CN102832688B - 一种不间断电源 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不间断电源，包括子单元和开关管驱动模块，子单元包括第一可控开关和第二可控开关相连形成的第一桥臂，第三可控开关和第四可控开关相连形成的第二桥臂，第五可控开关和第六可控开关相连形成的第三桥臂，第一电感，母线电容，第二电感，第二电容、第一开关和第二开关；不间断电源还包括电池；电池的正极与第二开关的第一端耦合，第二开关的第二端与第一电感的第一端耦合，电池的负极与母线电容的负极耦合；或，电池的正极与母线电容的正极耦合，电池的负极与第二开关的第一端耦合，第二开关的第二端与第一电感的第一端耦合。通过对电池挂接形式的改进，使得电路在电池模式下工作时，第二桥臂中的两个可控开关的控制算法得到简化。

Description

一种不间断电源

【技术领域】

本发明涉及电力电子器件，特别是涉及一种不间断电源。

【背景技术】

如图1所示，为现有的不间断电源(Uninterruptible Power Supply，简称UPS)的电路图，图中，UPS包括子单元，子单元包括第一可控开关Q1、第二可控开关Q2相连形成的第一桥臂，第三可控开关Q3、第四可控开关Q4相连形成的第二桥臂，第五可控开关Q5、第六可控开关Q6相连形成的第三桥臂，第一电感L1，母线电容DC1，第二电感L2，第二电容C2、第一开关S1和第二开关S2；第一开关S1的第一端与市电输入耦合，第一开关S1的第二端与第一电感L1的第一端耦合，第一电感L1的第二端与第一桥臂的中点耦合，第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂分别跨接在母线电容DC1的正极和负极，第二桥臂的中点耦合至中线N，第三桥臂的中点与第二电感L2的第一端耦合，第二电感L2的第二端与第二电容C2的第一端耦合，第二电容C2的第二端耦合至中线N。UPS中还包括电池BATTERY，电池BATTERY的正极通过第二开关S2与第一电感L1的第一端耦合，电池BATTERY的负极与中线耦合。

上述UPS电路中，第一电感L1，第一可控开关Q1、第二可控开关Q2、第三可控开关Q3的体内二极管和第四可控开关Q4的体内二极管组成功率因数校正(PowerFactor Correction，简称PFC)电路。第三可控开关Q3、第四可控开关Q4、第五可控开关Q5、第六可控开关Q6和第二电感L2、第二电容C2组成全桥逆变电路。经PFC电路的功率因数校正后，其输入电流成为与输入市电同相位的正弦波且谐波含量较少，PFC电路同时作AC/DC变换器，将输入市电转换为母线电容DC1两端的直流电压，全桥逆变电路则将母线电容DC1两端的直流电压逆变为高质量的正弦电压提供给负载。电路中，由于第三可控开关Q3、第四可控开关Q4组成的第二桥臂被PFC电路和全桥逆变电路共用，因此电路中使用了较少的开关管，电路的成本较低。同时由于PFC电路的整流电流和逆变电路的逆变电流在绝大多数情况下经过第二桥臂的可控开关(Q3或Q4)的方向相反，可以抵消大部分，所以第三可控开关Q3和第四可控开关Q4中流经的电流小，损耗在其上的功率就小，因此电路的损耗也较小。

然而上述电路，要实现正常工作，需要复杂的控制算法产生各可控开关的驱动信号以控制各可控开关的工作状态，尤其是电路中第二桥臂的第三可控开关Q3和第四可控开关Q4，因其组成的第二桥臂被PFC电路和全桥逆变电路共用，两可控开关对应的驱动控制算法较复杂。

