專利名稱：容錯ups網絡系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及電力的變電或配電技術中的交流和直流之間及用于電源或類似的電力系統的變換設備，是一種利用靜態變換器組合的不可逆的將交流或直流功率輸入變換為直流功率輸出的設備。
現有的不間斷電源系統(UPS)不但結構復雜、噪聲大、效率低、耗能高、易發熱，而且只能單臺使用，可靠性差，經常會因UPS自身故障而不能使負載(如計算機)得到正常的供電，甚至還會對負載構成潛在的威脅。人們多年來一直在尋求設計出一種能容忍自身出現的故障，而又能在任何情況下都能維持對負載的正常供電的不間斷電源系統(UPS)，但卻始終無法做到，從而使現有的UPS并不能真正成為能為負載提供極高可靠性“不間斷電源”的系統，當UPS本身出現故障時，對外供電只好中止。因而UPS自身故障造成計算機等負載工作中斷，并造成不必要的損失的情況時有發生。
本發明的目的是提供一種具有極高可靠性，確保負載在任何情況下都能得到正常供電的容錯UPS網絡系統。不因網絡中任何局部故障、損壞而影響對外正常供電。
本發明的技術解決方案是一種容錯UPS網絡系統，其采用完全不同于現有技術的獨特設計具有運行時互不干擾的兩臺或兩臺以上的UPS單機，上述UPS單機通過特制并聯裝置為負載共同供電，各UPS單機分別聯接市電，網絡系統的對外輸出的總功率為各UPS單機容量之和。
本發明中的各UPS單機分別使用配套的獨立電池組。當然，也可共同使用同一個電池組。或采用其他合適的電池組使用方式。
本發明中的各UPS單機選用輸出平直波型UPS或輸出正弦波型UPS或輸出方波型UPS。當然，也可采用其他合適型式的UPS單機。
本發明中的各UPS單機為一個或二個或二個以上UPS主電路構成的獨立體。
本發明中的特制并聯裝置為一組調幅控制器與一個或門電路的組合;或為一組調頻、調幅、鎖相控制器與一個或門電路的組合。當然，并聯裝置也可采用其他合適的電路組合形式。
本發明中的一組調幅控制器包括二個或二個以上的調幅控制電路，每個調幅控制電路用來與一個UPS單機相聯接;相類同，一組調頻、調幅、鎖相控制器包括二個或二個以上的調頻、調幅、鎖相控制電路，每個控制電路也與一個UPS單機相聯接。當然，調幅控制器或調頻、調幅、鎖相控制器也可采用其他合適的電路結構形式。
本發明中的調幅控制電路包括一個振蕩電路，振蕩電路產生的信號經脈沖放大電路、功率放大電路和整流濾波電路產生輸出電壓，輸出電壓又反饋到一個脈寬調制電路，脈寬調制電路輸出信號給振蕩電路和脈沖放大電路，使振蕩電路輸出為脈寬調制波，電路中還接有保護電路，一個控制電源為上述各電路提供所需電能。當然，調幅控制電路也可采用其他合適的具體電路結構形式。
本發明中的各個調幅控制電路或各個調頻、調幅、鎖相控制電路與各對應的UPS單機裝于同一殼體內，或門電路則裝于另一殼體內。當然，也可將各控制電路與或門電路同裝于一個殼體內，或采用其他合適的組配形式。
本發明的優點是結構簡單、制造成本低、容量越大相對越便宜。尤其是由多組獨立UPS(不間斷電源系統)組成的并聯容錯UPS網絡，除難以想象的災難(如所有組獨立UPS同一時刻癱瘓)外，網絡中的任何局部故障、損壞或對網絡中的任一UPS在線檢查、維護、更換主機、電池、都不會影響對負載(如計算機網絡)的正常供電。網絡的極高可靠性為其他任何UPS所望塵莫及，如若一般UPS的故障率為1/3000，則本發明的由四個UPS構成的容錯UPS網絡系統的故障率僅為(1/3000)4，即工作百萬億次才發生一次因UPS故障造成負載供電中斷的可能情況，實際上已經達到了絕對可靠的程度。容錯UPS網絡系統為完全在線式，無論市電怎樣通斷，均無任何轉換時間。容錯UPS網絡系統主機為超薄機型，1-5KVA主機重量僅為5公斤，體積與普通家用錄像機差不多。工作效率可高達95%，甚至更高，工作時無噪聲。而且容錯UPS網絡系統為穩頻、穩壓的超凈化不間斷電源，在市電的大幅度波動、大電流變化、負載突變等條件下，均能穩定工作。
