第三章小功率在线式UPS

1、 第三章 小功率在线式和在线互动式UPS-2 小功率在线式UPS一般的功率范围小于5kVA，它在各个领域中应用很广。它比后备式产品有着很多优点，比如它的输出电压精度高、抗干扰能力强、切换时间短或无切换时间等。但它也有效率低、带载能力差和输入功率因数低的缺点。效率低的原因是当百分之百的负载电流通过时，整流器和逆变器都消耗一定的功率，一般小率约为85%，为了提高系统的效率，普遍推出了ECO（Economy）经济运行模式，一举将效率提高到97%。但由于这种模式实际上是旁路（Bypass）工作，将市点直接送往负载，降低了供电的质量，一般不推荐使用；带载能力差的原因是单功率因数值所致，这虽然节约了逆变器

2、功率器件的额定功率，却减小了带载的范围；输入功率因数低的原因是：大部分UPS产品的输入整流器由于没有功率因数校正环节，使输入电流呈脉冲状，从而导致了输入电压波形的失真，形成了许多高次谐波，产生了无功功率，从而降低了输入功率因数。虽然也有一些小功率UPS采取了功率因数校正措施，但由于其电流波形正弦波上有两个振荡点，会形成干扰，其干扰随着功率的加大而提高。 在线互动式UPS是为了解决传统双变换UPS的低效率而问世的，这种UPS的可贵之处在于是后备式的工作方式在线的效果，其效率也可达到97%，其性能比传统双变换的ECO（Economy）经济运行模式强多了。它不但有了一定的稳压能力，而且有的产品电磁兼

3、容性能比一般传统双变换UPS工作在正常模式还要好。其不足是对输入功率因数不能调整，它的输入功率因数基本和负载一致。 以上两种结构的UPS在应用领域和性能上都非常接近。下面就分别作已简单介绍。 第一节 10kVA以下传统双变换小功率UPS 一、小功率UPS的性能参数与系统框图(1) 容量划分及性能参数1容量规格的划分对一般UPS而言，在同一系列中应有很多规格，但这种规格不是无限的，不能满足用户提出的所有需要。因为用户的要求市无限的，而UPS制造商的制造能力和条件是有限的。根据生产条件把产品分成几个技术级，再根据大多数用户的要求分成几个商业级。比如制造商在10kVA以下的技术级为：1kVA、2kV

4、A 、3kVA、5kVA、8kVA和10kVA。用户的要求可能1.5kVA、2.2kVA、6kVA或9kVA，只有在接近技术级的容量上选择。也有的供应商为了满足用户的需要，将一个技术级贴上不同功率的标签，比如将2kVA贴上1.5kVA的标签、将8kVA贴上7.5kVA或6kVA的标签等，这就是商业级。为甚麽要这样做呢？这主要是因为用户的素质高低不一，比如一用户需要6kVA的UPS,供应商只有8Kva的规格，为了做成生意，就把8kVA按6kVA的价格卖给用户，对用户而言是一件好事，但得到的回答往往是做不成这桩生意：有的用户觉得受了“骗”，认为供应商用8kVA的UPS去塘塞它；有的用户怕8kVA的

5、UPS把6kVA的负载烧坏了！也有的用户觉得真正6kVA的UPS也许会更便宜等等，总之是用户觉得不划算。供应商费了力气，降低了利润反而做不成生意，倒不如贴上使用户“放心”的标签来的简单一些。一般一个技术级同用一个级柜标准尺寸。2. 性能参数一般说，一个系列产品的性能参数是一样的。所以如果看到了一个系列中一个产品的性能参数表，该系列其它规格的产品也就差不多了，表1中就是某一品牌系列C1kVA至C3kVA产品的性能参数，此类产品，不论品牌如何差异，大都有着相似的性能。表3.1 C1kVA至 C3kVA基本性能参数型号项目输出额定容量1kVA2kVA3kVA输入电压范围160276V频率范围50Hz

6、±5%输出电压220V频率50Hz电压稳定度±2%频率稳定度±0.5%（电池供电时）过载能力110% 时10s，130% 时200ms电池直流电压36V96V阀控电池12V/7.2Ah×312V/6.5Ah×812V/7.2Ah×8备用时间（满载/半载）7min/17min8min/25min5min/20min充电时间回充至90%8h转换时间停电或恢复零中断噪音1m距离< 45dB< 50dB环境温度040湿度10%90%（不结露）性能参数表中的许多数值都只是一个平均值或接近值，不是一成不变的标准值。这是因为其中大部分值

