CN103208855B - 一种不间断电源和dc-dc变换器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种UPS和DC-DC变换器，其中，UPS包括：整流器、逆变器和DC-DC变换器；DC-DC变换器的输入端连接BUS+、BUS-和N线，这样输入电压较低，DC-DC变换器中的器件可以选择耐压低的器件；并且本DC-DC变换器中的负载不是直接连接第二开关管，而是通过第二电感连接第二开关管，因此，第二开关管上的高频开关波不会影响负载，这样将提高负载的性能和整个电路的抗电磁干扰能力。并且本发明提供的DC-DC变换器也不像现有技术中的双BUCK拓扑那样结构复杂，因此，本DC-DC变换器相对于双BUCK拓扑来说，器件较少，成本较低。

Description

一种不间断电源和DC-DC变换器
技术领域
本发明涉及不间断电源技术领域，特别涉及一种不间断电源(UPS，UninterruptedPowerSupply)和直流转直流(DC-DC，DirectCurrent-DirectCurrent)变换器。
背景技术
在线式UPS已经广泛应用于各种供电场合，这种UPS电路一般包括三部分：
第一部分，是交流转直流的交直流转换电路，即整流电路；
第二部分，是直流转交流的逆变电路；
第三部分，是将电池电压转换成第二部分逆变电路所需直流电压的直流转直流电路；
UPS充电器是为第三部份中的UPS挂接的电池充电的一种充电装置。
目前UPS充电器的设计上，一般采用两种方式：
一种是采用隔离方式，如常用的反激、正激或其它隔离电路作为充电电路，这种方式隔离变换体积较大，成本相对较高。
另一种是采用非隔离方式，如常用的单BUCK电路、双BUCK电路或BUCK三电平电路。
UPS挂接的电池是与主电路拓扑密切相关的，为了提高效率，降低成本，挂接的电池与主电路融合在一起，因此UPS充电器常采用非隔离方式。
下面结合附图介绍现有技术中的非隔离方式的UPS充电器。其中图1、图2、图3中的正母线BUS+、负母线BUS-、N线为整流电路的输出端。
参见图1，该图为现有技术中单BUCK拓扑的UPS充电器电路图。
如图1所示，该拓扑的输入为BUS+和BUS-。
该拓扑的工作原理为：当开关管Q1导通时，电流流向为(BUS+)-Q1-L1-BAT-(BUS-)，BUS+和BUS-经过L1给BAT充电，L1同时储能；当Q1截止时，电流流向为L1-BAT-(BUS-)-D1，L1释放能量给BAT充电。
这种拓扑的缺点是：输入连接BUS+和BUS-，输入电压较高，造成BUCK拓扑中的器件选型耐压较高，这样造成成本较高，损耗较大，效率低。
参见图2，该图为现有技术中双BUCK拓扑的UPS充电器电路图。
双BUCK拓扑是两个单BUCK拓扑叠加在一起。该UPS充电器包括两个电池BAT1和BAT2。
如图2所示，该拓扑的输入为BUS+、BUS-和N线。
该拓扑的工作原理为：
1)在电网电压的正半周，第二开关管Q2断开，第一开关管Q1工作；
Q1导通时，电流流向为(BUS+)-Q1-L1-BAT1-N，BUS+经过L1给BAT1充电，L1同时储能；
Q1截止时，电流流向为L1-BAT1-N-D1，L1释放能量给BAT1充电。
2)在电网电压的负半周，Q1断开，Q2工作；
Q2导通时，电流流向为N-BAT2-L2-Q2-(BUS-)，BUS-经过L1给BAT2充电，L2同时储能；
Q2截止时，电流流向为N-BAT2-L2-D2，L2释放能量给BAT2充电。
这种拓扑的相比单BUCK的优点是：输入连接BUS+、BUS-和N线，输入电压低，BUCK拓扑中的器件可以选择耐压低的器件；但是这种拓扑的缺点是：需要两套BUCK电路，器件多，电池也需要两组(BAT1和BAT2)，成本较高；此外，BUS电压较低时，无法满足给电池充电的需求，例如，当单边BUS(BUS+与N线之间，或BUS-与N线之间)的电压低于电池的电压时，便无法给电池充电。
