专利名称：一种内置于机箱的在线式不间断电源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电源，尤其是一种内置于机箱的在线式不间断电源。
现今各种类型UPS电源已被广泛地使用在计算机网络、通信事业、银行管理、办公自动化、工业自控和航天技术等科研及信息产业中，确保了微机工作的稳定可靠和数据传输、软件运行、图象处理的连续、安全、准确性，因此，越来越多的UPS电源正走进各行各业的机房并用于多种仪器中。
随着计算机应用的普及和各类仪器仪表的产生，对高质量的供电提出了更严格的要求。例如，当供电系统意外中断时，将会导致计算机和仪器内部随机存储器中的数据丢失、程序运行失败，严重时甚至使磁盘划伤或仪器线路损坏，这些问题都会给工作和企事业单位造成难以弥补的损失。
本实用新型的目的在于提供一种内置于机箱的在线式不间断电源，它可在与计算机一体化和内置小型化的基础上保证正常情况下的电源供电掉电后的全载工作。
本实用新型的目的是这样实现的一种内置于机箱的在线式不间断电源，它包括市电供电逆变单元(I)、直流输出单元(II)、正弦波脉宽调制及门控输出单元(III)、监控单元(IV)，其特征是所述的门控输出单元中的倒相器IC1-1、IC1-2的脚1、脚7端分别与高速光耦器IC2、IC3的脚2端相接，IC2、IC3的脚6、端分别与其后级的IC5、IC6的脚1、5端相接，驱动放大器T1、T2、T3、T4的基极端分别与IC5—2、IC5-3、IC6-2、IC6-3的脚4、6、4、6端相接，VMOS开关管M1、M2的栅极端分别与T1与T2、T3与T4各自的发射极与集电极之间的a、b点端相接；所述的正弦波脉宽调制单元又由正弦波发生器、电压控制电路、波形调整电路和集成稳压器驱动电路构成，其中，正弦波发生器中的IC7-1其脚1端与IC7-2的脚6端相接，IC7-2的脚7端与电压控制器IC7-3的脚12端相接，IC7-3的脚14端与波形调整电路中的IC8-1的脚5端串联相接、IC8-2的脚8端与集成稳压器IC9的脚2端相接，VM0S开关管M3、M4的栅极端分别IC9的脚14、11端相接；所述的监控单元其中的电压比较电路IC10-1、IC10-2、IC10-3、IC10-4的脚3、5、9、12端分别与取样信号的中断non-power、过压hight-v、低压low-v、过流over-I端相接，IC10-1、IC10-2、IC10-3、IC10-4的脚1、7、8、14端分别与其后级或门IC11-1、IC11-2、IC11-3、IC11-4的脚1、5、10、12、13端相接，IC11-1的脚3端与IC12的脚4端、IC11-4的脚11端与IC14的脚2端相接，开机保护电路IC13的脚3端与IC11的脚4端相接。当经脉宽调制后的正弦波进入IC1(TL082)，产生两组频率为50Hz的、相差180°的两组方波，通过IC2、IC3(SN517)高速光耦合器分别送到后级的IC5、IC6(74LS06)，产生两组“图腾”柱式的方波，由驱动放大电路T1-T4提供出两组15V-18V电压信号，分别驱动M1、M2两个大功率VM0S管开关，M1、M2以“开门”方式分别控制经逆变器传输、二极管整流后的两组直流电压，各自产生上、下两个半波，叠加构成220V/50Hz的正弦波输出。
由于采用了上述方案，特别是门控式正弦波输出单元，和正弦波脉宽调制电路单元的结构，使得本实用新型较之一般的不间断电源有着显著的优点本机采用新型SPWM调制技术，完善DC/AC变换，缩小电源体积，交流输出为标准正弦波，提高输出效率，对各种性质的负载(线性和非线性)的适应能力有所增加，同时，输入电压流经本电源将得以修正，实现稳频稳压低噪，降低谐波失真；本机内部可自动调整输出脉宽，采用先进的20KHz的脉宽调制解调技术，噪音大幅度降低，并具备良好的输出电压瞬变特性，使电源效率充分发挥，能适应输入电压和负载的大范围变化，这样既降低功耗又减轻蓄电池的负担，也使蓄电池内置成为现实。
