CN102025181A

CN102025181A - 省电型在线互动式不断电源系统

Info

Publication number: CN102025181A
Application number: CN2009101737368A
Authority: CN
Inventors: 叶修廷; 林永梅
Original assignee: ANNSO TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Cyber Power Systems Inc
Priority date: 2009-09-11
Filing date: 2009-09-11
Publication date: 2011-04-20
Anticipated expiration: 2029-09-11
Also published as: CN102025181B

Abstract

本发明是有关于一种省电型在线互动式不断电源系统，其包含有一电力开关组、一低频变压器、一全桥开关电路、一主控制器、一充电及放电模式控制器、一蓄电池及一高频充电电路；其中该高频充电电路连接至该交流电源输入端与该蓄电池之间，将交流电源转换为直流电源对蓄电池充电；是以，当交流电源正常供电且蓄电池电量不饱和时，则启动该高频充电电路对蓄电池充电，而不用透过低频变压器及全桥开关电路对蓄电池充电，能有效降低整体的消耗功率。

Description

省电型在线互动式不断电源系统

技术领域

本发明涉及一种不断电源系统，特别是涉及一种省电型在线互动式不断电源系统。

背景技术

请参阅图4所示，为一种既有在线互动式不断电系统(Line Interactive UPS)的电路架构，其包含有：

一电力开关组50，串接于交流电源及负载之间，决定交流电源是否提供至该负载；

一低频变压器51，其包含二绕组511a、511b，其中一绕组511a连接至负载，并透过电力开关组50连接至交流电源；

一全桥开关电路52，包含有二组半桥开关电路521、522，其中二半桥开关电路521、522的串接节点连接至低频变压器51的另一绕组511b；

一主控制器53，连接至该电力开关组50；

一充电及放电模式控制器54，连接至该主控制器53及该全桥开关电路52，依据主控制器53的充电命令或放电命令驱动全桥开关电路52进入充电或放电模式；及

一蓄电池55，连接至该全桥开关电路52，藉由全桥开关电路52进行充电或放电。

由上述在线互动式不断电系统架构可知，该主控制器53会判断目前交流电源状态及蓄电池55电量，输出充电命令或放电命令予该充电及放电模式控制器54，再由该充电及放电模式控制器54决定执行充电或放电模式。当交流电源正常供电时，主控制器53控制电力开关组52闭合，令交流电源直流输入至负载及低频变压器51；在此期间若主控制器53又判断蓄电池55电量下降，则透过充电及放电模式控制器54控制全桥开关电路52将市电电源转换为直流电源对蓄电池55进行充电，直到蓄电池55电量充饱为止。然而，一旦交流电源异常及中断时，该主控制器53即关闭电力开关组50，并发出放电命令予该充电及放电模式控制器54，由该充电及放电模式控制器54驱动全桥开关电路52，将蓄电池55的储存直流电源转换为交流电源，并提供予该负载，达到不断电的效果。由于此一不断电系统永远与负载连接，故称为在线互动式不断电系统，其虽可确保蓄电池电量维持饱和值，但由于蓄电池55是透过低频变压器51及全桥开关电路52进行转换充电，故维持蓄电池电量饱和相对地耗费电源。

由此可见，上述现有的不断电源系统在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型的省电型在线互动式不断电源系统，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

有鉴于上述现有的不断电源系统存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型的省电型在线互动式不断电源系统，能够改进一般现有的不断电源系统，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有的不断电源系统存在的缺陷，而提供一种新型的省电型在线互动式不断电源系统，所要解决的技术问题是使其可在交流电源正常时，以高频充电回路对蓄电池充电维持饱和电量，非常适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种省电型在线互动式不断电源系统，其包括：一电力开关组，连接于交流电源输入端，该交流电源输入端供交流电源连接，其中该电力开关组决定交流电源是否提供至该负载；一低频变压器，其包含二绕组，其中一绕组连接至负载，并透过电力关组连接至交流电源；一全桥开关电路，包含有二组半桥开关电路，其中该二半桥开关电路的串接节点连接至低频变压器的另一绕组；一主控制器，连接至该电力开关组；一充电及放电模式控制器，连接至该主控制器及该全桥开关电路，依据主控制器的充电命令或放电命令驱动全桥开关电路进入充电或放电模式；一蓄电池，连接至该全桥开关电路，藉由全桥开关电路进行充电或放电；及