另外，现有的UPS除包括上述子单元之外，还包括开关管驱动模块。如图2所示，为开关管驱动模块的电路图，开关管驱动模块包括前端滤波模块1、中间隔离耦合模块2和后端驱动模块3，前端滤波模块1的输入端接收开关管驱动模块前一级输出的开关管驱动控制信号DRV1，对其进行滤波处理，前端滤波模块1的第一输出端A连接中间隔离耦合模块2的第一输入端C，前端滤波模块1的第二输出端B，也即接地端连接中间隔离耦合模块2的第二输入端D。中间隔离耦合模块2的第一输出端F连接后端驱动模块3的输入端I，第二输出端E连接后端驱动模块3的正电源线V+，第三输出端G连接后端驱动模块3的负电源线V-。后端驱动模块3的驱动信号输出端L连接UPS子单元中位于桥臂下端的开关管(如第二可控开关Q2、第四可控开关Q4和第六可控开关Q6)的控制端，后端驱动模块3的中线M连接母线电容DC1的负极。

如何对开关管驱动模块进行改进，以降低整个UPS的器件成本，也是本领域技术人员努力的方向。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题是：弥补上述现有技术的不足，提出一种不间断电源，能相对简化电路中第二桥臂中的第三可控开关Q3和第四可控开关Q4对应的驱动控制算法。

本发明进一步所要解决的技术问题是：弥补上述现有技术的不足，提出一种不间断电源，通过对开关管驱动模块的改进以减小整个UPS的器件成本。

本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：

一种不间断电源，包括子单元和开关管驱动模块，所述子单元包括第一可控开关和第二可控开关相连形成的第一桥臂，第三可控开关和第四可控开关相连形成的第二桥臂，第五可控开关和第六可控开关相连形成的第三桥臂，第一电感，母线电容，第二电感，第二电容、第一开关和第二开关；所述第一开关的第一端与市电输入耦合，所述第一开关的第二端与所述第一电感的第一端耦合，所述第一电感的第二端与所述第一桥臂的中点耦合，所述第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂分别跨接在所述母线电容的正极和负极，所述第二桥臂的中点耦合至中线，所述第三桥臂的中点与所述第二电感的第一端耦合，所述第二电感的第二端与所述第二电容的第一端耦合，所述第二电容的第二端耦合至中线；其特征在于：所述不间断电源还包括电池；所述电池的正极与所述第二开关的第一端耦合，所述第二开关的第二端与所述第一电感的第一端耦合，所述电池的负极与所述母线电容的负极耦合；或，所述电池的正极与所述母线电容的正极耦合，所述电池的负极与所述第二开关的第一端耦合，所述第二开关的第二端与所述第一电感的第一端耦合。

优选的技术方案中，

所述子单元还包括第一电容，所述第一电容第一端与所述电池的正极耦合、第二端与所述电池的负极耦合。

进一步优选的技术方案中，

所述子单元还包括第三电感，所述第二桥臂的中点通过所述第三电感耦合至中线。

所述开关管驱动模块包括前端滤波模块和后端驱动模块，所述前端滤波模块的第一输出端连接所述后端驱动模块的输入端，所述前端滤波模块的接地端直接与所述后端驱动模块的中线相连，所述后端驱动模块的中线与所述子单元中的母线电容(DC1)的负极耦合。

本发明与现有技术对比的有益效果是：

本发明的不间断电源，通过对电池挂接形式的改进，使得电路在电池模式下工作时，第二桥臂中的两个可控开关(Q3、Q4)完全从PFC电路中“释放”出来，则当电路从市电模式切换至电池模式下工作时，不再需要改变两个可控开关(Q3、Q4)的控制算法以避免其烧毁，在电池模式下可控开关(Q3、Q4)的控制算法仍然可延用市电模式下的控制算法，可控开关(Q3、Q4)的控制算法不再如现有中既包括市电模式下控制算法也包括电池模式下控制算法两部分内容，而是简化为仅包括市电模式下控制算法这部分内容。再者，由于电池模式下，两个可控开关(Q3、Q4)完全从PFC电路中“释放”出来，即使仍然按照市电模式和电池模式区分设计两部分的控制算法，由于电池模式下两可控开关(Q3、Q4)仅需负责逆变电路的工作，则两可控开关(Q3、Q4)电池模式下对应的控制算法相对现有技术中电池模式下的控制算法也简化很多，即使按两部分设计控制算法，控制算法整体也能得到简化。进一步地，本发明的不间断电源，UPS中的开关管驱动模块，前端滤波模块的接地端与后端驱动模块的中线共地连接，可省去中间隔离耦合模块的使用，降低整个UPS的器件成本。

