專利名稱：適用于具有整流濾波電源輸入電路設備的大功率在線式后備電源的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及大功率后備電源，具體地說是指適用于具有整流濾波電源輸入電路設備的大功率在線式后備電源。
背景技術：
現有技術中，大功率后備電源都毫無例外地把蓄電池的直流電壓通過逆變器轉換成正弦交流電壓，在轉換過程中由于刻意地要求所輸出的交流電壓的品質，使用了極其復雜的電路，電路的造價極高，蓄電池能量的轉換效率至多也只有80％多，很難超過90％。然而在大多數場合，需要大功率后備電源供電的設備的電源輸入電路結構形式大都為整流濾波形式，因而即使是再高品質的交流電進到用電設備也要整流成直流電。
可見，在這種情況下，從電網到直接的用電設備，經歷了將電網交流電整流濾波成直流電，為蓄電池充電，停電時將蓄電池直流電逆變為交流電為設備供電，設備的供電電路再將交流電整流濾波為直流電進行利用的過程。這一供電方式不但后備電源的使用成本極高、電路極其復雜、電能轉換效率低，而且這一繁復的轉換過程在負載輸入電路為整流濾波形式時確屬沒有必要。
實用新型內容本實用新型提供一種適用于具有整流濾波電源輸入電路設備的大功率在線式后備電源，其主要目的在于克服現有大功率后備電源使用成本極高、電路極其復雜、電能轉換效率低等缺點。
本實用新型采用如下技術方案適用于具有整流濾波電源輸入電路設備的大功率后備電源，包括整流電路、電池組檢測及充電電路、蓄電池和濾波電容，整流電路的輸入端接市電輸入端，整流電路的輸出端接電池組檢測及充電電路的輸入端，并連接到濾波電容的兩端，電池組檢測及充電電路的輸出端接蓄電池的正負極，蓄電池的正極接一隔離二極管的陽極，該隔離二極管的陰極和蓄電池的負極形成該后備電源的輸出端。
當電網正常供電時，整流電路將市電交流電整流成不穩定的直流電對設備供電，并通過蓄電池充電電路對蓄電池進行充電，由于蓄電池輸出端的電壓小于整流電路的輸出電壓，在二極管的作用下，蓄電池輸出端處于斷路狀態，蓄電池不對外供電；當電網斷電時，被供電設備內部儲能電容器的端電壓下降至低于蓄電池端電壓1V時起，二極管導通，蓄電池對該設備進行直流供電。由此可見，該不間斷電源直接以直流對設備進行供電，減少了以往不間斷電源由低壓直流變高壓交流，再由設備電源電路由高壓交流變為低壓直流這兩個變換環節，因而大大減少了電能的損耗；而且在由市電直接供電轉換為由蓄電池供電的過程中未造成短暫的斷電，因而能夠保證設備的用電安全。
前述適用于具有整流濾波電源輸入電路設備的大功率在線式后備電源，其整流電路輸出端還接有一防沖擊電路，該防沖擊電路包括互相并聯的電阻或電感或NTC和電流繼電器。在電路剛接通的瞬間，濾波電容相當于短路，回路中電流將會非常大，因此電路中串入電阻或電感或NTC限制沖擊電流，在濾波電容的兩極間建立一定的電壓后，由電流繼電器將電阻或電感或NTC短接，降低功耗。
前述適用于具有整流濾波電源輸入電路設備的大功率在線式后備電源，所述整流電路為一由四個二極管組成的單相整流橋。此種電路結構適用于單相交流電供電的情況。
前述適用于具有整流濾波電源輸入電路設備的大功率在線式后備電源，所述整流電路為一由六個二極管組成的三相整流橋。此種電路結構適用于三相交流電供電的情況。
前述適用于具有整流濾波電源輸入電路設備的大功率在線式后備電源，所述蓄電池由多節1AH蓄電池串聯而成，該蓄電池充滿電時端電壓以可滿足設備的供電需求、并且小于電網電壓下限(設備要求)整流電路的輸出電壓為準，從而能在二極管的作用下起到斷電時自動切換電路的目的。濾波電容的作用在于平滑整流后直流電壓的波形，適當選取其電容量可以正確反映負載內部濾波電容正、負極間的電壓。并且，蓄電池的輸出電流小，工作時消耗于內阻的電能少，可延長蓄電池的使用壽命；由于放電電流小，因而蓄電池在供電時其電能轉換更徹底，因而蓄電池在斷電后的供電時間更長。
由上述對本實用新型結構的描述可知，和現有技術相比，本實用新型具有如下優點一，電路結構簡單，成本低，電能轉換效率高，接近于100％，更加節約電能；二，供電切換過程中沒有短暫的斷電，保證了供電的連續性，使被供電設備的運行更加安全可靠；三，由于采用多節蓄電池串聯，輸出電流小，因而蓄電池的使用壽命更長，斷電后的供電時間也大大延長。
圖1為本實用新型實施例一的電路結構示意圖；圖2為本實用新型實施例二的電路結構示意圖。
具體實施例本實用新型的具體實施例一，參照圖1，該圖顯示了本實施例的電路結構。該電路包括整流電路1、濾波電容2、電池組檢測及充電電路3、蓄電池4和和隔離二極管5。整流電路1的輸入端連接到電網輸入端，其輸出端接電池組檢測及充電電路3的輸入端，電池組檢測及充電電路3的輸出端接蓄電池4的正負極，蓄電池4的正極接隔離二極管5的正極，該隔離二極管5的負極和蓄電池4的負極形成該大功率后備電源的輸出端，濾波電容2接于整流電路1的輸出端之間，并與抗沖擊電感組成r形濾波電路，以濾除來自于電網的干擾。