一高频充电电路，连接至该交流电源输入端与该蓄电池之间，将交流电源转换为直流电源对蓄电池充电。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的省电型在线互动式不断电源系统，其中所述的高频充电电路包含有一整流器及一高频充电器。

前述的省电型在线互动式不断电源系统，其进一步包含有一切换开关，其串接于变压器其中一绕线与电力开关组之间，且该切换开关受该充电及放电模式控制器控制启闭。

前述的省电型在线互动式不断电源系统，其中所述的切换开关为一继电器。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上可知，为达到上述目的，本发明提供了一种省电型在线互动式不断电源系统，可在交流电源正常时，以高频充电回路对蓄电池充电维持饱和电量。该在线互动式不断电系统包含有：一电力开关组、一低频变压器、一全桥开关电路、一主控制器、一充电及放电模式控制器、一蓄电池及一高频充电电路；其中该高频充电电路连接至该交流电源输入端与该蓄电池之间，将交流电源转换为直流电源对蓄电池充电。

借由上述技术方案，本发明省电型在线互动式不断电源系统至少具有下列优点及有益效果：本发明主要在该交流电源输入端与该蓄电池之间加入一高频充电电路，当交流电源正常供电时，若检知蓄电池电量不饱和，则启动该高频充电器，将整流器输出的直流电流予以转换至特定电压直流电源，并将之提供至该蓄电池，对蓄电池进行充电，维持蓄电池饱和电量。是以，该在线互动式不断电系统即不用透过低频变压器及全桥开关电路对蓄电池充电，能有效避免耗损额外的电源功率。

综上所述，本发明是有关于一种省电型在线互动式不断电源系统，其包含有一电力开关组、一低频变压器、一全桥开关电路、一主控制器、一充电及放电模式控制器、一蓄电池及一高频充电电路；其中该高频充电电路连接至该交流电源输入端与该蓄电池之间，将交流电源转换为直流电源对蓄电池充电；是以，当交流电源正常供电且蓄电池电量不饱和时，则启动该高频充电电路对蓄电池充电，而不用透过低频变压器及全桥开关电路对蓄电池充电，能有效降低整体的消耗功率。

本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本发明第一较佳实施例的电路图。

图2是本发明第二较佳实施例的电路图。

图3A是图2在小电流充电模式下的电路图。

图3B是图2在大电流充电模式下的电路图。

图4是一既有在线互动式不断电系统的电路图。

10：电力开关组 11：低频变压器

111a、111b：绕组 12：全桥开关电路

121、122：半桥开关电路 13：主控制器

14：充电及放电模式控制器 15：蓄电池

16：高频充电电路 161：整流器

162：高频充电器 17：切换开关

50：电力开关组 51：低频变压器

511a、511b：绕组 52：全桥开关电路

521、522：半桥开关电路 53：主控制器

54：充电及放电模式控制器 55：蓄电池

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的省电型在线互动式不断电源系统其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚的呈现。为了方便说明，在以下的实施例中，相同的元件以相同的编号表示。

请参阅图1所示，为本发明在线互动式不断电源系统的第一较佳实施例的电路图，其包含有：

一电力开关组10，连接于交流电源输入端AC、IN，该交流电源输入端AC、IN供交流电源连接，其中该电力开关组50决定交流电源是否提供至该负载(图中未示)；在本实施例中，该电力开关组50一端连接至交流电源输入端AC、IN，另一端V_out则供负载连接，因此电力开关组50串接于交流输入端AC、IN及负载之间；

一低频变压器11，其包含二绕组111a、111b，其中一绕组111a连接至负载，并透过电力开关组10连接至交流电源；

一全桥开关电路12，包含有二组半桥开关电路121、122，其中该二半桥开关电路121、122的串接节点连接至低频变压器11的另一绕组111b；

一主控制器13，连接至该电力开关组10；

一充电及放电模式控制器14，连接至该主控制器13及该全桥开关电路12，依据主控制器12的充电命令或放电命令驱动全桥开关电路12进入充电或放电模式；

一蓄电池15，连接至该全桥开关电路12，藉由全桥开关电路15进行充电或放电；及

一高频充电电路16，连接至该交流电源输入端AC、IN与该蓄电池15之间，将交流电源转换为直流电源对蓄电池15充电；在本实施例中，该高频充电电路16包含有一整流器161及一高频充电器162。