以下結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明
圖1為本發明的一種容錯UPS網絡系統的結構示意圖。
圖2為本發明可采用的一種并聯裝置結構示意圖。
圖3為本發明可采用的一種調頻、調幅、鎖相控制器原理示意圖。
圖4為本發明可采用的一種調幅控制器電原理框圖。
圖1描述了本發明的一個實施例。多個UPS單機UPS1、UPS2…UPSn，分別使用配套的獨立電池組，運行時互不干擾，各UPS單機均與市電相聯接，各單機無論短路、斷路或任何其他故障都不能影響網絡上其他單機的運行。各UPS單機UPS1、UPS2…UPSn均通過一個特制并聯裝置為負載共同供電，網絡系統的對外輸出的總功率為各UPS單機容量之和。具體使用中，就可采用南通科達公司生產的KDN-UPS作為UPS單機，KDN-UPS單機為一種輸出平直波型UPS，它的內部設計了一個被稱為SPS的波型變換器，向它輸入市電或直流電，它可以按有關程序產生指定的平直波輸出，該平直波是甚低頻微輻波與直流電合成的正向微脈動電類直流電，它無疑是阻容性負載(如開關電源類的計算機、監視器及其它相關設備)最理想的電源。對于負載突發性的大幅度變化或外界的強電磁干擾都不會引起電源輸出的突變，即使有些變化，也是一個平緩的過程，徹底根除了浪涌、跌落、尖峰脈沖等不良供電現象。當然，配備相應的并聯裝置，也可選擇其他合適的UPS作為單機構成容錯UPS網絡系統。
圖2描述了一種本發明可采用的并聯裝置。該裝置中包括多個控制器41、42…4n等，這些控制器在采用輸出平直波型UPS單機時，可選用調幅控制器，而在采用輸出正弦波等型式的UPS單機時，則可選用調頻、調幅、鎖相控制器，當然，以采用輸出平直波型UPS單機及調幅控制器為簡單易行。并聯裝置中還有一個或門電路5。其基本的工作原理是，當由多個UPS單機UPS1、UPS2…UPSn產生的輸入電壓U1、U2…Un分別對應輸入多個控制器41、42…4n，并經各控制器進行電壓調節后產生了相等的多個輸出電壓U01、U02…U0n，這些輸出電壓再經或門電路5后產生最后輸出電壓U0，即為不間斷電源輸出。
圖3描述了本發明可采用的一種調頻、調幅、鎖相控制電路。該電路包括一個頻率、幅度、相位調節控制器9，其輸入信號Ui來自UPS單機1輸出的電壓，調節控制器9還產生幅度檢測反饋信號6、頻率檢測反饋信號7，及相位檢測反饋信號8，用于控制輸入信號Ui，以產生與其他調節控制器一致的輸出信號UO，達到各路信號相互并聯，組成容錯UPS網絡系統的目的。
圖4描述了本發明可采用的一種用于輸出平直波型UPS單機構成的容錯UPS網絡系統的并聯裝置中的單個調幅控制電路。該控制電路也可稱為開關式電壓調節電路。其中包括振蕩電路11，脈沖放大電路12、功率放大電路13、脈寬調制電路15、保護電路16、控制電源電路14、及由變壓器B、整流二極管D、扼流圈L、電容C構成的整流濾波電路。振蕩電路產生50KHZ的高頻信號，該信號經脈沖放大、功率放大和整流濾波輸出電壓U01、而U01又反饋到脈寬調制電路15，使振蕩電路11的輸出為脈寬調制波。穩定原理為當U01因負載或電源等原因上升△U01時，△U01使脈寬調制波的脈寬減小，從而使U01下降，反之，當U01下降時，脈寬增加，使輸出穩定，因此，只要把網絡系統中的各調制控制電路的電壓設定在同一點上，就可以實現多路并聯了，即可使U01與U02…U0n經或門電路5產生出UO。
