專利名稱：全自動不間斷電源的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電子技術領域不間斷電源的改進。
鐵路中間站(主要指用農電的中間站)由于頻繁停電，中斷信號設備的電源，干擾運輸、影響行車、造成事故等。目前部分中間站使用的發電機組，由于投資大、需要專人管理以及開機費用多等原因，尚未普遍使用。現有不間斷電源多用于電子計算機，不適合鐵路中間站使用。
本實用新型的目的就在于提出一種全自動不間斷電源，取代發電機組，確保鐵路運輸安全，提高經濟效益的目的。
本實用新型的工作原理是這樣實現的。附圖
二是電路原理圖，其工作原理處于停電狀態。①圖二中接線柱JX2是蓄電池負極，作為電路中所有元器件的共用接地。接線柱JX1為蓄電池正極，經直流開關ZK、保險絲BX1，再經分流定值器FL送到三極管BG13的集電極，并與電阻器R21、電容器C6、穩壓管DW1組成直流穩壓電源。BG13的發射極電壓一方面經電阻器R22與穩壓管DW2組成共用基準電壓并分別經電阻器R29作為集成電路IC4－1的負輸入端基準電壓；經電阻器R32作為IC4－2的負輸入端基準電壓；經電阻器R36作IC4－3的負輸入端基準電壓；經電阻器R38作IC4－4的正輸入端基準電壓。另一方面經繼電器J2－4的常閉點，交流開關JK，繼電器J3－2的常閉點，再經繼電器J14－1的常閉點和繼電器J13－1的常閉點供給各電路。圖二中由集成電路IC1、IC2，電阻器R1、R2、R3、R4，電容器C1、C2，電位器W1組成方波發生器并輸出互補對稱的方波電壓。如果IC2截止，則IC1導通，其輸出電壓經電阻器R5將導通三極管BG1。BG1的發射極電壓經二極管D5，再經過電阻器R9、R12后三極管BG7的基極得到正電壓而導通并電流放大后推動大功率三極管BG8、BG9導通。這時在變壓器B1的繞組N2上流動電流。這里R18、R19是發射極電阻器，R20作為取樣電阻器。如果IC1截止，則IC2導通。其輸出電壓經電阻器R6使導通三極管BG2，再經二極管D6和電阻器R10、R11分壓后三極管BG10的基極得到正電壓而導通并電流放大后推動大功率三極管BG11、BG12導通，使B1的繞組N1上流動電流。這里R16、R17為發射極電阻器。為了進一步抑制N1、N2的電感性負載在突然斷電時所產生的高電壓，在BG8、BG9和BG11、BG12兩端反向并接著二極管D7和D8。由于BG8、BG9和BG11、BG12輪流導通，B1則產生交變磁場。因而在N3、N4、N5、N6、N7、N8等繞組上均產生交流感應電壓。繞組N4、N5兩端電壓為220V，其一端電壓經繼電器J6－1常閉點和保險絲BX2送往共用接線柱JX4。另一端經繼電器J3－1的常閉點送給風扇FS1、FS7和電容器C27，又經繼電器J1－1常閉點和交流開關JK送往負載接線柱JX5。繞組N7的電壓經繼電器J2－1常閉點點亮指示燈ZD2。②如果JX4和JX5負載兩端電壓高于220V時，N8繞組電壓經有源濾波器即全橋整流堆BG17、三極管BG6、電阻器R15、電容器C5后的直流電壓也跟著增高，此增高電壓又經電位器W2和電阻器R14分壓后，再經電阻器R13加到三極管BG5的基極上去。由于BG5的基極電壓得到提高，三極管BG4就趨于飽和狀態，因此減小集電極與發射極間電阻。這時IC1或IC2的輸出電壓經電阻器R5、二極管D3或經電阻器R6，二極管D4再通過BG4增加了其分流量，而BG1或BG2的輸出電流則減小。最后將BG8、BG9和BG11、BG12的集電極電流也跟著減小。由此減弱N1、N2繞組的交變磁場。再有N3、N4、N5、N6、N7、N8繞組的電壓也均有下降而達到220V。圖二中由電位器W2設定額定輸出電壓為220V。如果負載兩端電壓低于220V時，其工作情況與如上電壓高于220V時的情況相反即可達到穩態。