一種ups電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種UPS電路，尤其涉及一種具有低頻變壓器的UPS電路。
【背景技術(shù)】
[0002]UPS (Uninterruptible Power System,不間斷電源)是一種含有儲(chǔ)能裝置的交流電源。主要利用電池等儲(chǔ)能裝置在停電時(shí)向負(fù)載提供不間斷的電力供應(yīng)。當(dāng)市電輸入正常時(shí)，UPS將市電穩(wěn)壓后供應(yīng)給負(fù)載使用，當(dāng)市電中斷(事故停電)時(shí)，UPS立即利用儲(chǔ)能裝置的電能向負(fù)載繼續(xù)供應(yīng)交流電，使負(fù)載維持正常工作并保護(hù)負(fù)載軟、硬件不受損壞。
[0003]UPS的基本電路結(jié)構(gòu)如圖1所示，具有從市電接收AC電能的輸入端Tin以及向負(fù)載提供AC電能的輸出端T。#輸入端Tin與輸出端Trat之間具有電磁干擾濾波器EM1、開(kāi)關(guān)SffU Sff2, SW3和SW4以及低頻變壓器TX。在市電模式下，Sff3, SW4閉合，AC電能從輸入端Tin被輸送到輸出端Ttjut,同時(shí)低頻變壓器TX的二次側(cè)向可實(shí)現(xiàn)AC/DC轉(zhuǎn)換的電路模塊AD提供AC電能，該電路模塊AD將AC電能整流為DC電能后向電池B充電。當(dāng)市電中斷、UPS工作在電池模式下時(shí)，電路模塊AD工作在逆變模式下，將電池B提供的DC電能轉(zhuǎn)換為AC電能并提供給變壓器TX的二次側(cè)，TX的一次側(cè)將該AC電能提供到UPS電路的輸出端Twt。其中開(kāi)關(guān)SWl和SW2的作用是，當(dāng)市電電壓過(guò)高或者過(guò)低時(shí)，對(duì)市電電壓進(jìn)行調(diào)整。
[0004]但是隨著對(duì)于環(huán)保加強(qiáng),特別是EPA Energy star的提出，對(duì)于UPS的能效要求越來(lái)越高。此種類型的UPS電路中，損耗很大,很難通過(guò)Energy star標(biāo)準(zhǔn)效率要求。
[0005]在市電模式下，即使在電池充飽的條件下，機(jī)器仍舊有很大的自身?yè)p耗。損耗主要包括:1)整個(gè)線路的導(dǎo)通能量損耗以及市電之間元件的損耗；2)為了維持整個(gè)控制系統(tǒng)運(yùn)行以及開(kāi)關(guān)元件工作損耗；3)低頻變壓器的勵(lì)磁損耗。其中勵(lì)磁損耗占到整個(gè)空載損耗的60%以上，也是主要的空載損耗來(lái)源。
[0006]為了降低低頻變壓器的勵(lì)磁損耗，可使用磁損損耗更低的鐵芯材料，但這需要增加更高的成本來(lái)實(shí)現(xiàn)，而且改善的效果有限。另外一種降低勵(lì)磁損耗的方法是，在市電模式下將低頻變壓器從市電回路中斷開(kāi)。理論上說(shuō)，在市電模式下，當(dāng)電池B充飽情況下，低頻變壓器無(wú)需向電池B提供電能，斷開(kāi)低頻電壓器對(duì)UPS電路并無(wú)影響。然而，實(shí)際上，電池具有自放電效應(yīng)，即使電池不向負(fù)載提供電能，其儲(chǔ)存的電能也會(huì)慢慢損耗。另外，一些控制電路也需要從電池獲取少量電能。因此，需要低頻變壓器不斷地向電池充電。所以斷開(kāi)低頻變壓器的方法雖然可以完全去掉低頻變壓器的勵(lì)磁損耗，但是由于電池自放電以及控制電路仍舊需要取自市電能量來(lái)維持，因此需求額外增加單獨(dú)的電源來(lái)提供這部分能量，而增加的單獨(dú)電源要求較高的成本來(lái)實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此，本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種UPS電路。
[0008]本發(fā)明提供了一種UPS電路，具有低頻變壓器和電池，所述低頻變壓器具有一次側(cè)繞組和連接到所述電池的二次側(cè)繞組，其中所述一次側(cè)繞組通過(guò)開(kāi)關(guān)裝置(SW)連接到市電回路，所述開(kāi)關(guān)裝置(SW)可工作在斬波模式。
