CN103346607A - 交直流转换装置及不间断电源装置 - Google Patents

交直流转换装置及不间断电源装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种交直流转换装置及不间断电源装置，交直流转换装置，包括：整流电路，一端用于接交流电，用于对所述交流电进行整流；PFC电路，一端与所述整流电路的另一端相连，另一端用于与母线电容相连，所述PFC电路用于对所述整流电路整流得到的电流进行功率因数校正；电池充电电路，与所述PFC电路至少复用电感，从所述PFC电路的另一端取电，为所述电感储能，用于用储能后的所述电感为电池充电。通过与PFC电路至少复用电感的电池充电电路，从PFC电路的另一端取电，为所述电感储能，用于用储能后的所述电感为电池充电，达到了从UPS的母线电容为电池充电的目的，提高了电池充电的输入特性。

Description

交直流转换装置及不间断电源装置
技术领域
本发明涉及电源技术，尤其涉及一种交直流转换装置及不间断电源装置。
背景技术
在线式不间断电源（Uninterruptible Power System，UPS）电路一般包括三部分：交流转直流的交直流转换电路（AC/DC电路）、直流转交流的逆变电路（DC/AC电路）及直流转直流电路（DC/DC电路）。其中，DC/DC电路与电池相连，用于将电池电压转换成DC/AC电路所需的直流电压。
UPS一般要求输出零线（N线）和输入N线贯通。并且，为了降低从成本和减小体积上考虑，高频非隔离在线式UPS的DC/AC变换器电路以主要采用半桥逆变器。为主，而采用半桥逆变器的DC/AC电路这也就要求UPS的母线必须为双母线，且母线中间抽头接N线。
为了降低成本，减小体积，UPS产品中不同功能的电路通常会进行元器件的复用。例如，UPS中的电池充电电路与交直流转换电路中的功率因数校正（Power Factor Correction，简称为PFC）电路进行元器件复用，在PFC电路的基础上增加少量元器件，以同时实现对UPS中的电池充电。
目前，交直流转换电路中通过在现有PFC电路的基础上增加二极管，以从市电取电为电池充电。这种从市电取电为电池充电的方式，使得UPS输入参数指标，例如输入电流失真度（THDI）、输入功因等参数指标差。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种交直流转换装置及不间断电源装置，以提高UPS的输入特性。
第一方面，本发明实施例提供一种交直流转换装置，包括：
整流电路，一端用于接交流电，用于对所述交流电进行整流；
PFC电路，一端与所述整流电路的另一端相连，另一端用于与母线电容相连，所述PFC电路用于对所述整流电路整流得到的电流进行功率因数校正；
电池充电电路，与所述PFC电路至少复用电感，从所述PFC电路的另一端取电，为所述电感储能，用于用储能后的所述电感为电池充电。
结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述电池充电电路具体用于从所述PFC电路的另一端的正边和负边中的至少一边取电，为所述电感储能；所述正边用于与正母线电容相连，所述负边用于与负母线电容相连。
结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述电池充电电路与所述PFC电路复用的电感有一个，所述电池充电电路具体用于从所述PFC电路的另一端的正边或负边取电，为所述电感储能。
结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述电池充电电路还包括：一个开关管和一个晶闸管；
所述开关管的一端与从所述PFC电路的另一端的正边或负边相连，另一端与所述电感的一端相连，用于从正母线电容或负母线电容取电，为所述电感储能；
所述晶闸管与所述电感相连，用于通过所述电感为所述电池充电。
结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述电池充电电路还包括：一个二极管，用于与所述晶闸管与所述电感一起通过所述电感为所述电池充电。
结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述电池充电电路还包括：一个开关管、一个二极管和一个晶闸管；
所述开关管的一端与从所述PFC电路的另一端的正边或负边相连，另一端与所述电感的一端相连，所述晶闸管与所述电感的另一端相连，用于从正母线电容或负母线电容取电，为所述电感储能；
所述二极管与所述电感相连，用于通过所述电感为所述电池充电。
结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述电池充电电路与所述PFC电路复用的电感包括第一电感和第二电感，所述电池充电电路具体用于从所述PFC电路的另一端的正边和负边取电，为所述第一电感和第二电感储能。
