CN102468682A - 一种交直流两用的高压直流电源系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种交直流两用高压直流电源系统。本发明的目的在于提供一种既能提供直流供电，同时又能提供交流供电的高压直流电源系统。本发明包括交流配电单元、整流模块、逆变器模块、监控模块、蓄电池组及直流配电单元。交流配电单元连接各整流模块、各整流模块分别连接直流配电单元、逆变器模块、蓄电池组。直流配电单元连接各直流负载，逆变器模块连接各交流负载，监控模块与交流配电单元、整流模块、逆变器模块、蓄电池组及直流配电单元相连接。

Description

一种交直流两用的高压直流电源系统

技术领域

本发明涉及电源系统领域，尤其涉及一种交直流两用高压直流电源系统。

背景技术

近年来，随着通信技术的IP化，IT设备得到了大量的应用，对于电源的安全及可靠性要求越来越高，由于高压直流电源系统与传统的UPS相比在节能、可靠，投资、维护等方面具有巨大优势，已经在通信机房中开始逐步替代传统的UPS供电。

在高压直流电源系统取代传统的UPS供电的过程中，目前开发应用的高压直流电源只能提供直流电源，带直流负载，不能提供交流电源，不能带交流负载。实际上，通信网络或信息网络中大部分设备是直流负载，但也有小部分设备是只能使用交流电源的，如风扇、小型变压器、CRT显示器、感性负载、具有输入频率检测启动的设备等。对于直流负载，可以直接采用高压直流电源系统供电，但对于交流负载，用户就只好直接使用原市电进行供电。这不仅大大限制了高压直流电源系统的应用范围，而且一旦市电停电，将导致交流负载不能正常工作，从而导致网络部分瘫痪。高压直流电源系统只能提供直流供电、不能提供交流供电这一缺点，不仅给整个后端用电系统带来了很大的风险性，而且给后备电源的改造带来了很多的实际困难，同时也阻碍了高压直流电源取代UPS供电的步伐。

发明内容

本发明就是针对上述问题提供了一种既能提供直流供电，同时又能提供交流供电的高压直流电源系统。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：本发明主要包括交流配电单元、整流模块、逆变器模块、监控模块、蓄电池组及直流配电单元。

交流配电单元连接各整流模块的输入端，整流模块的输出端分三路，三路处于并联状态，一路直接接直流配电单元，一路接逆变器模块的输入端，还有一路接蓄电池组。

直流配电单元连接各直流负载，逆变器模块连接各交流负载；

蓄电池组，用于交流输入单元停电时，向直流配电单元、逆变器模块提供电源，使直流负载与交流负载能正常工作。

整流模块，用于转化交流电为直流电，包括功率因数校正整流及直流/直流变换双级电路。功率因数校正整流用于对输入交流电压整流成直流电压，同时将输入交流电源校正为与输入电压波形相位一致，降低输入电流谐波和提高输入功率因数；直流/直流变换电路为脉冲宽度调制型直流/直流变换电路。

监控模块通过信号线与交流配电单元、整流模块、逆变器模块、蓄电池组及直流配电单元连接，用于监控各单元运行状态、信号采集、运行设置、蓄电池组充放电、工程输出监控、故障判断、故障报警等系统控制。