参见图3，该图为现有技术中BUCK三电平拓扑的UPS充电器电路图。
如图3所示，该拓扑的输入为BUS+、BUS-和N线。
该拓扑的工作原理为：
1)在电网电压的正半周，第二开关管Q2断开，第一开关管Q1工作。
Q1导通时，电流流向为(BUS+)-Q1-L1-BAT-D2-N，BUS+经过L1给BAT充电，L1同时储能；
Q1截止时，电流流向为L1-BAT-D2-D1，L1释放能量给BAT充电。
2)在电网电压的负半周，Q1断开，Q2工作。
Q2导通时，电流流向为N-D1-L1-BAT-Q2-(BUS-)，BUS-经过L1给BAT充电，L1同时储能；
Q2截止时，电流流向为L1-BAT-D2-D1，L1释放能量给BAT充电。
该拓扑的缺点是：BAT的负端连接Q2，这样易受到Q2高频开关波的干扰，N线也存在高频开关波的干扰。这样将影响电池的性能和整个电路的电磁兼容性能。
发明内容
本发明实施例提供一种不间断电源和DC-DC变换器，该DC-DC变换器能够提高整个电路的电磁兼容性能，同时其中的器件可以选择耐压低的器件，并且器件较少，成本较低。
本发明实施例提供一种UPS，包括：整流器、逆变器和直流转直流DC-DC变换器；
所述整流器的输入端连接电网，输出端连接所述逆变器和所述DC-DC变换器；所述整流器用于将电网提供的交流电转换为直流电，并将直流电输出给所述逆变器或所述DC-DC变换器；
所述逆变器的输入端连接所述整流器的输出端；所述逆变器用于将从所述整流器获得的直流电逆变为交流电；
所述DC-DC变换器的输入端连接所述整流器的输出端，输出端连接所述电池；所述DC-DC变换器用于将所述整流器输出的电源为电池进行充电；所述整流器的输出端包括正母线BUS+、负母线BUS-和N线；所述电池的输出端连接所述整流器，所述电池输出的电压经过所述整流器升压后为所述逆变器提供直流电；
所述DC-DC变换器包括：第一电容、第二电容、第三电容、第一开关管、第二开关管、第一电感、第二电感、第三开关管和第四开关管；
正母线BUS+经过第一开关管连接第一节点，负母线BUS-经过第二开关管连接第二节点；
第一电容的两端分别连接BUS+和N线；第二电容的两端分别连接BUS-和N线之间；
第三开关管连接于第一节点和N线之间；
第四开关管连接于第二节点和N线之间；
第一节点和第二节点之间依次连接串联的第一电感、电池和第二电感；
第三电容的两端分别连接第一节点和第二节点；或者，第三电容并联在电池的两端；或者，第三电容的一端连接第一节点，另一端连接电池和第二电感的公共端；或者，第三电容的一端连接第二节点，另一端连接电池和第一电感的公共端。
本发明实施例提供一种DC-DC变换器，包括：第一电容、第二电容、第三电容、第一开关管、第二开关管、第一电感、第二电感、第三开关管和第四开关管；
正母线BUS+经过第一开关管连接第一节点，负母线BUS-经过第二开关管连接第二节点；
第一电容的两端分别连接BUS+和N线；第二电容的两端分别连接BUS-和N线之间；
第三开关管连接于第一节点和N线之间；
第四开关管连接于第二节点和N线之间；
第一节点和第二节点之间依次连接串联的第一电感、负载和第二电感；
第三电容的两端分别连接第一节点和第二节点；或者，第三电容并联在负载的两端；或者，第三电容的一端连接第一节点，另一端连接负载和第二电感的公共端；或者，第三电容的一端连接第二节点，另一端连接负载和第一电感的公共端。
