CN101860073A - 不间断电源系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种不间断电源系统，包括：DC/AC变换器(100)，所述DC/AC变换器(100)连接到输入交流电压端和蓄电池(300)之间，在正常模式时所述DC/AC变换器(100)用于整形输入交流电流，在后备模式时所述蓄电池(300)通过所述DC/AC变换器(100)输出交流电压；直接AC/AC变换器(200)，所述直接AC/AC变换器(200)的输入端接收输入交流电压，所述直接AC/AC变换器(200)的输出端接负载，以将所述输入交流电压转换成稳定的输出交流电压以提供给负载。实施本发明的不间断电源系统，由于采用直接AC/AC变换器提供稳定的交流输出，因而无需用到两级(AC/DC/AC)处理，因此效率较高。

Description

不间断电源系统
技术领域
本发明涉及电源系统，更具体地说，涉及一种不间断电源系统。
背景技术
UPS(Uninterruptible Power System)不间断电源作为通讯、网络、制造业等各行各业广泛使用的电源系统，其不间断功能、净化功能和保障数据与生产安全的作用显得越来越重要。
UPS按其结构和运行原理，可划分为多种种类，有后备式UPS、在线式UPS、互动式UPS。在众多的UPS中，在线式UPS是UPS电源的主流产品，具有性能好、电压与频率稳定度高、功能强等优点。这种UPS不论市电电网供电正常与否，都能向用户提供连续的高质量的交流电源市电。
图1示出了现有技术的在线式双变换UPS。如图所示，正常供电时，输入交流电压经整流器进行AC/DC(交流/直流)变换后转换成输出直流电压，一方面给蓄电池充电，另一方面给逆变器供电。逆变器自始至终都处于工作状态，将从整流器接收到的输出直流电压经DC/AC逆变成交流电压给用电设备供电。由于采用了AC/DC、DC/AC双变换设计，可完全消除来自于市电电网的因电压波动、波形畸变、频率波动及干扰产生的影响，向负载提供毫无干扰的高质量的正弦波电源。但是，上述设计的缺点是结构较复杂，成本较高，而且由于功率经过两级(AC/DC/AC)处理，整机效率较低。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的在线式双变换UPS的结构较复杂，成本较高，而且整机效率较低的缺陷，提供一种结构简单、成本较低且效率较高的不间断电源系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种不间断电源系统，包括：DC/AC变换器，所述DC/AC变换器连接到输入交流电压端和蓄电池之间，在正常模式时所述DC/AC变换器用于整形输入交流电流，在后备模式时所述蓄电池通过所述DC/AC变换器输出交流电压；直接AC/AC变换器，所述直接AC/AC变换器的输入端接收输入交流电压，所述直接AC/AC变换器的输出端接负载，以将所述输入交流电压转换成稳定的输出交流电压以提供给负载。
在本发明所述的不间断电源系统中，所述DC/AC变换器包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关，第一电容和第一电感，其中所述第一开关和第二开关串联后并联到所述蓄电池的正极和负极之间，所述第三开关和第四开关串联后并联到所述蓄电池的正极和负极之间，所述第一电感的一端连接到所述第一开关和第二开关的连接点、另一端连接到所述输入交流电压端，所述第一电容的一端连接到所述输入交流电压端、一端接地，所述第三开关和第四开关的连接点接地。
在本发明所述的不间断电源系统中，所述DC/AC变换器包括第五开关、第六开关、第三电感和第三电容，其中所述第五开关和第六开关串联后并联到相互串联的第一蓄电池和第二蓄电池的两端，所述第三电感的一端连接到所述第五开关和第六开关的连接点、另一端连接到所述输入交流电压端，所述第三电容的一端连接到所述输入交流电压端、一端接地，所述第一蓄电池和第二蓄电池的连接点接地。
