离线式无段稳压的不断电系统 【技术领域】
一种离线式无段稳压的不断电系统，特别是一种应用在电力系统中的离线式无段稳压的不断电系统。
背景技术
不断电系统UPS(Uninterruptible Power Supply)应用在停电时的备用电力。高低电压、突波电压和噪声干扰等因素，都能通过UPS减到最少；此外有些计算机处于长时间开机状态，如(File-Server)，在无人、夜间和电力品质异常的时候，也可以通过UPS的网通软件进行设定。在无人的情况下，也可将计算机关机，以避免资料毁损。因此不应该只是把UPS当作一个单纯的供电系统，它更是电源保护装置，电力的管理者。UPS可分为在线式不断电系统(On-Line UPS)和离线式不断电系统(Off-Line UPS)。离线式不断电系统的工作原理是将市电直接或经过稳压器并噪声滤除和突波吸收后提供给负载使用；当输入端电源处在正常范围内时，电源经UPS滤除噪声后直接输出供负载使用；反之，当电源输入端异常时，则由UPS提供升压或降压和滤波后输出。最后当输入电源中断时转换到电池组，经变流器转换成交流电供应负载，传统的在线式不断电系统所用的电容量较大且效率较低，相对耗费的成本也较高。
本发明提出一种离线式无段稳压的不断电系统来达到降低成本和提高效率的设计目的。针对现有技术中的离线不断电系统而言，至少可提升7～10％的效率，节省大量的成本；同时针对现有技术的不断电系统而言，又可改善其反应速度慢的缺点。
【发明内容】
本发明为离线式无段稳压的不断电系统，主要利用连接一个较低成本、高效率的稳压器，来达到提高效率和降低使用成本地目的。
为了实现上述目的，本发明的离线式无段稳压的不断电系统包括：若干个硅控开关，用以连接到电源输入端和一个电池单元；若干个电感和电容，用以充电；若干个晶体管，用以调变脉冲宽度；一个变压器，具有若干组线圈组，并通过若干组开关分别连接在对应的输入端、输出端或信号线之间。
本发明具有如下优点：
(1)成本低、电路精简。
(2)结构简单，可延长使用寿命。
(3)至少可提升7～10％的效率、节省能源。
(4)电路特性良好，波形失真小，谐波低；静态稳压率较好(±1％)；动态压降在±6％的范围内，且可无段的精密调整，无机械组件，全电子式；反应时间快速，20ms恢复稳定。
【附图说明】
本发明的详细内容和技术方案，将结合以下附图进行说明。
图1为本发明离线式无段稳压的不断电系统的一个优选实施例的电路示意图；
图2为本发明离线式无段稳压的不断电系统另一个优选实施例的电路示意图；
图3为本发明离线式无段稳压的不断电系统又一个优选实施例的电路示意图。
附图标记说明
1 离线式无段稳压的不断电系统 SCR-1 第一硅控开关
SCR-2 第二硅控开关 SCR-3 第三硅控开关
I/P-L 交流电源输入端 10 电池单元
L1、L2、L3 电感组件 C1、C2、C3 电容组件
Q1、Q2 晶体管 11 变压器
T1 第一线圈组 T2 第二线圈组
T3 第三线圈组 SW1 第一开关
SW2 第二开关 SW3 第三开关
O/P-L 输出端 Q3 第三晶体管
Q4 第四晶体管 P-N 接地
【具体实施方式】
图1为本发明离线式无段稳压的不断电系统1的一个优选实施例的电路示意图，包括一个第一硅控开关SCR-1和一个第二硅控开关SCR-2，用以连接到交流电源输入端I/P-L，使电源在正半周期时将第一硅控开关SCR-1导通，在负半周时导通第二硅控开关SCR-2；一个第三硅控开关SCR-3，连接到一个电池单元10的输出处；若干个电感L1、L2、L3和电容C1、C2、C3组件，分别连接到第一硅控开关SCR-1和第二硅控开关SCR-2，使输入的交流电源平稳起动(Soft Start)；两个晶体管Q1、Q2，用以调变脉冲宽度；一个变压器11，包括一个第一线圈组T1、一个第二线圈组T2和一个第三线圈组T3，其中第一线圈组T1的输入端通过一个第一开关SW1连接到交流电源输入端I/P-L；并通过一个第三开关SW3连接到输出端O/P-L上；第二线圈组T2的输入和输出端分别连接到一个电感L1电容C1组件的信号线上，第三线圈组T3连接在第二线圈组T2和第二开关SW2之间。
在交流电源正常供电的状态下，第一开关SW1导通(ON)，第一硅控开关SCR-1与第二硅控开关SCR-2通过连接的电感L1、L2和电容C1、C2组件提供平稳起动(SOFT START)功能，晶体管Q1、Q2控制脉冲宽度后，经由电感L3电容C3震荡导通第三开关SW3输出到输出端O/P-L处。
当出现停电的情况时，第一开关SW1关闭(OFF)，经过一个短时间的中断(约小于4ms)，电池单元10经过第三硅控开关SCR-3导通供电，接着第二开关SW2导通，两个晶体管Q1、Q2仍然动作，此时B点导通，C点关闭；同时第三开关SW3也导通，持续供电输出。当电池单元10断电时，第二和第三开关SW2、SW3先关闭，接着变频器(INVERTER)关闭，第一开关SW1关闭后关机。
恢复通电时，判断A’与C点的电压高低来决定正或负极性，如果A’电压＞C点电压时，则为负极性，采取同步锁相的电路功能，如果A’电压＜C点电压时，则为正极性且同步锁相；接着第二开关SW2关闭，变频器(INVERTER)降电压至100VAC或暂停，第一开关SW1隔4ms以后导通。
图2为本发明另一个优选实施例的电路示意图，其电路与前一个实施例大致相同，唯一不同的是具有一个第三晶体管Q3和一个第四晶体管Q4，以具有提高电压的功能；其工作原理与前一个实施例相同，在此不再赘述。
图3为本发明又一个优选实施例的电路示意图，其电路与前一个实施例相同，不同处为第三线圈组T3的配置位置不同，其跨接在负载端P-L和接地P-N之间；其工作原理与图1的实施例相同，在此不再赘述。
以上描述，仅仅是本发明的优选实施例，不能用来限定本发明实施的范围。依据本发明的专利申请文件做出的变化和修饰，都应该属于本发明专利保护的范围。