上述在线互动式不断电系统主要在该交流电源输入端AC、IN与该蓄电池15之间加入一高频充电电路16，当交流电源正常供电时，若检知蓄电池电量不饱和，则启动该高频充电电路16，将整流器161输出的直流电流予以转换至特定电压直流电源，并将之提供至该蓄电池15，对蓄电池15进行充电，维持蓄电池15饱和电量。是以，该在线互动式不断电系统即不用透过低频变压器11及全桥开关电路12对蓄电池15充电，能有效避免耗损额外的电源功率。

请参阅图2所示，为本发明第二较佳实施例，其大多结构与第一较佳实施例相同，惟增加一切换开关17，即该切换开关17串接于变压器11其中一绕线111a与电力开关组10之间，且该切换开关17受该充电及放电模式控制器14控制启闭。请配合参阅图3A所示，当主控制器13对该充电及放电模式控制器14输出目前蓄电池15为电量饱和讯号，则该充电及放电模式控制器14会关闭该切换开关17，令低频变压器11与交流电源及负载脱离。又，上述切换开关为一继电器。

由于蓄电池电量饱和一段时间后会自然些微下降，因此，当主控制器判断蓄电池电量有微小下降时，即对该充电及放电模式控制器输出输出小电流充电模式命令时，则该充电及放电模式控制器会维持关闭该切换开关，保持低频变压器与交流电源及负载脱离状态，同时该高频充电电路即会启动，直接将交流电源转换为直流电流对蓄电池充电。

请参阅图3B所示，当不断电系统在交流电源短时间中断，将蓄电池15电量转换为交流电源提供予负载，而导致复电后蓄电池电量呈低电量，则该主控制器13会对该充电及放电模式控制器14输出输出大电流充电模式命令时，则该充电及放电模式控制器14会维持开启该切换开关17，令低频变压器11与交流电源及负载实体连接，将交流电源透过低频变压器11及全桥开关电路12对蓄电池15以大电流的直流电源快速充电，直到蓄电池15达到饱和电量为止。

由上述说明可知，因为交流电源正常供电的时间较其异常或断电时间长，本发明为了避免采用低转换效率的低频变压器对蓄电池充电造成电能的耗费，而增加高频充电电路外，更在判断交流电源正常供电状况下，将切换开关关闭，使低频变化器与交流电源不再直接连接，而避免多余电源能量的耗费。藉由此一电路架构，本发明不断电系统在交流电源正常供电时，仅会消耗约0.5W的电量，达到省电的功效。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种省电型在线互动式不断电源系统，其特征在于其包括：

一电力开关组，连接于交流电源输入端，该交流电源输入端供交流电源连接，其中该电力开关组决定交流电源是否提供至该负载；

一低频变压器，其包含二绕组，其中一绕组连接至负载，并透过电力关组连接至交流电源；

一全桥开关电路，包含有二组半桥开关电路，其中该二半桥开关电路的串接节点连接至低频变压器的另一绕组；

一主控制器，连接至该电力开关组；

一充电及放电模式控制器，连接至该主控制器及该全桥开关电路，依据主控制器的充电命令或放电命令驱动全桥开关电路进入充电或放电模式；

一蓄电池，连接至该全桥开关电路，藉由全桥开关电路进行充电或放电；及

2.根据权利要求1所述的省电型在线互动式不断电源系统，其特征在于其中所述的高频充电电路包含有一整流器及一高频充电器。

3.根据权利要求1或2所述的省电型在线互动式不断电源系统，其特征在于其进一步包含有一切换开关，其串接于变压器其中一绕线与电力开关组之间，且该切换开关受该充电及放电模式控制器控制启闭。

4.根据权利要求3所述的省电型在线互动式不断电源系统，其特征在于其中所述的切换开关为一继电器。