[0009]根據(jù)本發(fā)明提供的UPS電路，其中所述二次側(cè)繞組通過(guò)可實(shí)現(xiàn)AC/DC轉(zhuǎn)換的電路模塊與所述電池連接。
[0010]根據(jù)本發(fā)明提供的UPS電路，其中所述開(kāi)關(guān)裝置還具有導(dǎo)通工作模式，當(dāng)所述電池被充電時(shí)，所述開(kāi)關(guān)裝置工作在所述導(dǎo)通模式下。
[0011]根據(jù)本發(fā)明提供的UPS電路，其中所述電池被充飽后，所述開(kāi)關(guān)裝置可被選擇為工作在所述斬波模式下。
[0012]根據(jù)本發(fā)明提供的UPS電路，其中在所述斬波模式下，所述開(kāi)關(guān)裝置間歇性地導(dǎo)通。
[0013]根據(jù)本發(fā)明提供的UPS電路，其中在所述斬波模式下，所述開(kāi)關(guān)裝置周期性地導(dǎo)通和關(guān)斷。
[0014]根據(jù)本發(fā)明提供的UPS電路，其中所述開(kāi)關(guān)裝置導(dǎo)通和關(guān)斷的周期與輸入到所述UPS電路的電壓的周期相同。
[0015]根據(jù)本發(fā)明提供的UPS電路，其中所述開(kāi)關(guān)裝置的導(dǎo)通與關(guān)斷是非周期性的。
[0016]根據(jù)本發(fā)明提供的UPS電路，其中所述二次側(cè)繞組包括第一子繞組和第二子繞組，所述第一子繞組和第二子繞組分別通過(guò)逆變電路模塊和整流電路模塊連接到所述電池。
[0017]本發(fā)明提供的具有低頻變壓器的UPS電路中，在低頻變壓器的一次側(cè)繞組與市電回路之間設(shè)置開(kāi)關(guān)SW，并使開(kāi)關(guān)SW間歇性地導(dǎo)通，從而在滿足電池B和控制電路的電量需求的前提下，大大降低了低頻變壓器的勵(lì)磁損耗，進(jìn)而降低了 UPS電路的整體損耗。
【附圖說(shuō)明】
[0018]以下參照附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步說(shuō)明，其中:
[0019]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的UPS電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的UPS電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3-圖5示出了輸入到低頻變壓器TX的電壓的三種波形；
[0022]圖6為根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例的UPS電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0024]本實(shí)施例提供一種UPS電路，其結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括從市電接收AC電能的輸入端Tin以及向負(fù)載提供AC電能的輸出端Τ_。輸入端Tin與輸出端Ttjut之間具有電磁干擾濾波器EM1、開(kāi)關(guān)SW1、SW2、SW3和SW4以及低頻變壓器ΤΧ。其中開(kāi)關(guān)SW3用于當(dāng)UPS利用其電池B向輸出端Twt供電時(shí)，使低頻變壓器TX從市電斷開(kāi)。開(kāi)關(guān)SWl和SW2配合使用，用于當(dāng)市電電壓過(guò)高或者過(guò)低時(shí)，對(duì)市電電壓進(jìn)行調(diào)整。
[0025]當(dāng)市電電壓正常時(shí)，SWl的觸點(diǎn)I與觸點(diǎn)2接通，SW2的觸點(diǎn)I與觸點(diǎn)2接通，即圖2中所示的情況。當(dāng)市電電壓過(guò)高時(shí)，Sffl的觸點(diǎn)I與觸點(diǎn)2接通，SW2的觸點(diǎn)I與觸點(diǎn)3接通，從而進(jìn)行降壓調(diào)節(jié)。當(dāng)市電電壓過(guò)低時(shí)，Sffl的觸點(diǎn)I與觸點(diǎn)3接通，SW2的觸點(diǎn)I與觸點(diǎn)2接通，從而進(jìn)行升壓。開(kāi)關(guān)SW4作為UPS的輸出開(kāi)關(guān)，用于控制UPS是否向負(fù)載