專利名稱：綠色不間斷電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種高功率因數(shù)的無逆變器不間斷電源。
不間斷電源UPS，工作在AC-DC-AC模式，其中有個(gè)體積最大，造價(jià)最高，工藝最復(fù)雜，器件要求最嚴(yán)格，設(shè)計(jì)制造難度最大地部件，就是被稱之為核心部件的逆變器。逆變器將直流電壓逆變成穩(wěn)頻穩(wěn)壓的交流電壓，提供給用戶設(shè)備。無論市電正?；蛑袛啵婚g斷電源的逆變器總是一直啟動(dòng)運(yùn)行。不間斷電源之所以不間斷，實(shí)際上是逆變器的不間斷，逆變器實(shí)現(xiàn)了不間斷電源的兩大功能電壓穩(wěn)定和不間斷。
早期的不間斷電源，考慮到當(dāng)時(shí)用戶設(shè)備的基本特征(都是一些馬達(dá)和變壓器)，實(shí)現(xiàn)交流電的穩(wěn)定和不間斷，這是歷史的必然。自從產(chǎn)生了不間斷電源，各大廠商，大研究所，大批科研人員都在進(jìn)行不懈的努力，對(duì)不間斷電源的逆變器進(jìn)行各種各樣的研究、試驗(yàn)、完善，以期達(dá)到最完美的正弦波波形。時(shí)至今日，卻鮮有人考慮，時(shí)代已經(jīng)不同了，設(shè)計(jì)不間斷電源的初衷，并沒有預(yù)計(jì)到科學(xué)發(fā)達(dá)的今天，計(jì)算機(jī)會(huì)如此大行其道。不間斷電源的用戶已經(jīng)變成了計(jì)算機(jī)，而計(jì)算機(jī)及其外設(shè)都無一例外地采用了高效率、高可靠的開關(guān)電源。因此，計(jì)算機(jī)用戶設(shè)備不再一定需要交流電，而使用直流電反倒比使用交流電來得有利免除了諧波干擾，增加了數(shù)據(jù)處理、傳輸?shù)陌踩院涂煽啃浴?br> 人們往往會(huì)產(chǎn)生一種誤解，以為正弦波是最理想的一種供電波形。實(shí)際上，對(duì)于電力的生產(chǎn)和傳輸，的確如此，但對(duì)于計(jì)算機(jī)用戶設(shè)備而言，卻是大謬不然。正是正弦波電壓經(jīng)過整流后產(chǎn)生的各次諧波，構(gòu)成了對(duì)計(jì)算機(jī)現(xiàn)實(shí)的和潛在的威脅，我們?cè)谡麟娐分蠼尤霝V波電路，目的就是為了去除上述各次諧波，這也充分說明，計(jì)算機(jī)用戶設(shè)備真正需要的是正弦波中的直流分量，而不是其中所包含的各次諧波。因此歷史上沿用已久的傳統(tǒng)不間斷電源已經(jīng)過時(shí)。
為了順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，傳統(tǒng)不間斷電源也在不斷改進(jìn)和完善，近年來，在需求機(jī)制的激勵(lì)下，不間斷電源發(fā)展了多項(xiàng)新技術(shù)，例如無輸入輸出變壓器技術(shù)，軟件控制型諧波調(diào)節(jié)技術(shù)，IGBT逆變驅(qū)動(dòng)技術(shù)，調(diào)制解調(diào)技術(shù)，以及智能化供電系統(tǒng)等等，使得傳統(tǒng)不間斷電源在交流供電方面變得越來越完善。但是，只要是承襲原來的思維模式，無論如何完善和發(fā)展，總歸是萬變不離其宗，只要還存在逆變器，只要還用交流供電，就永遠(yuǎn)無法克服其與生俱來的致命弱點(diǎn)，而只能在原來的圈子里爬行，只有徹底打破傳統(tǒng)的思維模式才有出路。
無逆變器不間斷電源UPSWI(專利申請(qǐng)?zhí)?7241194)，正是打破了傳統(tǒng)的思維模式，免除了傳統(tǒng)不間斷電源中的逆變器，其核心技術(shù)是對(duì)于本該使用交流供電的所有用戶設(shè)備(除電動(dòng)機(jī)和變壓器)，實(shí)行直流供電，在保持傳統(tǒng)不間斷電源所有外部特征的同時(shí)，成本、體積、重量、功耗均減少90％。
無功耗不間斷電源UPSWM(專利申請(qǐng)?zhí)?0114301)是無逆變器不間斷電源的后繼產(chǎn)品，除繼承無逆變器不間斷電源的所有必要特征外，整機(jī)只有相當(dāng)于一個(gè)半導(dǎo)體PN結(jié)所產(chǎn)生的功耗，效率接近百分之百，成本、體積、重量、功耗均為相同功率傳統(tǒng)不間斷電源的百分之一。
以上兩項(xiàng)專利技術(shù)都有一個(gè)共同缺陷THD(總的諧波畸變)高而功率因數(shù)低，在輸入端產(chǎn)生大量諧波，對(duì)電網(wǎng)造成危害。導(dǎo)致這個(gè)缺陷的直接原因，是在整流器之后，接有一個(gè)大容量電解電容器，本來目的是為了濾除諧波，使輸出端電壓恒定。正是這個(gè)非線性存儲(chǔ)元件的存在，使得輸入電流與輸入電壓不但不同步，而且產(chǎn)生嚴(yán)重畸變，其電流波形呈脈沖狀(如

圖1)，結(jié)果是，三次諧波電流分量達(dá)77.5％，五次諧波電流分量達(dá)50.3％，THD達(dá)95.6％，而輸入功率因數(shù)只有0.6左右。大量電流諧波倒流入電網(wǎng)，造成對(duì)電網(wǎng)的諧波污染，畸變電流流經(jīng)負(fù)載產(chǎn)生了諧波電壓降，反過來使電網(wǎng)電壓產(chǎn)生畸變；諧波電流使配電變壓器過熱，并引起電網(wǎng)LC諧振；高次諧波流經(jīng)電網(wǎng)的高壓電容，使之過流、過熱而爆炸；在三相電路中，三次諧波電流疊加，使中線過流而損壞。
功率因數(shù)下降的直接后果導(dǎo)致電網(wǎng)運(yùn)行效率大大降低有效值大而平均值小，電網(wǎng)輸出的伏安數(shù)大，而負(fù)載實(shí)際得到的功率卻小。如果輸入電壓Vi為230V，輸入電流Ii為16A，此時(shí)輸入的伏安數(shù)為3680VA，當(dāng)功率因數(shù)為0.6時(shí)，負(fù)載上得到的有用功率只有2208W，而當(dāng)功率因數(shù)提高到接近1時(shí)，負(fù)載上得到的有用功率可達(dá)到3600W左右。