结合第一方面的第六种可能的实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，所述电池充电电路包括：
第一充电电路，与所述PFC电路复用所述第一电感，用于从所述PFC电路的另一端的正边或负边取电，为所述第一电感储能，并用所述第一电感为电池充电；
第二充电电路，与所述PFC电路复用所述第二电感，用于从所述PFC电路的另一端上与所述第一充电电路取电的一边相反的一边取电，为所述第二电感储能，并用所述第二电感为电池充电。
结合第一方面的第七种可能的实现方式，在第一方面的第八种可能的实现方式中，所述第一充电电路还包括：一个开关管和一个晶闸管；
所述开关管的一端与从所述PFC电路的另一端的正边或负边相连，所述开关管的另一端与所述第一电感的一端相连，用于从正母线电容或负母线电容取电，为所述第一电感储能；
所述晶闸管与所述第一电感相连，用于通过所述第一电感为所述电池充电。
结合第一方面的第八种可能的实现方式，在第一方面的第九种可能的实现方式中，所述第一充电电路还包括：一个二极管；
所述二极管用于与所述晶闸管与所述第一电感一起通过所述第一电感为所述电池充电。
结合第一方面的第七种可能的实现方式，在第一方面的第十种可能的实现方式中，所述第一充电电路还包括：一个开关管、一个晶闸管和一个二极管；
所述开关管的一端与从所述PFC电路的另一端的正边或负边相连，另一端与所述第一电感的一端相连，所述晶闸管与所述第一电感的另一端相连，用于从正母线电容或负母线电容取电，为所述第一电感储能；
所述二极管与所述第一电感相连，用于通过所述第一电感为所述电池充电。
结合第一方面的第七至第十种可能的实现方式中的任一种可能的实现方式，在第一方面的第十一种可能的实现方式中，所述第二充电电路还包括：一个开关管和一个晶闸管；
所述开关管的另一端与所述第二电感的一端相连，用于从负母线电容或正母线电容取电，为所述第二电感储能；
所述晶闸管与所述第二电感相连，用于通过所述第二电感为所述电池充电。
结合第一方面的第十一种可能的实现方式，在第一方面的第十二种可能的实现方式中，所述第二充电电路还包括：一个二极管；
所述二极管用于与所述晶闸管与所述第二电感一起通过所述第二电感为所述电池充电。
结合第一方面的第七至第十种可能的实现方式中的任一种可能的实现方式，在第一方面的第十三种可能的实现方式中，所述第二充电电路还包括：一个开关管、一个晶闸管和一个二极管；
所述开关管的一端与从所述PFC电路的另一端的负边或正边相连，另一端与所述第二电感的一端相连，所述晶闸管与所述第二电感的另一端相连，用于从负母线电容或正母线电容取电，为所述第二电感储能；
所述二极管与所述第二电感相连，用于通过所述第二电感为所述电池充电。
第二方面，本发明实施例提供一种不间断电源装置，包括：电池、正母线电容、负母线电容及与所述电池、正母线电容、负母线电容相连的上述第一方面提供的任一种交直流转换装置。
结合第二方面，在第二方面的第一种可能实现的方式中，所述电池通过开关与所述交直流转换装置中的整流电路相连，所述交直流转换装置为所述电池充电的过程中，所述开关断开，所述电池放电时，所述开关导通。
上述实施例提供的交直流转换装置及不间断电源装置，通过与PFC电路至少复用电感的电池充电电路，从PFC电路的另一端取电，为所述电感储能，用于用储能后的所述电感为电池充电，达到了从UPS的母线为电池充电的目的，提高了电池充电的输入特性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，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，对于本领域的普通技术人员来讲，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为本发明一实施例提供的交直流转换装置的结构示意图；
图2为本发明另一实施例提供的交直流转换装置的结构示意图；
图3为本发明另一实施例提供的交直流转换装置的结构示意图；
图4为本发明另一实施例提供的交直流转换装置的结构示意图；
图5为本发明另一实施例提供的交直流转换装置的结构示意图；
图6为本发明另一实施例提供的交直流转换装置的结构示意图；
图7为本发明另一实施例提供的交直流转换装置的结构示意图；
图8为本发明另一实施例提供的交直流转换装置的结构示意图；
图9为本发明另一实施例提供的交直流转换装置的结构示意图；
图10为本发明另一实施例提供的交直流转换装置的结构示意图；
图11为本发明另一实施例提供的交直流转换装置的结构示意图；
图12为本发明另一实施例提供的交直流转换装置的结构示意图；
图13为本发明另一实施例提供的交直流转换装置的结构示意图；
图14为本发明另一实施例提供的不间断电源装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明一实施例提供的交直流转换装置的结构示意图。本实施例提供的交直流转换装置包括：整流电路11、PFC电路12和电池充电电路13。
