一種降低ups待機功耗的電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種降低UPS待機功耗的電路，主要包括 PWM啟動電源、PWM控制電路、功率變換電路、整流濾波電路、穩(wěn)壓環(huán)路電路、輸出電路、電池取樣電路、電池下限檢測電路、SCR觸發(fā)/復位電路；電池輸入至PWM啟動電源，PWM啟動電源輸出端與PWM控制電路的電源輸入端連接，PWM控制電路的輸出端與功率變換電路輸入端連接，功率變換電路的輸出端與整流濾波電路輸入端連接，整流濾波電路輸出端與穩(wěn)壓環(huán)路電路輸入端連接，穩(wěn)壓環(huán)路電路輸出端反饋至PWM控制電路的控制輸入端,電池輸入至電池取樣電路，電池取樣電路的輸出端與電池下限檢測電路輸入端連接，電池下限檢測電路的輸出端與SCR觸發(fā)/復位電路的觸發(fā)輸入端連接；本實用新型的優(yōu)點是：降低UPS在關(guān)閉逆變器后靜態(tài)待機損耗，且實現(xiàn)成本低，靈活性高，電路簡單，實用性強。
【專利說明】一種降低UPS待機功耗的電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及不間斷電源、逆變器應用【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及降到UPS電池放盡關(guān)機市電恢復重啟裝置功耗的電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在不間斷電源(UPS)系統(tǒng)中，尤其是在電力系統(tǒng)用于無人值守的變電站內(nèi)的UPS，就必須具備斷市電后，放盡電池關(guān)機，市電恢復自動重啟的功能。
[0003]目前，具備斷市電后，放盡電池關(guān)機，市電恢復自動重啟的功能的UPS大部分采用CPU控制電路來實現(xiàn)，在市電斷電后，電池放致電池電壓下限保護點，關(guān)閉逆變器，但電池仍需要提供CPU電源，維持其靜態(tài)待機工作狀態(tài)，保證在市電恢復時，能偵測到市電存在而啟動UPS的逆變器。CPU電源一般都要一個3-4W的開關(guān)電源提供，這3-4W的功耗對于電池充足時是微不足道，但對剛剛做完深放電的電池來說，可謂雪上加霜，如果這時遇上數(shù)天停電，又沒有人檢查關(guān)機，那么誓必造成電池過放電，嚴重者造成電池報廢、為客戶帶來經(jīng)濟損失。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種低能耗的UPS電池放盡關(guān)機、市電恢復重啟電路，不僅降低UPS在關(guān)閉逆變器后靜態(tài)待機損耗，且實現(xiàn)成本低，靈活性高，電路簡單，實用性強。
[0005]本實用新型一種降低UPS待機功耗的電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用的技術(shù)方案是:為達到上述目的，主要包括:PWM啟動電源、PWM控制電路、功率變換電路、整流濾波電路、穩(wěn)壓環(huán)路電路、輸出電路、電池取樣電路、電池下限檢測電路、SCR觸發(fā)/復位電路；其中，電池輸入至PWM啟動電源，PWM啟動電源輸出端與PWM控制電路的電源輸入端連接，PWM控制電路的輸出端與功率變換電路輸入端連接，功率變換電路的輸出端與整流濾波電路輸入端連接，整流濾波電路輸出端與穩(wěn)壓環(huán)路電路輸入端連接，穩(wěn)壓環(huán)路電路輸出端反饋至PWM控制電路的控制輸入端。電池輸入至電池取樣電路，電池取樣電路的輸出端與電池下限檢測電路輸入端連接，電池下限檢測電路的輸出端與SCR觸發(fā)/復位電路的觸發(fā)輸入端連接；另夕卜，來自市電的220VAC電壓與SCR觸發(fā)/復位電路的復位輸入端連接，SCR觸發(fā)/復位電路的輸出端與PWM控制電路的電源輸入端連接。根據(jù)上述本發(fā)明方案，其可以實現(xiàn)低能耗的UPS電池放盡關(guān)機、市電恢復自動重啟；當UPS放電到電池下限點時，檢測電池下限的比較器產(chǎn)生的高電平來觸發(fā)可控硅SCR，令其陽陰極永久導通，關(guān)閉PWM啟動電源，令功率變換電路停止工作，從而關(guān)閉UPS。當市電恢復時利用與市電同步繼電器將SCR關(guān)斷，令PWM啟動電源開啟，UPS重新啟動。在關(guān)閉UPS時，只有R9，Rll電阻R9、R11、可控硅SCR有電流通過，損耗功率只有0.2W，從而實現(xiàn)低能耗待機，且實現(xiàn)成本低，靈活性高，電路簡單，實用性強。