7、也受各种条件的影响。比如，表中2kVA UPS的后备时间在满载时为8min,半载时是25min，在测试中决不会正巧是8min和25min，噪声也不会是45dB和50dB、过载能力也不会正好是110%(10s)，130%(200ms)等等。一般UPS产品都应该有这样一个表，使人一目了然就可以了解该产品的性能和功能。(2) 系统框图及构成图1 山特 C2kVA/ C3kVA在线式UPS系统框图 一般电子电路都应该有一个方框图，目的是使人们了解电路的总体工作原理概况。其系统框图如图1所示，当市电正常时，主电路由功率因数校正电路产生逆变器工作所需的±370V的直流电压，再经逆变器将

8、直流转换为交流输出；另一路市电经充电器电路产生110V的直流电压对蓄电池充电；当市电中断时，蓄电池所储存的能量经DC/DC变换器转换为±400V的直流电压作为逆变器输入，使输出实现不间断供电。下面分别对各环节作一简单介绍。二、电路工作原理（1）小功率级电路的工作原理图3-1示出了小功率UPS系统方框图，目前该电路的主要组成部分由输入输出波器、具有功率因数校正和无功率因数校正的输入整流器、逆变器、充电器、旁路静态开关，有的还架了维修旁路开关和RS232或RS485接口和感接点接口等。下面就对一些旁路输入滤波器AC/DC功率因数校正器DC/AC逆变器逆变器输出滤波器充电器市电输入UPS

9、输出DC/DC逆变器 图3-1 UPS系统方框图环节进行讨论。1. 充电器电路 充电器电路是UPS的一个必要组成部分，其电路如图3-2所示。它的工作原理是这样的：市电经P(L)、P(N)进入功率板做为充电器的输入电源， 经由BR01、 VM208、 U206、 TX1、IC202、IC203等构成隔离反激式变换器，转换为直流电压对电池充电。为确保电池寿命，充电器输出电压必须保持稳定，调整VR301可得到110V的充电电压Uch，同时TX1的PWM控制P(L) NTC2P(N) BR01 C16 R238 DIC206 VM208 G S R230VD511 Uch C219 PF VCC+ P

10、F VCC0 PF VCC- R27 IC202 R234 IC203 VR301TLP5213845TX1 图3-2 充电器电路副边还为功率因数校正电路提供驱动电源PFVCC、PFVCC0、PFVCC；该反激式变换器由开关型PWM集成电路UC3845 (即IC206)是该充电器电路的控制电路，CPU通过(加在TLP521上的)信号来控制UC3845的工作。当有市电时，光电耦合器的三极管TLP521截止，UC3845起振,正常工作，给蓄电池充电；当无市电时，TLP521导通，将定时电容(C221A)对地短路，UC3845停振，从而停止充电,同时功率因数校正电路也停止工作。当电池充电到一定值时，

11、光电耦合器U203导通，从而也使UC3845停振，停止充电；电池电压低到一定值时，随着IC203的截止又使TLP521截止，恢复对电池的充电。2. 开机电路UPS的开机并不像电炉子或电烙铁那样简单，为了使电路在开机时不出现故障，就必须建立一些电压条件，使机器在具有保护条件的情况下正常启动。其电路如图3-3所示，直流、交流开机均是在接到由CNTL电路板送来的开机信号后，用一个高电平(电池IC302TX305UchCN15+UBATCN15- R31A R31B VD6A VT8SD ZD01 +12V 辅助电源24V 图3-3 开机电路电压或充电电压)去触发三极管VT8的基极，使VT8导通，给工

12、作电源的集成控制电路IC302送去正常工作电压，使其开始工作，送出多个直流电源，并用其中的24V电源继续维持VT8的导通状态，使开机程序正常进行。3. 辅助电源电路图3 开机电路 UPS的辅助电源是供机器本身各种工作电路的电源，由专门的电路产生。其电路如图3-4所示，电池电压UB+、充电电压Uch由变压器的TX305第6脚输入，来自开机电路的信号电压Ue经由PWM控制电路IC302、场效应管VM3、变压器TX305等所构成的开关电源电路，产生多组相互隔离的逆变器功率管所需的工作电源IGBT 12V、截止电源IGBT 5V及控制工作电源24V、12V等。其中12V电源再经由稳压组件IC