在本发明所述的不间断电源系统中，所述DC/AC变换器包括第七开关、第八开关、第九开关、第十开关、第四电容和第四电感，所述第七开关、第八开关、第九开关、第十开关顺序串联后连接到相互串联的第一蓄电池和第二蓄电池的两端，所述第四电感的一端连接到所述第八开关和第九开关的连接点、另一端连接到所述输入交流电压端，所述第四电容的一端连接到所述输入交流电压端、一端接地，所述第一蓄电池和第二蓄电池的连接点接地。
在本发明所述的不间断电源系统中，所述第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关、第七开关、第八开关、第九开关和第十开关中任意一者为三极管。
在本发明所述的不间断电源系统中，所述直接AC/AC变换器包括第一单刀双掷开关、第二单刀双掷开关、第二电感和第二电容，其中所述第一单刀双掷开关的定触点经所述第二电感与所述第二单刀双掷开关的定触点相连，所述第一单刀双掷开关的第一动触点连接到所述输入交流电压端、第二动触点接地，所述第二单刀双掷开关的第一动触点连接到输出交流电压端、第二动触点接地，所述第二电容的一端连接到所述输出交流电压端、另一端接地。
在本发明所述的不间断电源系统中，所述第一单刀双掷开关包括第一三极管、第二三极管、第三三极管和第四三极管，第一反并二极管、第二反并二极管、第三反并二极管和第四反并二极管，其中所述第一三极管、第二三极管、第三三极管和第四三极管的基极接收控制信号，所述第一反并二极管的阳极和阴极分别连接到所述第一三极管的发射极和集电极，所述第二反并二极管的阳极和阴极分别连接到所述第二三极管的发射极和集电极，所述第三反并二极管的阳极和阴极分别连接到所述第三三极管的发射极和集电极，所述第四反并二极管的阳极和阴极分别连接到所述第四三极管的发射极和集电极，所述第一三极管的集电极连接到所述输入交流电压端、第一三极管的发射极连接到所述第二三极管的发射极，所述第二三极管的集电极连接到所述第三三极管的集电极，所述第三三极管的发射极连接到所述第四三极管的发射极，所述第四三极管的集电极接地。
在本发明所述的不间断电源系统中，所述第二单刀双掷开关包括第五三极管、第六三极管、第七三极管和第八三极管，第五反并二极管、第六反并二极管、第七反并二极管和第八反并二极管，其中所述第五三极管、第六三极管、第七三极管和第八三极管的基极接收控制信号，所述第五反并二极管的阳极和阴极分别连接到所述第五三极管的发射极和集电极，所述第六反并二极管的阳极和阴极分别连接到所述第六三极管的发射极和集电极，所述第七反并二极管的阳极和阴极分别连接到所述第七三极管的发射极和集电极，所述第八反并二极管的阳极和阴极分别连接到所述第八三极管的发射极和集电极，所述第五三极管的发射极连接到所述第二电感、第五三极管的集电极连接到所述第六三极管的集电极，所述第六三极管的发射极连接到所述输出交流电压端，所述第七三极管的集电极连接到所述第二电感、第七三极管发射极连接到所述第八三极管的发射极，所述第八三极管的集电极接地。
在本发明所述的不间断电源系统中，所述直接AC/AC变换器包括第三单刀双掷开关、第五电感和第五电容，其中所述第三单刀双掷开关的定触点经所述第五电感连接到输出交流电压端，所述第五电容的一端连接到所述输出交流电压端、另一端接地，所述第三单刀双掷开关的第一动触点连接到所述输入交流电压端、第二动触点接地。
在本发明所述的不间断电源系统中，所述直接AC/AC变换器包括第四单刀双掷开关、第六电感和第六电容，其中所述第四单刀双掷开关的定触点经所述第六电感连接到输入交流电压端、第一动触点连接到所述输出交流电压端、第二动触点接地，所述第六电容的一端连接到所述输出交流电压端、另一端接地。
实施本发明的不间断电源系统，由于采用直接AC/AC变换器提供稳定的交流输出，因而无需用到两级(AC/DC/AC)处理，因此效率较高。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是现有技术的在线式双变换UPS的原理框图；
图2是本发明的不间断电源系统的第一实施例的原理框图；
图3是本发明的不间断电源系统的第二实施例的电路原理简图；
图4是本发明的不间断电源系统的第三实施例的DC/AC变换器的电路原理图；
图5是本发明的不间断电源系统的第四实施例的DC/AC变换器的电路原理图；
图6是本发明的不间断电源系统的第五实施例的DC/AC变换器的电路原理图；
图7是本发明的不间断电源系统的第六实施例的直接AC/AC变换器的电路原理图；