[0006]本實用新型一種降低UPS待機功耗的電路的主要優(yōu)點是:
[0007]1、一種降低UPS待機功耗的電路，降低UPS在關(guān)閉逆變器后靜態(tài)待機損耗。
[0008]2、一種降低UPS待機功耗的電路，實現(xiàn)成本低，靈活性高，電路簡單，實用性強。
[0009]下面結(jié)合附圖及具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的一種降低UPS待機功耗的電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2是本發(fā)明的一種降低UPS待機功耗的電路的原理圖。
[0012]附圖1標記說明:1、PWM啟動電源2、PWM控制電路3、功率變換電路4、整流濾波電路5、輸出電路6、穩(wěn)壓環(huán)路電路7、電池取樣電路8、電池下限檢測電路9、SCR觸發(fā)復位電路。
【具體實施方式】
[0013]參見圖1所示，是本發(fā)明的一種降低UPS待機功耗的電路的結(jié)構(gòu)示意圖，其包括有:PWM啟動電源1、PWM控制電路2、功率變換電路3、整流濾波電路4、穩(wěn)壓環(huán)路電路6、輸出電路5、電池取樣電路7、電池下限檢測電路8、SCR觸發(fā)/復位電路9 ;其中，電池輸入至PWM啟動電源I，PWM啟動電源I輸出端與PWM控制電路2的電源輸入端連接，PWM控制電路2的輸出端與功率變換電路3電路輸入端連接，功率變換電路3電路的輸出端與整流濾波電路4輸入端連接，整流濾波電路4輸出端與穩(wěn)壓環(huán)路電路6輸入端連接，穩(wěn)壓環(huán)路電路6輸出端反饋至PWM控制電路2的控制輸入端，電池輸入至電池取樣電路7，電池取樣電路7的輸出端與電池下限檢測電路8輸入端連接，電池下限檢測電路8的輸出端與SCR觸發(fā)/復位電路9的觸發(fā)輸入端連接；另外，來自市電220VAC電壓與SCR觸發(fā)/復位電路9的復位輸入端連接，SCR觸發(fā)/復位電路9的輸出端與PWM控制電路2的電源輸入端連接。
[0014]圖2所示中，對本發(fā)明的PWM啟動電源1、PWM控制電路2、功率變換電路3、整流濾波電路4、輸出電路5、穩(wěn)壓環(huán)路電路6、電池取樣電路7、電池下限檢測電路8、SCR觸發(fā)/復位電路9的具體示例分別進行了說明。圖2所示中，PWM啟動電源I主要由電阻R9、R11、穩(wěn)壓二極管ZDl、電解電容C18、C12組成；PWM控制電路2由電阻R5、R6、R16、R17、R27、R22、R33、電容C6、C37、C38、C39、二極管D13、PWM集成塊U3組成；功率變換電路3由電阻R4、R10、R12、R13、電容C9、C17、開關(guān)變壓器Tl、場效應三極管Ql組成；整流濾波電路4由二極管Dl、D3、D8、電解電容Cl、C8、C9、C14、C15組成；輸出電路5由穩(wěn)壓集成塊Ul、電解電容C3構(gòu)成；穩(wěn)壓環(huán)路電路6由電阻R14、R15、R22、電容C36組成；電池取樣電路7由電阻R8、R9分壓構(gòu)成；電池下限檢測電路8由電阻R1、R2、R3、R38，電解電容C2、C42、比較器U2:3組成；SCR觸發(fā)/復位電路9由繼電器K1、單向可控硅SCR組成。
[0015]其中，圖2所示中，C2、C42為雜訊濾波電容，以消除雜波干擾。D3、D8、C8、C9、C14、C15為整流濾波電路，輸出+15V，-15V供逆變器驅(qū)動電路的隔離電源。
