简易UPS不间断电源(市级比赛试题).doc

2011年******第****届中等职业学校电子技能竞赛考题（学生组） 考题名称：简易UPS不间断电源 完成时间：4小时 目录 一、电路说明部分 1.1电路原理简介 1.2电路主要元器件介绍 1.3装配及调试说明 二、考题答卷部分 2.1电子产品装配 30分 2.2原理分析及参数测试 25分 2.3电子产品功能测试 30分 三、电路设计软件Portel应用部分 15分 备注：请参赛选手认真审题后，再焊接组装。 考 号： 工 位 号： 一、电路说明部分 1、1 电路原理简介 1、产品功能 不间断电源(以下简称UPS)在我们日常生活中随处可见，如学校、企业、银行和机关单位的等，UPS主要作用是在市电停电时，能够继续为不能断电的设备继续提供电能，为用户争取时间停止设备。这里为同学们展现的是一种简单的UPS电路，其主要目的是了解UPS电源的工作原理，电路中J2为交流电源输入端，J1为不间断电源输出端，考虑到装调人员的人身安全，这里的系统工作电压为AC30V。 2、电路工作原理 UPS电源主要由以下电路组成：正弦波振荡器、限幅放大器、前置驱动、功率放大器、升压变压器、开关机控制电路、双电源切换电路、失电检测电路、失电报警电路、过流检测保护电路、手动开关机控制电路等，组成框图见图1，电路原理图见图2。 图1 UPS电源组成图 正弦波振荡电路：正弦波振荡电路为文氏桥振荡器，C1/C2/R1/R22/RP5组成选频电路，调节RP5可调整振荡电路的振荡频率，R3/R4/RP2组成正反馈电路，为振荡电路提供必要的电压增益，调节RP2可调整电路的正反馈量。 限幅放大电路：限幅放大电路是为反比例运算放大电路，由R13/R25/R26/RP6/U1B组成，调节RP6可改变电路的放大倍数。 开关机控制：开关机控制电路由继电器K1作为执行部件，当继电器吸合时，限幅放大器输出的信号对地短路，后级电路停止工作达到关机目的。 前置驱动：前置驱动电路为电压跟随器，由U1C组成此电路不起放大作用，只为驱动功率放大电路，为功率管提供足够的驱动电流。 功率放大电路：功率放大电路采用简单的OCL功放电路，由R30/R31/R32/R33/R34/Q6/Q7组成，正半周Q7工作，负半周Q6工作，R34为电流取样电阻，电流越大其端电压越高。 升压变压器：升压变压器为普通的工频变压器，电路组成元件为T1/RV1/R2/LED4/D9组成，RV1为压敏电阻，其标称值为36V，此电阻为过压保护电阻，防止因电压过高伤及人身安全，R2/LED4/D9为升压电路的工作指示，当指示灯点亮时证明升压电路已开始工作。 输出切换电路：输出切换电路由D1/C13/K2组成，K2为双刀双掷的继电器，线圈工作电压为DC24V，D1和C13为整流滤波电路为K2提供工作电源，当输入的AC24V电压存在时，K2吸合输出自动切换到常用电源，不纯在是，输出切换到由升压电路提供的电源。 电源检测：电源检测电路由R35/D10/C17/U4组成，当输入电源AC24V存在时，光电耦合器U4导通，控制继电器K1吸合，升压电路停止工作，当无电源输入AC24V存在时，U4截止不参与对K1的控制，此时失压告警电路开始报警。 失压告警电路：失压告警电路由2个多谐振荡电路组成，R8/C6/U5D/U5E组成音频振荡电路，振荡频率约为2kHz，U5F和R21为振荡电路的输出隔离电路。R29/C8/U5A/U5B组成周期为2Hz间隙振荡电路，通过U5C和R20隔离后由Q4调制音频信号，D7/D6/Q3/R13/Q15组成 报警音控制电路。 过流保护电路：过流保护电流由取样电阻、三极管放大电路、检波电路、电压比较电路和锁存电路组成。R34为取样电阻。R28/R17/RP4/C16/C12/C11/Q1组成放大电路，将取样电阻的电压进行放大，调节RP4可调整放大电路的静态点。D8和C11组成检波电路，将交流信号转换成直流电压。RP3/R16/R15/R27/U1D组成电压比较器，调整RP3可设置比较器的参考点电压。U3A/R9/C9/S1组成过流锁存电路。LED1和R6组成过流保护指示电路，LED1点亮时过流保护启动。 手动开关机电路：C15/R10/R11/S2/R24/LED2/U3B组成手动开关机电路，U3B为D触发器，按一次S2输出翻转一次，U3B的输出端Q通过D4控制开关机电路。 3、电路目的 将±12V通过J3接入，AC24V通过J2接入，J1为