國(guó)際上有關(guān)限制AC-DC變流電路的輸入端諧波電流分量的相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)頒布或已經(jīng)實(shí)施，例如IEC-555-2，EN60555-2等，只有適應(yīng)這些強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品才能進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)。特別是我國(guó)進(jìn)入WTO以后，為了與國(guó)際接軌，所有產(chǎn)品必須滿足這一強(qiáng)制要求，諸如IEC-555-2，EN60555-2等相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)在全世界范圍實(shí)施之日，就是所有不能滿足上述強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品壽終正寢之時(shí)。因此，無逆變器不間斷電源和無功耗不間斷電源的生命周期是非常有限的，于是綠色不間斷電源便應(yīng)運(yùn)而生。
AC-DC變流電路的輸入端諧波電流的限制數(shù)值如表1
表1AC-DC變流電路輸入端諧波電流的限制數(shù)值
本發(fā)明的目的是完全保留無逆變器不間斷電源和無功耗不間斷電源的所有外部特征和優(yōu)異性能，對(duì)用戶設(shè)備實(shí)行直流供電，同時(shí)克服上述缺點(diǎn)，使輸入電流和輸入電壓同步、同相、同波形，從而減小THD，增加功率因數(shù)，使其達(dá)到或接近1。
本發(fā)明是以下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的在整流器之后，在整流濾波器之前，插入一個(gè)由直流變換器組成的功率因數(shù)校正器，其電路拓樸是buck、Boost、Cuck等電路結(jié)構(gòu)之一，或者是軟開關(guān)-PWM變換器ZCS、ZVS、ZCT、ZVT等電路結(jié)構(gòu)之一，再或者是未來新開發(fā)的各類新型開關(guān)電源之一。本發(fā)明以Boost電路拓樸為實(shí)施方式例，應(yīng)用電流反饋技術(shù)，使輸入端電流跟蹤輸入端正弦波電壓，克服輸入端的電流畸變。與此同時(shí)，作為有源濾波器的開關(guān)電源，不斷對(duì)輸出端電壓采樣，并與參考電壓比較，利用PWM調(diào)制，使輸出端電壓保持恒定。這個(gè)恒定的直流電壓，就是提供給用戶設(shè)備的輸出電壓。
插入了功率校正器之后，輸入端電壓和電流波形如圖2。輸入端電壓范圍可擴(kuò)大到80-260V，輸入功率因數(shù)可增大到0.992，THD下降到8.18％，各次諧波分量如表2。
表2插入功率因數(shù)校正器后綠色不間斷電源輸入端諧波分量
對(duì)照表1和表2，可以清楚地看到，插入功率因數(shù)校正器之后，變流電路輸入端諧波分量有了非常顯著的改善，大大低于上述IEC和EN強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)。由于輸入電流的連續(xù)，使得電磁干擾(EMI)小而射頻干擾(RFI)低。又由于輸入電感的存在，可減少對(duì)濾波器的要求，同時(shí)可防止電網(wǎng)對(duì)主電路的高頻瞬態(tài)沖擊。輸出電壓可大于輸入電壓的峰值，例如，對(duì)于95-240V輸入交流電壓，可輸出400V的直流電壓，擴(kuò)大了本發(fā)明的應(yīng)用范圍。開關(guān)器件所承受的峰值電壓不超過輸出電壓范圍，對(duì)器件的要求相對(duì)較低。
由于本發(fā)明采用了功率因數(shù)校正器，即PFC，具有以下優(yōu)點(diǎn)
1．整機(jī)功率因數(shù)可提高到99％或接近于1，免除了對(duì)電網(wǎng)的諧波干擾，可大
大提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和電能的利用率；
2．輸入端的THD可減小到5％以下，輸出端又采用直流供電，使用戶設(shè)備處
理、傳送數(shù)據(jù)更穩(wěn)定、更安全、更可靠；
3．由于Boost模式直流變換器的特點(diǎn)，拓寬了輸入電壓的適應(yīng)范圍，從80V
到264V都能穩(wěn)定可靠地工作，同時(shí)使輸出電壓可以超過輸入電壓的峰
值，擴(kuò)大了本發(fā)明的應(yīng)用范圍；
4．由于采用了功率因數(shù)校正器，其輸出端已經(jīng)是穩(wěn)定的直流電壓，用不著
再進(jìn)行電壓補(bǔ)償穩(wěn)壓，因此可以省去無逆變器不間斷電源中的電壓補(bǔ)償
穩(wěn)壓器；
5．由于免除了逆變器，能成幾倍、幾十倍地減小成本、體積、重量和功耗。
6．本發(fā)明是一種綠色不間斷電源，具有更加廣闊的市場(chǎng)前景，既是一種環(huán)
保產(chǎn)品，又是一種節(jié)能產(chǎn)品，同時(shí)是一種高附加值產(chǎn)品。
圖1是不經(jīng)過功率因數(shù)校正器輸入端電流電壓波形；
圖2是經(jīng)過功率因數(shù)校正器輸入端電流電壓波形；
圖3是輸入端沒有功率因數(shù)校正器、輸出端又不進(jìn)行電壓補(bǔ)償?shù)脑砜驁D4是輸入端沒有功率因數(shù)校正器、輸出端進(jìn)行電壓補(bǔ)償?shù)脑砜驁D5是輸入端有功率因數(shù)校正器、輸出端不進(jìn)行電壓補(bǔ)償?shù)脑砜驁D6是有功率因數(shù)校正器的獨(dú)立充電機(jī)的原理框圖7是無功率因數(shù)校正器的獨(dú)立充電機(jī)的原理框圖8是兩組蓄電池和一臺(tái)獨(dú)立充電機(jī)組成的電路原理圖9是采用兩組燃料電池的電路原理圖10是采用一組燃料電池的電路原理圖11是電感作為無源功率因數(shù)校正器的原理框圖12是直流變換器作為有源功率因數(shù)校正器的原理框圖13是蓄電池接在整流器的輸出端的原理框圖