图8是本发明的不间断电源系统的第七实施例的直接AC/AC变换器的电路原理图；
图9是本发明的不间断电源系统的第九实施例的直接AC/AC变换器的电路原理图。
具体实施方式
图2是本发明的不间断电源系统的第一实施例的原理框图。如图2所示，本发明的不间断电源系统包括DC/AC变换器100和直接AC/AC变换器200。其中所述DC/AC变换器100连接到输入交流电压端和蓄电池300之间，在正常模式时所述DC/AC变换器100用于整形输入交流电流，在后备模式时所述蓄电池300通过所述DC/AC变换器100输出交流电压。所述直接AC/AC变换器200的输入端接收输入交流电压，并将所述输入交流电压转换成稳定的输出交流电压，经输出交流电压端以提供给负载。
如图2所示，本发明的不间断电源系统的主电路由直接AC/AC变换器200和DC/AC变换器100构成。在正常模式，直接AC/AC变换器200能实现直接AC-AC变换，因此输入交流电压经直接AC/AC变换器200变换以后，可以提供稳定的高质量的输出交流电压给负载。而DC/AC变换器100的能量可双向流动，其一方面作为并联型滤波器，提供谐波补偿，整形输入交流电流；另一方面给蓄电池300充电(当然也可以另外增加充电器)。由于直接AC/AC变换器200和DC/AC变换器100相互独立，因此易于控制。在这里，对交流电压只需要一级AC-AC变换，所以在UPS电源由市电供电的正常模式下，效率较高。此外，在UPS电源的蓄电池300供电的后备模式下，蓄电池300提供的直流电由DC/AC变换器100进行DC/AC变换转换成交流电提供给负载。
图3是本发明的不间断电源系统的第二实施例的电路原理图。
图3示出的DC/AC变换器100包括第一开关K11、第二开关K12、第三开关K13、第四开关K14，第一电容C1和第一电感L1。其中所述第一开关K11和第二开关K12串联后并联到所述蓄电池300的正极和负极之间。所述第三开关K13和第四开关K14串联后并联到所述蓄电池300的正极和负极之间。所述第一电感L1的一端连接到所述第一开关K11和第二开关K12的连接点、另一端连接到所述输入交流电压端。所述第一电容C1的一端连接到所述输入交流电压端、一端接地。所述第三开关K13和第四开关K14的连接点接地。
直接AC/AC变换器200包括第一单刀双掷开关K21、第二单刀双掷开关K22、第二电感L2和第二电容C2。其中所述第一单刀双掷开关K21的定触点经所述第二电感L2与所述第二单刀双掷开关K22的定触点相连。所述第一单刀双掷开关K21的第一动触点连接到所述输入交流电压端、第二动触点接地。所述第二单刀双掷开关K22的第一动触点连接到输出交流电压端、第二动触点接地。所述第二电容C2的一端连接到所述输出交流电压端、另一端接地。
下面根据图3所示出的实施例，介绍本发明的不间断电源系统的工作原理。
当市电正常时，不间断电源系统处于正常工作模式，此时第一单刀双掷开关K21、第二单刀双掷开关K22以及第二电感L2和第二电容C2所组成的直接AC/AC变换器200作为交流稳压器，提供稳定的交流输出。第一开关K11～第四开关K14以及第一电感L1和第一电容C1构成的DC/AC变换器100作为全桥逆变器，能够实现双向功率传输(也就是从蓄电池300到直接AC/AC变换器200，和从直接AC/AC变换器200到蓄电池300)，整形输入交流电流。
当市电不正常时，不间断电源系统处于后备工作模式时，可以选择两种工作方式。
工作方式一：第一开关K11～第四开关K14以及第一电感L1和第一电容C1构成的DC/AC变换器100作为逆变器，将直流电压直接转换成交流电压，第一单刀双掷开关K21和第二单刀双掷开关K22的动触头均连接到第一动触点，此时，第一单刀双掷开关K21、第二单刀双掷开关K22与第二电感L2和第二电容C2构成的直接AC/AC变换器200可以用作交流滤波器，提供交流电流给负载。
工作方式二：在正半周期，第一开关K11和第四开关K14断开，第二开关K12和第三开关K13闭合；在负半周期，第二开关K12和第三开关K13断开，第一开关K11和第四开关K14闭合；第一开关K11～第四开关K14以及第一电感L1和第一电容C1构成的DC/AC变换器100作为方波逆变器输出方波交流电压。第一单刀双掷开关K21和第二单刀双掷开关K22与第二电感L2和第二电容C2构成的直接AC/AC变换器200用于接收该方波交流电压，并将其转换成正弦波交流电压输出。这种工作方式的好处是DC/AC变换器100的功率器件只有导通损耗，几乎没有开关损耗。