13、311(7805)产生+5V电源，供控制板或其他控制集成电路作的工作。7 8 TX305 IC302 PWM控制器 6 5 17805Ue 来自开机电路UchUB+ 7 6 D VM3 SG 5 1 R12 0.5W 6 5 8 8 9 8 10 2 8 4 3 8 VD335 C357 R40C371 ZD3+IGBT +12V+IGBT 0+IGBT 5V-IGBT +12V-IGBT 0-IGBT 5V VD330 VD7 C371 IC311 C364 +24V HF POWER +12V +5VC365 C361 图3-4 辅助电源电路4. 升压变换器电路UPS发展的趋势是取消输出变

14、压器。为了使逆变器电路能正常工作，就必须为正负半波分别设立电源+BUS和- BUS，又由于取消了输出变压器而使得低压电池电压幅度无法和220V的正弦波峰值电压匹配，就要求逆变器二输入电压+BUS和- BUS的值能充分满足这个要求。因此就必须将电池电压通过一个升压电路环节将低压升高到要求值，图3-5 SG3525OUTBOUTA9 1271 152 199 127 151 162 19 +12V IC501来自CPU的信号B+ VM504506R514516 VD501504 L501 +BUS GND VD505508 L502 - BUSTX501TX502 VM501503 R510513

15、图3-5 升压变换器电路就示出了这个电路的一种方案。如图5所示，由TX501、TX502、VM501、VM502、VM503、VM504、VM505、VM506及控制组件U501构成了升压斩波电路，将单一的低压直流电压(电池电压)转换为高压正负直流双电压。在市电正常供电时，逆变器电压来自整流器和相应的升压电路；当市电中断时，电池电压就通过VD501、VD502、VD503、VD504、VD505、VD506、VD507、VD508和电感L501、L502产生出±DC BUS(±400V)电压，继续提供电源给逆变器， 使供电不致中断， 并用IC501 来控制 DC BUS 的

16、输出电压， 由CPU进行设定并控制，不需人工调整。CPU通过U501（SG3525）的OUTA和OUTB端控制该直流变换器的工作状态。当市电正常时，关闭集成控制片SG3525，使变换器不工作，只有在蓄电池供电时，该电路才工作。5. 功率因数校正电路图5 斩波器电路 输入功率因数校正是当代UPS的另一个特点。以往UPS的输入整流器破坏了市电电压正弦波的形状，产生了具有干扰能力的高次谐波，使输入的市电能量得不到有效利用。因此制造商就首先在小功率UPS中采用了输入功率因数校正技术。如图3-6所示，就是这个电路的结构方框图。其工作原理是，输入交流电通过继电器触点经电流传感器CT2，电感L1、

17、L2，MOS管VM1A、PWM控制电路IC305、驱动组件IC10组成升压斩波器电路，在电容C320和与其并联的C332、C334、C338及C313和与其并联的C321、C333、C335上产生±370V的BUS4066 - BUSVD50继电器1 4PWM A1、A0 A1、A0 VD509 +BUS VM1A C320 C313VM1A BR02 VD50L1 L2IC10驱动CT2 IC1 4066 IC304IC304正半周信号 来自CNTL负半周信号IC305图3-6 功率因数校正电路电压作为逆变器输入电压，经逆变器的转换，产生正弦交流输出。与此同时，PWM控制电路UC3

18、854将检测市电电流和市电电压，对功率元件进行控制，使输入电流的波形与电压波形相近，相位相同，以提高输入功率因数，避免了对电网产生的谐波干扰。稳定的DC BUS有助于稳定交流输出电压，因此要特别注意DC BUS电压的稳定度。本机由电路板CNTL直接根据输入交流电压的高低和当前±BUS电压高低进行控制，不需人工调整DC BUS电压。6. 逆变器电路逆变器电路是UPS的主要构成部分，它的作用就是将输入的直流电压转换成符合负载要求的交流电压。如图3-7所示就是这个电路的结构原理方框图，由功率因数校正电路+BUS +12V 0V -5VC320 PWM12V IC2 PWM+ TLP250