[0016]電池開關(guān)(SWl)合上，電池電壓通過由電阻R9、R11、穩(wěn)壓二極管ZD1、電解電容C18、C12 組成 PWM 的啟動電源，給由電阻 R5、R6、R16、R17、R27、R22、R33、電容 C6、C37、C38、C39、二極管D13、PWM集成塊U3組成的PWM控制電路提供電源，PWM控制電路開始工作，其輸出PWM脈沖信號輸入至由電阻R4、R10、R12、R13、電容C9、C17、開關(guān)變壓器Tl、場效應三極管Ql組成的功率變換電路，功率變換電路輸出再經(jīng)過由二極管D1、D3、D8、電解電容Cl、C8、C9、C14、C15組成的整流濾波電路，輸出24V、+15V、-15V,經(jīng)由穩(wěn)壓集成塊U1、電解電容C3構(gòu)成的輸出電路輸出12V，這組電壓都是給UPS的其它電路板提供工作電源，是外圍器件，不在本發(fā)明方案之內(nèi)，在此不予贅述。開關(guān)變壓器Tl的6腳輸出經(jīng)D13整流后，通過R33連接至PWM集成塊U3的電源端，為其提供穩(wěn)定的工作電壓。Dl整流輸出連接至由電阻R14、R15、R22、電容C36組成的穩(wěn)壓環(huán)路電路，穩(wěn)壓環(huán)路電路輸出端反饋至PWM控制電路的控制輸入端，構(gòu)成閉環(huán)穩(wěn)壓反饋。另外，電池電壓輸入至電池取樣電路，電池取樣電路的輸出端與電池下限檢測電路輸入端連接，電池下限檢測電路的輸出端與SCR觸發(fā)極，此時，由于電池電壓正常，故電池下限檢測電路中的比較器U2:3的輸出(14腳)為低電平，SCR處于截止狀態(tài)。
[0017]當市電中斷，SCR觸發(fā)/復位電路9中的繼電器(Kl)線圈失去來自市電220VAC電壓，繼電器(Kl)釋放，令其連接于SCR陽極、PWM集成塊U3電源極(7腳)的常閉觸點導通，即SCR陽極與PWM的啟動電源相通。UPS處于放電狀態(tài)，電池電壓隨時間推移而下降，當電池電壓下降至下限保護點時，電池下限檢測電路中的比較器U2:3的輸出(14腳)為高電平，SCR導通，PWM集成塊U3電源極(7腳)電壓為0V，整個開關(guān)電源停止工作。PWM的啟動電源中電阻R9、Rll的電流正好充當了 SCR的保持電流，即使U2:3在失去VCC工作電壓，輸出(14腳)為低電平的情況下，SCR也保持導通，UPS處于關(guān)閉狀態(tài)。這時整機只有電阻R9、R11、可控硅SCR有電流通過，損耗功率只有0.2W，從而實現(xiàn)低能耗待機，當市電恢復，SCR觸發(fā)/復位電路中的繼電器(Kl)線圈得到來自市電220VAC電壓，繼電器(Kl)吸合，常閉觸點關(guān)斷，令其連接于SCR陽極的保持電流關(guān)斷，SCR恢復截止，PWM集成塊U3電源極(7腳)得到由電阻R9、Rl 1、穩(wěn)壓二極管ZDl、電解電容C18、C12組成PWM的啟動電源電壓，整個開關(guān)電源重新啟動工作。
[0018]在一個具體的實現(xiàn)方式中，在正常工作過程中，令+VCC=12V。
[0019]上述本發(fā)明的低能耗的UPS電池放盡關(guān)機、市電恢復自動重啟電路，是利用當UPS放電到電池下限點時，檢測電池下限的比較器產(chǎn)生的高電平來觸發(fā)可控硅SCR，令其陽陰極永久導通，關(guān)閉PWM啟動電源，令整個開關(guān)電源停止工作，從而關(guān)閉UPS。當市電恢復時利用與市電同步繼電器將SCR關(guān)斷，令PWM啟動電源開啟，UPS重新啟動。在關(guān)閉UPS時，只有R9, Rll電阻R9、R11、可控硅SCR有電流通過，損耗功率只有0.2W，從而實現(xiàn)低能耗待機，且實現(xiàn)成本低，靈活性高，電路簡單，實用性強。
[0020]上述本發(fā)明的低能耗的UPS電池放盡關(guān)機、市電恢復自動重啟電路，電路簡單、實用、可靠，成本低廉，漏電靈敏度參數(shù)可依據(jù)需要調(diào)整，適當改變外圍的參數(shù)，如U1、U2，即可實現(xiàn)在任何地方均可應用。值得注意的是:單向可控硅SCR要盡可能選觸發(fā)導通后保持電流少的，如MCR100-6。