在本发明中，所述第一开关K11～第四开关K14，以及所述第一单刀双掷开关K21和第二单刀双掷开关K22可以采用各种各样的开关器件。在本发明的优选实施例中，一般采用单个三极管、或者多个串联或并联的三极管来构成上述所述第一开关K11～第四开关K14，以及所述第一单刀双掷开关K21和第二单刀双掷开关K22。下面参照图4-9进行介绍。需要进一步说明的是，当使用图4-9中示出的三极管串并联电路来替代普通的单刀双掷开关时，可以通过改变基极接收到的控制信号来控制三极管的导通和断开，因此可以产生与普通的单刀双掷开关相同的效果，本领域技术人员显然对此已经很熟悉了。
图4是本发明的不间断电源系统的第三实施例的DC/AC变换器的电路原理图。如图4所示的DC/AC变换器，其为单相全桥逆变器，其中第一开关K11～第四开关K14均包括三极管和反并二极管，其中所述反并二极管的阴极连接到三极管的基极、阳极连接到三极管的发射极如图4所示，所述第一开关K11包括三极管Q71和二极管D71，第二开关K12包括三极管Q72和二极管D72，第三开关K13包括三极管Q73和二极管D73，第四开关K14包括三极管Q74和二极管D74。其中，所述三极管Q71、三极管Q72、三极管Q73和三极管Q74的基极接控制信号，所述控制信号用于控制各三极管闭合或断开。所述三极管Q71的发射极连接到三极管Q72的集电极，三极管Q71的集电极连接到蓄电池的正极。所述三极管Q72的发射极连接蓄电池的负极。所述三极管Q73的集电极连接到蓄电池的正极，三极管Q73的发射极连接到所述三极管Q74的集电极。所述三极管Q74的发射极连接蓄电池的负极。第一电感L1的一端连接到三极管Q71的发射极和三极管Q72的集电极之间。所述三极管Q73的发射极和三极管Q74的集电极接地。第一电容C1连接到地和第一电感L1的另一端。负载RL与第一电容C1并联以接收输出电压U0。其工作原理可参照图3中的描述，在此就不再累述了。
图5是本发明的不间断电源系统的第四实施例的DC/AC变换器的电路原理图。图5示出的DC/AC变换器是单相半桥逆变器，适用于两个蓄电池的情况。如图5所示的所述DC/AC变换器包括第五开关K15、第六开关K16、第三电感L3和第三电容C3。其中所述第五开关K15和第六开关K16串联后并联到相互串联的第一蓄电池X1和第二蓄电池X2的两端，所述第三电感L3的一端连接到所述五开关K15和第六开关K16的连接点、另一端连接到所述输入交流电压端，所述第三电容C3的一端连接到所述输入交流电压端、一端接地，所述第一蓄电池X1和第二蓄电池X2的连接点接地。其中，第五开关K15和第六开关K16分别由三极管和阴极连接到三极管的基极、阳极连接到三极管的发射极的反并二极管组成。其第五开关K15包括三极管Q11和二极管D11，第六开关K16包括三极管Q12和二极管D12。其中三极管Q11和三极管Q12的基极接控制信号。三极管Q11的集电极接第一蓄电池X1的正极，发射极接三极管Q12的集电极。三极管Q12的发射极接第二蓄电池X2的负极。所述第一蓄电池X1和第二蓄电池X2串联。第三电感L3的一端连接到三极管Q11的发射极和三极管Q12的集电极之间。第三电容C3连接到第三电感L3的另一端和所述第一蓄电池X1和第二蓄电池X2的连接点之间。其工作原理可参照图3中的描述，在此就不再累述了。
图6是本发明的不间断电源系统的第五实施例的DC/AC变换器的电路原理图。其示出的是DC/AC变换器是单相三电平逆变器。其中，DC/AC变换器包括第七开关K17、第八开关K18、第九开关K19、第十开关K10、第四电容C4、第四电感L4、二极管D5和二极管D6。所述第七开关K17、第八开关K18、第九开关K19、第十开关K10顺序串联后连接到相互串联的第一蓄电池X11和第二蓄电池X22的两端。所述第四电感L4的一端连接到所述第八开关K18和第九开关K19的连接点、另一端连接到所述输入交流电压端。所述第四电容C4的一端连接到所述输入交流电压端、一端接地，所述第一蓄电池X11和第二蓄电池X22的连接点接地。