【附图说明】

图1是现有技术中不间断电源的电路图；

图2是现有技术中不间断电源中的开关管驱动模块电路图；

图3是本发明具体实施方式一中不间断电源的电路图；

图4a是本发明具体实施方式一中不间断电源市电模式下输入正半周输出正半周时PFC电路中第一电感储能时的电流流向图；

图4b是本发明具体实施方式一中不间断电源市电模式下输入正半周输出正半周时PFC电路中第一电感储能转移至母线电容时的电流流向图；

图4c是本发明具体实施方式一中不间断电源市电模式下输入正半周输出正半周时逆变电路中母线电容储能转移至第二电感时的电流流向图；

图4d是本发明具体实施方式一中不间断电源市电模式下输入正半周输出正半周时逆变电路中第二电感储能转移至第二电容时的电流流向图；

图5a是本发明具体实施方式一中不间断电源市电模式下输入负半周输出负半周时PFC电路中第一电感储能时的电流流向图；

图5b是本发明具体实施方式一中不间断电源市电模式下输入负半周输出负半周时PFC电路中第一电感储能转移至母线电容时的电流流向图；

图5c是本发明具体实施方式一中不间断电源市电模式下输入负半周输出负半周时逆变电路中母线电容储能转移至第二电感时的电流流向图；

图5d是本发明具体实施方式一中不间断电源市电模式下输入负半周输出负半周时逆变电路中第二电感储能转移至第二电容时的电流流向图；

图6a是现有技术中不间断电源电池模式下的PFC电路第一电感储能时的电流流向图；

图6b是现有技术中不间断电源电池模式下的PFC电路第一电感储能时转移至母线电容时的电流流向图；

图7a是本发明具体实施方式一中不间断电源电池模式下的PFC电路第一电感储能时的电流流向图；

图7b是本发明具体实施方式一中不间断电源电池模式下的PFC电路第一电感储能转移至母线电容时的电流流向图；

图8是本发明具体实施方式二中不间断电源的电路图；

图9a是本发明具体实施方式二中不间断电源电池模式下的PFC电路第一电感储能时的电流流向图；

图9b是本发明具体实施方式二中不间断电源电池模式下的PFC电路第一电感储能转移至母线电容时的电流流向图；

图10是本发明具体实施方式三中不间断电源的电路图；

图11是本发明具体实施方式四中不间断电源的电路图；

图12是本发明具体实施方式五中不间断电源的电路图；

图13是本发明具体实施方式六中不间断电源的电路图；

图14是本发明具体实施方式七中不间断电源的电路图；

图15是本发明具体实施方式八中不间断电源的电路图；

图16是本发明具体实施方式九中不间断电源的电路图；

图17是本发明具体实施方式十中不间断电源的电路图；

图18是本发明具体实施方式十一中不间断电源中的开关管驱动模块电路图。

【具体实施方式】

下面结合具体实施方式并对照附图对本发明做进一步详细说明。

具体实施方式一

如图3所示，为本具体实施方式中不间断电源的电路图，不间断电源包括开关管驱动模块(图中未示出)，子单元100和电池BATTERY。子单元100包括第一可控开关Q1和第二可控开关Q2相连形成的第一桥臂，第三可控开关Q3和第四可控开关Q4相连形成的第二桥臂，第五可控开关Q5和第六可控开关Q6相连形成的第三桥臂，第一电感L1，母线电容DC1，第二电感L2，第二电容C2、第一开关S1和第二开关S2。子单元100中，第一开关S1的第一端与市电输入耦合，第一开关S1的第二端与第一电感L1的第一端耦合，第一电感L1的第二端与第一桥臂的中点耦合，第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂分别跨接在母线电容DC1的正极和负极，第二桥臂的中点耦合至中线N，第三桥臂的中点与第二电感L2的第一端耦合，第二电感L2的第二端与第二电容C2的第一端耦合，第二电容C2的第二端耦合至中线N。电池BATTERY与子单元的连接关系为，电池BATTERY的正极与第二开关S2的第一端耦合，第二开关S2的第二端与第一电感L1的第一端耦合，电池BATTERY的负极与母线电容DC1的负极耦合。相对于现有的UPS电路，电池BATTERY的负极不再挂接在中线上，而是直接接在母线电容DC1的负极。