整流电路11的一端用于接交流电，另一端与PFC电路12相连，用于对交流电进行整流。整流电路11可包括相连的两个晶闸管，两个晶闸管之间的连接点可接交流电。
PFC电路12的一端与整流电路11的另一端相连，另一端用于与母线电容相连，该PFC电路12用于对所述整流电路整流得到的电流进行功率因数校正。PFC电路12可包括两路降压（boost）电路，分别接整流电路11的一个晶闸管，两个Boost电路对称连接构成三电平输出。两路boost电路分别包括一个晶体管和一个二极管。
电池充电电路13与PFC电路12至少复用电感L，从PFC电路的另一端取电，为电感L储能，用于用储能后的电感L为电池充电。
进一步，电池充电电路13可具体用于从所述PFC电路的另一端的正边和负边中的至少一边取电，为复用的电感L储能。
进一步，电池充电电路13与PFC电路12复用的电感L可有一个，电池充电电路13可具体用于从PFC12电路的另一端的正边或负边取电，为电感L储能；其中，正边用于与正母线电容相连，负边用于与负母线电容相连。
进一步，电池充电电路13还可包括：一个开关管和一个晶闸管；
该开关管的一端与从PFC电路12的另一端的正边或负边相连，另一端与电感L的一端相连，用于从正母线电容或负母线电容取电，为电感L储能；
该晶闸管与电感L相连，用于通过电感L为电池充电。
开关管作为buck-boost电路即电池充电电路的主开关，置于母线和电感之前，用于从母线电容取电。被复用的PFC电路中的电感作为buck-boost电路的电感，外加的晶闸管如SCR用于buck-boost电路续流。
参见图2，整流电路11包括晶闸管D1、D2，晶闸管D1的正极与晶闸管D2的负极相连，连接点通过开关接交流电（AC）和UPS的电池E。这里交流电为市电，连接点接市电的火线，正负母线的中心抽头相连。其中，C1为正母线电容，C2为负母线电容，属于UPS的一部分。
PFC电路12包括电感L1、L2、场效应管Q2、Q3和二极管D7、D8，其中，电感L1、场效应管Q2和二极管D7依次相连，构成一路boost电路，用于实现功率因数校正；电感L2、场效应管Q3和二极管D8依次相连，构成另一路boost电路，用于实现功率因数校正，且市电给电容C2充电。二极管D7的负极与UPS的正母线相连，二极管D8的正极与UPS的负母线相连。
PFC电路12的电感L1与整流电路11中晶闸管D1的负极相连，PFC电路12的电感L2与整流电路11中晶闸管D2的正极相连。
电池充电电路13包括电感L2、场效应管Q3、开关管Q1和晶闸管D3，与PFC电路12复用电感L2和场效应管Q3。
在交流电正半周时，D1保持常开，D2保持常闭。
Q2开通时，PFC电路12电流流向为：L-D1-L1-Q2-N；
Q2关闭时，PFC电路12电流流向为：L-D1-L1-D7-C1-N，市电给电容C1充电。
Q2关闭的情况下，Q1开通时，电池充电电路13的电流流向为：C1-Q1-L2-Q3-N，从正母线电容C1处取电，为L2储能。
Q1关闭时，电池充电电路13的电流流向为：L2-D3-E，电感L2为电池E充电。
市电负半周时，D1保持常闭，D2保持常开。这种情况下，Q3开通时，PFC电路12的电流流向为：N-Q3-L2-D2-L；Q3关闭时，PFC电路12的电流流向为：N-C2-D8-L2-D2-L。
本实施例中，电池充电电路13在PFC电路的基础上增加了器件：1个开关管Q1和1个可控硅整流器（Silicon Controlled Rectifier，简称SCR）D3，且在市电正半周时从正母线电容取电给电池E充电。
参见图3，与图2所示装置类似，不同之处在于，本实施例中，市电负半周时，从负母线电容取电给电池充电。
本实施例中，在市电正半周时，D1保持常开，D2保持常闭。电感L1、场效应管Q2、二极管D7构成PFC的boost电路，实现功率因数校正，市电给C1充电。
具体地，Q2开通时，PFC电路12的电流流向为：L-D1-L1-Q2-N；Q2关闭时，PFC电路12的电流流向为：L-D1-L1-D7-C1-N。
市电负半周时，D1保持常闭，D2保持常开。电感L2、场效应管Q3、二极管D8构成PFC的boost电路，实现功率因数校正，市电给C2充电，同时，场效应管Q2、电感L1、晶闸管D3、开关管Q1构成buck-boost电路，给电池E充电。
具体地，Q3开通时，PFC电路12的电流流向为：N-Q3-L2-D2-L；Q3关闭时，PFC电路12的电流流向为：N-C2-D8-L2-D2-L。
Q1开通时，电池充电电路13的电流流向为：N-Q2-L1-Q1-C2，从负母线电容C2取电为L1储能；Q1关闭时，电池充电电路13的电流流向为：L1-E-D3，从电感L1取电为电池E充电。
进一步，所述电池充电电路还可包括：一个二极管，用于与所述晶闸管与所述电感一起通过所述电感为所述电池充电。
