UPS的市电/逆变器切换控制电路是控制UPS市电供电和逆变器供电相互转换的逻辑控豹电路。它的功能是当市电中断或市电电压低于160V(或高于260V)时,使UPS从市电供电自动切换到UPS逆变器供电状态。反之,当市电供电恢复正常状态时、使UPS重新回到由市电向负载供电的状态。
切换控制电路主要完成的功能包括:
(1)当市电中断或恢复正常时,控制UPS在市电和逆变器供电二者之间按照一定的程序进行转换。
(2)当市电中断或恢复正常时,控制UPS相应的指示灯和蜂呜器工作,向操作人员报警,提示用户对负载做相应的操作。
(3)当电网电压降至转换临界点附近(160V)时,为避免因电网的微小波动或电网干扰而造成UPS在市电或逆变器供电之间进行频繁的切换,要求UPS的转换控制点电压应具有一定的滞后。例如,市电160V是市电向逆变器切换的电压点,市电电压低于160V,逆变器投入工作,当市电电压回升到160V时,仍由逆变器供电;当市电电压上升到170V时,UPS才切换到市电供电。
市电供电正常时的市电/逆变器切换控制电路的工作原理
当市电供电正常时,来自电源供电监测变压器T1的次级产生一个约30V、50Hz的监测电压信号,该信号经二极管D30、D31组成的整流电路,变成100Hz的单向脉动电压,经C15滤波后在H点产生下一个约2V的电压,分别送到U5(LM339)的引脚4、引脚7;而U5的引脚6的电压是UPS输人市电下限保护的基准点电压(约为1.5V)。同样U5的引脚5接的是UPS输人市电上限保护的基准电压(约为2.6V)。当市电在正常范围内时,U5的1、2输出端都输出高电平。
另一个来自监测变压器T1的检测信号经D32、D33整流,电容C16、C129滤波后,产生一个约4.5V的电压送到U5的引脚9,作为是否有无市电的监测信号。有市电时,在比较器的引脚14输出一个高电平。
上述三个监测信号以或的关系分两路向后级传送,一路送到U5-4的引脚11同相端,与反相端引脚10约2.5V的基准电位比较后,在其输出编引脚13输出一个约11V的高电平,并送到U3(CD4011四输人与非门集成电路),由其输出引脚10输出一个约为0V的低电平,它使晶体管Q10截止,继电器S1、S2不动作,P4-2、3的AC 30V继续通过S2的常闭接点为充电器中的LM317提供能量。CD4011的引脚4输出的高电平,一路经D24送到U3-4与非门的引脚12、13,由引脚11输出低电平到二极管D7的负极;D7的正极接的是比较器U2-1的引脚2的高电平,二极管D7导通,其正极电位变低并加到SG3524输出引脚上,控制晶体管Q1和Q2的基极,使Q1、Q2导通,使得SG3524的引脚11、14保持低电平,没有驱动脉冲输出,即逆变器不工作。另一路经R50使Q8导通,+12V经R38、LINE IN绿灯到Q8形成通路,LINE IN灯亮,指示市电正常,同时Q8基极的低电位加到LM555的引脚4复位端,使LM555不振荡。
市电中断或超出正常范围时的市电/逆变器切换控制电路的工作原理
当市电中断时,市电监测变压器T1无输出,U5-3的反相输入端电压高于同相输入端电压,输出端引脚14产生一个0V的低电平,U5-4的引脚13输出一个0V的低电平,送到CD4011,使其引脚10输出10V的高电平,引脚4输出0V低电平。引脚10的高电平经R51、D57使晶体管Q10导通,继电器S1、S2动作,断开了S2的常闭点,充电器停止工作;引脚4的低电平D24加到非门的引脚12、13,引脚11输出高电平并加到D7的负极,二极管D7的正极是比较器U2-1的引脚2输出高电平,D7反向偏置,使SG3524的驱动晶体管Q1、Q2截止,在SG3524的引脚11、14有驱动脉冲输出。同时,U3.4引脚的低电平经过R50使Q8截止,LINE IN灯灭,Q8集电极的高电位送到LM555的复位端引脚4,使LM555定时器开始振荡,引脚3输出+12V脉冲,使BACK UP红灯闪烁,蜂呜器鸣叫。Q8集电极的高电位使SG3524的引脚1的电位升高,而U3-3与非门引脚10的高电位也使SG3524补偿引脚9电压升高,使SG3524保持工作。
FH-500UPS缓起动,当开机后(无市电)的一瞬间,+5V电源经R5、R8、C3、D4、C2形成通路,C2在加电的瞬间是短路的,SG3524的引脚9补偿端被接地为低电平,使SG3524无驱动脉冲输出,UPS也无220V交流输出,当C2被充电后,SG3524的引脚9的电位升高,SG3524有驱动脉冲输出,UPS有交流220V输出。