圖14是蓄電池接在功率因數(shù)校正器的輸出端的原理框圖
圖15是蓄電池接在整流濾波器的輸出端的原理框圖
圖16是Boost拓樸結(jié)構(gòu)作為功率因數(shù)校正器的電路原理圖
從廣義上講，凡能保持輸出端電壓不間斷、并能向用戶設(shè)備提供滿足一定條件電壓的裝置，就是不間斷電源；綠色不間斷電源之所以成其為綠色，還因其向本來應(yīng)該交流供電的所有設(shè)備(電動(dòng)機(jī)和變壓器除外)以直流進(jìn)行供電。使電網(wǎng)和用戶設(shè)備運(yùn)行更穩(wěn)定、更安全、更可靠，并能成幾倍、成幾十倍地節(jié)約能源和資源，THD低而功率因數(shù)高，對(duì)電網(wǎng)無污染。
標(biāo)準(zhǔn)電路形式的綠色不間斷電源的原理框圖見圖7，即在整流器和整流濾波器之間插入功率因數(shù)校正器；最簡(jiǎn)單電路形式的綠色不間斷電源的原理框圖見圖13，僅僅只由一組燃料電池組成，其它電路形式的綠色不間斷電源，其復(fù)雜程度介于標(biāo)準(zhǔn)綠色不間斷電源和最簡(jiǎn)單綠色不間斷電源兩者之間。
本發(fā)明是一種高功率因數(shù)的無逆變器不間斷電源，包括具有交流和直流兩路電壓輸入、只有直流一路電壓輸入的兩種不同的電路結(jié)構(gòu)。每種電路結(jié)構(gòu)都可以衍生出多種不同拓樸的不間斷電源。不論哪種結(jié)構(gòu)的不間斷電源，也不論哪種拓樸的不間斷電源，其輸出端的直流電壓都是直接接到用戶設(shè)備的整流器或直流變換器上，都免除了傳統(tǒng)不間斷電源中的逆變器。
用戶設(shè)備的交流插頭，可以直接地、隨意地插到綠色不間斷電源的直流輸出插座上，電壓進(jìn)入計(jì)算機(jī)及其外設(shè)后的第一步就是整流。交流電壓通過用戶設(shè)備的整流濾波器以后，變成直流電壓，而直流電壓通過用戶設(shè)備的整流濾波器以后，當(dāng)然還是直流電壓，只不過進(jìn)行了換向而已。用戶設(shè)備本身不必進(jìn)行任何改變，直流電壓就可以暢通無阻地直接進(jìn)入原來必須交流供電的上述這些設(shè)備。
具有交流和直流兩路電壓輸入的電路結(jié)構(gòu)，包括射頻濾波器、整流器、整流濾波器和蓄電池，在整流器和整流濾波器之間如果不插入任何有源濾波器，就成為普通的整流濾波電路。對(duì)于整流濾波器的輸出電壓可以不進(jìn)行電壓補(bǔ)償，直接進(jìn)入用戶設(shè)備。這種模式的不間斷電源，只要輸入交流電壓波動(dòng)不大，用戶設(shè)備仍然能夠穩(wěn)定地運(yùn)行，只不過因?yàn)闆]有功率因數(shù)校正器，其THD過大而功率因數(shù)過低。這種電路形式實(shí)際上就是無功耗不間斷電源，其原理框圖見圖3。如果對(duì)整流濾波器的輸出電壓進(jìn)行電壓補(bǔ)償以后，再進(jìn)入用戶設(shè)備，這種模式的不間斷電源，對(duì)于輸入交流電壓波動(dòng)較大的地區(qū)，用戶設(shè)備仍然能夠穩(wěn)定地運(yùn)行，同樣因?yàn)闆]有功率因數(shù)校正器，其THD過大而功率因數(shù)過低，這種電路形式實(shí)際上就是無逆變器不間斷電源，其原理框圖見圖4。
具有交流和直流兩路電壓輸入的電路結(jié)構(gòu)，包括射頻濾波器、整流器、整流濾波器、蓄電池和功率因數(shù)校正器，在整流器和整流濾波器之間如果插入了功率因數(shù)校正器，就成為具有高功率因數(shù)的整流濾波電路。對(duì)于這種整流濾波器的輸出電壓不必進(jìn)行電壓補(bǔ)償，直接進(jìn)入用戶設(shè)備。這種模式的不間斷電源，輸出端電壓具有自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，對(duì)于特別惡劣的供電地區(qū)，例如交流電壓在80-264V之間波動(dòng)的情況，用戶設(shè)備仍然能夠穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行，其原理框圖見圖5。
只有直流一路電壓輸入的電路結(jié)構(gòu)，可以同時(shí)包括蓄電池和獨(dú)立充電機(jī)。獨(dú)立充電機(jī)包括射頻濾波器、整流器和整流濾波器。這種電路形式的綠色不間斷電源需要兩組蓄電池，互為備用，在一組蓄電池向用戶設(shè)備提供電能的同時(shí)，另一組由獨(dú)立充電機(jī)進(jìn)行能量補(bǔ)充。在獨(dú)立充電機(jī)的整流器和整流濾波器之間可以插入(原理框圖見圖6)或不插入(原理框圖見圖7)功率因數(shù)校正器。獨(dú)立充電機(jī)的電路拓樸和不間斷電源的完全一樣，其間的區(qū)別主要在于功能不同不間斷電源也對(duì)蓄電池充電，但必須同時(shí)為負(fù)載提供電流；獨(dú)立充電機(jī)就不同了，它只對(duì)蓄電池充電而不同時(shí)為負(fù)載提供電流。
具有交流和直流兩路電壓輸入的電路結(jié)構(gòu)，包括射頻濾波器、整流器、整流濾波器和蓄電池，在整流器和整流濾波器之間可以插入無源濾波器，或稱無源功率因數(shù)校正器，即PFC，例如工頻電感等。這種電路形式，其THD和功率因數(shù)較普通無逆變器不間斷電源有顯著改善，但體積大而苯重是一個(gè)明顯的缺點(diǎn)，其原理框圖見圖11。
具有交流和直流兩路電壓輸入的電路結(jié)構(gòu)，包括射頻濾波器、整流器、整流濾波器和蓄電池，在整流器和整流濾波器之間，插入一個(gè)由直流變換器組成的功率因數(shù)校正器，其電路拓樸是buck、boost、Cuck等電路結(jié)構(gòu)之一，或者是軟開關(guān)-PWM變換器ZCS、ZVS、ZCT、ZVT等電路結(jié)構(gòu)之一，再或者是未來新開發(fā)的各類新型開關(guān)電源之一，其原理框圖見圖12。
