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

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黎福根
王怀忠
孔庆海
杨水根
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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
[0001] 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
[0002] 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。
[0003] 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
[0004] 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。
[0005] 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。
[0006] 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。
[0007] 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;
[0008] 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。
[0009] 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。
[0010] 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。
[0011] 高压直流电源系统直流输出标称电压为:M0V、288V、300V、312V、360V或384V。
[0012] 高压直流电源系统交流逆变输出标称电压为:220V。[0013] 本发明的有益效果是:
[0014] 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。
[0015] 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
[0016] 图1为本发明高压直流电源系统的结构框图;
[0017] 图2为本发明逆变模块结构框图。
具体实施方式
[0018] 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。
[0019] 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。
[0020] 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:
[0021] 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。
[0022] 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(1¾与切换单元(1¾的控制端均与监控模块6的控制输出端相连。
[0023] 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。
[0024] 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。
[0025] 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。
[0026] 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O)、逆变器模块G)、监控模块(6)、蓄电池组C3)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O),整流模块(¾通过并联分别连接直流配电单元(5)、逆变器模块和蓄电池组(3),直流配电单元(¾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O)、逆变器模块G)、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(1¾与切换单元(1¾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。
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