高压直流电源系统直流输出标称电压为：240V、288V、300V、312V、360V或384V。

高压直流电源系统交流逆变输出标称电压为：220V。

本发明的有益效果是：

1、本发明提供一种既能提供直流供电，同时又能提供交流供电的高压直流电源系统。在提高系统可靠性的同时，用户不必更改原任何用电设备，避免重复投资，减少系统的维护。

2、相对于现有技术，本发明高压直流电源既能提供直流供电又能提供交流供电，，保证用户在突然停电的情况下，所有通信或IT网络的用电设备能正常工作。

附图说明

图1为本发明高压直流电源系统的结构框图；

图2为本发明逆变模块结构框图。

具体实施方式

以下所述仅为本发明的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。

参阅图1所示，本发明中，两路交流电源经过交流配电单元1自动切换成一路总电源后，将交流电源连接到各个整流模块2，整流模块的输入输出端采用的是一体化可带电插拔型插座，各整流模块通过内部的PFC功率因数校正电路整流和PWM型DC/DC变换双级电路，将输入交流电源变换成稳定的高压直流电源，各整流模块的输出后汇总分三路，三路处于并联状态，一路直接接直流配电单元5，一路接逆变器模块4的输入端，还有一路接蓄电池组3。所述直流配电单元1连接各直流负载7，所述逆变器模块4输出连接各交流负载8。监控模块6通过信号线与交流配电单元1、整流模块2、逆变器模块4、蓄电池组3及直流配电单元5连接。

下面结合图2，具体对逆变器模块4的结构及工作原理进行说明：

逆变器模块4包括交流输入单元9、直流输入单元10、直流滤波单元11、逆变单元12、切换单元13、交流滤波单元14、交流输出单元15。

交流输入单元9一端接市电，一端接切换单元13。直流输入单元10接蓄电池组3，经直流滤波单元11、逆变单元12连接到切换单元13。交流输入单元9与直流输入单元10呈并联状态，经切换单元13汇合后，再经交流滤波单元14连接到交流输出单元15。其中，逆变单元(12)与切换单元(13)的控制端均与监控模块6的控制输出端相连。

当监控模块6检测到市电正常时，控制切换单元13接通交流输入单元9，交流电经切换单元13、交流滤波单元14、交流输出电路15直接向交流负载8供电。当监控模块6检测到市电停电时，控制切换单元13接通直流输入电路10，并控制逆变单元12立即工作，同时断开交流输入电路9。蓄电池组3向直流输入单元9输入直流电，直流电经过直流滤波单元11滤波后，将直流电源的杂讯滤除，得到平稳的直流、送入逆变单元12。

逆变单元12采用SPWM脉宽调制技术，独特的非线性控制电路，先进的DC-AC电气隔离技术，将直流电源转换为正弦交流电源后，连接到切换单元13，再经交流滤波单元14滤除输出的交流谐波和干扰，使输出更加平稳。交流滤波后的交流电通过交流输出单元15向交流负载8供电。

逆变器模块4采用智能化微电脑控制技术，控制逆变器电源跟随基准市电，并与其保持相同的相位和频率，自动调节，并使电源在规定的范围内，按照设定的保护值运行和保护。

逆变器模块4可根据负载的大小，可以多个并联的方式进行扩容。并通过通信接口与高压直流电源系统的监控模块6通讯，随时可监测其数据及工作状态。

Claims (4)

1.一种交直流两用的高压直流电源系统，包括交流配电单元(1)、整流模块(2)、逆变器模块(4)、监控模块(6)、蓄电池组(3)及直流配电单元(5)，其特征在于：交流配电单元(1)连接整流模块(2)，整流模块(2)通过并联分别连接直流配电单元(5)、逆变器模块(4)和蓄电池组(3)，直流配电单元(5)连接若干个直流负载(7)，逆变器模块(4)连接若干个交流负载(8)，监控模块(6)与交流配电单元(1)、整流模块(2)、逆变器模块(4)、蓄电池组(3)及直流配电单元(5)连接。

2.根据权利要求1所述的一种交直流两用的高压直流电源系统，其特征在于：所述的逆变模块(4)中的逆变单元(12)与切换单元(13)的控制端均与监控模块(6)的控制输出端相连。

3.根据权利要求1所述的一种交直流两用的高压直流电源系统，其特征在于：所述的逆变器模块(4)可根据负载的大小，采取多个并联的方式进行扩容。

4.根据权利要求1所述的一种交直流两用的高压直流电源系统，其特征在于：所述的逆变器模块(4)可通过通信接口与高压直流电源系统的监控模块(6)通讯，随时可监测其数据及工作状态。

Images