上述第一可控开关Q1、第二可控开关Q2、第三可控开关Q3、第四可控开关Q4、第五可控开关Q5和第六可控开关Q6为同一类型的可控开关，所述同一类型的可控开关可以为金属氧化物半导体场效应管、绝缘栅双极型晶体管、功率晶体管、可关断晶闸管、MOS(Metal-Oxide-Semiconductor，金属-氧化物-半导体)控制晶闸管、静电感应晶体管、静电感应晶闸管或集成门极换流晶闸管等。

上述子单元电路中，第一电感L1，第一可控开关Q1、第二可控开关Q2、第三可控开关Q3的体内二极管和第四可控开关Q4的体内二极管组成PFC电路。第三可控开关Q3、第四可控开关Q4、第五可控开关Q5、第六可控开关Q6和第二电感L2、第二电容C2组成逆变电路。PFC电路和逆变电路的电路结构以及工作原理均与现有的UPS相同，在此不做重复说明。

上述电路如工作在市电模式下时，各可控开关的控制状态与现有的UPS中相同，如下仅作简略描述。

市电输入正半周时，电路输出也为正半周，则PFC电路工作在正半周内，逆变电路也工作在正半周内，则需控制：第一可控开关Q1关断；第二可控开关Q2根据PFC控制量和载波产生的脉宽调制信号高频斩波；第三可控开关Q3关断；第四可控开关Q4导通；第五可控开关Q5根据逆变控制量和载波产生的驱动信号高频斩波，第六可控开关Q6与第五可控开关Q5互补工作。PFC电路中，第一电感L1储能时电流回路如图4a中虚线箭头所示，第一电感L1中储能转移至母线电容DC1时电流回路如图4b中虚线箭头所示；逆变电路中，母线电容DC1中储能释放至第二电感L2时电流回路如图4c中虚线箭头所示，第二电感L2中储能释放至第二电容C2时电流回路如图4d中虚线箭头所示。

市电输入负半周时，电路输出也为负半周，则PFC电路工作在负半周内，逆变电路也工作在负半周内，则需控制：第一可控开关Q1根据PFC控制量和载波产生的脉宽调制信号高频斩波；第二可控开关Q2关断；第三可控开关Q3导通；第四可控开关Q4关断；第六可控开关Q6根据逆变控制量和载波产生的驱动信号高频斩波，第五可控开关Q5与第六可控开关Q6互补工作。PFC电路中，第一电感L1储能时电流回路如图5a中虚线箭头所示，第一电感L1中储能转移至母线电容DC1时电流回路如图5b中虚线箭头所示；逆变电路中，母线电容DC1中储能释放至第二电感L2时电流回路如图5c中虚线箭头所示，第二电感L2中储能释放至第二电容C2时电流回路如图5d中虚线箭头所示。

上述电路如工作于电池模式下，逆变电路部分的各可控开关的工作仍与现有的UPS中逆变电路中相同，而PFC电路中各可控开关的工作则与现有的UPS中PFC电路中不同。

现有的UPS电路中电池模式下PFC电路中电流流向图如图6所示。图6a为现有的UPS在电池模式下PFC电路中第一电感L1储能时电流流向图。此时，电流沿电池BATTERY正极→第二开关S2→第一电感L1→第二可控开关Q2→第四可控开关Q4→中线N→电池BATTERY负极，为第一电感L1储能。图6b为现有的UPS在电池模式下PFC电路中第一电感L1储能释放至母线电容DC1时电流流向图。此时，电流沿电池BATTERY正极→第二开关S2→第一电感L1→第一可控开关Q1→母线电容DC1→第四可控开关Q4→中线N→电池BATTERY负极，为母线电容DC1充电。