19、PWM12V IC3 PWM- TLP250C313 +12V 0V -5V - BUSVD10 VM1213 VD12 L57 R30 C1112 VD14 VM57 R11 VD13图3-7 逆变器电路的输出电解电容C320和与其并联的C332、C334、C338及C313和与其并联的C321、C333、C335和MOS管VM12、VM13及VM5、VM7一起组成半桥式逆变器，L5、L6、L7及C11、C12组成低通滤波器，在CNTL板所产生的PWM信号控制下，驱动信号经由IC2、IC3隔离，推动半桥逆变器两功率管工作，产生正弦波输出。7. 输出电路一般在线式UPS的启动都分两个步骤，即首

20、先闭合UPS的输入电压开关，有的机器也用这同一个开关控制电池输入，目的是首先建立电路的正常工作电压。比如输入开关闭合后，充电器开始给电池充电，各辅助电压开始建立，输出端也有了通过旁路（Bypass）而送来的市电电压，此时的电压也可使用，但精度不一定高。当各项工作状态建立正常后，就开始启动逆变器，有的是自动启动，有的是人工钦一下启动按钮。如图3-8所示，市电 RJ04逆变器 RL04 R71 U+ INRLY 来自CNTL板 VD6164 CN17L L.C- CN17NL.C+CT1图3-8 输出电路当CPU检测到逆变器工作正常后，就向继电器绕组RL04发出INRLY信号，使RJ04切换到逆变

21、器输出。反之，则仍由旁路输出电压通过CN17L、CN17N向负载供电，并由CT1和VD61及其并联的VD62、VD63、VD64和R71对负载进行检测，将信号L.C、L.C送到CNTL板，供面板显示及其他保护用。(2)控制板电路工作原理1. 输入CPU的各监测信号电路(a) 过零信号发生器在线式UPS的一个性能是切换时间为零，不论是由逆变器切换到旁路还是由旁路切换到逆变器都应符合这个指标。为了实现该目标，逆变器的输出电压就必须保持与市电同步同相。为了保持同相，就必须有一个参考相位，而零相位是一个最好取得位置，在此就以零为基准。如图3-9(a)所示，市电过零产生器和逆变器过零产生器均采用此电路。

22、由图中看出，220V交流市电输入Line L经R61送至运算放大器IC5的反相端，R59、R60 设置IC5的静态工作点，组成交流差动放大器，输入为正弦波，输出为方波，如图3-9(b)所示。另由C55和R61组成了输入滤波器，滤掉输入正弦波中的高频谐波成分，二极管VD13将电位减少至约340mV，并通过C22滤波使其输出方波波形更加完美。CPU通过对该方波零点的侦测可以确定其相位与频率，CPU根据所测得的相位来设定逆变器的相Line LR61 5 - IC5 339 1R57 20k C55 7+ R59 100k R60 4.99k C22R58 10k +5VR55 49.9k VD13

23、(a) 电原理图U7+Line L输出输出输出过零点 (b) 波形图图3-9 过零信号发生器电路位，以达到同相的目的。(b) 电流峰值保护电路图7 逆变器电路 这是UPS的保护电路。因为UPS除了正常供电的性能外，还必须有一些自保的功能，以保证故障时不损坏或少损坏元器件。如图3-10所示电路为典型的比较器。通过（PSDR电路）送出的CT1负载检测电流，将其转换为直流电压信号，经R82送至比较器IC7的同相端，并在反相端设一阈值电平5V，R84为上拉电阻，将IC7的1脚置为高电平；R85为限流电阻，将信号送至IC4的4脚。在正常带载工作时，电流传感器CT1检测到的负载电流信号为小于5V

24、的直流电压量，故IC7的输出为一低电平，使IC4不致被复位；当UPS超载或在瞬间投入大容量整流性负载或大容量电感性负载时，CT1检测到的直流电压会高于5V，从而使IC7的输出为高电平，将IC4复位，进而关闭PWM信号，UPS停止工作，此时面板上55负载灯和FAULT灯会一起亮，蜂鸣器长鸣。LC+ R83 10k VD18 +5V C33LC- +12V 3- 8 R84 IC7 1 2+ 4 R8549.9k IC4-4+5VR82图10 电流峰值保护电路保护点设置为峰值电流额定电流的峰值系数一般为31。峰值系数的含义是：电流脉冲峰值与有效值值比。现在已有的产品将该值做到了51，增强了耐冲击能