可见本发明实施例通过提供一种UPS电源以及一种DC-DC变换器，将DC-DC变换器的输入端连接BUS+、BUS-和N线，这样输入电压较低，其中的器件可以选择耐压低的器件；并且本本发明实施例提供的DC-DC变换器中的电池或负载不是直接连接第二开关管，而是通过第二电感连接第二开关管，因此，第二开关管上的高频开关波不会影响负载，这样将提高负载的性能和整个电路的抗电磁干扰能力。并且本发明实施例提供的DC-DC变换器也不像现有技术中的双BUCK拓扑那样结构复杂，因此，本DC-DC变换器相对于双BUCK拓扑来说，器件较少，成本较低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术中单BUCK拓扑的UPS充电器电路图；
图2是现有技术中双BUCK拓扑的UPS充电器电路图；
图3是现有技术中BUCK三电平拓扑的UPS充电器电路图；
图4是本发明实施例提供的UPS实施例的功能模块示意图；
图5是本发明实施例提供的DC-DC变换器实施例一示意图；
图6是本发明实施例提供的DC-DC变换器又一实施例示意图；
图7是本发明实施例提供的DC-DC变换器实施例二示意图；
图8是本发明实施例提供的DC-DC变换器实施例三示意图；
图9是本发明实施例提供的DC-DC变换器应用实施例一示意图；
图10是图9对应的工作模式一的时序图；
图11是图9对应的工作模式二的时序图；
图12是图9对应的工作模式三的时序图；
图13是本发明提供的DC-DC变换器应用实施例二示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图4，该图为本发明实施例提供的一种UPS的功能模块示意图。
首先对本发明实施例提供的实现一种UPS进行说明，包括：整流器100、逆变器200和直流转直流DC-DC变换器300；
整流器100的输入端连接电网，输出端连接逆变器200和DC-DC变换器300；整流器100用于将电网提供的交流电转换为直流电，并将直流电输出给逆变器200或DC-DC变换器300；
逆变器200的输入端连接整流器100的输出端；逆变器200用于将从整流器100获得的直流电逆变为交流电；
DC-DC变换器300的输入端连接整流器100的输出端，输出端连接电池BAT；DC-DC变换器300用于将整流器100输出的电源为BAT进行充电；整流器100的输出端包括正母线BUS+、负母线BUS-和N线；BAT的输出端连接整流器100，BAT输出的电压经过整流器100升压后为逆变器200提供直流电；
电池BAT的输出端连接整流器100，电池BAT输出的电压经过整流器100升压后为逆变器200提供直流电；
DC-DC变换器300包括：第一电容、第二电容、第三电容、第一开关管、第二开关管、第一电感、第二电感、第三开关管和第四开关管；
正母线BUS+经过第一开关管连接第一节点，负母线BUS-经过第二开关管连接第二节点；
第一电容的两端分别连接BUS+和N线；第二电容的两端分别连接BUS-和N线之间；
第三开关管连接于第一节点和N线之间；
第四开关管连接于第二节点和N线之间；
第一节点和第二节点之间依次连接串联的第一电感、电池和第二电感；
第三电容的两端分别连接第一节点和第二节点；或者，第三电容并联在电池的两端；或者，第三电容的一端连接第一节点，另一端连接电池和第二电感的公共端；或者，第三电容的一端连接第二节点，另一端连接电池和第一电感的公共端。需要说明的是，本发明实施例中仅对UPS中的DC-DC变换器300进行了改进，对于整流器100和逆变器200可以采用已经成熟的技术来实现，在本发明实施例中不对整流器100和逆变器200的具体结构进行限定。
下面对本发明实施例实现一种DC-DC变换器进行说明，包括：第一电容、第二电容、第三电容、第一开关管、第二开关管、第一电感、第二电感、第三开关管和第四开关管；