③如果以上逆變(直流變成交流)過程中，220V調節電路出故障而負載電壓超過某規定值時，N8交流電壓被BG17整流。此整流電壓經限流電阻器R30和電位器W4、電阻器R31得到分壓，再經電阻器R33、IC4－2正輸入端，得到比負輸入端基準電壓高的電壓而導通。IC4－2輸出電壓經二極管D17、電阻器R34加到集成電路IC5的1腳上去。這時IC8的16腳則變為低電平而吸合繼電器J14并由三極管BG14、電容器C14、電阻器R46、R47鎖住J14，同時繼電器J14－1常開點閉合，停止逆變輸出，開始聲光報警。圖二中ZD3為指示燈、R82為限流電阻、C26為濾波電解電容器，IC9是音樂集成電路，推動揚聲器Y發聲，C9、C11為濾波電解電容器。④如果負載超過額定功率或短路，則大功率三極管BG8、BG9或BG10、BG11的發射極電流增大。取樣電阻器R20的兩端壓降也相對增加并由電容器C7濾波后，送往由集成電路IC3、電阻器R23、R24R25組成的放大器上去。經IC3放大后的信號經過電阻器R27、電位器W3、電阻器R26分壓后再經電阻器R28加到IC4－1的正輸入端并與負輸入端基準電壓相比較后導通而輸出高電平。這高電平經二極管D16、R34加到IC5的1腳上去。此后的情況與如上③所述的逆變超壓時工作情況相同。⑤逆變過程持續到一定時間后，JX1、JX2兩端的蓄電池電壓將下降。這個電壓經R41、R40、R42和電位器W5分壓后再經電阻器R39加到IC4－4的負輸入端。當負輸入端的電壓低于正輸入端的基準電壓時IC4－4則導通而輸出高電平。此高電平經反饋電阻器R43加深IC4－4的飽和。同時再經穩壓管DW4、電阻器R45送到IC5的5腳上去。這時IC5的12腳變成低電平而吸合繼電器J12，繼電器J12－1常開點便閉合，接通電源經二極管D9到達聲光報警器，使其開始報警。與此同時IC4－4的輸出電壓經電阻器R44、電容器C13延時后再經過電阻器R38在IC4－3的正輸入端得到比負輸入端的基準高的電壓。這時IC4－3導通而輸出電壓，此電壓經穩壓管DW3、電阻器R35在IC4－3的3腳變為為高電平，14腳則變為低電平將吸合繼電器J13。由于繼電器J13－1常開點閉合而切斷電源使停止逆變過程。圖二中C12為濾波電容器。三極管BG15、電容器C15、電阻器R48、R49組成為J13的鎖住電路。在逆變過程中交流電壓表
、直流電壓表上V和直流電流表A均指示各自電量。圖二中IC3、IC4
指該正電源與IC3、IC4連接。IC5的9腳接正電源、8腳接地。⑥有市電220V時，共用接線柱JX4端電壓直接供給負載和繼電器J1、J2、J3，同時經保險絲BX2和繼電器J6－1常閉點送給變壓器B1；輸入接線柱JX3端電壓經交流開關JK和繼電器J7－1常閉點送給J1、J2、J3全部吸合，又經繼電器J1－1？愕謀蘸賢泛蚃K送往負載。由于N7的繼電器J2－1常開點閉合點亮指示燈ZD1；由于繼電器J2－2、J2－3常開點閉合而接正充電時電流表A的反極性；由于繼電器J3－1常開點閉合，切斷FS1、FS2、C27的電源；由于繼電器J2－4常開點和J3－2常開點吸合而切斷逆變電路的電源，接通充電電路的電源，即IC7V＋指該正電源與IC7連接，IC8V＋指該正電源與IC8連接。集成電路IC6的9腳接正電壓，8腳接地。三極管BG13發射極輸出電壓由電容器C18、電阻器R53、穩壓管DW5穩壓后分別經電阻器R57作IC7－1正輸入基準電壓；經電阻器R62作IC7－2負輸入端的基準電壓；經電電器R66作IC7－3負輸入端的基準電壓；經電阻器R72作集成電路IC8正輸入端的基準電壓；經電阻器R76作為IC7－4正輸入端的基準電壓。⑦蓄電池電壓經過ZK、BX1、FL、電阻器R50、電容器C17、電阻器R54和電位器W6、電阻器R55分壓后再經電阻器R56，IC7－1負輸入端得到的電壓低于正輸入端電壓而導通，輸出高電平。