而本具体实施方式中UPS电路中电池模式下PFC电路中电流流向图如图7所示。图7a中为本具体实施方式中UPS电路在电池模式下PFC电路中第一电感L1储能时电流流向图。此时，电流沿电池BATTERY正极→第二开关S2→第一电感L1→第二可控开关Q2→电池BATTERY负极，为第一电感L1储能。图7b中为电池模式下PFC电路中第一电感L1储能释放至母线电容DC1时电流流向图。此时，电流沿电池BATTERY正极→第二开关S2→第一电感L1→第一可控开关Q1→母线电容DC1→电池BATTERY负极，为母线电容DC1充电。

对比图6和图7中的电流回路可知，本具体实施方式中的UPS在电池模式下时，PFC电路中不再需要第二桥臂中的两个可控开关(Q3、Q4)的参与，两个可控开关(Q3、Q4)仅需承担逆变电路中的工作任务即可，这样即可相对简化第三可控开关Q3和第四可控开关Q4对应的驱动控制算法。具体分析为：

对现有UPS电路中第三可控开关Q3和第四可控开关Q4控制算法非常复杂的原因进行分析，一方面，由于第三可控开关Q3、第四可控开关Q4组成的第二桥臂被PFC电路和全桥逆变电路共用，使得两可控开关都“身兼”两职，在输入为市电正半周供电或直接由电池供电，输出为逆变正半周的情形下，需第四可控开关Q4同时兼顾PFC电路和逆变电路中的工作；在输入为市电负半周供电或直接由电池供电，输出为逆变负半周的情形下，需第三可控开关Q3同时兼顾PFC电路和逆变电路的工作。因此，因第三可控开关Q3、第四可控开关Q4“身兼”两职的“双重身份”，两可控开关(Q3、Q4)对应的控制算法内容相对其它可控开关(Q1、Q2、Q3和Q4)较复杂。另一方面，当需要将电路从市电模式切换至电池模式下工作时，为避免第三可控开关Q3和第四可控开关Q4的长时间导通而烧毁，需对第三可控开关Q3和第四可控开关Q4的对应的驱动控制算法重新设定，也即第三可控开关Q3和第四可控开关Q4的控制算法包括两部分，一部分对应市电模式时的工作，另一部分对应电池模式时的工作。因此，第三可控开关Q3和第四可控开关Q4控制算法的内容也相对其它可控开关的控制算法内容较多。综上所述，第三可控开关Q3、第四可控开关Q4的控制算法复杂，且包含两部分内容导致其控制算法较为复杂。通过本具体实施方式中电池挂接形式的改变，使得UPS在电池模式下时，PFC电路中不再需要第二桥臂中的两个可控开关(Q3、Q4)的参与，两个可控开关(Q3、Q4)仅需承担逆变电路中的工作任务即可，则控制算法复杂度相对降低。同时，因电池模式时PFC电路不涉及第三可控开关Q3和第四可控开关Q4，这样电池模式下不必为避免第三可控开关Q3和第四可控开关Q4的长时间导通烧毁而重新设定控制算法，电池模式下仍然可沿用市电模式下的控制算法，控制算法的内容也相对缩减。即通过电池挂接形式的改变，进而从算法复杂度和算法内容方面相对简化了第三可控开关Q3和第四可控开关Q4对应的驱动控制算法。

具体实施方式二

如图8所示，本具体实施方式与实施方式一的不同之处在于：电池BATTERY的正极与母线电容DC1的正极耦合，电池BATTERY的负极与第二开关S2的第一端耦合，第二开关S2的第二端与第一电感L1的第一端耦合。该种形式的电池挂接，同样也能实现简化第三可控开关Q3和第四可控开关Q4对应的驱动控制算法的目的。

