CN102427263A

CN102427263A - 一种不间断电源的辅助电源电路

Info

Publication number: CN102427263A
Application number: CN2011104240937A
Authority: CN
Inventors: 方晓云; 陈永华
Original assignee: Guangdong East Power Co Ltd
Current assignee: Guangdong East Power Co Ltd
Priority date: 2011-12-19
Filing date: 2011-12-19
Publication date: 2012-04-25

Abstract

本发明公开了一种不间断电源的辅助电源电路，电路简单，设计合理，包括市电输入单元、电池输入单元、可控开关和多路输出变换器单元，市电输入单元的输入端与市电供电端耦合，市电输入单元的输出端与可控开关的输入端耦合；电池输入单元的输入端与电池供电端耦合，电池输入单元的输出端与多路输出变换器单元的输入端耦合；可控开关连接市电输入单元和多路输出变换器单元；本发明可由市电和电池直接供电，只接电池或市电便可开机，且通过使用常闭的可控开关，避免了在辅助电源输入电容上产生市电电压与电池电压叠加的高压，降低了变压器的设计难度以及回路上各种元器件的选型难度，降低了成本。

Description

一种不间断电源的辅助电源电路

技术领域

本发明属于供电电源领域，特别涉及一种不间断电源的辅助电源电路。

背景技术

为保证大功率UPS的可靠性，稳定的辅助电源是UPS正常工作的前提，辅助电源的可靠性是高可靠性UPS的基础，大容量的UPS设备中的辅助电源往往与电网直接相连，输入电压较高，同时还承受瞬变、浪涌、雷击等电网的各种暂态过程，因此，工作环境十分恶劣。在10KVA以下功率段的不间断电源中，通常分为长效机和标准机两种。所述长效机一般是外置大容量的电池组，而所述标准机则是内置小容量的电池组。对于目前双变换在线式UPS，在单相6～10K功率段，业界多采用如附图1所示的AC/DC主功率变换拓扑。所述长效机在其生产、销售及安装过程中，有时会遇到没有电池而需要开机的情况，而目前如图一所示的拓扑长效机型，多数未提供只上市电便可开机的功能，只有少述机型提供上市电便可开机的功能，但是其电路复杂，成本较高。

在上述单电池的拓扑架构下，电池供电负端对零线的电位不是固定不变的。而如果以如附图2所示的方式直接将市电供电端和电池供电端接入辅助电源的输入端，则在特定情况下，使得零线对电池负供电端BAT-的电位接近电池电压。如市电电压超出UPS市电模式(on-line)工作电压范围的上限，UPS转入电池模式(back-up)时，电池正供电端BAT+通过附图一中的Q1、L2和Q7连接到零线N，此时，火线L对电池负供电端BAT-的电位接近于市电电压和电池电压的叠加。在市电正半周火线L对电池负供电端BAT-的电位较高（可高达600V），如此，使得辅助电源的工作电压范围大大扩大，增大了变压器的设计难度以及回路上各种元器件的选型难度，从而提高了成本。目前，亦有厂商选择辅助电源只从电池供电端取电，但是要实现只上市电便可开机的功能就必须内置一AC/DC变换器电路，因此亦大大增加了成本。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种不间断电源的辅助电源电路，所述辅助电源的电路设计简单，成本低廉，且在只接市电和只接电池状态下便可实现上电开机的功能。

为达上述目的，本发明提供的一种不间断电源的辅助电源电路，采用以下的技术方案：本发明所述辅助电源电路包括用以接收来自单相交流电源和多相交流电源的交流电能的市电输入单元、电池输入单元、可控开关和多路输出变换器单元，所述市电输入单元的输入端与市电供电端耦合，所述市电输入单元的输出端与所述可控开关的输入端耦合；所述电池输入单元的输入端与电池供电端耦合，所述电池输入单元的输出端与所述多路输出变换器单元的输入端耦合；所述可控开关的一端连接所述市电输入单元的输出端，所述可控开关的另一端连接所述多路输出变换器单元的输入端。