正母线BUS+经过第一开关管连接第一节点，负母线BUS-经过第二开关管连接第二节点；
第一电容的两端分别连接BUS+和N线；第二电容的两端分别连接BUS-和N线之间；
第三开关管连接于第一节点和N线之间；
第四开关管连接于第二节点和N线之间；
第一节点和第二节点之间依次连接串联的第一电感、负载和第二电感；第三电容的两端分别连接第一节点和第二节点；或者，第三电容并联在负载的两端；或者，第三电容的一端连接第一节点，另一端连接负载和第二电感的公共端；或者，第三电容的一端连接第二节点，另一端连接负载和第一电感的公共端。
需要说明是，本发明实施例所说的“第一”或“第二”或“第三”并无限制器件只有一个的意思，例如“第三电容”实现方式的电容并非限定只有一个，也可以是两个或多个电容的串联等。
实施例一
参见图5，该图为本发明提供的DC-DC变换器实施例一示意图。
本实施例提供的DC-DC变换器，包括：第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第一开关管Q7、第二开关管Q8、第一电感L5、第二电感L6、第三开关管和第四开关管；
正母线BUS+经过第一开关管Q7连接第一节点a，负母线BUS-经过第二开关管Q8连接第二节点b；
第一电容C1的两端分别连接BUS+和N线；第二电容C2的两端分别连接BUS-和N线之间；
第三开关管连接于第一节点a和N线之间；
第四开关管连接于第二节点b和N线之间；
需要说明的是，第三开关管和第四开关管可以为不可控管，也可以为可控管；当第三开关管和第四开关管为不可控管时，可以为二极管，如图4所示，分别为第三二极管D11和第四二极管D12。
所述第三二极管D11的阴极连接第一节点a，阳极连接N线；
所述第四二极管D12的阴极连接N线，阳极连接第二节点b。
第一节点a和第二节点b之间依次连接串联的第一电感L5、负载和第二电感L6；
需要说明的是，本发明实施例提供的DC-DC变换器的负载可以为电池，如图5所示，负载为电池BAT，该变换器可以应用与UPS充电器中。可以理解的是，负载可以为其他普通的负载，本发明实施例中不局限于负载为电池。
本实施例中，第三电容C3的一端连接第二节点b，另一端连接电池BAT和第一电感L5的公共端。
需要说明的是，第三电容C3的两端还可以分别连接第一节点a和第二节点b；或者，第三电容C3并联在负载的两端；或者，第三电容C3的一端连接第一节点a，另一端连接负载和第二电感L6的公共端。
本发明实施例提供的DC-DC变换器，输入连接BUS+、BUS-和N线，这样输入电压较低，DC-DC变换器中的器件可以选择耐压低的器件；并且本DC-DC变换器中的负载不是直接连接第二开关管Q8，而是通过第二电感L6连接第二开关管Q8，因此，Q8上的高频开关波不会影响负载，这样将提高负载的性能和整个电路的抗电磁干扰能力。并且本实施例提供的DC-DC变换器也不像现有技术中的双BUCK拓扑那样结构复杂，因此，本DC-DC变换器相对于双BUCK拓扑来说，器件较少，成本较低。
需要说明的是，本发明提供的DC-DC变换器的又一实施例中，还包括第三二极管D13。
第三二极管D13串联在所述第一电感L5和负载之间。如图6所示，负载为BAT时，D13串联在L5和BAT之间，作用是为了防止电流倒流。
实施例二
参见图7，该图为本发明提供的DC-DC变换器实施例二示意图。
本实施例提供的DC-DC变换器中，所述第一电感L5和第二电感L6集成在一起，如图7所示的L5和L6。这样可以减小电感的体积，降低成本。
需要说明的是，当L5和L6集成在一起时，第三电容C3并联于电池BAT的两端。
实施例三
参见图8，该图为本发明提供的DC-DC变换器实施例三示意图。
本实施例与图7提供的实施例二的区别是，第三开关管和第四开关管为可控管，如图8中的Q9和Q10。