如图8所示，为本具体实施方式中不间断电源的电路图，包括子单元100和电池BATTERY。子单元100包括第一可控开关Q1和第二可控开关Q2相连形成的第一桥臂，第三可控开关Q3和第四可控开关Q4相连形成的第二桥臂，第五可控开关Q5和第六可控开关Q6相连形成的第三桥臂，第一电感L1，母线电容DC1，第二电感L2，第二电容C2、第一开关S1和第二开关S2。子单元100中，第一开关S1的第一端与市电输入耦合，第一开关S1的第二端与第一电感L1的第一端耦合，第一电感L1的第二端与第一桥臂的中点耦合，第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂分别跨接在母线电容DC1的正极和负极，第二桥臂的中点耦合至中线N，第三桥臂的中点与第二电感L2的第一端耦合，第二电感L2的第二端与第二电容C2的第一端耦合，第二电容C2的第二端耦合至中线N。电池BATTERY与子单元的连接关系为，电池BATTERY的正极与母线电容DC1的正极耦合，电池BATTERY的负极与第二开关S2的第一端耦合，第二开关S2的第二端与第一电感L1的第一端耦合。

本具体实施方式中UPS电路中电池模式下PFC电路中电流流向图如图9所示。图9a中为本具体实施方式中UPS电路在电池模式下PFC电路中第一电感L1储能时电流流向图。此时，电流沿电池BATTERY正极→第一可控开关Q1→第一电感L1→第二开关S2→电池BATTERY负极，为第→电感L1储能。图9b中为电池模式下PFC电路中第一电感L1储能释放至母线电容DC1时电流流向图。此时，电流沿电池BATTERY正极→母线电容DC1→第二可控开关Q2→第一电感L1→第二开关S2→电池BATTERY负极，为母线电容DC1充电。

从图9所示的电流流向图，可知该电池挂接形式下，UPS在电池模式下时，PFC电路中同样不需要第二桥臂中的两个可控开关(Q3、Q4)的参与，两个可控开关(Q3、Q4)仅需承担逆变电路中的工作任务即可，这样也可同实施方式一中，相对简化第三可控开关Q3和第四可控开关Q4对应的驱动控制算法。

具体实施方式三

如图10所示，本具体实施方式与实施方式一的不同之处在于：子单元还包括第一电容C1，第一电容C1的第一端与电池BATTERY的正极耦合，第二端与电池BATTERY的负极耦合。

本具体实施方式中，按照上述方式连接第一电容C1，可有效避免电容位置放置不当引起的UPS输入电流的总谐波失真(Total Harmonic Distortion of Current，简称THDi)。这是因为，通常的电容接法是，第一种接法：将第一电容C1第一端与第一电感L1第一端相连，第二端与中线N相连；抑或稍作改进得到第二种接法，将第一电容C1第一端与第一电感L1第一端相连，第二端与母线电容负极相连。上述两种通常接法中，电容位置均存在不当易于引起UPS的THDi指标变差。

按照第一种接法接入第一电容C1后，电池模式下，易在第三可控开关Q3开通瞬间构成一个回路，该回路为：母线电容DC1正极→第三可控开关Q3→中线N→第一电容C1→第二开关S2→电池BATTERY正极→电池BATTERY负极→母线电容DC1负极。

按照第一种接法接入第一电容C1后，电池模式下，也易在第四可控开关Q4开通瞬间构成一个回路，该回路为：电池BATTERY正极→第二开关S2→第一电容C1→中线N→第四可控开关Q4→电池BATTERY负极。

按照第二种接法接入第→电容C1后，市电模式下，市电输入从正半周到负半周过零时，也易在第三可控开关Q3开通瞬间构成一个回路，该回路为：市电输入端→第一电容C1→母线电容DC1负极→母线电容DC1正极→第三可控开关Q3→中线N。

按照第二种接法接入第一电容C1后，市电模式下，市电输入从负半周到正半周过零时，也易在第四可控开关Q4开通瞬间构成一个回路。该回路为：中线N→第四可控开关Q4→第一电容C1→市电输入端。同时，此时也易于在第二可控开关Q2开通瞬间构成一个回路，该回路为：第一电容C1→第一电感L1→第二可控开关Q2→第一电容C1。

上述情形下构成的回路中形成电流，该形成电流即引起UPS的输入电流波形畸变，造成UPS的THDi指标变差。而按照本具体实施方式中的方式接入第一电容C1后，第一电容C1的连接无法构成上述回路，因此即可避免形成电流造成UPS的THDi指标变差。虽然本具体实施方式中改进的第一电容C1接法与通常接法的区别点较小，但可克服本领域技术人员的技术偏见。