进一步地，所述多路输出变换器单元包含辅助电源变压器和连接于所述辅助电源变压器一次侧的主电路开关管，所述可控开关为常闭电控开关；

在市电供电模式时，所述市电供电端经过所述市电输入单元和可控开关的常闭触点为辅助电源供电；在电池供电模式时，所述可控开关的常闭触点断开，所述电池供电端经过所述电池输入单元为辅助电源供电。

进一步地，所述市电输入单元为二极管、晶闸管及IGBT、MOSFET的体内二极管中的一种或三种的组合。

进一步地，所述电池输入单元为二极管、晶闸管和IGBT、MOSFET的体内二极管的一种或三种的组合。

进一步地，所述可控开光通过不间断电源的控制器控制，所述可控开关在未上电时处于导通状态，在电池供电模式时，所述可控开关断开。

本发明的有益效果是：本发明所述的辅助电源输入端可由市电和电池直接供电，且通过使用常闭的可控开关，避免了在辅助电源输入电容上产生市电电压与电池电压叠加的高压，降低了变压器的设计难度以及回路上各种元器件的选型难度，从而降低了成本。

本发明通过可控开关及其驱动电路实现了在附图1所示的UPS拓扑结构下只接电池或市电便可开机的功能。由于辅助电源的功率比较小，因此所述可控开关的成本较低。所述辅助电源电路简单，方便了产品的生产调试、销售演示、现场安装等，为客户提供了便利，具有显著的实际效果。

附图说明

图1所示为AC/DC主功率变换拓扑结构示意图。

图2所示为现有的不间断电源的辅助电源电路示意图。

图3所示为本发明一实施例的不间断电源的辅助电源电路示意图。

图4所示为本发明另一实施例的不间断电源的辅助电源电路示意图。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，解析本发明的优点与精神，藉由以下结合附图与具体实施方式对本发明的详述得到进一步的了解。

本发明所述辅助电源电路包括用以接收来自单相交流电源和多相交流电源的交流电能的市电输入单元、电池输入单元、可控开关和多路输出变换器单元。所述市电输入单元的输入端与市电供电端耦合，所述市电输入单元的输出端与所述可控开关的输入端耦合；所述电池输入单元的输入端与电池供电端耦合，所述电池输入单元的输出端与所述多路输出变换器单元的输入端耦合；所述可控开关的一端连接所述市电输入单元的输出端，所述可控开关的另一端连接所述多路输出变换器单元的输入端。

所述多路输出变换器单元包含辅助电源变压器和连接于所述辅助电源变压器一次侧的主电路开关管，所述可控开关为常闭电控开关。所述可控开关由不间断电源的控制器控制，所述可控开关在未上电时处于导通状态，在电池供电模式时，所述可控开关断开。在市电供电模式时，所述市电供电端经过所述市电输入单元和可控开关的常闭触点为辅助电源供电；在电池供电模式时，所述可控开关的常闭触点断开，所述电池供电端经过所述电池输入单元为辅助电源供电。

所述市电输入单元为二极管、晶闸管及IGBT、MOSFET的体内二极管中的一种、任意两种的组合或者三种的组合。所述电池输入单元为二极管、晶闸管和IGBT、MOSFET的体内二极管的一种、任意两种的组合或者三种的组合。

如说明书附图1和3所示，是说明书附图1所示的AC/DC主功率变换拓扑结构优选的第一实施例电路图，所述辅助电源电路包括市电输入单元、电池输入单元、可控开关和多路输出变换器单元。所述市电输入单元包括与市电供电端L耦合的D9和D13及与市电供电端N耦合的D2和D4。所述电池输入单元包括与电池供电端BAT+耦合的D11及与电池供电端BAT-耦合的D7。所述可控开关包括连接所述市电输入单元和多路输出变换器单元的RLY1和RLY2。所述多路输出变换器单元包括辅助电源变压器T2和连接于所述辅助电源变压器T2一次侧的主电路开关管Q5，所述多路变换器单元把从市电供电端和电池供电端输入的能量转化成不间断电源系统工作所需的各路直流电源电压。