[0021]綜上所述，是該實用新型的較佳實施例，凡依本用新型技術(shù)方案所作出的改變，所產(chǎn)生的功能作用未能超出本實用新型技術(shù)方案的范圍時，均屬于本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種降低即3待機功耗的電路，主要包括？麗啟動電源(丨)、?!！控制電路(2^功率變換電路(3^整流濾波電路(4)、穩(wěn)壓環(huán)路電路“)、輸出電路(5)、電池取樣電路⑵、電池下限檢測電路⑶、3(?觸發(fā)/復位電路(9)；其特征為:電池輸入至？麗啟動電源(1)411啟動電源⑴輸出端與？麗控制電路⑵的電源輸入端連接，？麗控制電路⑵的輸出端與功率變換電路⑶電路輸入端連接，功率變換電路⑶的輸出端與整流濾波電路⑷輸入端連接，整流濾波電路(4)輸出端與穩(wěn)壓環(huán)路電路(6)輸入端連接，穩(wěn)壓環(huán)路電路(6)輸出端反饋至？麗控制電路(2)的控制輸入端，電池輸入至電池取樣電路(7),電池取樣電路(7)的輸出端與電池下限檢測電路⑶輸入端連接，電池下限檢測電路⑶的輸出端與3(?觸發(fā)/復位電路⑶的觸發(fā)輸入端連接；另外，來自市電220^(:電壓與30？觸發(fā)/復位電路⑶的復位輸入端連接，3(?觸發(fā)/復位電路(9)的輸出端與？II控制電路⑵的電源輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低即3待機功耗的電路，其特征在于:所述？麗啟動電源⑴主要由電阻四、811、穩(wěn)壓二極管201、電解電容018、012組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種降低即3待機功耗的電路，其特征在于:所述？麗控制電路(2)由電阻尺5、尺6、尺16、尺17、尺27、尺22、尺33、電容⑶、037, 038, ?:39、二極管013、？麗集成塊仍組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低即3待機功耗的電路，其特征在于:所述功率變換電路(3)由電阻財、810、812、813、電容⑶、017、開關(guān)變壓器了1、場效應三極管組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低即3待機功耗的電路，其特征在于:所述整流濾波電路(4)由二極管01、03、08、電解電容01、015組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低口?3待機功耗的電路，其特征在于:所述輸出電路(5)由穩(wěn)壓集成塊11、電解電容03構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低即3待機功耗的電路，其特征在于:所述穩(wěn)壓環(huán)路電路(6)由電阻尺14、尺15、尺22、電容036組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低即3待機功耗的電路，其特征在于:所述電池取樣電路(7)由電阻分壓構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低即3待機功耗的電路，其特征在于:所述電池下限檢測電路(8)由電阻町、1？2、1？3、尺38，電解電容02、042、比較器[2:3組成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低即3待機功耗的電路，其特征在于:所述30？觸發(fā)/復位電路(9)由繼電器1(1、單向可控硅3(?組成。
【文檔編號】H02J9/06GK204243889SQ201420668549
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月11日
【發(fā)明者】陸仲清, 王鋼 申請人:佛山市寶星科技發(fā)展有限公司