具有交流和直流兩路電壓輸入的電路結(jié)構(gòu)，包括射頻濾波器、整流器、整流濾波器、蓄電池和功率因數(shù)校正器，其中蓄電池的接入有三種不同的電路形式
接到整流橋的輸出端綠色不間斷電源中的蓄電池接在整流器的輸出端，即功率因數(shù)校正器的輸入端，其充電電流是半波脈動(dòng)波形，充電的這部份電流沒有進(jìn)行有源濾波，盡管對(duì)用戶設(shè)備沒有任何影響，但對(duì)綠色不間斷電源整機(jī)的性能影響較大，增加了THD而降低了功率因數(shù)，其原理框圖見見圖13。
接到功率因數(shù)校正器的輸出端綠色不間斷電源中的蓄電池接在功率因數(shù)校正器的輸出端，即整流濾波電路的輸入端，其充電電流仍然是半波脈動(dòng)波形。但充電的這部份電流進(jìn)行了有源濾波，不但對(duì)用戶設(shè)備沒有任何影響，而且對(duì)對(duì)綠色不間斷電源整機(jī)的THD和功率因數(shù)無任何影響，其原理框圖見見圖14。
接到整流濾波器的輸出端綠色不間斷電源中的蓄電池接在整流濾波器的輸出端，其充電電流是恒定的直流，充電的這部份電流經(jīng)過了功率因數(shù)校正器，不但對(duì)用戶設(shè)備沒有任何影響，而且對(duì)對(duì)綠色不間斷電源整機(jī)的THD和功率因數(shù)亦無任何影響，其原理框圖見見圖15。
實(shí)施方式一只有直流一路電壓輸入的電路結(jié)構(gòu)，包括兩組蓄電池和一個(gè)獨(dú)立充電機(jī)，其電路原理圖見圖8。
蓄電池E1和蓄電池E2的負(fù)極、電阻R7的一端、電解電容C16的負(fù)極接到一起，構(gòu)成輸出電壓的負(fù)極GND，E1接繼電器RL1左邊的兩個(gè)觸頭，E2接繼電器RL2左邊的兩個(gè)觸頭，E1通過RL1的常閉觸頭、E2通過RL2的常開觸頭接C16的正極，即輸出電壓Vo，E1通過RL1的常開觸頭、E2通過RL2的常閉觸頭接獨(dú)立充電機(jī)的正極，獨(dú)立充電機(jī)的負(fù)極接GND，RL1、RL2的繞組線圈并聯(lián)，一頭通過R7接地，另一頭接繼電器RL5的一個(gè)常開觸頭，另一個(gè)常開觸頭接二極管D1、D2的負(fù)極，D1的正極接E1的正極，D2的正極接E2的正極；三極管Q1和Q2接成射極跟隨器的形式，電阻R5、R6分別是它們的發(fā)射極電阻，R8是Q1的基極電阻，Q1的基極接信號(hào)SWITCH，Q2的基極接Q1的發(fā)射極，Q1的集電極接+5V，二極管D3和RL3的線圈繞組并聯(lián)，D3的正極接Q2的集電極，其負(fù)極接+5V；光電偶合器件OPT1二極管部分的正極通過電阻R1接Vo，其負(fù)極通過電位器VR1接GND，OPT1三極管部分的發(fā)射極通過電阻R2接地，其集電極接+5V；集成電路NE555的4、8腳接+5V，3腳接Q1的基極，1腳接地，3腳通過電容C1接地，電阻R3和電位器VR3、電阻R4和電位器VR2分別串聯(lián)，然后并聯(lián)，并聯(lián)后，電阻的那一頭接OPT三極管部分的發(fā)射極，電位器的這一頭接地，電阻和電位器的聯(lián)結(jié)處分別接NE555的2、6腳。
繼電器RL1和RL2的常閉觸點(diǎn)是向上的，繼電器RL5的觸點(diǎn)是常開的，當(dāng)開機(jī)的時(shí)候，E1的電壓通過R1l的常閉觸點(diǎn)接到輸出端，向用戶設(shè)備提供負(fù)載電流，獨(dú)立充電機(jī)通過RL2的常閉觸點(diǎn)向E2充電。因開機(jī)時(shí)E1的電壓處在正常范圍之內(nèi)，在OPT1的二極管中流過正常電流，使得到達(dá)U1的2、6腳的電壓大于三分之二參考電壓，于是U1-3腳輸出低電平，Q1、Q2不導(dǎo)通，RL5不動(dòng)作，RL1、RL2處在常閉狀態(tài)，E1繼續(xù)供電，E2繼續(xù)充電。當(dāng)E1的端電壓低于正常值的時(shí)候，流經(jīng)OPT1二極管的電流減小，使得到達(dá)U1的2、6腳的電壓低于三分之二參考電壓，于是U1-3腳輸出高電平，使Q1、Q2導(dǎo)通，RL5動(dòng)作，RL1、RL2的繞組線圈得電，繼電器動(dòng)作，常閉觸頭斷開，常開觸頭吸合，E2的電壓通過RL2的常開觸點(diǎn)接到輸出端，向用戶設(shè)備提供負(fù)載電流，獨(dú)立充電機(jī)通過RL1的常開觸點(diǎn)向E1充電。
實(shí)施方式二只有直流一路電壓輸入的電路結(jié)構(gòu)，可以只包括燃料電池而不包括獨(dú)立充電機(jī)。這種形式的電路結(jié)構(gòu)，可以采用兩組燃料電池輪流切換使用，一組向用戶設(shè)備提供電能，另一組備用和補(bǔ)充燃料。其電路原理圖見圖9。
燃料電池FuelCell1和燃料電池FuelCell2的負(fù)極、電阻R15的一端、電解電容C17的負(fù)極接到一起，構(gòu)成輸出電壓的負(fù)極GND，F(xiàn)uelCell1的正極接繼電器RL3原邊的兩個(gè)觸頭，F(xiàn)uelCell2的正極接繼電器RL4原邊的兩個(gè)觸頭，F(xiàn)uelCell1通過RL3的常閉觸頭、FuelCell2通過RL4的常開觸頭接C17的正極，即輸出電壓Vo，F(xiàn)uelCell1通過RL3的常開觸頭、FuelCell2通過RL4的常閉觸頭接燃料補(bǔ)充器的一端，燃料補(bǔ)充器的另一端接GND，RL3、RL4的線圈繞組并聯(lián)，一頭通過R15接地，另一頭接接繼電器RL6一個(gè)的常開觸頭，另一個(gè)常開觸頭接二極管D4、D5的負(fù)極，D4的正極接FuelCell1的正極，D5的正極接FuelCell2的正極；三極管Q3和Q4接成射極跟隨器的形式，R13、R14分別是它們的發(fā)射極電阻，R16是Q3的基極電阻，Q3的基極接信號(hào)SWITCH，Q4的基極接Q3的發(fā)射極，Q3的集電極接+5V，二極管D6和RL6的線圈繞組并聯(lián)，D6的正極接Q4的集電極，其負(fù)極接+5V；光電偶合器件0PT2二極管部分的正極通過電阻R9接Vo，其負(fù)極通過電位器VR4接GND，OPT2三極管部分的發(fā)射極通過電阻R10接地，其集電極接+5V；集成電路NE555的4、8腳接+5V，3腳接Q3的基極，1腳接地，3腳通過電容C2接地，電阻R11和電位器VR6、電阻R12和電位器VR5分別串聯(lián)，然后并聯(lián)，并聯(lián)后，電阻的那一頭接OPT三極管部分的發(fā)射極，電位器的這一頭接地，電阻和電位器的聯(lián)結(jié)處分別接NE555的2、6腳。