此高電平經反饋電阻器R58和電容器C21濾波后加深IC7－1飽和。IC7－1輸出電壓再經電阻器R59、穩壓管DW6和電容器C19濾波后加到集成電路IC6的7腳上去。這時10腳變成低電平而吸合繼電器J8。由于繼電器J8－1常開點閉合，繼電器J4便吸合，繼電器J4－1常開點又閉合，接通B1的繞組N3、N4、N5。這時由繞組N1、N2、二極管D7、D8組成全波整流后，對蓄電池開始初充電。充電持續到一定的程度后蓄電池電壓將提高。此電壓經電阻器R51、電容器C16濾波、經電阻器R52、電位器W7、電阻器R63分壓后，又經R61加給IC7－2的正輸入端。如果正輸入端電壓高于負輸入端基準電壓時，IC7－2輸出電壓。這個電壓經穩壓管DW7、電阻器R60、電容器C20濾波后加到IC6的1腳上去。這時IC6的16腳變成低電平而吸合繼電器J11。由于繼電器J11－1常開點閉合而又吸合繼電器J5。又由于繼電器J5－1常開點閉合，初充電轉入次充電狀態。當次充電進行到一定的時間而對蓄電池充滿電時IC7－1的負輸入端電壓高于正輸入端的電壓而截止。這時IC6的7腳變成低電平而10腳變為高電平釋放繼電器J8。由于原閉合的繼電器J8－1常開點釋放，繼電器J4也釋放，同時釋放原閉合的繼電器J4－1常開點，將斷開220V電源，停止充電。⑧圖二中B2為220V取樣變壓器。B2的輸入端分別與JX4和經保險絲BX3與JK連接。市電220V經B2變壓后由全橋整流堆整流并將電阻器R81為固定負載。在如上初充電或次充電過程中，如果220V電壓超過某一規定值時，BG16整流后的直流電壓經電阻器R80、電位器W8和電阻器R64分壓后，再經電阻器R65的電流將得到提高。這樣IC7－3正輸入端電壓高于負輸入端電壓，IC7－3便導通而輸出電壓。這個電壓經反饋電阻器R67加深IC7－3的飽和，再經穩壓管DW8、電阻器R68和電容器C22濾波后加到IC6的3腳上去。這時IC6的14腳變成低電壓而吸合繼電器J10，繼電器J10－1常開點閉合，繼電器J6也跟著吸合，繼電器J6－1常開點又閉合，降低直流充電電壓保護蓄電池。圖二中C22為濾波用電容器。⑨當市電220V再超過某一規定值時BG16整流后的直流電壓經電阻器R80、R78、電位器W10和電阻器R79分壓后再經電阻器R77加到IC7－4的負輸入端上去。當IC7－4負輸入端電壓高于正輸入端電壓時，IC7－4截止而輸出電壓為零。這時IC7－1輸出電壓經二極管D12被牽住，IC6的7腳變成低電平，10腳變為高電平，釋放被吸合的繼電器J8，因此停止充電，保護蓄電池。⑩當市電220V電壓由于某種原因下降到175V時，BG16整流電壓跟著下降。此電壓經R80、電位器W9、電阻器R74分壓后再經電阻器R73加到集成電路IC8的負輸入端上去。當負輸入端電壓低于正輸入端基準電壓時IC8輸出電壓。此電壓經反饋電阻器R71加深IC8的飽和，同時再經穩壓管DW9、電阻器R69和電容器C23濾波后加到IC6的5腳上去。這時12腳變成低電平吸合繼電器J9。由于繼電器J9－1常開點閉合而吸合繼電器J7。因此繼電器J7－1常閉點被斷開，切斷輸入網175V而轉換逆變輸出，使電壓穩定要求較高的負載得到正常的220V電壓。圖二中C24為抗干擾電容器。JK、ZK是定期維護時使用開關。
本實用新型的優點在于解決鐵路車站外部停電或內部電力維修和故障引起的停電問題，確保運輸安全。同時取代發電機組可降低運輸成本、有明顯的經濟效益。
本實用新型適用于鐵路信號設備的不間斷供電，也可用于其它電設備，作為備用電源使用。
附圖及圖面說明圖一為本實用新型電路原理方框圖。
圖二為本實用新型電路原理圖。
本實用新型是由方波發生器、穩壓延時電路、推動級、變壓器、切換控制器、充電控制器、充電器、蓄電池、聲光報警器、逆變控制器等部分組成。
本實用新型所采用的大功率三極管應采用風機冷卻。部分元器件應定期更換或維護，才能保證連續自動工作。
