)計新穎、功能齊全、是一種新型的報警排險設(shè)備。
文檔編號H02J7/10GK2074068SQ90213219
公開日1991年3月27日 申請日期1990年7月27日 優(yōu)先權(quán)日1990年7月27日
發(fā)明者鄒慧軍, 李學(xué)湖 申請人:鄒慧軍, 李學(xué)湖