繼電器RL3和RL4的常閉觸點(diǎn)是向上的，繼電器RL6的觸點(diǎn)是常開的，當(dāng)開機(jī)的時(shí)候，F(xiàn)uelCell1的電壓通過RL3的常閉觸點(diǎn)接到輸出端，向用戶設(shè)備提供負(fù)載電流，燃料補(bǔ)充器通過RL4的常閉觸點(diǎn)啟動(dòng)向FuelCell2補(bǔ)充燃料機(jī)構(gòu)。因開機(jī)時(shí)E3的電壓處在正常范圍之內(nèi)，在OPT2的二極管中流過正常電流，使得到達(dá)U2的2、6腳的電壓大于三分之二參考電壓，于是U2-3腳輸出低電平，Q3、Q4不導(dǎo)通，RL6不動(dòng)作，RL3、RL4處在常閉狀態(tài)，F(xiàn)uelCell1繼續(xù)供電，F(xiàn)uelCell2繼續(xù)補(bǔ)充燃料。當(dāng)FuelCell1的端電壓低于正常值的時(shí)候，流經(jīng)OPT2二極管的電流減小，使得到達(dá)U2的2、6腳的電壓低于三分之二參考電壓，于是U2-3腳輸出高電平，使Q3、Q4導(dǎo)通，RL6動(dòng)作，RL3、RL4的繞組線圈得電，繼電器動(dòng)作，常閉觸頭斷開，常開觸頭吸合，F(xiàn)uelCell2的電壓通過RL4的常開觸點(diǎn)接到輸出端，向用戶設(shè)備提供負(fù)載電流，燃料補(bǔ)充器通過RL3的常開觸點(diǎn)啟動(dòng)向FuelCell1補(bǔ)充燃料的機(jī)構(gòu)。
實(shí)施方式三只有直流一路電壓輸入的電路結(jié)構(gòu)，可以只包括燃料電池而不包括獨(dú)立充電機(jī)。這種形式的電路結(jié)構(gòu)，也可以只采用一組燃料電池，其端電壓向用戶設(shè)備提供電能，電池自動(dòng)補(bǔ)充燃料，并自動(dòng)保持端電壓在額定的范圍內(nèi)恒定，其電路原理圖見圖10。
燃料電池FuelCell的負(fù)極、電阻R23的一端、電解電容C18的負(fù)極接到一起，構(gòu)成輸出電壓的負(fù)極GND，F(xiàn)uelCell的正極接C18的正極，就是輸出電壓Vo，燃料補(bǔ)充器的一端通過繼電器RL7的一個(gè)常開觸頭，另一個(gè)常開觸頭接FueiCell的正極，燃料補(bǔ)充器的另一端通過R23接GND，三極管Q5和Q6接成射極跟隨器的形式，R21、R22分別是它們的發(fā)射極電阻，R24是Q5的基極電阻，Q1的基極接信號(hào)SWITCH，Q6的基極接Q5的發(fā)射極，Q5的集電極接+5V，二極管D7和RL7的線圈繞組并聯(lián)，D7的正極接Q6的集電極，其負(fù)極接+5V；光電偶合器件OPT3二極管部分的正極通過電阻R17接Vo，其負(fù)極通過電位器VR7接GND，OPT3三極管部分的發(fā)射極通過電阻R18接地，其集電極接+5V；集成電路NE555的4、8腳接+5V，3腳接Q5的基極，1腳接地，3腳通過電容C3接地，電阻R19和電位器VR9、電阻R20和電位器VR8分別串聯(lián)，然后并聯(lián)，并聯(lián)后，電阻的那一頭接OPT三極管部分的發(fā)射極，電位器的這一頭接地，電阻和電位器的聯(lián)結(jié)處分別接NE555的2、6腳。
繼電器RL7的觸點(diǎn)是常開的，當(dāng)開機(jī)的時(shí)候，F(xiàn)uelCell1的電壓直接接到輸出端，向用戶設(shè)備提供負(fù)載電流。因開機(jī)時(shí)FueiCell的電壓處在正常范圍之內(nèi)，在OPT3的二極管中流過正常電流，使得到達(dá)U3的2、6腳的電壓大于三分之二參考電壓，于是U3-3腳輸出低電平，Q5、Q6不導(dǎo)通，RL7不動(dòng)作，F(xiàn)uelCell1繼續(xù)供電。當(dāng)FuelCell的端電壓低于正常值的時(shí)候，流經(jīng)OPT3二極管的電流減小，使得到達(dá)U3的2、6腳的電壓低于三分之二參考電壓，于是U3-3腳輸出高電平，使Q5、Q6導(dǎo)通，RL7動(dòng)作，燃料補(bǔ)充器通過RL7的常開觸點(diǎn)啟動(dòng)向FuelCell補(bǔ)充燃料的機(jī)構(gòu)。
實(shí)施方式四包括射頻濾波器、整流器、Boost拓樸的開關(guān)電源、整流濾波器和蓄電池，Boost拓樸的開關(guān)電源作為功率因數(shù)校正器，插在整流器和整流濾波器之間，開關(guān)電源的控制部分采用芯片UC3854，其電路原理圖見圖16。
