本文介绍的不间断电源有以下特点。1.功能多,具有交流稳压、逆变、充电、电瓶欠压指示、充电自动关机、自动保护及报警等功能;2.逆变输出准正弦波交流电压,具有空耗低、效率高、输出稳压,干扰小、噪音轻、适用范围广;3.交流稳压和逆变能自动转换、实现不间断供电,不须人工操作。
整机电原理图如附图。逆变电路用12V电瓶供电,利用BG\(_{25}\)、BG26和变压器B\(_{1}\)组成对称的开关电路,不断变换直流电压的极性,经过B1升压得到220V的交流电压。两只开关管采用射极输出,管子导通时流过B\(_{1}\)低压绕组的电流是集电极电流和基极电流之和,与集电极输出相比,空载功耗明显降低。为了保证开关管在带负载时处于深度饱和,增加了变压器B2。初级L\(_{1}\)串入负载回路中,当负载电流通过L1,各次级绕组中产生感生电动势,调节推动电流的大小。

为了输出准正弦波交流电压,本电路比常见的方波逆变电路增加了一级单稳态电路,它由多谐振荡器输出信号触发,使BG\(_{3}\)的集电极输出正脉冲。由BG7、BG\(_{8}\)跟BG9串联构成对称的三极管与门,变换出控制信号至推动级,使两只开关管按甲导通、两管截止、乙导通、两管截止的顺序循环,由变压器B\(_{1}\)将波形合成阶梯波,再经过B1低压侧的无极性电容和高压侧C\(_{13}\)进行滤波,输出准正弦波。电路由BG6调节单稳态电路输出的脉冲宽度,稳定输出交流电压的有效值。它等效于一只可变电阻,与R\(_{12}\)并联。既起稳压作用,又进一步降低了空载功耗,提高了逆变效率。
电路增加了手动频率调节电位器W\(_{1}\),用于带电风扇、鼓风机等感性负载时使用。
交流稳压电路主要由BG\(_{21}\)、BG22组成的复合管驱动继电器J\(_{3}\),利用触点转换不同绕组来稳压。充电电路包括D9、D\(_{1}\)0组成的低压整流电路和双向可控硅组成的交流调压电路两部分。安全保护和充电自动关机都由继电器J2动作完成。它由BG\(_{14}\)、BG15组成的施密特电路和BG\(_{19}\)、BG20组成的电子开关两部分电路控制。BG\(_{17}\)、BG18组成报警电路。BG\(_{12}\)和LED1等组成电瓶欠压指示电路。
交流稳压和逆变由继电器J\(_{1}\)自动切换。当K1扳到“输出”位置(K\(_{2}\)断开),施密特电路输出高电位,使BG16截止;此时电子开关亦不导通,J\(_{2}\)的线圈无供电回路而释放。若电网供电,J1的线圈由于常闭触点J\(_{2}\)-1接通而吸合,使逆变电路停止工作;J1-1将本机与电网接通,由电网供电,稳压后输出,一方面带负载工作,另一方面通过低压整流电路对电瓶缓慢充电。若突然停电,J\(_{1}\)因线圈断电而释放,立即切断交流输入电路,逆变电路开始工作。
逆变时若负载过重或因故障引起功率开关管发烫,散热板上的热敏电阻R\(_{1}\)阻值变小,使A点电位下降,击穿DW4,触发电子开关,使BG\(_{19}\)、BG20都导通,既驱动J\(_{2}\)吸合,停止逆变,又为报警电路供电报警,点亮LED2显示“截止”。
将K\(_{1}\)置于“充电”位置,接通K2,使J\(_{2}\)吸合,由于常开触点J2-1闭合,J\(_{1}\)吸合,从而接通了交流输入电路。调节W6,可实现对充电电流的平滑调节。当电瓶端电压升至充电终止值(15V)时,施密特电路恰好发生翻转,输出高电位,J\(_{2}\)释放,J1释放,从而切断交流输入电路,完成了自动关机,防止过量充电。
BG\(_{25}\)、BG26用4只3DD15并联代替,输出功率可达到200W,β应大于40,V\(_{ceo}\)≥100V。BG23、BG\(_{24}\)用3DD15A或DD01A。除BG18用锗管外,其他中、小功率管全部选用穿透电流小的硅管,双向可控硅BCR选用3A/400V或3A/600V。继电器J\(_{1}\)和J2、J\(_{3}\)分别选用JOX-10F和JRX-13F。安装时采用正极接地,大功率管可直接固定于机壳上,不用绝缘,以利散热。(吴汝怀 吴汝努)