25、力。(c) 输出电压监测电路为了保证UPS逆变器输出电压的稳定度和精度，就必须对该电压进行跟踪监测。输出及市电电压监测均采用此电路，如图3-11所示。此电路采用运算放大器进行监测，IC3INV.L C12 +5VR43 R42 150k VD9 1M - VD10 INV.V-CPU + R34 C32 200k图3-11 输出电压监测电路220V交流从INV.L端输入。在市电正半周时，输入电压经R43、R42、R34分压，由INV.V输出至CPU，因输入电压正半波时IC3反相端电压比同相端电压高，其输出为低电平，二极管VD10反向偏置，故U3在正弦波正半周时不起作用；负半周时，同相端电压高于

26、反相端，IC3输出为高电平。VD10正向偏置，将此高电位输出给CPU，从而使INV.V为一全波整流脉动波形(市电电压监测电路在 PSDR 板上结构与INV.L一样)。CPU会根据INV.V监测值来判断逆变器的输出电压是否已达到稳定。(d) 温度监测电路一般都有这样的体会：在UPS中最容易出故障的是功率器件，而出故障又大都发生在高温情况下。为了保证功率器件的安全，一般都在功率器件模块上装上一个温度传感器，对该器件的温度进行检测，并把检测到的信号送到温度监测控制电路，通过温控开关的动作来达到保护供率器件的目的，如图3-12所示就是这样一个电路环节，这里采+5V 温度开关R14 4.99k C34

27、到CPUq NTC1 图3-12 温度监测电路用了温度传感器与温控开关并用的方案，以保证电路的可靠性。当温度正常时，5V通过温控开关(在PSDR散热片上)加到R14上，R14与地GND之间接有C34和负温度系数热敏电阻NTC1并联环节，在正常温范围情况下，输入到CPU的是高电平；当本机温度过高时，温控开关断开，5V中断，温度信号变为低电平。CPU识别此信号后，发出过热保护报警信号，UPS关机；如果温控开关失灵，当温度过高时，NTC1将会随温度上升而减小阻值，渐渐将温度信号拉为低电平，直到CPU识别温度信号，做出相应保护动作(在这里其温控开关的动作温度为80，输出电压的上限电平设置为大于3.5V

28、,下限电平设置为小于1.5V)。(e) 自动开机及开机消音、自检电路此电路包括手动开机、自动开机、开机消音、开机自检四种功能，如图13所示。在这里的开机过程示：用手触摸面板上的SW ON开关约1s，电池电压就从机器CN1 SWON +5V VD2 R15 SD 49.9k VD3SHUTDOWN 2003 R16 C53SWSTUTS C50 47m/50V图3-13 自动开机消音、自检电路上的16脚送到15脚，SWPOWER与SW1接通(SW1与SW-ON为同号信号分为两路传递：一路经VD2到PSDR板的VT8基极，且PSDR的ZD01(12V稳压管)工作，将SW-ON电压箝位于12.45V

29、左右，使VT8导通，启动工作电源产生电路，产生CPU及逆变器工作所需的各种电压。另一路经 R15、 R16 分压后，在R16上得出约为5.5V电压电平送入CPU作为SWSTUTS信号(开机命令)，命令CPU进行开机，并将此命令状态存贮于CPU的EPROM中，做自动开机之用。自动开机当CPU接到SWSTUTS信号后，首先将此信号状态存贮于CPU的EPROM中。若当机器因电池电压低等原因而关机，待故障消除后，CPU就可以根据存贮在EPROM中的信号状态进行自动开机。开机消音在电池供电时，蜂鸣器会根据电池电压监测值而发出相应的报警声，以表示电池容量情况，若再按下SW-ON约1s，SWSTUTS信号第