整流橋B1的1、2兩腳接由射頻濾波器來的交流輸入，輸入端接有保險(xiǎn)F1，電容C4跨接在交流輸入的兩端，高頻變壓器T1的原邊和二極管D8串聯(lián)，T1的那一頭接B1的正極，D8的負(fù)極這一頭接電容C19的正極和電阻R25的一端，也就是輸出電壓Vo，電阻R27一端接B1的負(fù)極，一端接GND，電容C5跨接在B1的正負(fù)極之間，Q7的漏極接D8的正極，源極接地，柵極通過電阻R42接U4-16腳，二極管D12的負(fù)極也接U4-16腳，其正極接地，C19的負(fù)極和電阻R26的一端接地，R25和R26串聯(lián)，中間聯(lián)結(jié)處接二極管D9的正極，其負(fù)極接PWM控制芯片U4-11腳，U4-1腳接地，U4-2腳通過電阻R35接B1的負(fù)極，電阻R31和電容C13串聯(lián)，再與電容C12并聯(lián)，C13的那一頭接地，R31的這一頭接U4-2腳，R31和C13聯(lián)結(jié)處接U4-9腳，電阻R30跨接在U4的6、9腳之間，電容C10和電阻R36串聯(lián)以后，再和電容C11、二極管D11并聯(lián)，二極管D11的負(fù)極接U4-3腳，其正極接U4-4腳，U4-5腳通過電阻R33接B1的負(fù)極，穩(wěn)壓二極管DZ1的負(fù)極接U4-5腳，其正極接地，U4-6腳通過電阻R41接B1的正極，電阻R28和電容C15并聯(lián)后跨接在U4的7、11腳之間，U4-8腳通過電阻R39和電容C7接地，電阻R40和電容C8串聯(lián)后跨接在B1的正極和地之間，電阻R29一頭接U4-8腳，另一頭接R40和C8的聯(lián)接處，U4-10腳是啟動(dòng)端，12腳通過電阻R38接地，13腳通過電容C6接地，14腳通過電容C9接地；高頻整流橋B2的交流輸入端接T1的次級(jí)，B2的負(fù)極接地，其正極通過電阻R37接U4的15腳。
開關(guān)管Q7的電流Is被檢測(cè)，所得信號(hào)經(jīng)由R27送進(jìn)U4-4腳進(jìn)行電流比較，其參考電壓是整流橋B1輸出的半波脈動(dòng)正弦波電壓Vd；與此同時(shí)，輸出電壓Vo經(jīng)過R25、R26分壓后，經(jīng)過D9送入U(xiǎn)4-11腳進(jìn)行電壓比較，其參考電壓是U4內(nèi)部提供的穩(wěn)定的直流電壓。由于U4內(nèi)部電壓誤差放大器、電流誤差放大器以及乘法/除法器的共同作用，由U4-16腳通過電阻R42適時(shí)控制Q7的通斷，在所述的系統(tǒng)中，有兩種頻率的電流，基準(zhǔn)電流為50Hz的工頻，而被控制調(diào)節(jié)的輸入電流為500KHz左右的高頻，即在每一個(gè)半波內(nèi)，Q7通斷5000次，就有5000個(gè)高頻峰值電流流經(jīng)T1原邊電感，這些高頻峰值電流的尖端所形成的包絡(luò)，與電壓Vd同步，并在保持輸入端功率因數(shù)接近1的同時(shí)，也能使輸出電壓保持恒定。
UC3854是一塊PWM控制芯片，其作用是適時(shí)控制Q7的導(dǎo)通和截止，每一次導(dǎo)通，只要Ids一超過輸入交流電壓波形的包絡(luò)線，就立即截止，當(dāng)下一個(gè)脈沖到來的時(shí)候，再重新導(dǎo)通，如此周而復(fù)始，在T1的原邊電感中流過了與電壓同步、同相、同形狀的電流。在不接入APFC時(shí)，設(shè)濾波電容C19上的電壓穩(wěn)定在270V，當(dāng)輸入交流電壓的瞬時(shí)值小于270V時(shí)，輸入交流電流為零，只有當(dāng)輸入交流電壓的瞬時(shí)值超過270V時(shí)，才開始有輸入電流流過，這就使輸入電流畸變成為一串串的尖脈沖(見圖1)。接入了APFC以后，同樣設(shè)C19上的電壓穩(wěn)定在270V，當(dāng)輸入交流電壓的瞬時(shí)值小于270V時(shí)，T1原邊電感上本來是不會(huì)有電流流過的，但由于Q7的導(dǎo)通，使得T1原邊電感上流過了電流Ids，這也就是輸入端的交流電流，一直跟蹤輸入交流電壓的變化。這時(shí)從市電所獲取的電能，以電場(chǎng)的形式存儲(chǔ)在T1原邊電感中，在輸入交流電壓瞬時(shí)值大于270V以前，Ids以折線的形式不斷增加，與此同時(shí)，存儲(chǔ)在T1原邊電感上的電場(chǎng)能也不斷增加。當(dāng)輸入交流電壓的瞬時(shí)值超過270V時(shí)，輸入電流開始向C19充電，存儲(chǔ)在T1原邊電感上的電場(chǎng)能開始釋放，同時(shí)向C19充電。當(dāng)輸入交流電壓的瞬時(shí)值小于270V時(shí)，與此前相同。這樣，在電感中總是流動(dòng)著電流Ids，即輸入端的交流電流沒有中斷過，也就不會(huì)形成一串串尖脈沖，達(dá)到了輸入電流與輸入電壓同步、同相、同形狀(見圖2)。
以上各個(gè)實(shí)施方式中使用的都是普通元器件，電阻、電容、電感、二極管、三極管、光電器件，NE555等，隨處可見。實(shí)施方式四中的T1，用環(huán)形磁芯繞制，原邊55匝，付邊13匝，線徑0.8mm，電感1mH。
在實(shí)施方式二和實(shí)施方式三中，只要電池選用得當(dāng)，及時(shí)切換和補(bǔ)充燃料，提供給用戶設(shè)備的是穩(wěn)定而不間斷的直流電壓，對(duì)用戶絕對(duì)沒有諧波干擾，從輸入到輸出，完全沒有功率損耗。這樣的不間斷電源，既無需不間斷電源主機(jī)，又無需獨(dú)立充電機(jī)，而且與交流電完全無關(guān)，THD為零而功率因數(shù)為1，對(duì)電網(wǎng)絕對(duì)沒有任何影響。若不計(jì)蓄電池，整機(jī)成本、體積、重量、功耗均下降到零，說它們是綠色不間斷電源，當(dāng)之無愧。這類電源可在一些特殊場(chǎng)合找到應(yīng)用
1．一些對(duì)供電質(zhì)量有特別苛求要害部門，要求杜絕一切諧波干擾；
2．?dāng)?shù)據(jù)處理和傳輸需要絕對(duì)機(jī)密，不能容許諸如通過交流配電線等失密的可
能；
3．適應(yīng)一些封閉環(huán)境，例如潛廷、飛機(jī)等；
4．在一些移動(dòng)的裝置上，例如移動(dòng)機(jī)器人等。
實(shí)施方式四是本發(fā)明的標(biāo)準(zhǔn)電路拓樸，其功能函蓋了無逆變器不間斷電源和無功耗不間斷電源。當(dāng)對(duì)輸入端交流電壓不進(jìn)行功率因數(shù)校正、且對(duì)輸出端電壓進(jìn)行電壓補(bǔ)償時(shí)，就成為無逆變器不間斷電源；當(dāng)對(duì)輸入端交流電壓不進(jìn)行功率因數(shù)校正、且對(duì)輸出端電壓不進(jìn)行電壓補(bǔ)償時(shí)，就成為無功耗不間斷電源；當(dāng)對(duì)輸入端交流電壓進(jìn)行功率因數(shù)校正時(shí)，對(duì)輸出端電壓也就用不著再進(jìn)行電壓補(bǔ)償了，因?yàn)楣β室驍?shù)校正器本身就具有對(duì)輸出電壓的穩(wěn)定作用，這也就是為什么綠色不間斷電源同時(shí)具備無逆變器不間斷電源和無功耗不間斷電源的所有外部特征和優(yōu)異性能的原因。