参见图4，与图2所示装置类似，不同之处在于，本实施例中，电池充电电路增加了一个二极管D4，且在市电负半周时从正母线电容取电给电池E充电。
本实施例中，在市电正半周时，D1保持常开，D2保持常闭。电感L1、场效应管Q2和二极管D7构成PFC的boost电路，实现功率因数校正，市电给电容C1充电。
具体地，Q2开通时，PFC电路12的电流流向为：L-D1-L1-Q2-N；Q2关闭时，PFC电路12的电流流向为：L-D1-L1-D7-C1-N。
市电负半周时，D1保持常闭，D2保持常开。电感L2、场效应管Q3、二极管D8构成PFC的boost电路，实现功率因数校正，市电给C2充电。同时，开关管Q1、电感L1、场效应管Q2、晶闸管D3、二极管D4构成buck-boost电路，给电池E充电。
具体地，Q3开通时，PFC电路12的电流流向为：N-Q3-L2-D2-L；Q3关闭时，PFC电路12的电流流向为：N-C2-D8-L2-D2-L。
Q1开通时，电池充电电路13的电流流向为：C1-Q1-L1-Q2-N，从正母线电容C1取电为电感L1储能；Q1关闭时，电池充电电路13的电流流向为：L1-D3-E-D4，从电感L1取电为电池E充电。
参见图5，与图4所示装置类似，不同之处在于，本实施例中，市电负半周时，从负母线电容取电给电池充电。
本实施例中，在市电正半周时，D1保持常开，D2保持常闭。电感L1、场效应管Q2、二极管D7构成PFC的boost电路，实现功率因数校正，市电给C1充电。
具体地，Q2开通时，PFC电路12的电流流向为：L-D1-L1-Q2-N；Q2关闭时，PFC电路12的电流流向为：L-D1-L1-D7-C1-N。
市电负半周时，D1保持常闭，D2保持常开。电感L2、场效应管Q3、二极管D8构成PFC的boost电路，实现功率因数校正，市电给C2充电；同时，开关管Q1、电感L1、场效应管Q2、晶闸管D3、二极管D4构成buck-boost电路，给电池E充电。
具体地，Q3开通时，PFC电路12的电流流向为：N-Q3-L2-D2-L；Q3关闭时，PFC电路12的电流流向为：N-C2-D8-L2-D2-L。Q1开通时，电池充电电路13的电流流向为：N-Q2-L1-Q1-C2，从负母线电容C2取电为电感L1储能；Q1关闭时，电池充电电路13的电流流向为：L1-D3-E-D4，从电感L1取电为电池E充电。
参见图6，与图5所示装置类似，不同之处在于，本实施例中，市电正半周时，从正母线电容取电给电感L2储能，通过电感L2为电池E充电。
本实施例中，在市电正半周时，D1保持常开，D2保持常闭。电感L1、场效应管Q2、二极管D7构成PFC的boost电路，实现功率因数校正，市电给C1充电。同时，开关管Q1、电感L2、场效应管Q3、二极管D4、晶闸管D3构成buck-boost电路，给电池E充电。
具体地，Q2开通时，PFC电路12的电流流向为：L-D1-L1-Q2-N；Q2关闭时，PFC电路的电流流向为：L-D1-L1-D7-C1-N。Q1开通时，电池充电电路13的电流流向为：C1-Q1-L2-Q3-N，从正母线电容C1取电为电感L2储能；Q1关闭时，电池充电电路13的电流流向为：L2-D4-E-D3，从电感L2取电为电池E充电。
市电负半周时，D1保持常闭，D2保持常开。电感L2、场效应管Q3、二极管D8构成PFC的boost电路，实现功率因数校正，市电给C2充电。
具体地，Q3开通时，PFC电路12的电流流向为：N-Q3-L2-D2-L；Q3关闭时，PFC电路12的电流流向为：N-C2-D8-L2-D2-L。
参见图7，与图6所示装置类似，不同之处在于，本实施例中，市电正半周时，从负母线电容取电为电池E充电。
本实施例中，在市电正半周时，D1保持常开，D2保持常闭。电感L1、场效应管Q2、二极管D7构成PFC的boost电路，实现功率因数校正，市电给电容C1充电。同时，Q3、L2、Q1、D4、D3构成buck-boost电路，给电池E充电。
具体地，Q2开通时，PFC电路12的电流流向为：L-D1-L1-Q2-N；Q2关闭时，PFC电路12的电流流向为：L-D1-L1-D7-C1-N。Q1开通时，电池充电电路13的电流流向为：N-Q3-L2-Q1-C2，从负母线电容C2取电为电感L2储能；Q1关闭时，电池充电电路13的电流流向为：L2-D4-E-D3，从电感L2取电为电池E充电。
市电负半周时，D1保持常闭，D2保持常开。电感L2、场效应管Q3、二极管D8构成PFC的boost电路，实现功率因数校正，市电给C2充电。
具体地，Q3开通时，PFC电路12的电流流向为：N-Q3-L2-D2-L；Q3关闭时，PFC电路12的电流流向为：N-C2-D8-L2-D2-L。
或者，进一步，所述电池充电电路与PFC电路复用电感外，还可包括：一个开关管、一个二极管和一个晶闸管；
所述开关管的一端与从所述PFC电路的另一端的正边或负边相连，另一端与所述电感的一端相连，所述晶闸管与所述电感的另一端相连，用于从正母线电容或负母线电容取电，为所述电感储能；
