本文中詳細介紹的 UPS 可以在 50 伏電壓下以 60 Hz 的頻率持續提供 60

瓦的功率輸出。輸出基本上是一個正弦波，其行為與負載的標準市電家用交流電源完全相同。

集成電源的工作方式類似于電池充電器。盡管UPS可以用于許多不同的應用，但它主要用于為小型計算機系統和重要的外圍設備（如磁盤驅動器）供電，以確保斷電不會導致數據刪除或可能正在運行的程序中斷。

這意味著這種鉛酸供電的 50 瓦 UPS 電路不會處理更大的 PC，這些 PC 通常以超過 60 瓦的實際功率工作。

該UPS電路的一個重要特點是它輸出“干凈”的正弦波交流電源：電網交流線路中的噪聲，尖峰或低電壓等缺陷永遠不會影響計算機（負載）的功能。

電源繼電器轉換階段

電源級非常獨特，因為它通過遠程 12 伏鉛酸或 SMF 電池以及交流電源線獲取電力，這里的電池成為 UPS 運行的最關鍵元件。

如圖所示。1 下面，當充電關閉操作開關 S1 定位為充電或操作設置時，繼電器 RY2 被激活，其觸點為電力變壓器 T1 和 T2

的初級繞組提供交流電源。

通過次級繞組的電流通過二極管D1、D2、D3和D4進行整流。

扼流圈 L1 和 L2 限制電池的充電電流，并阻止紋波電流通過。

二極管 D5 提供“撬棍”過載保護;它的功能是通過觸發保險絲 F1 燒壞來保護許多易受攻擊的組件，以防電池意外連接不正確的極性。

運算放大器IC1以反相電壓比較器的形式連接，其基準電壓可通過電位計R3在11至14 V的范圍內調節。

一旦電池電壓降至基準電壓以下，光耦合器IC2就會被激活，為繼電器RY1供電。當負載不太重時，通過RY1觸點的電流開始為電池充電。

另一方面，如果UPS以或接近其100%電位工作，則可能需要外部電池充電器來提供足夠的電流供應，以防止電池放電。

建議使用 10 安培電池充電器。鑒于大多數電池充電器沒有過濾系統，必須在充電器輸出和電池之間包含一個高值濾波電容器，以最大限度地降低紋波電流。

為了防止電池過度充電，只有在UPS以100%容量加載時，才能打開充電器的電源。

保險絲 F2 必須小于 10 安培，以便在 12 伏輸出意外短路時主保險絲 F1 不會砸動。

晶體管放大器級

如圖所示。2，UPS交流輸出由變壓器耦合的B類放大器電路產生。

4 組達林頓晶體管（Q4-Q8、Q5-Q9、Q6-Q10 和 Q7-Q11）的工作方式類似于發射極-跟隨器網絡，為電力變壓器 T5 和 T6

初級繞組提供電壓。

電容器C8可消除由于高壓交越失真或削波而產生的任何高頻成分，此外還可以抑制高頻自振蕩。

其中兩個達林頓裝置通過變壓器 T3 并聯供電;另一對夫婦通過T4并聯推動。

二極管 D11、D12、D13 和 D14 產生恒定的直流基極電壓，使輸出晶體管偏置在截止區域附近。

由晶體管Q2和Q3形成的A類驅動器網絡同樣完全由發射極跟隨器組成。基本電壓升壓由變壓器T5和T6實現，它們也是典型的電力變壓器，配置順序相反。

晶體管Q1并聯驅動晶體管Q2和Q3。Q1 基極直接連接到 IC5-d 輸出（參見圖 3），該輸出為 4.5 V DC。

輸出級推挽驅動的相位反轉是通過適當地連接變壓器T3和T4變壓器的次級來實現的。

正弦波發生器

如圖所示。下面3，振蕩器級使用IC4配置，IC4是567音調檢測器。

IC的頻率由電阻R26和R27以及電容C14設置，并固定為精確的60 Hz。

IC4的方波輸出由IC5-b轉換為三角波，再通過IC5-c轉換為正弦波。