權(quán)利要求
1．一種高功率因數(shù)的無逆變器不間斷電源，其特征在于包括具有交流和直流兩路電壓輸入、只有直流一路電壓輸入的兩種不同的電路結(jié)構(gòu)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源，其特征在于具有交流和直流兩路電壓輸入的電路結(jié)構(gòu)，包括射頻濾波器、整流器、功率因數(shù)校正器、整流濾波器和蓄電池。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源，其特征在于只有直流一路電壓輸入的電路結(jié)構(gòu)，包括兩組蓄電池和一個(gè)獨(dú)立充電機(jī)；獨(dú)立充電機(jī)包括射頻濾波器、整流器、整流濾波器，在整流器和整流濾波器之間可插入或不插入功率因數(shù)校正器。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源，其特征在于只有直流一路電壓輸入的電路結(jié)構(gòu)，只包括燃料電池；當(dāng)采用兩組燃料電池輪流切換使用時(shí)，一組向用戶設(shè)備提供電能，另一組備用和補(bǔ)充燃料；當(dāng)采用一組燃料電池時(shí)，這組電池在向用戶設(shè)備提供電能的同時(shí)，自動(dòng)在線補(bǔ)充燃料，并保持端電壓在額定的范圍內(nèi)恒定。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源，其特征在于無論具有幾路電壓輸入的電路結(jié)構(gòu)，其輸出直流電壓都直接接到用戶設(shè)備的整流濾波器或者直流變換器上。
6．根據(jù)權(quán)利要求2所述的電源，其特征在于具有交流和直流兩路電壓輸入的電路結(jié)構(gòu)，包括射頻濾波器、整流器、整流濾波器、蓄電池和無源濾波器，在整流器和整流濾波電容之間插入無源濾波器，或稱無源功率因數(shù)校正器，即PFC，無源功率因數(shù)校正器可以是工頻電感器等。
7．根據(jù)權(quán)利要求2所述的電源，其特征在于具有交流和直流兩路電壓輸入的電路結(jié)構(gòu)，包括射頻濾波器、整流器、整流濾波器、蓄電池和有源濾波器，在整流器和整流濾波器之間插入了有源濾波器，或稱有源功率因數(shù)校正器，即APFC；有源功率因數(shù)校正器是一個(gè)直流變換器，其電路拓樸是buck、Boost、Cuck等電路結(jié)構(gòu)之一，或者是軟開關(guān)-PWM變換器ZCS、ZVS、ZCT、ZVT等電路結(jié)構(gòu)之一，再或者是未來新開發(fā)的各類新型開關(guān)電源之一。
8．根據(jù)權(quán)利要求2所述的電源，其特征在于包括射頻濾波器、整流器、功率因數(shù)校正器、整流濾波器和蓄電池，蓄電池接在整流器的輸出端，即功率因數(shù)校正器的輸入端；也可以接在功率因數(shù)校正器的輸出端，即整流濾波電路 的輸入端；也可以接在整流濾波器的輸出端。
9．根據(jù)權(quán)利要求3所述的電源，只有直流一路電壓輸入的電路結(jié)構(gòu)，包括兩組蓄電池和一個(gè)獨(dú)立充電機(jī)，其特征在于蓄電池E1和蓄電池E2的負(fù)極、電阻R7的一端、電解電容C16的負(fù)極接到一起，構(gòu)成輸出電壓的負(fù)極GND，E1接繼電器RL1左邊的兩個(gè)觸頭，E2接繼電器RL2左邊的兩個(gè)觸頭，E1通過RL1的常閉觸頭、E2通過RL2的常開觸頭接C16的正極，即輸出電壓Vo，E1通過RL1的常開觸頭、E2通過RL2的常閉觸頭接獨(dú)立充電機(jī)的正極，獨(dú)立充電機(jī)的負(fù)極接GND，RL1、RL2的繞組線圈并聯(lián)，一頭通過R7接地，另一頭接繼電器RL5的一個(gè)常開觸頭，另一個(gè)常開觸頭接二極管D1、D2的負(fù)極，D1的正極接E1的正極，D2的正極接E2的正極；三極管Q1和Q2接成射極跟隨器的形式，電阻R5、R6分別是它們的發(fā)射極電阻，R8是Q1的基極電阻，Q1的基極接信號(hào)SWITCH，Q2的基極接Q1的發(fā)射極，Q1的集電極接+5V，二極管D3和RL3的線圈繞組并聯(lián)，D3的正極接Q2的集電極，其負(fù)極接+5V；光電偶合器件OPT1二極管部分的正極通過電阻R1接Vo，其負(fù)極通過電位器VR1接GND，OPT1三極管部分的發(fā)射極通過電阻R2接地，其集電極接+5V；集成電路NE555的4、8腳接+5V，3腳接Q1的基極，1腳接地，3腳通過電容C1接地，電阻R3和電位器VR3、電阻R4和電位器VR2分別串聯(lián)，然后并聯(lián)，并聯(lián)后，電阻的那一頭接OPT三極管部分的發(fā)射極，電位器的這一頭接地，電阻和電位器的聯(lián)結(jié)處分別接NE555的2、6腳。
10．根據(jù)權(quán)利要求4所述的電源，只有直流一路電壓輸入的電路結(jié)構(gòu)，采用兩組燃料電池直接向用戶設(shè)備提供電能，其特征在于燃料電池FuelCell1和燃料電池FuelCell2的負(fù)極、電阻R15的一端、電解電容C17的負(fù)極接到一起，構(gòu)成輸出電壓的負(fù)極GND，F(xiàn)uelCell1的正極接繼電器RL3原邊的兩個(gè)觸頭，