所述二极管与所述电感相连，用于通过所述电感为所述电池充电。
参见图8，与图7所示装置类似，不同之处在于，图7中，电池充电电路13与PFC电路12复用场效应管Q3和电感L2，从负母线电容取电为电感L2储能，二极管D4、晶闸管D3和电感L2构成对电池E充电的电路，从电感L2为电池E充电；而图8中，电池充电电路13与PFC电路12仅复用电感L2，晶闸管D3、电感L2和开关管Q1构成从负母线电容取电为电感L2储能的电路，二极管D4和电感L2构成对电池E充电的电路。
本实施例中，市电正半周时，从负母线电容C2取电给电池充电。
在市电正半周时，D1保持常开，D2保持常闭。电感L1、场效应管Q2、二极管D7构成PFC的boost电路，实现功率因数校正，市电给电容C1充电。同时晶闸管D3、电感L2、开关管Q1、二极管D4构成buck-boost电路，给电池E充电。
具体地，Q2开通时，电流流向为：L-D1-L1-Q2-N；Q2关闭时，PFC电路12的电流流向为：L-D1-L1-D7-C1-N。Q1开通时，电池充电电路13的电流流向为：N-D3-L2-Q1-C2，从负母线电容C2取电为电感L2储能；Q1关闭时，电池充电电路13的电流流向为：L2-D4-E，从电感L2为电池E充电。
市电负半周时，D1保持常闭，D2保持常开。电感L2、场效应管Q3、二极管D8构成PFC的boost电路，实现功率因数校正，市电给电容C2充电。
具体地，Q3开通时，PFC电路12的电流流向为：N-Q3-L2-D2-L；Q3关闭时，PFC电路12的电流流向为：N-C2-D8-L2-D2-L。
参见图9，与图8所示装置类似，不同之处在于，本实施例中，市电负半周时，从正母线电容C1取电给电池充电。
在市电正半周时，D1保持常开，D2保持常闭。电感L1、场效应管Q2、二极管D7构成PFC的boost电路，实现功率因数校正，市电给C1充电。
具体地，Q2开通时，PFC电路12的电流流向为：L-D1-L1-Q2-N；Q2关闭时，PFC电路12的电流流向为：L-D1-L1-D7-C1-N。
市电负半周时，D1保持常闭，D2保持常开。电感L2、场效应管Q3、二极管D8构成PFC的boost电路，实现功率因数校正，市电给负母线电容C2充电，同时，场效应管Q1、电感L1、晶闸管D3、二极管D4构成buck-boost电路，给电池E充电。
具体地，Q3开通时，PFC电路12的电流流向为：N-Q3-L2-D2-L；Q3关闭时，PFC电路12的电流流向为：N-C2-D8-L2-D2-L。Q1开通时，电池充电电路13的电流流向为：C1-Q1-L1-D3-N，从正母线电容C1取电为电感L1储能；Q1关闭时，电池充电电路13的电流流向为：L1-E-D4，从电感L1取电为电池E充电。
上述图2-图9所示交直流转换装置只需要在PFC电路的基础上增加一个开关管和一个晶闸管，便可在市电正半周或负半周为电池充电，相对于现有技术需要至少增加1个开关管和2个晶闸管才能在市电正半周或负半周为电池充电，上述实施例所示的交直流转换装置结构更加简单，成本也更加低廉。并且，通过正母线电容或负母线电容为电池充电，提高了UPS的输入特性。
或者，进一步，所述电池充电电路与所述PFC电路复用的电感可包括第一电感和第二电感，所述电池充电电路具体用于从所述PFC电路的另一端的正边和负边取电，为所述第一电感和第二电感储能。
进一步，电池充电电路可包括：第一充电电路和第二充电电路。
第一充电电路与所述PFC电路复用所述第一电感，用于从所述PFC电路的另一端的正边或负边取电，为所述第一电感储能，并用所述第一电感为电池充电；
第二充电电路与所述PFC电路复用所述第二电感，用于从所述PFC电路的另一端上与所述第一充电电路取电的一边相反的一边取电，为所述第二电感储能，并用所述第二电感为电池充电。电池充电电路通过复用PFC电路中的两个电感为电池充电，相对于现有技术中需要增加4个晶闸管、2个二极管和1个开关管来实现用复用的两个电感为电池充电，使得交直流转换装置及不间断电源装置在PFC电路的基础上增加的器件较少，简化了交直流转换装置及不间断电源装置的结构，降低了交直流转换装置及不间断电源装置的成本。
例如图2～图9所示装置中，电池充电电路13可复用PFC电路12中的电感L1和电感L2，不仅用电感L1为电池E充电，还用电感L2为电池E充电。第一充电电路可采用图2～图9任意一个实施例中所示交直流变换装置中的电池充电电路；第一充电电路也可采用图2～图9任意一个实施例中所示交直流变换装置中的电池充电电路。
例如，所述第一充电电路还可包括：一个开关管和一个晶闸管；
所述开关管的一端与从所述PFC电路的另一端的正边或负边相连，所述开关管的另一端与所述第一电感的一端相连，用于从正母线电容或负母线电容取电，为所述第一电感储能；
所述晶闸管与所述第一电感相连，用于通过所述第一电感为所述电池充电。
进一步，所述第一充电电路还包括：一个二极管；
所述二极管用于与所述晶闸管与所述第一电感一起通过所述第一电感为所述电池充电。