30、二次送入CPU，CPU接受此信号后，操作蜂鸣器，使之停止鸣叫，若再按SW-ON约1s，则蜂鸣器又开始鸣叫。开机自检UPS在每次工作模式转换后，都会对系统进行自检，以确定转换的正确性。其表现形式为面板负载指示灯开始时全亮，在机器监测程序运行中再逐个熄灭，表示状态正常；若在机器监测程序运行中有的指示灯未按规定熄灭，就表示某个地方的状态出了问题。(f) 辅助电源监测电路UPS中有CPU和其它许多控制电路组件，需要为它们提供工作电源，其工作电压主要是12V和5V。当其中任何一个电源故障都不能使这些电路正常工作，从而也就破坏了整个UPS的正常供电工作。所以就必须对这些电压进行实时监测，其电路如图3-14

31、 +12V +5V R78 4.99kR77 6 - IC7 10k 393 7C42 R80 5 104p 10k 到CPU R113 图3-14 辅助电源监测电路所示。此电路给CPU提供5V工作电源，当控制电源12V/5V发生故障时，CPU将被复位或停止工作。此电路采用LM393运放作为比较器，由12V直流电源经R77、R80分压后在R80上得到约6V的电压，送至IC7的第5脚（即运放的同相端），与反相端的5V进行比较。正常情况下，运放的输出经R78上拉电阻箝位为5V，若12V电源因某种原因低于10V或5V电源因某种原因高于5V（1 +20%），则运放的输出会变为低电平，CPU将停止工作。

32、当CPU第一次收到此电路产生的5V信号时，处于复位状态，对系统自检。(g) 基准电源产生电路如图3-15所示。该电路的作用是给CPU内的A/D转换器提供高稳定度的5V直流电压。一般PSDR的5V由7805产生，其精度范围为24,而A/D转换器要求精度小于1才能保证其转换精度。为此，这里的电路采用了TL431稳压组件，其做法是将12V -12V R53 1k R54 20k C43 VRH TL431 R R13 104p C54 图3-15 基准电压产生电路辅助电压经R53、R54、R13分压后，把组件TL431测量端R的电位设置为2.5V，则从VRH端就能得到高稳定度的5V电压。 (h) 振

33、荡器电路UPS在市电故障时就改为电池供电，这时的输出交流电压频率必须由机器本身产生。为了频率的稳定，一般都采用晶体振荡器，将晶体振荡器产生的高频振荡频率经多级分频后得出50Hz。图3-16就是一种这样的晶体振荡电路，它是由晶振XL1及辅助元件C40、C41、R12组成的振荡器电路，这种电路在加上电压厚就会产生高稳定度的振荡频率，这里的振荡频率为6.37MHz。由该振荡器产生的高精度频率还可提供给本机其它控制电路使 C41 220p XL1 R12 12M 4.7k C40 220p图3-16 振荡器电路用，比如功率因数校正电路、A/D转换电路等。2. CPU输出控制及保护电路在UPS中除了许多

34、电子电路外，还采用了一些有触点的器件作为控制环节对电路的工作状态做出相应的动作反应。比如输入/输出的控制，告警信号的产生，各种工作波形和控制信号的产生等等。(a) I/P继电器驱动电路这个电路的作用主要是对输入电源的控制，从而达到保护UPS本身的目的。此电路为典型的开关线路，如图3-17所示。当输入手动开关闭合后，CPU就监测到有市电输入， 在控制电源正常时， 会发出一个高电平信号给MOS管VM3的门极，使VM3导通，其漏极连接着I/P继电器饶组的一端，继电器饶组的另一端连着24V直流电源，此市绕 INV.RLY- R10 VM2 INV.RLY+0.51k C4 R101 R9 10k 10

35、m +24V I/P R10 VM3 K9410.51k R9 10k图3-17 I/P继电器驱动电路 图3-18 O/P继电器驱动电路组因通电而动作，触点闭合，接通旁路和逆变器。当输入断电或出现短路错误、或充电故障时，CPU将MOS管VM3的门极置于低电平，从而将其截止，I/P继电器绕组因切断了电流通路而推出激励状态，I/P继电器触点复位，将旁路和逆变器切断。(b) O/P继电器驱动电路此电路的作用主要是控制输出端，其控制环节也是典型的开关线路，它的作用原理和上面相似，如图18所示。当CPU检测到高压直流电压及逆变器电压正常时，会给MOS管VM2的门极送入一个高电平而使其导通。O/P继电器线