具体实施方式四

如图11所示，本具体实施方式与实施方式二的不同之处在于：子单元还包括第一电容C1，第一电容C1的第一端与电池BATTERY的正极耦合，第二端与电池BATTERY的负极耦合。在具体实施方式二连接电池的基础上，再按照上述方式连接第一电容C1，同样可以避免第一电容C1连接不当构成回路形成电流造成UPS的THDi指标变差。

具体实施方式五

如图12所示，本具体实施方式与实施方式一的不同之处在于：子单元还包括第三电感L3，第二桥臂的中点通过第三电感L3耦合至中线N。通过增设第三电感L3，可降低UPS输入部分和输出部分的耦合。

具体实施方式六

如图13所示，本具体实施方式与实施方式二的不同之处在于：子单元还包括第三电感L3，第二桥臂的中点通过第三电感L3耦合至中线N。通过增设第三电感L3，可降低UPS输入部分和输出部分的耦合。

具体实施方式七

作为一个实施例，如图14所示，本具体实施方式与实施方式一的不同之处在于：子单元还包括第三开关S3，电池BATTERY的正极与第二开关S2的第一端耦合，第二开关S2的第二端与第一电感L1的第一端耦合，电池BATTERY的负极通过第三开关S3与母线电容DC1的负极耦合。

具体实施方式八

作为一个实施例，如图15所示，本具体实施方式与实施方式二的不同之处在于：子单元还包括第三开关S3，电池BATTERY的正极通过第三开关S3与母线电容DC1的正极耦合，电池BATTERY的负极与第二开关S2的第一端耦合，第二开关S2的第二端与第一电感L1的第一端耦合。

具体实施方式九

如图16所示，本具体实施方式与实施方式一的不同之处在于：包括三个子单元，分别为第一子单元100，第二子单元200，第三子单元300。各子单元的结构同具体实施方式一中的子单元。其中，电池BATTERY的正极与第一子单元100中的第二开关S2、第二子单元200中的第二开关S12、第三子单元300中的第二开关S22的第一端分别耦合，电池BATTERY的负极与第一子单元100中的母线电容DC1、第二子单元200中的母线电容DC11、第三子单元300中的母线电容DC21的负极分别耦合。本具体实施方式中的UPS即为3个实施方式一中的UPS并联连接，实现3个子单元并机公用一个电池BATTERY的应用，降低系统成本，同时可以得到3倍的输出功率。

具体实施方式十

如图17所示，本具体实施方式与实施方式一的不同之处在于：包括三个子单元，分别为第一子单元100，第二子单元200，第三子单元300。各子单元的结构同具体实施方式二中的子单元。其中，电池BATTERY的正极与第一子单元100中的母线电容DC1、第二子单元200中的母线电容DC11、第三子单元300中的母线电容DC21的正极分别耦合，电池BATTERY的负极与第一子单元100中的第二开关S2、第二子单元200中的第二开关S12、第三子单元300中的第二开关S22的第一端分别耦合。本具体实施方式中的UPS即为3个实施方式二中的UPS并联连接，实现3个子单元并机公用一个电池BATTERY的应用，降低系统成本，同时可以得到3倍的输出功率。