運算放大器IC5-d的增益由電位計R35設置，電位計R35固定在交流輸出電壓。

運算放大器IC5-a將T2輸出的正弦波轉換為60 Hz頻率。

D15可防止運算放大器反相輸入相對于地變為負值時可能發生的損壞;二極管通常反向偏置。

通過C12和D16連接到IC4的60 Hz脈沖觸發振蕩器鎖定到電網交流頻率。通過微調電位計R20，可以實現對精確相位同步的一定程度的控制。

一旦正確調整，交流輸出將與輸入交流電網線同相鎖定，并且在輸入電源故障和恢復期間的鎖定/解鎖過程將是柔和和有利的，幾乎不會產生干擾。

正弦波發生器通過 IC3、7805 IC、5 V 穩壓器提供平滑、無紋波的 9 V 電源。在電阻分壓器 R16 和 R17 的幫助下，穩壓器的引腳 3

保持在離地線 4 伏，以獲得精確的 9 伏輸出。

儀表電路

如圖所示，可以通過儀表電路監控電池電壓或交流輸出電壓。下文4段。

由四個整流二極管組成的橋式整流器將交流電轉換為直流電，而電容器C19平滑地轉換為純直流電。

DPDT 開關將 15 V 直流電壓表與 12 V 電源或使用 R36 和 R37 電阻分壓器構建的分壓器連接。

如何測試電源轉換

在連接放大器之前測試電源部分可能很重要。這甚至可以在放大器級組裝之前進行。

為此，您可以將 R3 的滑塊向與 R4 鏈接的末端調整。

請勿將電源線連接到電源插座。將 12 V 鉛酸電池連接到電源，并將 S1 定位為充電或操作。

現在，可以看到繼電器 RY2 被激活并且 LED1 亮起。此時，您可能會在IC1的引腳2和7處找到大約12 V。

引腳 6 應顯示邏輯低電平。接下來，將電源線連接到交流電源插座。燈 LMP1 現在將亮起。繼電器 RY1 應繼續關閉，您將在其常開觸點處測試大約 14

V。

IC1 的引腳 7 應指示約 14 V，引腳 3 應指示約 11 V。引腳 6 應指示邏輯低電平。

將R3轉到其反端，在引腳3處獲得14 V;此時，RY1 必須在 LED1 關閉的情況下激活。

電池點兩端的電壓現在應為13 V.將R3調整到繼電器RY1停用的水平附近。

隨著電池電壓的升高和降低，充電器級必須保持關閉和打開。R3的準確設置可能位于充電器輸出切換非常快的點，并在打開時幾乎關閉。

在沒有充電電源的情況下，電池電壓應在 12.5 V

標記處左右。當電池電壓下降時，充電器輸出必須開始反復切換，除非電池放電嚴重，以至于充電器的全部電流無法將電壓恢復到12.5。

測試正弦波發生器

正弦波發生器級的測試可以單獨執行。如果您在沒有 9 V 穩壓器 IC 的情況下將其組裝在所示的 PCB 上，則可以使用 9 V PP3

電池或外部等效電源進行測試程序。

首先將預設 R20 的滑塊定位到其地面側。使用示波器示波器應在IC4的引腳5處顯示方波信號。

通過為示波器的水平掃描提供60 Hz正弦波頻率，調整電阻R27以獲得60 Hz的頻率，從而產生矩形李薩如波形。

頻率不必精確。逐漸改變的波形模式可能相當令人滿意。將示波器設置為標準60

Hz掃描，確保示波器在IC5-b輸出端指示三角波，在IC5-c輸出端指示正弦波。

IC5-d輸出端也必須提供正弦波。并且其振幅應響應R35的調整而變化。如果這些檢查中的任何一個往往不正確，請檢查所有輸入和輸出引腳上是否存在 4.5

伏直流電。

接下來，將12.6 V

AC電源連接到R21，并調整R20，直到找到顯示IC5-a輸出脈沖的示波器：振蕩器頻率必須鎖定到輸入線路頻率。現在設置示波器以像以前一樣顯示李薩如曲線并監視IC5-d輸出。