其中第七开关K17、第八开关K18、第九开关K19、第十开关K10均由三极管和阴极连接到三极管的基极、阳极连接到三极管的发射极的反并二极管组成。其中，三极管Q21、三极管Q22、三极管Q23和三极管Q24的基极接控制信号。三极管Q21的集电极接第一蓄电池X11的正极，发射极接三极管Q22的集电极。三极管Q22的发射极接三极管Q23的集电极。三极管Q23的发射极接三极管Q24的集电极。三极管Q24的发射极接第二蓄电池X22的负极。第四电感L4的一端连接到三极管Q22的发射极和三极管Q23的集电极之间、另一端经第四电容C4连接到第一蓄电池X11和第二蓄电池X22的连接点。其中二极管D5的阴极连接到三极管Q21的发射极和三极管Q22的集电极之间，二极管D5的阳极连接到二极管D6的阴极，所述二极管D6的阳极连接到三极管Q23的发射极和三极管Q24的集电极之间。并且所述二极管D5的阳极和所述二极管D6的阴极同时连接到第一蓄电池X11和第二蓄电池X22的连接点。其工作原理可参照图3中的描述，在此就不再累述了。
图7是本发明的不间断电源系统的第六实施例的直接AC/AC变换器的电路原理图。图7示出的单相BUCK型的直接AC/AC变换器。其包括第一单刀双掷开关K21、第二单刀双掷开关K22、第二电感L2和第二电容C2。所述第一单刀双掷开关K21的定触点经所述第二电感L2与所述第二单刀双掷开关K22的定触点相连，所述第一单刀双掷开关K21的第一动触点连接到所述输入交流电压端、第二动触点接地，所述第二单刀双掷开关K22的第一动触点连接到输出交流电压端、第二动触点接地，所述第二电容C2的一端连接到所述输出交流电压端、另一端接地。
其中，所述第一单刀双掷开关K21包括第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3和第四三极管Q4，第一反并二极管D1、第二反并二极管D2、第三反并二极管D3和第四反并二极管D4。其中所述第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3和第四三极管Q4的基极接收控制信号。所述第一反并二极管D1的阳极和阴极分别连接到所述第一三极管Q1的发射极和集电极。所述第二反并二极管D2的阳极和阴极分别连接到所述第二三极管Q2的发射极和集电极。所述第三反并二极管D3的阳极和阴极分别连接到所述第三三极管Q3的发射极和集电极。所述第四反并二极管D4的阳极和阴极分别连接到所述第四三极管Q4的发射极和集电极。所述第一三极管Q1的集电极连接到所述输入交流电压端、第一三极管Q1的发射极连接到所述第二三极管Q2的发射极。所述第二三极管Q2的集电极连接到所述第三三极管Q3的集电极和所述第二电感L2的一端。所述第三三极管Q3的发射极连接到所述第四三极管Q4的发射极，所述第四三极管Q4的集电极接地。
所述第二单刀双掷开关K22包括第五三极管Q5、第六三极管Q6、第七三极管Q7和第八三极管Q8，第五反并二极管D5、第六反并二极管D6、第七反并二极管D7和第八反并二极管D8。其中所述第五三极管Q5、第六三极管Q6、第七三极管Q7和第八三极管Q8的基极接收控制信号。所述第五反并二极管D5的阳极和阴极分别连接到所述第五三极管Q5的发射极和集电极，所述第六反并二极管D6的阳极和阴极分别连接到所述第六三极管Q6的发射极和集电极。所述第七反并二极管D7的阳极和阴极分别连接到所述第七三极管Q7的发射极和集电极。所述第八反并二极管D8的阳极和阴极分别连接到所述第八三极管Q8的发射极和集电极。所述第五三极管Q5的发射极连接到所述第二电感L2的另一端、第五三极管Q5的集电极连接到所述第六三极管Q6的集电极。所述第六三极管Q6的发射极连接到所述输出交流电压端，所述第七三极管Q7的集电极连接到所述第二电感L2的另一端、第七三极管Q7的发射极连接到所述第八三极管Q8的发射极，所述第八三极管Q8的集电极接地。所述第二电容C2连接到所述输出交流电压端和地之间。其工作原理可参照图3中的描述，在此就不再累述了。