以下结合附图和实施例对实用新型做进一步的详述
图1为本实用新型的整体结构示意图；图2为门控式正弦波输出单元的电路工作原理图；图3为正弦波脉宽调制电路单元的电路工作原理图；图4的监控单元的电路工作原理图。
图中I-市电供电逆变单元；II-直流输出单元；III-正弦波脉宽调制及门控输出单元；IV-监控单元。
由图1、2、3、4，本实用新型它包括市电供电逆变单元I、直流输出单元II、正弦波脉宽调制及门控输出单元III、监控单元IV，其特征是所述的门控输出单元中的倒相器IC1-1、IC1-2的脚1、脚7端分别与高速光耦器IC2、IC3的脚2端相接，IC2、IC3的脚6、端分别与其后级的IC5、IC6的脚1、5端相接，驱动放大器T1、T2、T3、T4的基极端分别与IC5-2、IC5-3、IC6-2、IC6-3的脚4、6、4、6端相接，VMOS开关管M1、M2的栅极端分别与T1与T2、T3与T4各自的发射极与集电极之间的a、b点端相接；所述的正弦波脉宽调制单元又由正弦波发生器、电压控制电路、波形调整电路和集成稳压器驱动电路构成，其中，正弦波发生器中的IC7-1其脚1端与IC7-2的脚6端相接，IC7-2的脚7端与电压控制器IC7-3的脚12端相接，IC7-3的脚14端与波形调整电路中的IC8-1的脚5端串联相接、IC8 -2的脚8端与集成稳压器IC9的脚2端相接，VMOS开关管M3、M4的栅极端分别IC9的脚14、11端相接；所述的监控单元其中的电压比较电路IC10-1、IC10-2、IC10-3、IC10-4的脚3、5、9、12端分别与取样信号的中断non-power、过压hight-v、低压low-v、过流over-I端相接，IC10-1、IC10-2、IC10-3、IC10-4的脚1、7、8、14端分别与其后级或门IC11-1、IC11-2、IC11-3、IC11-4的脚1、5、10、12、13端相接，IC11-1的脚3端与IC12的脚4端、IC11-4的脚11端与IC14的脚2端相接，开机保护电路IC13的脚3端与IC11的脚4端相接。上述的IC1、IC2(IC3)、IC5(IC6)、IC7、IC8-1(IC8-2)、IC9、IC10、IC11、IC12(IC13)其型号可以分别是TL082、SN517、74LS06、TL084、SG325、LM339、74LS32、NE555。
当经脉宽调制后的正弦波进入IC1(TL082)，产生两组频率为50Hz的、相差180°的两组方波，通过IC2、IC3(SN517)高速光耦合器分别送到后级的IC5、IC6(74LS06)，产生两组“图腾”柱式的方波，由驱动放大电路T1-T4提供出两组15V-18V电压信号，分别驱动M1、M2两个大功率VMOS管开关，M1、M2以“开门”方式分别控制经逆变器传输、二极管整流后的两组直流电压，各自产生上、下两个半波，叠加构成220V/50Hz的正弦波输出。
正弦波脉宽调制电路由正弦波发生器、电压控制电路、波形调整电路和集成稳太器驱动电路构成。IC7-1(TL084)及外围电路构成“文氏”桥正弦波发生器，经IC7-2实现波形失真的修正，送到IC7-3电压控制器，从而产生波形光滑、幅度恰当的正弦波。此正弦波进入IC8-1(TL084)、IC8-2，实现波形放大及对称翻转，再送到后级集成稳压器IC9(SG3525)中，由IC9产生脉宽随正弦波幅度变化而变化的驱动波形，驱动M3、M4两个大功率VMOS管的开、关，M3、M4驱动逆变器L，向线圈次级传输。