或者，例如，所述第一充电电路还可包括：一个开关管、一个晶闸管和一个二极管；
所述开关管的一端与从所述PFC电路的另一端的正边或负边相连，另一端与所述第一电感的一端相连，所述晶闸管与所述第一电感的另一端相连，用于从正母线电容或负母线电容取电，为所述第一电感储能；
所述二极管与所述第一电感相连，用于通过所述第一电感为所述电池充电。
例如，所述第二充电电路还可包括：一个开关管和一个晶闸管；
所述开关管的另一端与所述第二电感的一端相连，用于从负母线电容或正母线电容取电，为所述第二电感储能；
所述晶闸管与所述第二电感相连，用于通过所述第二电感为所述电池充电。
进一步，所述第二充电电路还可包括：一个二极管；
所述二极管用于与所述晶闸管与所述第二电感一起通过所述第二电感为所述电池充电。
或者，例如，所述第二充电电路还可包括：一个开关管、一个晶闸管和一个二极管；
所述开关管的一端与从所述PFC电路的另一端的负边或正边相连，另一端与所述第二电感的一端相连，所述晶闸管与所述第二电感的另一端相连，用于从负母线电容或正母线电容取电，为所述第二电感储能；
所述二极管与所述第二电感相连，用于通过所述第二电感为所述电池充电。
参见图10，本实施例与图2-图9所示装置中的整流电路和PFC电路相同，不同之处在于，本实施例中，电池充电电路13复用PFC电路12的电感L1和电感L2，从正母线电容C1和负母线电容C2取电，为电感L1和电感L2储能，用电感L1和电感L2为电池E充电。
本实施例中，电池充电电路13包括第一充电电路131和第二充电电路132。
第一充电电路131除复用PFC电路12的电感L1和场效应管Q2之外，还包括开关管Q1、晶闸管D3和二极管D5；第二充电电路132除复用PFC电路12的电感L2之外，还包括开关管Q4、晶闸管D4和二极管D6。
市电正半周时，第二充电电路132从负母线电容C2取电给电池充电，市电负半周时，第一充电电路131从正母线电容C1取电给电池充电。
市电正半周时，D1保持常开，D2保持常闭。电感L1、场效应管Q2、二极管D7构成boost电路给电容C1充电，晶闸管D4、电感L2、开关管Q4、二极管D6构成buck-boost电路给电池E充电。
具体地，Q2开通时，PFC电路12的电流流向为：L-D1-L1-Q2-N；Q2关闭时，PFC电路12的电流流向为：L-D1-L1-D7-C1-N。Q4开通时，第二充电电路132的电流流向为：N-D4-L2-Q4-C2，从负母线电容C2取电为电感L2储能；Q4关闭时，第二充电电路132的电流流向为：L2-D6-E，从电感L2取电为电池E充电。
市电负半周时，D1保持常闭，D2保持常开。电感L2、场效应管Q3、二极管D8构成boost电路给电容C2充电，开关管Q1、电感L1、Q2、晶闸管D3、二极管D5构成buck-boost电路给电池E充电。
具体地，Q3开通时，PFC电路12的电流流向为：N-Q3-L2-D2-L；Q3关闭时，PFC电路12的电流流向为：N-C2-D8-L2-D2-L。Q1开通时，第一充电电路131的电流流向为：C1-Q1-L1-Q2-N，从正母线电容C1取电为电感L1储能，以用于为电池E充电；Q1关闭时，第一充电电路131的电流流向为：L1-D3-E-D5，从电感L1取电为电池E充电。
参见图11，本实施例与图10所示装置类似，不同之处在于，本实施例中，市电正半周时，第一充电电路131从正母线电容取电给电池充电，市电负半周时，第二充电电路132从负母线电容取电给电池充电。
第一充电电路131除复用PFC电路12的电感L2和场效应管Q3之外，还包括开关管Q1和晶闸管D4；第二充电电路132除复用PFC电路12的电感L1和场效应管Q2之外，还包括开关管Q4、晶闸管D3和二极管D5。
市电正半周时，D1保持常开，D2保持常闭。电感L1、场效应管Q2、二极管D7构成boost电路给电容C1充电，开关管Q1、电感L2、场效应管Q3、晶闸管D4构成buck-boost电路给电池E充电。
具体地，Q2开通时，PFC电路12的电流流向为：L-D1-L1-Q2-N；Q2关闭时，PFC电路12的电流流向为：L-D1-L1-D7-C1-N。Q1开通时，第一充电电路131的电流流向为：C1-Q1-L2-Q3-N，从正母线电容C1取电为电感L2储能，以用于为电池E充电；Q1关闭时，第一充电电路131的电流流向为：L2-D4-E，从电感L2取电为电池E充电。
市电负半周时，D1保持常闭，D2保持常开。电感L2、场效应管Q3、二极管D8构成boost电路给C2充电，场效应管Q2、电感L1、开关管Q4、晶闸管D3、二极管D5构成buck-boost电路给电池E充电。
具体地，Q3开通时，PFC电路12的电流流向为：N-Q3-L2-D2-L；Q3关闭时，PFC电路12的电流流向为：N-C2-D8-L2-D2-L。Q4开通时，第二充电电路132的电流流向为：N-Q2-L1-Q4-C2，从负母线电容C2取电为电感L1储能，以用于为电池E充电；Q4关闭时，第二充电电路132的电流流向为：L1-D3-E-D5，从电感L1取电为电池E充电。
