[实用新型]四端口在线式抗干扰不间断电源

说明书

本实用新型属于不间断电源装置，主要涉及的是一种四端口在线式抗干扰不间断电源。

在计算机等高档电子仪器、设备的应用中，不间断电源(UPS)已成为保证此类电器安全、正常运行的重要环节。因我国电网基础较差，相当一部分地区的电压昼夜波动很大，浪涌、尖峰、雷电等干扰也十分严重，普通的不间断电源(UPS)已不能适应需要。因此，广大用户迫切需要一种输入电压宽(稳压范围宽)、抗干扰能力强、可靠性高的UPS。由于交流参数稳压器、稳压变压器(CVT)等谐振式交流稳压电源具有稳压范围宽(可达±45％)、抗干扰能力强、结构简单、可靠性极高等显著特点，所以人们利用它们做为核心元件制造出一种三端口不间断电源。以目前普遍采用的三端口不间断电源，(以CVT为例)，其原理结构如图1所示(图2为CVT部分等效电路原理图)：在核心元件部分CVT上有三个主绕组线圈：N₁为市电输入U_i绕组(市电端口)、N₂为逆变充电绕组(逆变端口)、N₃为谐振输出绕组(输出端口)，N₁和N₂绕组均绕在初级铁芯柱上形成紧耦合，N₃绕在次级铁芯柱上。初、次级绕组之间由带气隙的磁分路铁芯F进行隔离，因而初、次级间是松耦合。磁分路铁芯F的作用相当于图2等效电路中的线性电感L₀，它将输入端口与输出端口隔离开，当市电供电时，继电器J₁闭合，U_i通过CVT直接输出一个净化、稳定的交流电压U₀供给负载使用。此时，双向逆变器(SXNB)起整流作用，给蓄电池E充电，检测控制电路(JCCT)起监视市电情况并进行适当控制作用，逆变主电路元件这时处于后备工作状态。当市电停止供电时，检测控制电路起作用，断开继电器J₁，由蓄电池E通过双向逆变器(SXNB)继续给CVT提供输入电源，经CVT稳压、滤波后输出给负载使用。由于N₁和N₂之间是紧耦合关系，当市电停止供电后，如果J₁没有及时断开就将逆变器投入逆变工作状态的话，电网中的所有负载都将成为逆变器的负载，这时逆变器就会处于严重超载工作状态而导致功率器件的损坏，因此，必须等J₁可靠断开后，才能使逆变器投入逆变工作状态。这时输出电压U₀就有可能在切换过程中产生瞬间中断，此外，当逆变器投入工作后，输入、输出之间因串有一个大电感L₀(图2所示)，从而使得次级振荡电压U₀由于L₀的限流作用而需要几个以上的周期才能建立起来。由于这两个因素的存在，导致了三端口不间断电源UPS在切换过程中输出电压U₀会有50-100ms的间断，所以不能进入在线式UPS的行列。对计算机而言，不允许电源有10ms以上的间断，否则会造成丢失数据，或损坏硬盘的后果。这样就使得此类三端口UPS在推广应用中受到了限制。

本实用新型的目的即由此产生，提出一种输出电压U₀在切换过程中无瞬间中断现象的四端口在线式抗干扰不间断电源。

为实现上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：其是在现有三端口不间断电源UPS的设计基础上，增设辅助逆变绕组N₄，辅助逆变绕组N₄绕在次级铁芯柱上，并与谐振输出绕组N₃形成紧耦合，在逆变充电绕组N₂与辅助逆变绕组N₄之间串接继电器开关J₂、J₃，同时在检测控制电路(JCCT)中相应设置继电器J₂、J₃。

本实用新型由于在次级铁芯上增设辅助逆变绕组N₄，从而大大地改善了现有三端口UPS的缺陷，使得此类UPS进入了在线式UPS的行列，为广大用户提供了一种高可靠性、极宽输入电压、抗干扰能力强的在线式UPS品种，满足了在恶劣电网条件下，计算机等高档电子设备的需要。由于采用了在切换过程中辅助逆变绕组工作的方法，直接向次级辅助逆变绕组馈送能量，从而消除了输出电压U₀的瞬间中断现象。本实用新型与常规UPS性能相比如下：(以1KVA为例)

     普通在线式UPS   三端口CVT式     四端口CVT式