[发明专利]不间断电源装置

说明书

本发明涉及一种用于为应付市电电源间断或停电的不间断电源装置（UPS）。

随着小型计算机和办公自动化（OA）设备的普及，利用小容量的UPS大大地增加了。

图11是一种常规的UPS电路实例。

图中可见、市电电源201的交流电通过一个功率因数改善电抗器202和二极管整流桥203转换成直流电。该直流电经电容器204平滑形成直流电源。当市电电源中断时，来自电池205的直流电通过二极管206传送。

在市电电源正常时充电器207向电池205充电。

电容器212通过由一个电抗器208，电流检测器209，FET210和二极管211构成的升压斩波器，从市电电源充电。该充电电压经一个开关集成电路229和一个驱动电路230被控制。此外，其充电电流由电流检测器209检测并反馈到集成电路229，以实现限流作用。

电容器212上的电压通过采用PWM（脉宽调制）控制的逆变电桥213转换成具有稳定电压和稳定频率的交流电压。由此获得的交流电压作为一个UPS电压通过电容器215构成的滤波器输出。

上述UPS输出的相位和电压的控制方法如下。

即由一个变压器216检测市电电源的电压相位，用来同步一个使用计数器219经同步电路218构成的PLL电路对振荡器217的输出分频获得的输出，于是，一个存储在存储器220中的正弦波形输入到D/A转换器221，用来提供一个与市电电源同步的正弦波电压V221。

D/A转换器221是乘法型的（multiplication    type）。变压器225检测UPS的输出电压检测到的电压经 一个整流器226变换一个直流电压，然后与电压给定器227的电压基准值相比较，用放大器228放大两者之间误差所获得的电压V228输入到D/A转换器221，这样在D/A转换器221的输出获得一个在量值上与电压V228成正比，并且与市电电源同步的正弦波基准电压V221。

基准电压221与三角波发生器222的输出V222在比较器223中比较，输出一个PWM信号V223。该PWM信号V223经驱动电路224驱动逆变桥路213的FET，从而获得与基准电压V221成正比的交流输出。

然而，上述常规电路存在一个问题，由于来自市电电源交流电经由二极管桥路203和电容器204构成的电容输入型整流电路整流，使电源的输入波形恶化，造成功率因数降低，结果使输入容量增加。为防止这种情况，插入了电抗器202，但如果其数值过大，直流电源电路的电压会下降，因此不适用。

由于这个原因，在实用中仅能串联一定大小的电抗器。例如，为获得1KVA    UPS的输出容量，市电电源的输入容量需增加到约2KVA。

为解决这个问题，采用了正弦波的PWM控制FET110把市电电源的输入电流变换成正弦波电流的方法。然而，这就使电池205的充电和放电电路的控制和/或形成正弦电流基准值的方法，在UPS中变得复杂了。因此，从经济观点的角度来看，这一方法是有问题的。

本发明的一个目的是通过解决上述问题提供一种具有高功率因数的UPS装置。