参见图12，本实施例与图10所示装置类似，市电正半周时，充电电路从负母线电容取电给电池充电，市电负半周时，充电电路从正母线电容取电给电池充电。不同之处在于，本实施例中，第一充电电路131仅复用了PFC电路12中的电感L1，除此之外，还包括二极管D6和晶闸管D3。第二充电电路132复用了PFC电路12中的电感L2和场效应管Q3，除此之外，还包括晶闸管D4和二极管D5。
市电正半周时，D1保持常开，D2保持常闭。电感L1、场效应管Q2、二极管D7构成boost电路给电容C1充电，场效应管Q3、电感L2、开关管Q4、二极管D5、晶闸管D4构成buck-boost电路给电池E充电。
具体地，Q2开通时，PFC电路12的电流流向为：L-D1-L1-Q2-N；Q2关闭时，PFC电路12的电流流向为：L-D1-L1-D7-C1-N。Q4开通时，第二充电电路132的电流流向为：N-Q3-L2-Q4-C2，负母线电容C2为电感L2储能，以用于为电池E充电；Q4关闭时，第二充电电路132的电流流向为：L2-D5-E-D4，电感L2为电池E充电。
市电负半周时，D1保持常闭，D2保持常开。电感L2、场效应管Q3、二极管D8构成boost电路给电容C2充电，开关管Q1、电感L1、晶闸管D3、二极管D6构成buck-boost电路电池E充电。
具体地，Q3开通时，PFC电路12的电流流向为：N-Q3-L2-D2-L；Q3关闭时，PFC电路12的电流流向为：N-C2-D8-L2-D2-L。Q1开通时，第一充电电路131的电流流向为：C1-Q1-L1-D3-N，正母线电容C1为电感L1储能，以用于为电池E充电；Q1关闭时，第一充电电路131的电流流向为：L1-E-D6，电感L1为电池E充电。
参见图13，本实施例与图12所示装置类似，市电正半周时，充电电路从负母线电容取电给电池充电，市电负半周时，充电电路从正母线电容取电给电池充电。不同之处在于，本实施例中，第一充电电路131复用了PFC电路12中的电感L2和场效应管Q3，除此之外，还包括二极管D5和晶闸管D3。第二充电电路132复用了PFC电路12中的电感L1和场效应管Q2，除此之外，还包括晶闸管D4。
市电正半周时，D1保持常开，D2保持常闭。电感L1、场效应管Q2、二极管D7构成boost电路给电容C1充电，开关管Q1、电感L2、场效应管Q3、二极管D5、晶闸管D3构成buck-boost电路给电池E充电。
具体地，Q2开通时，PFC电路12的电流流向为：L-D1-L1-Q2-N；Q2关闭时，PFC电路12的电流流向为：L-D1-L1-D7-C1-N。Q4开通时，第二充电电路132的电流流向为：N-Q2-L1-Q4-C2，负母线电容C2为电感L1储能，以用于为电池E充电；Q4关闭时，第二充电电路132的电流流向为：L1-E-D4，电感L1为电池E充电。
市电负半周时，D1保持常闭，D2保持常开。电感L2、场效应管Q3、二极管D8构成boost电路给电容C2充电，场效应管Q2、电感L1、开关管Q4、晶闸管D4构成buck-boost电路给电池E充电。
具体地，Q3开通时，PFC电路12的电流流向为：N-Q3-L2-D2-L；Q3关闭时，PFC电路12的电流流向为：N-C2-D8-L2-D2-L。Q1开通时，第一充电电路131的电流流向为：C1-Q1-L2-Q3-N，正母线电容C1为电感L2储能，以用于为电池E充电；Q1关闭时，第一充电电路131的电流流向为：L2-D5-E-D3，电感L2为电池E充电。
上述实施例提供的交直流转换装置，通过与PFC电路至少复用电感的电池充电电路，从PFC电路的另一端取电，为所述电感储能，用于用储能后的所述电感为电池充电，达到了从UPS的母线为电池充电的目的，提高了电池充电的输入特性，且进一步，电池充电电路通过复用PFC电路中的两个电感为电池充电，相对于现有技术中需要增加4个晶闸管、2个二极管和1个开关管来实现用复用的两个电感为电池充电，使得交直流转换装置及不间断电源装置在PFC电路的基础上增加的器件较少，简化了交直流转换装置及不间断电源装置的结构，降低了交直流转换装置及不间断电源装置的成本。
图14为本发明另一实施例提供的不间断电源装置的结构示意图。本实施例中，不间断电源（UPS）装置包括：电池21、正母线电容22、负母线电容23及与所述电池21、正母线电容22、负母线电容23相连的交直流转换电路24。交直流转换电路24用于通过正母线电容22和负母线电容23中的至少一个母线电容为电池21充电，可为上述实施例提供的任一种交直流转换装置，如上述图2-图13也可为UPS装置的结构示意图。本领域技术人员应该理解，UPS除上述元器件及电路外还应包括直流转直流电路、直流转交流的逆变电路等基本电路。
进一步，电池21可通过开关与交直流转换装置中的整流电路相连，所述交直流转换装置为所述电池充电的过程中，所述开关断开，所述电池放电时，所述开关导通。其中，开关可为继电器等。