图8所示的实施例提供的DC-DC变换器，输入和输出可以双向互相转换，例如，BUS+、BUS-可以作为变换器的输入端，BAT作为变换器的输出端；另外，BAT可以作为变换器的输入端，BUS+、BUS-可以作为变换器的输出端。
需要说明的是，以上所有实施例中C3的作用是输出滤波，当电路工作于连续模式下，C3的作用仅是输出滤波；当电路工作于断续模式下，C3的作用除了输出滤波，还用于为负载提供电源。
下面以负载为电池BAT，说明本发明实施例提供的DC-DC变换器应用于UPS充电器时的工作原理。
参见图9，该图为本发明提供的DC-DC变换器应用实施例一示意图。
图9是本发明提供的DC-DC变换器应用于功率因数校正(PowerFactorCorrection，PFC)电路连接单相电网电压的情况，PFC电路的输出为BUS+、BUS-和N线。
本实施例提供的DC-DC变换器通过不同的控制方式，可以实现以下三种工作模式。
工作模式一：
需要说明的是，工作模式一中，DC-DC变换器的正母线BUS+、负母线BUS-和N线连接前级整流电路的输出端；本实施例中，以前级整流电路为PFC电路为例进行介绍。
DC-DC变换器同步PFC的工作，所述第一开关管Q7和第二开关管Q8在电网电压的正半周和负半周交替工作；
电网电压的正半周，第一开关管Q7工作，第二开关管Q8断开：
第一开关管Q7导通时，电流流向为：正母线BUS+-第一开关管Q7-第一电感L5-BAT-第二电感L6-第二二极管D12-N线；正母线BUS+通过电感给BAT充电，同时给电感储能；
第一开关管Q7截止时，电流流向为：第一电感L1-BAT-第二电感L6-第二二极管D12-第一二极管D11；电感释放能量给电池BAT充电。
电网电压的负半周，第一开关管Q7断开，第二开关管Q8工作：
第二开关管Q8导通时，电流流向为：N线-第一二极管D11-第一电感L5-BAT-第二电感L6-第二开关管Q8-负母线BUS-；负母线BUS-通过电感给电池BAT充电，同时给电感储能；
第二开关管Q8截止时，电流流向为：第一电感L5-BAT-第二电感L6-第二二极管D12-第一二极管D11；电感释放能量给电池BAT充电。
具体的时序图可以参见图10，该图为图9对应的工作模式一的时序图。
Q5和Q6是PFC电路中的开关管；Q7和Q8是本发明提供的DC-DC变换器中的开关管。从图10中可以看出，Q7和Q8的工作时序分别与Q5和Q6的工作时序相同。
其中，T0-T1为电网电压正半周，T1-T2为电网电压负半周。
T0-T1阶段，BUS+为BAT进行充电；
T1-T2阶段，BUS-为BAT进行充电。
工作模式二：
DC-DC变换器在电网电压的正负半周，Q7和Q8的工作模式相同，具体时序图可以参见图11，该图为图9对应的工作模式二的时序图。
Q7和Q8的驱动脉冲信号可以采用交错脉冲宽度调制(PulseWidthModulation，PWM)进行驱动。其中，交错的两个PWM具有相位差。
优选地，本实施例中Q7和Q8的驱动脉冲信号可以采用相位相差180度的PWM。
驱动，Q7和Q8交错工作；
第一个开关周期，第一开关管Q7工作，第二开关管Q8断开：
第一开关管Q7导通时，电流流向为：正母线-第一开关管Q7-第一电感L5-负载-第二电感L6-第二二极管D12-N线；
第一开关管Q7截止时，电流流向为：第一电感L5-负载-第二电感L6-第二二极管D12-第一二极管D11；
第二个开关周期，第一开关管Q7断开，第二开关管Q8工作：
第二开关管Q8导通时，电流流向为：N线-第一二极管D11-第一电感L5-负载-第二电感L6-第二开关管Q8-负母线；
第二开关管Q8截止时，电流流向为：第一电感L5-负载-第二电感L6-第二二极管D12-第一二极管D11。