36、圈一端接INV.RLY,另一端也是连接24V直流电源。当VM2导通时，INV.RLY变为低电平，线圈加电，O/P继电器动作，将输出接通。(c) 蜂鸣产生电路为了安全的目的，当市电故障、输出端异常等故障现象发生时，要有一个声音信号告警，以提醒值班人员的注意，蜂鸣产生电路就是为此目的而设置的。如图3-19所示，振荡器BUZ接通电源后就开始工作，其振荡信号通过另一个输出端输出到蜂鸣器或放大器，产生告警信号；当三级管VT1导通时，由于振荡器工作电源被短路而停振，告警信号停止。CPU就是利用电路的这个性能根据监测到的工作状态，发出相应触的发信号，使VT1导通，从而控制蜂鸣器的工作模式：+12V R3 5

37、10k VT1 BRR4 4.99k BUZ图3-19 蜂鸣产生电路 电池供电状态四秒钟响一声；电池电压低 一秒钟响一声；输出端过载半秒钟响一声；输出端短路长鸣。 (d) 逆变器参考波产生电路UPS的逆变器具有将直流电压变换成交流正弦波电压的功能，而这个正弦波的失真度应是越小越好，为此就需要有一个理想的正弦波形作为逆变时的参考，这就需要有一个参考波形产生电路，图3-20就是这样一个电路。CPU通过监测市电电压的零点(频率C8 R29 200k 10 R20 IC3 8 C5 200k C7 9 R30 16.9k R33 20k R23 470k+- 来自CPU的方波 图3-20 逆变参考波产

38、生电路与相位)与逆变电压的零点，使逆变器输出电压幅度正比于市电电压和逆变电压相位差的方波控制信号PW2（来自CPU），该控制信号PW2经C5、R23低通滤波后，再送到IC3组成的波形转换电路，将PW2方波变为理想的正弦波，使其成为调整逆变电压相位和市电电压相位同相的参考波。 (e) 逆变器误差放大器电路 顾名思义，该电路的目的就是将逆变器工作过程中所产生的偏离正确值的误差检测出来对其进行校正，实际上这个误差值很小，如果把这个很小的值作为信号反馈回去，由于放大器的输入有一定的灵敏度限制，将会使校正效果大打折扣。为了得到良好的校正效果，必须将误差型号放大，由此而引出了误差放大器电路。如图3-21所

39、示就是这+5VVR1 R45 2.2M100k R47 C16 49.9k R27 100k C6逆变器分压信号 R37 220k正弦波参考信号 R38 26.6k+ IC3- C11 R40 100k R39 36k C10UO图3-21 逆变器误差放大器电路样一个电路。逆变器输出电压INVERTER.1端经过本身电路的电阻网络R24、R25分压后，向误差放大器送入“逆变器分压信号”，与“正弦波参考信号”相减作为误差放大器IC3的输入而加到其反向端，经放大后的的信号UO送往下一级相应电路。VR1用来调整IC3组件放大器的工作点，。(f) 三角波发生器当代UPS的逆变器都是脉宽调制（PWM）工

40、作方式，脉宽调制（PWM）工作方式的脉宽变化来自三角波与正弦波波形的相减结果，因此，就需要产生三角波的电路。如图3-22所示，就是这样一种电路。其工作过程是，从CPU内发出38.4kHz的时钟信号送入VT6的基极，经幅值变换后送入触发器4013，被分频为19.2kHz，再经C19、R45送至由IC3、C13、R44、R49组成的积分器进行积分，将方波积分为三角波，送入PWM产生电路。CLKQSET R49 220k + R48 1k R45 127k - C13 R44 410k C19+12V 9 RST 10 R52 10k IC4 D 4013 Q 12 R55 4.99k VT6 11 CLK SET 13 6来自CPUIC3PWM发生器图3-22 三角波产生电路(g) PWM发生器当前的逆变器都是脉宽调制（PWM）工作方式，如图3-23所示就是这样一种电路，图3-23中(a)为电路图，(b)为波形图。此PWM发生器电路采用三角波调制法来实现：比较器IC5的反相端为三角波输入，其同相端为基准正弦波输入。当正弦波大于三角波时，IC5输出一个宽度为正弦波大