權利要求一種全自動不間斷電源，是由方波發生器、穩壓延時電路、逆變控制器、充電控制器、推動級、變壓器、充電器、蓄電池、聲光報警器組成，其特征在于；a.由集成電路IC1、IC2、電阻R1、R2、R3、R4，電位器W1，電容器C1、C2組成的方波發生器經電阻器R5、R6，二極管D3、D4、與穩壓延時電路即三極管BG3、BG4、BG5、BG6，二極管D1、D2，電阻器R7、R8、R13、R14、R15，電容器C3、C4、C5，全橋整流堆BG17和變壓器繞組N8相連接，b.穩壓延時電路經二極管D3、D4,與由三極管BG1、BG2、BG7、BG8、BG9、BG10、BG11、BG12，二極管D5、D6，電阻器R9、R10、R11、R12、R16、R17、R18、R19組成的推動級相連接，并直接與變壓器繞組N1、N2和二極管D7、D8連接，C.由變壓器繞組N1、N2和二極管D7、D8組成的充電器經電阻R20與直流電壓表
并聯，又經直流表的分流器FL、保險絲BX1、直流開關ZK和蓄電池接線柱JX1、JX2連接，再經三極管BG13,穩壓管DW1，電阻器R21，繼電器觸點J2－4，電容器C6與充電控制器聯結，d.充電控制器由集成電路IC6、IC7－1、IC7－2、IC7－3、IC7－4、IC8，穩壓管DW5、DW6、DW7、DW8、DW9，二極管D12，全橋整流堆BG16，變壓器B2，保險絲RX3，繼電器J7、J8、J9、J10、J11，繼電器觸點J9－1，電容器C16、C17、C18、C19、C20、C21、C22、C23、C24、C25，電阻器R50、R51、R52、R53、R54、R55、R56、R57、R58、R59、R60、R61、R62、R63、R64、R65、R66、R67、R68、R69、R70、R71、R72、R73、R74、R75、R76、R77、R78、R79、R80、R81、指示燈ZD1，通過變壓器B2,經保險絲BX3,又通過繼電器觸點J7-1、J8－1、J10－1、J11－1與切換控制連接，e.由集成電路IC3、IC4－1、IC4－2、IC4－3、IC4－4、IC5，三極管BG14、BG15，穩壓管DW2、DW3、DW4，二極管D16、D17，繼電器J12、J13、J14，電容器C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C27，電阻器R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30、R31、R32、R33、R34、R35、R36、R37、R38、R39、R40、R41、R42、R43、R44、R45、R46、R47、R48、R49，風扇FS1、FS2，指示燈ZD2組成的逆變控制器，通過繼電器觸點J12－1、J14－1，二極管D9與聲光報警器即指示燈ZD3,電阻器R32、電容器C26，集成電路IC9，楊聲器Y連接，又通過繼電器觸點J13－1與方波發生器連接，又直接與變壓器繞組N8連接，f.切換控制器由交流開關JK，繼電器J1、J2、J3、J4、J5、J6，繼電器觸點J1－1、J2－1、J2－3、J2－4、J3－1、J3－2、J4－1、J5－1、J6－1，保險絲BX2組成，并與接線柱JX3、JX4、JX5、JX6，交流電壓表
和變壓器B1直接連接。
專利摘要本實用新型提供全自動不間斷電源。停電時將蓄電池直流電自動變換為交流電220V。有電時直接供給原負載，同時對蓄電池自動充電，使充放電過程實現全自動化，可適用于鐵路信號設備的不間斷供電和其它電設備。
文檔編號H02J7/10GK2051798SQ8821409
公開日1990年1月24日 申請日期1988年9月15日 優先權日1988年9月15日
發明者金松山 申請人:吉林省圖們市電子電器廠