当UPS（不间断电源）输入只接入市电时，所述市电供电端L、N经过所述市电输入电源单元的D13、D2、 D4和D9及所述可控开关RLY1和RLY2的常闭触点为辅助电源供电。当UPS（不间断电源）输入只接入电池时，所述电池供电端BAT+和BAT-经过所述电池输入单元D11和D7为辅助电源供电。因此，UPS（不间断电源）在只接电池或者只接市电的情况下便可实现上电开机的功能。同时，当UPS（不间断电源）运行于电池模式时，所述可控开关RLY1、RLY2的常闭触点断开，避免了在辅助电源输入电容C4上产生市电电压与电池电压叠加的高压，从而保护了辅助电源电路。

如说明书附图1和4所示，是说明书附图1所示的AC/DC主功率变换拓扑结构优选的第二实施例电路图，所述辅助电源电路包括市电输入单元、电池输入单元、可控开关和多路输出变换器单元。所述市电输入单元包括与市电供电端L耦合的D16，与市电供电端N耦合的D15，与电池供电端BAT-耦合的D17以及说明书附图1中主功率回路中Q6体内二极管和晶闸管Q2。所述电池输入单元包括与电池供电端BAT+耦合的D18和与电池供电端BAT-耦合的D17。所述可控开关包括连接所述市电输入单元和多路输出变换器单元的RLY3。所述多路输出变换器单元包括辅助电源变压器T3和连接于所述辅助电源变压器T3一次侧的主电路开关管Q8，所述多路变换器单元把从市电供电端和电池供电端输入的能量转化成不间断电源系统工作所需的各路直流电源电压。

当UPS（不间断电源）运行于市电模式时，在其正半周时，市电依次经过所述市电供电端L、D16、可控开关RLY3的常闭触点、辅助电源变压器T3、所述辅助电源变压器T3一次侧的主电路开关管Q8、D17以及说明书附图1中L1和Q6体内二极管回到市电供电端N为UPS辅助电源提供能量；在其负半周时，说明书附图1中Q2打开，市电经过市电供电端N、D15、可控开关RLY3的常闭触点、辅助电源变压器T3、辅助电源变压器T3一次侧的主电路开关管Q8、D17以及说明书附图1中Q2回到电池供电端L为UPS辅助电源提供能量。

当UPS运行于电池模式时，电池依次经过电池供电端BAT+、D18、辅助电源变压器T3、辅助电源变压器T3一次侧主电路开关管Q8以及D17回到电池供电端BAT-，为UPS辅助电源的建立和运行提供能量。

综上所述，本发明所述辅助电源电路简单，成本低廉，且在只接市电和只接电池状态下便可实现上电开机的功能，且通过使用常闭的可控开关，避免了在辅助电源输入电容上产生市电电压与电池电压叠加的高压，降低了变压器的设计难度以及回路上各种元器件的选型难度，从而降低了成本。

以上所述实施例仅表达了本发明的部分实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种不间断电源的辅助电源电路，其特征在于：所述辅助电源电路包括用以接收来自单相交流电源和多相交流电源的交流电能的市电输入单元、电池输入单元、可控开关和多路输出变换器单元，所述市电输入单元的输入端与市电供电端耦合，所述市电输入单元的输出端与所述可控开关的输入端耦合；所述电池输入单元的输入端与电池供电端耦合，所述电池输入单元的输出端与所述多路输出变换器单元的输入端耦合；所述可控开关的一端连接所述市电输入单元的输出端，所述可控开关的另一端连接所述多路输出变换器单元的输入端。

2.根据权利要求1所述的一种不间断电源的辅助电源电路，其特征在于：所述多路输出变换器单元包含辅助电源变压器和连接于所述辅助电源变压器一次侧的主电路开关管，所述可控开关为常闭电控开关；

3.根据权利要求1所述的一种不间断电源的辅助电源电路，其特征在于：所述市电输入单元为二极管、晶闸管及IGBT、MOSFET的体内二极管中的一种或三种的组合。

4.根据权利要求1所述的一种不间断电源的辅助电源电路，其特征在于：所述电池输入单元为二极管、晶闸管和IGBT、MOSFET的体内二极管的一种或三种的组合。

5.根据权利要求1所述的一种不间断电源的辅助电源电路，其特征在于：所述可控开光通过不间断电源的控制器控制，所述可控开关在未上电时处于导通状态，在电池供电模式时，所述可控开关断开。