在實際運用中，并不一定要制作出一個如上述完整的并聯裝置，如在采用南通科達公司的KDN-UPS作為UPS單機時，即可將調幅控制調節電路分別置于各對應的UPS單機中。并將各UPS單機的輸出連接線共插于一個裝有或門電路的組合插座上，即可非常簡單、經濟地實現容錯UPS網絡系統。
為了能在高可靠性的基礎上，達到結構簡單、低成本和使用方便的目的，也可采用將二個或二個以上(以二個為佳)的UPS主電路(尤其是平直波型UPS)置于同一殼體內，從而為容錯UPS網絡系統的更廣泛推廣應用創造有利條件。當然，由二個或多個UPS主電路構成的UPS單機仍可進一步利用并聯裝置進行并聯，以達到更高的可靠性。
權利要求
1.一種容錯UPS網絡系統，其特征在于具有運行時互不干擾的兩臺或兩臺以上的UPS單機，上述UPS單機通過特制并聯裝置為負載共同供電，各UPS單機分別聯接市電，網絡系統的對外輸出的總功率為各UPS單機容量之和。
2.根據權利要求1所述的容錯UPS網絡系統，其特征在于各UPS單機分別使用配套的獨立電池組。
3.根據權利要求1或2所述的容錯UPS網絡系統，其特征在于各UPS單機選用輸出平直波型UPS或輸出正弦波型UPS或輸出方波型UPS。
4.根據權利要求1或2所述的容錯UPS網絡系統，其特征在于各UPS單機為一個或二個或二個以上UPS主電路構成的獨立體。
5.根據權利要求1或2所述的容錯UPS網絡系統，其特征在于特制并聯裝置為一組調幅控制器與一個或門電路的組合;或為一組調頻、調幅、鎖相控制器與一個或門電路的組合。
6.根據權利要求5所述的容錯UPS網絡系統，其特征在于一組調幅控制器包括二個或二個以上的調幅控制電路，每個調幅控制電路用來與一個UPS單機相聯接;一組調頻、調幅、鎖相控制器的組成也與上述類同。
7.根據權利要求6所述的容錯UPS網絡系統，其特征在于調幅控制電路包括一個振蕩電路，振蕩電路產生的信號經脈沖放大電路、功率放大電路和整流濾波電路產生輸出電壓，輸出電壓又反饋到一個脈寬調制電路，脈寬調制電路輸出信號給振蕩電路和脈沖放大電路，使振蕩電路輸出為脈寬調制波，電路中還接有保護電路，一個控制電源為上述各電路提供所需電能。
8.根據權利要求5所述的容錯UPS網絡系統，其特征在于各個調幅控制電路或各個調頻、調幅、鎖相控制電路與各對應UPS單機裝于一個殼體內，或門電路則裝于另一殼體內。
全文摘要
本發明公開了一種容錯UPS網絡系統，具有運行時互不干擾的兩臺或兩臺以上的UPS單機，上述UPS單機通過特制并聯裝置為負載共同供電，各UPS單機分別聯接市電，網絡系統的對外輸出的總功率為各UPS單機容量之和。各UPS單機分別使用配套的獨立電池組。具有極高可靠性，確保在任何情況下都能維持對負載的正常供電，而且無噪聲、效率高、體積小、重量輕、尤其適合在重要場合使用，如金觸系統、軍事指揮系統等計算機網絡系統等。
文檔編號G06F1/30GK1085331SQ9311175
公開日1994年4月13日 申請日期1993年9月25日 優先權日1993年9月25日
發明者李士武, 王開章, 季寅 申請人:李士武