其中，T0-T1为电网电压正半周，T1-T2为电网电压负半周。
T0-T1阶段，BUS+为BAT进行充电；
T1-T2阶段，BUS-为BAT进行充电。
从图10中可以看出，Q7和Q8的时序波形相差180度，当驱动Q7的PWM为高电平时，驱动Q8的PWM为低电平。
工作模式三：
Q7和Q8在电网电压的正半周和负半周同时工作，且Q7和Q8的驱动脉冲信号相同；具体时序图可以参见图12，该图为图9对应的工作模式三的时序图。
Q7和Q8均导通时，电流流向为：正母线BUS+-第一开关管Q7-第一电感L5-BAT-第二电感L6-第二开关管Q8-负母线BUS-；正母线BUS+和负母线BUS-通过电感L5给电池BAT充电，同时给电感储能；
Q7和Q8均截止时，电流流向为：第一电感L5-BAT-第二电感L6-第二二极管D12-第一二极管D11；电感释放能量给电池BAT充电。
从图12可以看出，驱动Q7和Q8的PWM波形相同。
图9所示的DC-DC变换器作为UPS充电器进行工作，BUS+、BUS-和N线为PFC电路的输出端。
(1)工作于市电模式：
开关RLY1打在上面，开关RLY2断开，开关RLY6闭合，开关RLY5打在下面。
PFC工作于市电模式，PFC输出的电源给充电器供电，充电器可以工作于以上三种工作模式均可。
(2)工作于电池模式：
开关RLY1打在下面，开关RLY2闭合，开关RLY6断开，开关RLY5打在上面。
电池给PFC供电，PFC工作于电池模式，充电器不工作。
需要说明的是，图9是本发明图7所示实施例提供的DC-DC变换器与PFC电路结合的应用场景，可以理解的是，本发明图5、图6和图8所示实施例提供的DC-DC变换器与PFC电路结合的应用场景的工作原理相同，在此不再一一举例介绍。
从以上工作模式可以看出，本发明实施例提供的DC-DC变换器的控制方式灵活，既可以与PFC电路保持同步工作，又可以对Q7和Q8相差180度控制实现倍频工作，还可以控制Q7和Q8同步工作，并且工作模式三还可以满足电网电压较低时为电池充电的要求。
需要说明的是，图9所示的应用实例是工作于单相市电的场合，同理该实例可以应用于三相市电的场合，具体可以参见图13，该图为本发明提供的DC-DC变换器应用实施例二示意图。
如图13所示，三相市电LineR、LineS、LineT、分别通过三个电感L1、L2和L3连接由六个二极管(D1-D6)组成的整流桥的三个桥臂；整流桥的输出端并联由开关管Q5和Q6组成的串联桥臂，Q5和Q6的公共端连接N线。
整流桥的正输出端通过二极管D7连接正母线BUS+；
整流桥的负输出端通过二极管D8连接负母线BUS-。
BUS+通过电容C1连接N线，BUS-通过电容C2连接N线。
BUS+和BUS-之间连接由四个开关管(Q1-Q4)组成的逆变模块。
图13提供的DC-DC变换器作为UPS充电器进行工作，图13所示是一个完整的三相UPS电路。
(1)工作于市电模式：
开关RLY1、开关RLY2和开关RLY3均打在上面，开关RLY4断开，开关RLY6闭合，开关RLY5打在下面。PFC工作于市电模式，输出给充电器供电，充电器三种模式均可工作。
(2)工作于电池模式：
开关RLY1、开关RLY2、开关RLY3打在下面，开关RLY4闭合，开关RLY6断开，RLY5打在上面。电池给PFC供电，PFC工作于电池模式，充电器不工作。需要说明的是，图13所示的实施例中Q7和Q8在不同的控制方式下，也对应三种工作模式，与图9所示的实施例的工作模式相同，具体在此不再赘述。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (15)

1.一种不间断电源，其特征在于，包括：整流器、逆变器和直流转直流DC-DC变换器；