图8是本发明的不间断电源系统的第七实施例的直接AC/AC变换器的电路原理图。其为单相BUCK型直接AC/AC变换器。该直接AC/AC变换器包括第三单刀双掷开关K23、第五电感L5和第五电容C5。其中所述第三单刀双掷开关K23的定触点经所述第五电感L5连接到输出交流电压端，所述第五电容C5的一端连接到所述输出交流电压端、另一端接地。所述第三单刀双掷开关K23的第一动触点连接到所述输入交流电压端、第二动触点接地。在本实施例中，第三单刀双掷开关K23可以参照图7所示第一单刀双掷开关K21来设置。其可以包括三极管Q31、三极管Q32、三极管Q33和三极管Q34，反并二极管D31、反并二极管D32、反并二极管D33和反并二极管D34。其连接关系可以参照图7的描述，其工作原理同样参照图3的描述，在此就不再累述了。
图9是本发明的不间断电源系统的第九实施例的直接AC/AC变换器的电路原理图。为单相Boost型直接AC/AC变换器。该直接AC/AC变换器包括第四单刀双掷开关K24、第六电感L6和第六电容C6，其中所述第四单刀双掷开关K24的定触点经所述第六电感L6连接到输入交流电压端、第一动触点连接到所述输出交流电压端、第二动触点接地，所述第六电容C6的一端连接到所述输出交流电压端、另一端接地。第四单刀双掷开关K24可以参照图7所示第二单刀双掷开关K22来设置。其可以包括三极管Q41、三极管Q42、三极管Q43和三极管Q44，反并二极管D41、反并二极管D42、反并二极管D43和反并二极管D44。其连接关系可以参照图7的描述，其工作原理同样参照图3的描述，在此就不再累述了。
需要说明的是，一般来说，对于任何DC/DC变换器，只要实现功率开关的双向化，同时施以适当的控制方案，都可以实现直接AC/AC变换。比如图7示出的单相BUCK型的直接AC/AC变换器就可以通过在能量单相流动的DC/DC变换器增加开关器件，从而实现能量的双向流动，变成能量可双向流动的DC/DC变换器，再将两象限开关替换成四象限开关即可获得。通过此处以及图7-9中的教导，本领域技术人员能够将适合的DC/DC变换器改造成直接AC/AC变换器。此外，在本发明的其他实施例中，可采用绝缘门极双极晶体管(IGBT)或场效应管(MOSFET)来替代各个三极管。
虽然本发明是通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。

Claims (10)

1.一种不间断电源系统，其特征在于，包括：
DC/AC变换器(100)，所述DC/AC变换器(100)连接到输入交流电压端和蓄电池(300)之间，在正常模式时所述DC/AC变换器(100)用于整形输入交流电流，在后备模式时所述蓄电池(300)通过所述DC/AC变换器(100)输出交流电压；
直接AC/AC变换器(200)，所述直接AC/AC变换器(200)的输入端接收输入交流电压，所述直接AC/AC变换器(200)的输出端接负载，以将所述输入交流电压转换成稳定的输出交流电压以提供给负载。
2.根据权利要求1所述的不间断电源系统，其特征在于，所述DC/AC变换器(100)包括第一开关(K11)、第二开关(K12)、第三开关(K13)、第四开关(K14)，第一电容(C1)和第一电感(L1)，其中所述第一开关(K11)和第二开关(K12)串联后并联到所述蓄电池(300)的正极和负极之间，所述第三开关(K13)和第四开关(K14)串联后并联到所述蓄电池(300)的正极和负极之间，所述第一电感(L1)的一端连接到所述第一开关(K11)和第二开关(K12)的连接点、另一端连接到所述输入交流电压端，所述第一电容(C1)的一端连接到所述输入交流电压端、一端接地，所述第三开关(K13)和第四开关(K14)的连接点接地。
3.根据权利要求1所述的不间断电源系统，其特征在于，所述DC/AC变换器(100)包括第五开关(K15)、第六开关(K16)、第三电感(L3)和第三电容(C3)，其中所述第五开关(K15)和第六开关(K16)串联后并联到相互串联的第一蓄电池和第二蓄电池的两端，所述第三电感(L3)的一端连接到所述第五开关(K15)和第六开关(K16)的连接点、另一端连接到所述输入交流电压端，所述第三电容(C3)的一端连接到所述输入交流电压端、一端接地，所述第一蓄电池和第二蓄电池的连接点接地。
