[发明专利]一种智能型方波输出不间断电源

说明书

技术领域                                  

本发明涉及一种智能型方波输出UPS，具体地说是一种应用于个人计算机的单片机控制的后备式方波输出UPS。

背景技术

为了确保用电设备的安全，不间断电源（UPS，Uninterruptible Power Supply）受到高度的重视，并在不断进步和发展。UPS不仅渗透到国民经济的各个领域，而且在人们的日常生产、生活中也逐渐普及。而后备式方波输出UPS电源体积小，重量轻，安装容易，价格低廉，而且运行效率高，噪声低，非常适合作为一般计算机用户使用的普及型UPS电源。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能型方波输出UPS，该UPS中的电源控制电路整体电路性能优良，结构简单成本低廉,性价比高。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种智能型方波输出UPS，其特征在于：该UPS包括蓄电池和与其相连的UPS电源控制电路,所述UPS电源控制电路包括充电器、逆变电路、工频变压器、滤波电路、采样电路、切换开关、切换控制电路和辅助电源；蓄电池的一端通过充电器与电网相通，另一端依次通过逆变电路、工频变压器、滤波电路、切换开关与负载连接；切换开关的另一端与电网相通；采样电路与电网相通，并通过模数转换器与CPU的输入端连接；蓄电池通过CPU与切换控制电路和切换开关连接。

本发明中，UPS电源控制电路还包括辅助电源，蓄电池、采样电路、模数转换器和CPU均与辅助电源连接；辅助电源与驱动电路连接，驱动电路与CPU连接。CPU与电脑连接。

当电网供电正常时，市电一路通过充电控制电路向蓄电池充电，另一路通过交流旁路转换开关直接送往用户；当电网供电欠压或断电时，转换开关断开市电与负载的连接转而连向逆变输出，同时由蓄电池向逆变器提供电能，逆变器产生的交流电经工频变压器升到220V左右，送往用户；当市电再次正常供电时，逆变器停止逆变，转换开关断开逆变输出与负载的连接转而连向市电，此时由市电为负载供电。在UPS的工作全过程中，PC机可以通过RS232通讯接口对UPS实施监控。

本UPS电源控制电路的整体电路性能优良，结构简单成本低廉,性价比高。

本UPS的功能主要有: 1)市电正常时，根据电池电压进行蓄电池智能充电管理；2）市电跟踪，发现市电欠压和断电时，逆变与市电同相位切换；3）逆变输出时根据电池电压的幅值调节PWM波脉冲宽度，实现逆变输出的稳压调节；4）逆变输出过载和电池欠压保护；5）与PC机（电脑）实现通讯、监控；6）在逆变输出时如果市电变为正常，首先进行逆变输出的仿相处理，跟踪市电，在市电与逆变同时过零处停止逆变转由市电供电。

附图说明

图1 是本发明系统总体结构框图。

图2 是本发明系统控制原理硬件框图。

图3 是本发明系统功率主电路原理图。

图4 是本发明中市电信号采集示意图。

图5 是本发明中继电器转换电路。

图6 是本发明中推挽开关电源主电路。

图7 是本发明中充电电路原理图。

图8 是本发明中基于RS232的通讯系统结构框图。

图9 是本发明中全系统软件流程图。

图10 是本发明中准方波六阶段示意图。

图11 是本发明中准方波产生流程图。

图12是本发明中 蓄电池充电流程图。

图13是本发明中 监控通讯流程图。

具体实施方式

一种智能型方波输出UPS，该UPS包括蓄电池和与其相连的UPS电源控制电路,所述UPS电源控制电路包括充电器、逆变电路、工频变压器、滤波电路、采样电路、切换开关、切换控制电路和辅助电源；蓄电池的一端通过充电器与电网相通，另一端依次通过逆变电路、工频变压器、滤波电路、切换开关与负载连接；切换开关的另一端与电网相通；采样电路与电网相通，并通过模数转换器与CPU的输入端连接；蓄电池通过CPU与切换控制电路和切换开关连接。

本UPS系统总体结构如图1所示。当电网供电正常时，市电一路通过充电控制电路向蓄电池充电，另一路通过交流旁路转换开关直接送往用户；当电网供电欠压或断电时，转换开关断开市电与负载的连接转而连向逆变输出，同时由蓄电池向逆变器提供电能，逆变器产生的交流电经工频变压器升到220V左右，送往用户；当市电再次正常供电时，逆变器停止逆变，转换开关断开逆变输出与负载的连接转而连向市电，此时由市电为负载供电。