供电系统中断、过压、低压和过流等取样信号进入IC10-1至IC10-4(电压比较电路)，当取样信号异常时电压比较电路产生高电平，经IC11四个或门判别，翻转出高电压触发后级告警电路。IC12经触发后使蜂鸣器鸣叫；IC13为开机保护电路，消除开机瞬间浪涌及控制电路未进入稳态时的监控系统误判；IC14为计数器，当多次开机异常时自动封锁本机，防止本机异常情况工作损坏。
除上述实施例外，前述的各个单元之间及它们与现有技术之间的关系还可以简述为I本机开关电源→供电系统(市电或电池)逆变直流；II直流脉宽调制逆变→直流输出±5V、±12V；III正弦波脉宽调制逆变→交流输出220V/50Hz；IV监控系统(无市电、低压、过压、过流、软起动)
权利要求1.一种内置于机箱的在线式不间断电源，它包括市电供电逆变单元(I)、直流输出单元(II)、正弦波脉宽调制及门控输出单元(III)、监控单元(IV)，其特征是所述的门控输出单元中的倒相器IC1-1、IC1-2的脚1、脚7端分别与高速光耦器IC2、IC3的脚2端相接，IC2、IC3的脚6、端分别与其后级的IC5、IC6的脚1、5端相接，驱动放大器T1、T2、T3、T4的基极端分别与IC5—2、IC5-3、IC6-2、IC6-3的脚4、6、4、6端相接，VMOS开关管M1、M2的栅极端分别与T1与T2、T3与T4各自的发射极与集电极之间的a、b点端相接；所述的正弦波脉宽调制单元又由正弦波发生器、电压控制电路、波形调整电路和集成稳压器驱动电路构成，其中，正弦波发生器中的IC7-1其脚1端与IC7-2的脚6端相接，IC7-2的脚7端与电压控制器IC7-3的脚12端相接，IC7-3的脚14端与波形调整电路中的IC8-1的脚5端串联相接、IC8 -2的脚8端与集成稳压器IC9的脚2端相接，VMOS开关管M3、M4的栅极端分别IC9的脚14、11端相接；所述的监控单元其中的电压比较电路IC10-1、IC10 -2、IC10-3、IC10-4的脚3、5、9、12端分别与取样信号的中断non-power、过压hight-v、低压low-v、过流over-I端相接，IC10-1、IC10-2、IC10-3、IC10-4的脚1、7、8、14端分别与其后级或门IC11-1、IC11-2、IC11-3、IC11-4的脚1、5、10、12、13端相接，IC11-1的脚3端与IC12的脚4端、IC11-4的脚11端与IC14的脚2端相接，开机保护电路IC13的脚3端与IC11的脚4端相接。
2.根据权利要求1所述的一种内置于机箱的在线式不间断电源，其特征是上述的IC1、IC2(IC3)、IC5(IC6)、IC7、IC8-1(IC8-2)、IC9、IC10、IC11、IC12(IC13)其型号可以分别是TL082、SN517、74LS06、TL084、SG3525、LM339、74LS32、NE555。
专利摘要一种内置于机箱的在线式不间断电源，它包括正弦波脉宽调制及门控输出单元等四个单元，其特点是门控输出单元的倒相器IC1-1、IC1-2其脚1、7端与高速光耦器IC2、IC3的脚2端相接；正弦波脉宽调制单元中的IC7-3其脚14端与IC8-1的脚5端串联；监控单元中的IC10-1至IC10-4其脚3、5、9和12端分别与取样信号中断、过压、低压、过流端相接。本电源具有体积小、重量轻、可与计算机机箱一体化等方面的优点。
文档编号G06F1/30GK2235138SQ95212080
公开日1996年9月11日 申请日期1995年7月6日 优先权日1995年7月6日
发明者何劲, 蔡国江 申请人:北京未来星科技贸易中心