4.根据权利要求1所述的不间断电源系统，其特征在于，所述DC/AC变换器(100)包括第七开关(K17)、第八开关(K18)、第九开关(K19)、第十开关(K10)、第四电容(C4)和第四电感(L4)，所述第七开关(K17)、第八开关(K18)、第九开关(K19)、第十开关(K10)顺序串联后连接到相互串联的第一蓄电池和第二蓄电池的两端，所述第四电感(L4)的一端连接到所述第八开关(K18)和第九开关(K19)的连接点、另一端连接到所述输入交流电压端，所述第四电容(C4)的一端连接到所述输入交流电压端、一端接地，所述第一蓄电池和第二蓄电池的连接点接地。
5.根据权利要求2所述的不间断电源系统，其特征在于，所述第一开关(K11)、第二开关(K12)、第三开关(K13)、第四开关(K14)中任意一者为三极管。
6.根据权利要求1所述的不间断电源系统，其特征在于，所述直接AC/AC变换器(200)包括第一单刀双掷开关(K21)、第二单刀双掷开关(K22)、第二电感(L2)和第二电容(C2)，其中所述第一单刀双掷开关(K21)的定触点经所述第二电感(L2)与所述第二单刀双掷开关(K22)的定触点相连，所述第一单刀双掷开关(K21)的第一动触点连接到所述输入交流电压端、第二动触点接地，所述第二单刀双掷开关(K22)的第一动触点连接到输出交流电压端、第二动触点接地，所述第二电容(C2)的一端连接到所述输出交流电压端、另一端接地。
7.根据权利要求6所述的不间断电源系统，其特征在于，所述第一单刀双掷开关(K21)包括第一三极管(Q1)、第二三极管(Q2)、第三三极管(Q3)和第四三极管(Q4)，第一反并二极管(D1)、第二反并二极管(D2)、第三反并二极管(D3)和第四反并二极管(D4)，其中所述第一三极管(Q1)、第二三极管(Q2)、第三三极管(Q3)和第四三极管(Q4)的基极接收控制信号，所述第一反并二极管(D1)的阳极和阴极分别连接到所述第一三极管(Q1)的发射极和集电极，所述第二反并二极管(D2)的阳极和阴极分别连接到所述第二三极管(Q2)的发射极和集电极，所述第三反并二极管(D3)的阳极和阴极分别连接到所述第三三极管(Q3)的发射极和集电极，所述第四反并二极管(D4)的阳极和阴极分别连接到所述第四三极管(Q4)的发射极和集电极，所述第一三极管(Q1)的集电极连接到所述输入交流电压端、第一三极管(Q1)的发射极连接到所述第二三极管(Q2)的发射极，所述第二三极管(Q2)的集电极连接到所述第三三极管(Q3)的集电极，所述第三三极管(Q3)的发射极连接到所述第四三极管(Q4)的发射极，所述第四三极管(Q4)的集电极接地。
8.根据权利要求6或7所述的不间断电源系统，其特征在于，所述第二单刀双掷开关(K22)包括第五三极管(Q5)、第六三极管(Q6)、第七三极管(Q7)和第八三极管(Q8)，第五反并二极管(D5)、第六反并二极管(D6)、第七反并二极管(D7)和第八反并二极管(D8)，其中所述第五三极管(Q5)、第六三极管(Q6)、第七三极管(Q7)和第八三极管(Q8)的基极接收控制信号，所述第五反并二极管(D5)的阳极和阴极分别连接到所述第五三极管(Q5)的发射极和集电极，所述第六反并二极管(D6)的阳极和阴极分别连接到所述第六三极管(Q6)的发射极和集电极，所述第七反并二极管(D7)的阳极和阴极分别连接到所述第七三极管(Q7)的发射极和集电极，所述第八反并二极管(D8)的阳极和阴极分别连接到所述第八三极管(Q8)的发射极和集电极，所述第五三极管(Q5)的发射极连接到所述第二电感(L2)、第五三极管(Q5)的集电极连接到所述第六三极管(Q6)的集电极，所述第六三极管(Q6)的发射极连接到所述输出交流电压端，所述第七三极管(Q7)的集电极连接到所述第二电感(L2)、第七三极管(Q7)发射极连接到所述第八三极管(Q8)的发射极，所述第八三极管(Q8)的集电极接地。
9.根据权利要求1所述的不间断电源系统，其特征在于，所述直接AC/AC变换器(200)包括第三单刀双掷开关(K23)、第五电感(L5)和第五电容(C5)，其中所述第三单刀双掷开关(K23)的定触点经所述第五电感(L5)连接到输出交流电压端，所述第五电容(C5)的一端连接到所述输出交流电压端、另一端接地，所述第三单刀双掷开关(K23)的第一动触点连接到所述输入交流电压端、第二动触点接地。
