[实用新型]数控正弦波输出UPS不间断电源

说明书

本实用新型涉及一种新型的UPS不间断电源。

现有的UPS不间断电源有两种：

①方波输出UPS不间断电源。采用单脉冲调制法，输出波形为方波，含有较多的高次谐波。因为现有的通用设备都是按正弦波设计的，所以使用此类不间断电源干扰大、效率低、稳定性差，较精密的仪器设备不能使用。但是结构简单、对生产工艺和工作环境要求低，价格便宜。小功率的不间断电源都属此类。

②正弦波输出UPS不间断电源。采用三角波调制法，输出波形为正弦波，波形畸变小，输出电压稳定，过载能力强，效率高，较精密的仪器设备必须使用此类电源。但结构复杂，对元器件要求严，生产工艺复杂，环境适应性差，价格高，一般小型设备配不起。

本实用新型的目的在于设计一种新型的正弦波输出UPS不间断电源，具有如下特征：输出波形为正弦波，波形畸变小，输出电压稳定，过载能力强，效率高，结构简单，对元器件、生产工艺、工作环境要求低，通用性好，制造成本低廉。

本实用新型的目的是通过如下途径实现的：

图1：本实用新型的原理方框图。

本实用新型由微处理机（1）、逆变电路（2）、输出电压检测电路（3）、50Hz同步检测电路（4）、输出电路（5）、市电／逆变供电转换电路（6）、输入电路（7）、充电电路（8）、工作状态指示报警电路（9）组成。

本实用新型从根本上突破脉宽调制的方法。微处理机（1）根据数学模型直接输出不等宽脉冲，控制逆变电路（2）输出正弦波电压；根据输出电压检测电路（3）送来的输出电压有效值修改数学模型的电压参数控制输出稳压；根据50Hz同步检测电路（4）送来的市电正弦波相位修改数学模型的相位参数，使从市电供电方式转换到逆变供电方式时，逆变输出正弦波与市电正弦波同步。微处理机（1）生成不等宽脉冲的数学模型，根据在一个特定时间间隔内脉冲能量等效于正弦波所包含的能量来建立。

输出电压检测电路（3）检测逆变输出电压的有效值并将检测结果送到微处理机（1）。50Hz同步检测电路（4）检测市电正弦波的相位，并将检测值送微处理机（1）。当市电低于170伏时，市电／逆变供电转换电路（6）自动转换为逆变供电方式；当市电高于180伏时，市／逆变供电转换电路（6）自动将逆变供电方式转换为市电供电方式。充电电路（8）对电池进行充电。工作状态指示报警电路（9）在微处理机（1）的控制下，对整机的工作状态进行指示，如有异常情况，进行报警。输入电路（7）接市电输入端，输出电路（5）接UPS不间断电源的输出端。

本实用新型的实施例可结合图2来说明。

图2：后备式数控正弦波输出UPS不间断电源电原理图。

在图2中，变压器B2的3、4端与二极管D1、电容C1、集成块IC1、IC2、电阻R1～8组成输出电压检测电路（3），其原理是将输出电压整流滤波后送到两个电压比较器进行电压比较，比较结果送微处理机（1）Z8613。变压器B2的5、6端和二极管D2、电阻R9～13、集成块IC3组成50Hz同步检测电路（4），其原理是将市电半波整流后送给一个电压比较器，进行电压比较，比较结果送微处理机（1）Z8613。变压器B2的7、8端和二极管D3、电容C2、电阻R14～19、集成块IC4、晶体管Q3、继电器J1组成市电／逆变供电转换电路（6）。变压器B2的9、10端、继电器J1的触点J1－1、二极管D4～9、电容C3、电阻R20、晶体管Q4组成充电电路（8）。集成块IC5、组成＋5V辅助电源，电容C4～6、晶振Z组成微处理机（1）Z8613的时钟和复位电路。二极管D10～12、电阻R21～23组成工作状态指示报警电路（9），直接接在微处理机（1）Z8613上。IC6、IC7和晶体管Q1、Q2、变压器B1、电阻R24、电容C7组成逆变电路（2）。当市电供电时，继电器J1－2的触点处于a位置，J1－1闭合，市电直接输出，并对电池充电。当市电低于170伏时，市电／逆变供电转换电路（6）控制继电器J1－2的触点处于b位置，J1－1断开，同时送一信号给微处理机（1）Z8613，输出两路相位差为180°的不等宽脉冲，控制逆变电路（2）输出正弦波电压，进行逆变供电。

本实用新型的实施亦可用于在线式UPS不间断电源。

本实用新型相比于现有技术具有如下优点：输出波形为正弦波，波形畸变小，输出电压稳定，过载能力强，效率高，结构简单，对元器件、生产工艺、工作环境要求较低，通用性好，制造成本低廉。