具体实施方式十一

本具体实施方式中的UPS针对开关管驱动模块作出改进。如图18所示，为本具体实施方式中的UPS中的开关管驱动模块的电路图。开关管驱动模块包括前端滤波模块1和后端驱动模块3，前端滤波模块1的第一输出端A连接后端驱动模块3的输入端I，前端滤波模块1的第二输出端B，也即接地端，直接与端驱动模块3的中线M相连后连接至UPS子单元中的母线电容DC1的负极。也即，前端滤波模块1的接地端与后端驱动模块3的中线M共地(共用母线电容DC1的负极作为地端)连接，因此本具体实施方式中的开关管驱动模块中相对于现有技术中的开关管驱动模块可以省去中间隔离耦合模块的使用，降低整个UPS的器件成本。使用三个本具体实施方式中的开关管驱动模块分别驱动UPS子单元中位于桥臂下端的开关管，即第二可控开关Q2、第四可控开关Q4和第六可控开关Q6，可以省去3个隔离耦合模块的使用，实现低成本。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种不间断电源，包括子单元和开关管驱动模块，所述子单元包括第一可控开关(Q1)和第二可控开关(Q2)相连形成的第一桥臂，第三可控开关(Q3)和第四可控开关(Q4)相连形成的第二桥臂，第五可控开关(Q5)和第六可控开关(Q6)相连形成的第三桥臂，第一电感(L1)，母线电容(DC1)，第二电感(L2)，第二电容(C2)、第一开关(S1)和第二开关(S2)；所述第一开关(S1)的第一端与市电输入耦合，所述第一开关(S1)的第二端与所述第一电感(L1)的第一端耦合，所述第一电感(L1)的第二端与所述第一桥臂的中点耦合，所述第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂分别跨接在所述母线电容(DC1)的正极和负极，所述第二桥臂的中点耦合至中线(N)，所述第三桥臂的中点与所述第二电感(L2)的第一端耦合，所述第二电感(L2)的第二端与所述第二电容(C2)的第一端耦合，所述第二电容(C2)的第二端耦合至中线(N)；其特征在于：所述不间断电源还包括电池；

所述电池的正极与所述第二开关(S2)的第一端耦合，所述第二开关(S2)的第二端与所述第一电感(L1)的第一端耦合，所述电池的负极与所述母线电容(DC1)的负极耦合；

或，

所述电池的正极与所述母线电容(DC1)的正极耦合，所述电池的负极与所述第二开关(S2)的第一端耦合，所述第二开关(S2)的第二端与所述第一电感(L1)的第一端耦合；

所述子单元还包括第一电容(C1)，所述第一电容(C1)第一端与所述电池的正极直接连接、第二端与所述电池的负极直接连接。

2.根据权利要求1所述的不间断电源，其特征在于：所述子单元还包括第三电感(L3)，所述第二桥臂的中点通过所述第三电感(L3)耦合至中线(N)。

3.根据权利要求1所述的不间断电源，其特征在于：所述子单元还包括第三开关(S3)，当所述电池的正极与所述第二开关(S2)的第一端耦合，所述第二开关(S2)的第二端与所述第一电感(L1)的第一端耦合时，

所述电池的负极通过所述第三开关(S3)与所述母线电容(DC1)的负极耦合。

4.根据权利要求1所述的不间断电源，其特征在于：所述子单元还包括第三开关(S3)，当所述电池的负极与所述第二开关(S2)的第一端耦合，所述第二开关(S2)的第二端与所述第一电感(L1)的第一端耦合时，

所述电池的正极通过所述第三开关(S3)与所述母线电容(DC1)的正极耦合。

5.根据权利要求1所述的不间断电源，其特征在于：所述第一可控开关(Q1)、第二可控开关(Q2)、第三可控开关(Q3)、第四可控开关(Q4)、第五可控开关(Q5)和第六可控开关(Q6)为同一类型的可控开关，所述同一类型的可控开关为金属氧化物半导体场效应管、绝缘栅双极型晶体管、功率晶体管、可关断晶闸管、MOS控制晶闸管、静电感应晶体管、静电感应晶闸管或集成门极换流晶闸管。

6.根据权利要求1所述的不间断电源，其特征在于：所述不间断电源包括至少两个所述子单元，所述电池的正极与各个子单元的第二开关(S2)的第一端分别耦合，所述电池的负极与各个子单元的母线电容(DC1)的负极分别耦合。

7.根据权利要求1所述的不间断电源，其特征在于：所述不间断电源包括至少两个所述子单元，所述电池的正极与各个子单元的母线电容(DC1)的正极分别耦合，所述电池的负极与各个子单元的第二开关(S2)的第一端分别耦合。

8.根据权利要求1所述的不间断电源，其特征在于：所述开关管驱动模块包括前端滤波模块和后端驱动模块，所述前端滤波模块的第一输出端连接所述后端驱动模块的输入端，所述前端滤波模块的接地端直接与所述后端驱动模块的中线相连，所述后端驱动模块的中线与所述子单元中的母线电容(DC1)的负极耦合。