所述整流器的输入端连接电网，输出端连接所述逆变器和所述DC-DC变换器；所述整流器用于将电网提供的交流电转换为直流电，并将直流电输出给所述逆变器或所述DC-DC变换器；
所述逆变器的输入端连接所述整流器的输出端；所述逆变器用于将从所述整流器获得的直流电逆变为交流电；
所述DC-DC变换器的输入端连接所述整流器的输出端，输出端连接电池；所述DC-DC变换器用于将所述整流器输出的电源为电池进行充电；所述整流器的输出端包括正母线BUS+、负母线BUS-和N线；所述电池的输出端连接所述整流器，所述电池输出的电压经过所述整流器升压后为所述逆变器提供直流电；
所述DC-DC变换器包括：第一电容、第二电容、第三电容、第一开关管、第二开关管、第一电感、第二电感、第三开关管和第四开关管；
正母线BUS+经过第一开关管连接第一节点，负母线BUS-经过第二开关管连接第二节点；
第一电容的两端分别连接BUS+和N线；第二电容的两端分别连接BUS-和N线之间；
第三开关管连接于第一节点和N线之间；
第四开关管连接于第二节点和N线之间；
第一节点和第二节点之间依次连接串联的第一电感、电池和第二电感；
第三电容的两端分别连接第一节点和第二节点；或者，第三电容并联在电池的两端；或者，第三电容的一端连接第一节点，另一端连接电池和第二电感的公共端；或者，第三电容的一端连接第二节点，另一端连接电池和第一电感的公共端；
所述第三开关管和第四开关管均为不可控的二极管，分别为第三二极管和第四二极管；
所述第三二极管的阴极连接第一节点，阳极连接N线；
所述第四二极管的阴极连接N线，阳极连接第二节点。
2.根据权利要求1所述的不间断电源，其特征在于，所述第一电感和第二电感集成在一起。
3.根据权利要求1所述的不间断电源，其特征在于，所述第一开关管和第二开关管在电网电压的正半周和负半周交替工作；
电网电压的正半周，第一开关管工作，第二开关管断开：
第一开关管导通时，电流流向为：正母线BUS+-第一开关管-第一电感-负载-第二电感-第二二极管-N线；
第一开关管截止时，电流流向为：第一电感-负载-第二电感-第二二极管-第一二极管；
电网电压的负半周，第一开关管断开，第二开关管工作：
第二开关管导通时，电流流向为：N线-第一二极管-第一电感-负载-第二电感-第二开关管-负母线BUS-；
第二开关管截止时，电流流向为：第一电感-负载-第二电感-第二二极管-第一二极管。
4.根据权利要求1所述的不间断电源，其特征在于，所述第一开关管和第二开关管在电网电压的正半周和负半周工作模式相同；
第一开关管和第二开关管的驱动脉冲信号采用交错脉冲宽度调制PWM进行驱动。
5.根据权利要求4所述的不间断电源，其特征在于，所述第一开关管和第二开关管的驱动脉冲信号采用相位相差180度的PWM驱动，第一开关管和第二开关管交替工作；
第一个开关周期，第一开关管工作，第二开关管断开：
第一开关管导通时，电流流向为：正母线BUS+-第一开关管-第一电感-负载-第二电感-第二二极管-N线；
第一开关管截止时，电流流向为：第一电感-负载-第二电感-第二二极管-第一二极管；
第二个开关周期，第一开关管断开，第二开关管工作：
第二开关管导通时，电流流向为：N线-第一二极管-第一电感-负载-第二电感-第二开关管-负母线BUS-；
第二开关管截止时，电流流向为：第一电感-负载-第二电感-第二二极管-第一二极管。
6.根据权利要求1所述的不间断电源，其特征在于，所述第一开关管和第二开关管在电网电压的正半周和负半周同时工作，且第一开关管和第二开关管的驱动脉冲信号相同；
第一开关管和第二开关管均导通时，电流流向为：正母线BUS+-第一开关管-第一电感-负载-第二电感-第二开关管-负母线BUS-；
第一开关管和第二开关管均截止时，电流流向为：第一电感-负载-第二电感-第二二极管-第一二极管。