你必須看到一個幾乎閉合的橢圓形圖案。您必須能夠微調R20，使示波器顯示幾乎是一條傾斜的直線，表明輸出信號與網格線同相。

現在，如果通過拔下電源線斷開輸入交流信號，示波器模式必須開始逐漸變為打開和關閉的橢圓形顯示器。

重新連接電位計R27以降低上述變化率。一旦輸入交流頻率重新連接回來，示波器顯示器必須立即恢復到傾斜的線型。

測試儀表電路

電表電路的測試和校準可以通過將整流器連接到電網交流線路來實現。

將S2推入交流位置，微調R37以獲得可能為通過標準電表讀數單獨測量的交流輸入電壓的1/10的儀表讀數。

如果您發現沒有出現測量值，請在 C19 周圍查找大約 130

伏直流電，以確保整流器正確連接。由于C19電容的uF值較低，示波器應顯示較大的紋波元件。

測試放大器

首先將功率晶體管放大器級與12 V電源和輸入正弦波波形發生器集成在一起。

將R35中心臂調整到與IC5-d輸出側相關的末端，這決定了零輸出信號的設置。

現在將 S1 移至“操作”位置。您應該看到Q2、Q3、Q8、Q9、Q10和Q11發射極的儀表讀數為12.5 V。

您可能還會發現這些晶體管變暖了一點，盡管不熱。

您應該能夠在Q4、Q5、Q6和Q7的基極看到約11 V的儀表讀數，在Q1發射極處看到約4 V的儀表讀數。

在執行以下測試程序時，在使用輸出時要小心，因為這將處于致命的電源 117 V 電平。

將變壓器 T5 和 T6 的 120 V 繞組各一根導線相互連接，其他導線保持未連接狀態。

將交流電壓表與其中一個變壓器繞組連接，并將電壓表設置為大于 110 伏的范圍。

在此之后，一點一點地轉動R35預設中心臂，直到看到可測量的輸出電壓。如果您沒有發現這種情況發生，請確保進入輸出級的相位驅動是反向的。

從Q4或Q6基極到Q5或Q7基極的交流電壓必須是地讀數的兩倍。如果您沒有看到此信息，請嘗試交換變壓器 T3 或 T4

的繞組連接，但不要同時交換兩者。

接下來，確保變壓器T5和T6的120 V繞組完全同相，從而以適當的方式連接。將電壓表連接到未連接的引線上。

如果您發現電壓是先前讀數的兩倍，則繞組肯定是串聯的。快速反轉其中一個繞組的連接。

如果在儀表上看不到任何電壓讀數，請將其他兩根引線相互連接。在輸出端連接一個 15 W 燈，并設置預設 R35

以獲得完整輸出。燈必須以最佳亮度點亮，儀表應指示大約 125 伏交流電。

如何使用不間斷電源

在實施建議的 50 瓦 UPS 電路時，請確保在打開負載之前將 S1 設置為“操作”。

驗證 UPS 的交流輸出，確保其產生的電壓至少為 120 伏。一旦加載輸出，此120 V電壓可能會降低一點。

如果您發現電壓不穩定，則意味著振蕩器尚未鎖定并與主電網電源線同步。要糾正此問題，請嘗試在一段時間后重新調整預設R27和R20，一旦電路稍微預熱。

當您適當調整 R27/R20 預設時，您會發現振蕩器在每個開關開啟期間都與交流電源頻率鎖定。

現在，打開系統并重新確認輸出電壓條件。當在不連續負載（例如磁盤驅動器或打印機）下運行時，輸出電壓可能會降至 110 伏，這可能是可以接受的。

電源中斷期間UPS的備份時間取決于電池的Ah額定值。使用摩托車電池時，它應提供大約 15 分鐘的備用操作時間。

帕爾斯列表

下圖顯示了上述50瓦正弦波UPS電路的完整部件列表：

如何構建L1、L2濾波器扼流圈

如果您無法從零件經銷商處獲得建議的 L1、L2 扼流圈，您可以使用以下配置構建相同的扼流圈

線圈使用 1 mm 超漆包線