FuelCell2的正極接繼電器RL4原邊的兩個(gè)觸頭，F(xiàn)uelCell1通過RL3的常閉觸頭、FuelCell2通過RL4的常開觸頭接C17的正極，即輸出電壓Vo，F(xiàn)uelCell1通過RL3的常開觸頭、FuelCell2通過RL4的常閉觸頭接燃料補(bǔ)充器的一端，燃料補(bǔ)充器的另一端接GND，RL3、RL4的線圈繞組并聯(lián)，一頭通過R15接地，另一頭接接繼電器RL6一個(gè)的常開觸頭，另一個(gè)常開觸頭接二極管D4、D5的負(fù)極，D4的正極接FuelCell1的正極，D5的正極接FuelCell2的正極；三極管Q3和Q4接成射極跟隨器的形式，R13、R14分別是它們的發(fā)射極電阻，R16是Q3的基極電阻，Q3的基極接信號(hào)SWITCH，Q4的基極接Q3的發(fā)射極，Q3的集電極接+5V，二極管D6和RL6的線圈繞組并聯(lián)，D6的正極接Q4的集電極，其負(fù)極接+5V；光電偶合器件OPT2二極管部分的正極通過電阻R9接Vo，其負(fù)極通過電位器VR4接GND，OPT2三極管部分的發(fā)射極通過電阻R10接地，其集電極接+5V；集成電路NE555的4、8腳接+5V，3腳接Q3的基極，1腳接地，3腳通過電容C2接地，電阻R11和電位器VR6、電阻R12和電位器VR5分別串聯(lián)，然后并聯(lián)，并聯(lián)后，電阻的那一頭接OPT三極管部分的發(fā)射極，電位器的這一頭接地，電阻和電位器的聯(lián)結(jié)處分別接NE555的2、6腳。
11．根據(jù)權(quán)利要求4所述的電源，只有直流一路電壓輸入的電路結(jié)構(gòu)，采用一組燃料電池直接向用戶設(shè)備提供電能，其特征在于燃料電池FuelCell的負(fù)極、電阻R23的一端、電解電容C18的負(fù)極接到一起，構(gòu)成輸出電壓的負(fù)極GND，F(xiàn)uelCell的正極接C18的正極，就是輸出電壓Vo，燃料補(bǔ)充器的一端通過繼電器RL7的一個(gè)常開觸頭，另一個(gè)常開觸頭接FueiCell的正極，燃料補(bǔ)充器的另一端通過R23接GND，三極管Q5和Q6接成射極跟隨器的形式，R21、R22分別是它們的發(fā)射極電阻，R24是Q5的基極電阻，Q1的基極接信號(hào)SWITCH，Q6的基極接Q5的發(fā)射極，Q5的集電極接+5V，二極管D7和RL7的線圈繞組并聯(lián)，D7的正極接Q6的集電極，其負(fù)極接+5V；光電偶合器件OPT3二極管部分的正極通過電阻R17接Vo，其負(fù)極通過電位器VR7接GND，OPT3三極管部分的發(fā)射極通過電阻R18接地，其集電極接+5V；集成電路NE555的4、8腳接+5V，3腳接Q5的基極，1腳接地，3腳通過電容C3接地，電阻R19和電位器VR9、電阻R20和電位器VR8分別串聯(lián)，然后并聯(lián)，并聯(lián)后，電阻的那一頭接OPT三極管部分的發(fā)射極，電位器的這一頭接地，電阻和電位器的聯(lián)結(jié)處分別接NE555的2、6腳。
12．根據(jù)權(quán)利要求7所述的電源，其特征在于包括射頻濾波器、整流器、Boost拓樸的開關(guān)電源、整流濾波器和蓄電池，Boost拓樸的開關(guān)電源作為功率因數(shù)校正器，插在整流器和整流濾波器之間，開關(guān)電源的控制部分采用芯片UC3854；整流橋B1的1、2兩腳接由射頻濾波器來的交流輸入，輸入端接有保險(xiǎn)F1，電容C4跨接在交流輸入的兩端，高頻變壓器T1的原邊和二極管D8串聯(lián)，T1的那一頭接B1的正極，D8的負(fù)極這一頭接電容C19的正極和電阻R25的一端，也就是輸出電壓Vo，電阻R27一端接B1的負(fù)極，一端接GND，電容C5跨接在B1的正負(fù)極之間，Q7的漏極接D8的正極，源極接地，柵極通過電阻R42接U4-16腳，二極管D12的負(fù)極也接U4-16腳，其正極接地，C19的負(fù)極和電阻R26的一端接地，R25和R26串聯(lián)，中間聯(lián)結(jié)處接二極管D9的正極，其負(fù)極接U4-11腳，U4-1腳接地，U4-2腳通過電阻R35接B1的負(fù)極，電阻R31和電容C13串聯(lián)，再與電容C12并聯(lián)，C13的一頭接地，R31的一頭接U4-2腳，R31和C13聯(lián)結(jié)處接U4-9腳，電阻R30跨接在U4的6、9腳之間，電容C10和電阻R36串聯(lián)以后，再和電容C11、二極管D11并聯(lián)，二極管D11的負(fù)極接U4-3腳，其正極接U4-4腳，U4-5腳通過電阻R33接B1的負(fù)極，穩(wěn)壓二極管DZ1的負(fù)極接U4-5腳，其正極接地，U4-6腳通過電阻R41接B1的正極，電阻R28和電容C15并聯(lián)后跨接在U4的7、11腳之間，U4-8腳通過電阻R39和電容C7接地，電阻R40和電容C8串聯(lián)后跨接在B1的正極和地之間，電阻R29一頭接U4-8腳，另一頭接R40和C8的聯(lián)接處，U4-10腳是啟動(dòng)端，12腳通過電阻R38接地，13腳通過電容C6接地，14腳通過電容C9接地；高頻整流橋B2的交流輸入端接T1的次級(jí)，B2的負(fù)極接地，其正極通過電阻R37接U4的15腳。
全文摘要
本發(fā)明是一種高功率因數(shù)的無逆變器不間斷電源,包括射頻濾波器、整流器、功率因數(shù)校正器、整流濾波器和蓄電池。整機(jī)總的諧波畸變THD可下降到5%以下,功率因數(shù)可提高到99%或接近1,大大提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和電能的利用率;輸入交流電壓在80—264V的范圍內(nèi)波動(dòng),仍能穩(wěn)定可靠地工作,更增加了信息系統(tǒng)處理、傳送數(shù)據(jù)的安全性和可靠性;由于免除了逆變器,能成幾倍、幾十倍地減小成本、體積、重量和功耗。
文檔編號(hào)H02M3/24GK1285641SQ0011606
公開日2001年2月28日 申請(qǐng)日期2000年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月8日
發(fā)明者郁百超 申請(qǐng)人:郁百超