7.一种直流转直流DC-DC变换器，其特征在于，包括：第一电容、第二电容、第三电容、第一开关管、第二开关管、第一电感、第二电感、第三开关管和第四开关管；
正母线BUS+经过第一开关管连接第一节点，负母线BUS-经过第二开关管连接第二节点；
第一电容的两端分别连接BUS+和N线；第二电容的两端分别连接BUS-和N线之间；
第三开关管连接于第一节点和N线之间；
第四开关管连接于第二节点和N线之间；
第一节点和第二节点之间依次连接串联的第一电感、负载和第二电感；
第三电容的两端分别连接第一节点和第二节点；或者，第三电容并联在负载的两端；或者，第三电容的一端连接第一节点，另一端连接负载和第二电感的公共端；或者，第三电容的一端连接第二节点，另一端连接负载和第一电感的公共端；
所述第三开关管和第四开关管均为不可控的二极管，分别为第三二极管和第四二极管；
所述第三二极管的阴极连接第一节点，阳极连接N线；
所述第四二极管的阴极连接N线，阳极连接第二节点。
8.根据权利要求7所述的DC-DC变换器，其特征在于，所述第三开关管和第四开关管均为可控的开关管。
9.根据权利要求7所述的DC-DC变换器，其特征在于，所述第一电感和第二电感集成在一起。
10.根据权利要求7所述的DC-DC变换器，其特征在于，还包括第三二极管，
第三二极管串联在所述第一电感和负载之间。
11.根据权利要求7所述的DC-DC变换器，其特征在于，所述第一开关管和第二开关管在电网电压的正半周和负半周交替工作；
电网电压的正半周，第一开关管工作，第二开关管断开：
第一开关管导通时，电流流向为：正母线BUS+-第一开关管-第一电感-负载-第二电感-第二二极管-N线；
第一开关管截止时，电流流向为：第一电感-负载-第二电感-第二二极管-第一二极管；
电网电压的负半周，第一开关管断开，第二开关管工作：
第二开关管导通时，电流流向为：N线-第一二极管-第一电感-负载-第二电感-第二开关管-负母线BUS-；
第二开关管截止时，电流流向为：第一电感-负载-第二电感-第二二极管-第一二极管。
12.根据权利要求7所述的DC-DC变换器，其特征在于，所述第一开关管和第二开关管在电网电压的正半周和负半周工作模式相同；
第一开关管和第二开关管的驱动脉冲信号采用交错脉冲宽度调制PWM进行驱动。
13.根据权利要求12所述的DC-DC变换器，其特征在于，所述第一开关管和第二开关管的驱动脉冲信号采用相位相差180度的PWM驱动，第一开关管和第二开关管交替工作；
第一个开关周期，第一开关管工作，第二开关管断开：
第一开关管导通时，电流流向为：正母线BUS+-第一开关管-第一电感-负载-第二电感-第二二极管-N线；
第一开关管截止时，电流流向为：第一电感-负载-第二电感-第二二极管-第一二极管；
第二个开关周期，第一开关管断开，第二开关管工作：
第二开关管导通时，电流流向为：N线-第一二极管-第一电感-负载-第二电感-第二开关管-负母线BUS-；
第二开关管截止时，电流流向为：第一电感-负载-第二电感-第二二极管-第一二极管。
14.根据权利要求7所述的DC-DC变换器，其特征在于，所述第一开关管和第二开关管在电网电压的正半周和负半周同时工作，且第一开关管和第二开关管的驱动脉冲信号相同；
第一开关管和第二开关管均导通时，电流流向为：正母线BUS+-第一开关管-第一电感-负载-第二电感-第二开关管-负母线BUS-；
第一开关管和第二开关管均截止时，电流流向为：第一电感-负载-第二电感-第二二极管-第一二极管。
15.根据权利要求7所述的DC-DC变换器，其特征在于，所述负载为电池。
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