10.根据权利要求1所述的不间断电源系统，其特征在于，所述直接AC/AC变换器(200)包括第四单刀双掷开关(K24)、第六电感(L6)和第六电容(C6)，其中所述第四单刀双掷开关(K24)的定触点经所述第六电感(L6)连接到输入交流电压端、第一动触点连接到所述输出交流电压端、第二动触点接地，所述第六电容(C6)的一端连接到所述输出交流电压端、另一端接地。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104300543A (zh) * 2013-07-19 2015-01-21 青岛海尔空调电子有限公司 直流开关电源供电的空调保护电路和空调的供电通信方法
CN105764741A (zh) * 2014-08-29 2016-07-13 株式会社Lg化学 调节dc-dc电压变换器的输入功率界限的功率控制系统和方法
CN105790423A (zh) * 2014-12-16 2016-07-20 康舒科技股份有限公司 交替式电池备援模组与电池备援系统
CN106130084A (zh) * 2015-05-04 2016-11-16 储盈新能源科技（上海）有限公司 新型不间断电源

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1226099A (zh) * 1998-02-09 1999-08-18 富士电机株式会社 不间断电源装置
US6175510B1 (en) * 1999-04-06 2001-01-16 Pit-Kin Loh Direct conversion uninterruptible power supply
CN2652010Y (zh) * 2003-09-18 2004-10-27 北京动力源科技股份有限公司 一种新型多功能应急电源系统
CN101692574A (zh) * 2009-06-01 2010-04-07 宜昌卓能科技有限公司 一种负载电力调节器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1226099A (zh) * 1998-02-09 1999-08-18 富士电机株式会社 不间断电源装置
US6175510B1 (en) * 1999-04-06 2001-01-16 Pit-Kin Loh Direct conversion uninterruptible power supply
CN2652010Y (zh) * 2003-09-18 2004-10-27 北京动力源科技股份有限公司 一种新型多功能应急电源系统
CN101692574A (zh) * 2009-06-01 2010-04-07 宜昌卓能科技有限公司 一种负载电力调节器

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104300543A (zh) * 2013-07-19 2015-01-21 青岛海尔空调电子有限公司 直流开关电源供电的空调保护电路和空调的供电通信方法
CN105764741A (zh) * 2014-08-29 2016-07-13 株式会社Lg化学 调节dc-dc电压变换器的输入功率界限的功率控制系统和方法
CN105764741B (zh) * 2014-08-29 2017-09-26 株式会社Lg化学 调节dc‑dc电压变换器的输入功率界限的功率控制系统和方法
CN105790423A (zh) * 2014-12-16 2016-07-20 康舒科技股份有限公司 交替式电池备援模组与电池备援系统
CN105790423B (zh) * 2014-12-16 2019-03-15 康舒科技股份有限公司 交替式电池备援模组与电池备援系统
CN106130084A (zh) * 2015-05-04 2016-11-16 储盈新能源科技（上海）有限公司 新型不间断电源
CN106130084B (zh) * 2015-05-04 2019-02-01 储盈新能源科技（上海）有限公司 不间断电源

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