整流電路1的輸出端還接有一防沖擊電路6，該防沖擊電路6包括互相并聯的電阻或電感或NTC和電流繼電器。在電路剛接通的瞬間，濾波電容2相當于短路，回路中電流非常大，因此電路中串入電阻或電感或NTC限制沖擊電流，在濾波電容2的兩極間建立一定的電壓后，由電流繼電器將電阻或電感或NTC短接，降低功耗。
整流電路1為一由四個二極管組成的橋式整流電路，其輸出電壓為300V不穩定直流電壓，此為現有常見技術。而蓄電池4由多節1AH蓄電池串聯而成，蓄電池4的輸出電壓為270伏左右，可滿足設備的供電需求，并且小于整流電路1的輸出電壓300V，因而能在隔離二極管5的作用下起到斷電時自動切換電路的目的。
當電網正常供電時，整流電路1將市電交流電整流成300V不穩定直流電直接為設備供電，并通過電池組檢測及充電電路3對蓄電池4進行充電，由于蓄電池4輸出端的電壓小于整流電路1的輸出電壓，隔離二極管5阻斷，蓄電池4輸出端不對設備進行供電；當電網斷電時，設備內部儲能電容器的端電壓下降至低于蓄電池4端電壓1V時起，隔離二極管5導通，蓄電池4開始對設備直接進行直流供電。設備內部電源電路再對其輸出的270V直流電壓進行整流濾波，形成其內部電路所需的直流電壓。
由此可見，該后備電源直接以直流對設備進行供電，減少了以往后備電源由低壓直流變高壓交流，再由設備內部電源電路由高壓交流變為低壓直流這兩個變換環節，因而大大減少了電能的損耗；而且，在由市電直接供電轉換為由蓄電池4供電的過程中未造成短暫的斷電，只是后備電源的供電由原來的300V不穩定直流電壓降為蓄電池4的270V直流電輸出，可滿足設備的供電需求，保證了切換過程中供電的連續性，因而能保證設備的安全可靠運行。并且，蓄電池4的輸出電流小，工作時消耗于內阻的電能少，可延長蓄電池4的使用壽命；由于放電電流小，因而蓄電池4在供電時其電能轉換更徹底，因而蓄電池4在斷電后的供電時間更長。
本實用新型的具體實施例二，參照圖2，其基本結構的原理與實施例一類似，主要區別在于其整流電路1為一由六個二極管組組成的三相整流電路，適用于三相交流供電的場合。在這種情況下，其輸出端接用電設備電源輸入端三個中的任意兩個，余下一個空著。
需要特殊說明的是，本技術方案所適用的用電設備，其電源輸入的電路結構形式，必須為整流濾波電路，而不能用于必須需要正弦交流電的設備。與市面上所有的功率后備電源相比，本技術方案的適用面較窄，使用針對性強，但由于需要功率后備電源的用電設備都比較重要，它們都各自有自己的開關穩壓電源，而這些開關穩壓電源的輸入結構形式都為整流濾波形式，因此再高質量的正弦交流電進去后也要整流成直流電，在這種情況下，直接輸入直流電反而更加低成本和高效，因此，本技術方案在為使用者節約電能的同時，也產生良好的社會效益。
上述僅為本實用新型的具體實施例，但本實用新型的設計構思并不局限于此，凡利用此構思對本實用新型進行非實質性的改動，均應屬于侵犯本實用新型保護范圍的行為。
權利要求1.適用于具有整流濾波電源輸入電路設備的大功率在線式后備電源，其特征在于包括整流電路、電池組檢測及充電電路、蓄電池和濾波電容，整流電路的輸入端接市電輸入端，整流電路的輸出端接電池組檢測及充電電路的輸入端，并連接到濾波電容的兩端，電池組檢測及充電電路的輸出端接蓄電池的正負極，蓄電池的正極接一隔離二極管的陽極，該隔離二極管的陰極和蓄電池的負極形成該后備電源的輸出端。
2.如權利要求1所述的適用于具有整流濾波電源輸入電路設備的大功率在線式后備電源，其特征在于所述整流電路輸出端還接有一防沖擊電路，該防沖擊電路包括互相并聯的電阻或電感或NTC和電流繼電器。
3.如權利要求1所述的適用于具有整流濾波電源輸入電路設備的大功率在線式后備電源，其特征在于所述整流電路為一由四個二極管組成的單相整流橋。
4.如權利要求1所述的適用于具有整流濾波電源輸入電路設備的大功率在線式后備電源，其特征在于所述整流電路為一由六個二極管組成的三相整流橋。
5.如權利要求1所述的適用于具有整流濾波電源輸入電路設備的大功率在線使后備電源，其特征在于所述蓄電池由多節蓄電池串聯而成。
專利摘要適用于具有整流濾波電源輸入電路設備的大功率在線式后備電源，包括整流電路、電池組檢測及充電電路、蓄電池和濾波電容，整流電路的輸入端接市電輸入端，整流電路的輸出端接電池組檢測及充電電路的輸入端，并連接到濾波電容的兩端，電池組檢測及充電電路的輸出端接蓄電池的正負極，蓄電池的正極接一隔離二極管的陽極，該隔離二極管的陰極和蓄電池的負極形成該后備電源的輸出端。本實用新型電路結構簡單，成本低，電能轉換效率高，更加節約電能。
文檔編號H02J9/00GK2912075SQ200620086968
公開日2007年6月13日 申請日期2006年7月11日 優先權日2006年7月11日
發明者鄧小龍 申請人:鄧小龍