本实施例提供的不间断电源装置，通过与PFC电路至少复用电感的电池充电电路，从PFC电路的另一端取电，为所述电感储能，用于用储能后的所述电感为电池充电，达到了从UPS的母线电容为电池充电的目的，提高了电池充电的输入特性，且交直流转换装置及不间断电源装置在PFC电路的基础上增加的器件较少，简化了交直流转换装置及不间断电源装置的结构，降低了交直流转换装置及不间断电源装置的成本。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (16)

1.一种交直流转换装置，其特征在于，包括：
整流电路，一端用于接交流电，用于对所述交流电进行整流；
PFC电路，一端与所述整流电路的另一端相连，另一端用于与母线电容相连，所述PFC电路用于对所述整流电路整流得到的电流进行功率因数校正；
电池充电电路，与所述PFC电路至少复用电感，从所述PFC电路的另一端取电，为所述电感储能，用于用储能后的所述电感为电池充电。
2.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述电池充电电路具体用于从所述PFC电路的另一端的正边和负边中的至少一边取电，为所述电感储能；所述正边用于与正母线电容相连，所述负边用于与负母线电容相连。
3.根据权利要求2所述装置，其特征在于，所述电池充电电路与所述PFC电路复用的电感有一个，所述电池充电电路具体用于从所述PFC电路的另一端的正边或负边取电，为所述电感储能。
4.根据权利要求3所述装置，其特征在于，所述电池充电电路还包括：一个开关管和一个晶闸管；
所述开关管的一端与从所述PFC电路的另一端的正边或负边相连，另一端与所述电感的一端相连，用于从正母线电容或负母线电容取电，为所述电感储能；
所述晶闸管与所述电感相连，用于通过所述电感为所述电池充电。
5.根据权利要求4所述装置，其特征在于，所述电池充电电路还包括：一个二极管，用于与所述晶闸管与所述电感一起通过所述电感为所述电池充电。
6.根据权利要求3所述装置，其特征在于，所述电池充电电路还包括：一个开关管、一个二极管和一个晶闸管；
所述开关管的一端与从所述PFC电路的另一端的正边或负边相连，另一端与所述电感的一端相连，所述晶闸管与所述电感的另一端相连，用于从正母线电容或负母线电容取电，为所述电感储能；
所述二极管与所述电感相连，用于通过所述电感为所述电池充电。
7.根据权利要求2所述装置，其特征在于，所述电池充电电路与所述PFC电路复用的电感包括第一电感和第二电感，所述电池充电电路具体用于从所述PFC电路的另一端的正边和负边取电，为所述第一电感和第二电感储能。
8.根据权利要求7所述装置，其特征在于，所述电池充电电路包括：
第一充电电路，与所述PFC电路复用所述第一电感，用于从所述PFC电路的另一端的正边或负边取电，为所述第一电感储能，并用所述第一电感为电池充电；
第二充电电路，与所述PFC电路复用所述第二电感，用于从所述PFC电路的另一端上与所述第一充电电路取电的一边相反的一边取电，为所述第二电感储能，并用所述第二电感为电池充电。
9.根据权利要求8所述装置，其特征在于，所述第一充电电路还包括：一个开关管和一个晶闸管；
所述开关管的一端与从所述PFC电路的另一端的正边或负边相连，所述开关管的另一端与所述第一电感的一端相连，用于从正母线电容或负母线电容取电，为所述第一电感储能；
所述晶闸管与所述第一电感相连，用于通过所述第一电感为所述电池充电。
10.根据权利要求9所述装置，其特征在于，所述第一充电电路还包括：一个二极管；
所述二极管用于与所述晶闸管与所述第一电感一起通过所述第一电感为所述电池充电。
11.根据权利要求8所述装置，其特征在于，所述第一充电电路还包括：一个开关管、一个晶闸管和一个二极管；
所述开关管的一端与从所述PFC电路的另一端的正边或负边相连，另一端与所述第一电感的一端相连，所述晶闸管与所述第一电感的另一端相连，用于从正母线电容或负母线电容取电，为所述第一电感储能；
所述二极管与所述第一电感相连，用于通过所述第一电感为所述电池充电。
12.根据权利要求8-11任一项所述装置，其特征在于，所述第二充电电路还包括：一个开关管和一个晶闸管；
所述开关管的另一端与所述第二电感的一端相连，用于从负母线电容或正母线电容取电，为所述第二电感储能；
所述晶闸管与所述第二电感相连，用于通过所述第二电感为所述电池充电。
13.根据权利要求12所述装置，其特征在于，所述第二充电电路还包括：一个二极管；
所述二极管用于与所述晶闸管与所述第二电感一起通过所述第二电感为所述电池充电。
14.根据权利要求8-11任一项所述装置，其特征在于，所述第二充电电路还包括：一个开关管、一个晶闸管和一个二极管；
所述开关管的一端与从所述PFC电路的另一端的负边或正边相连，另一端与所述第二电感的一端相连，所述晶闸管与所述第二电感的另一端相连，用于从负母线电容或正母线电容取电，为所述第二电感储能；
所述二极管与所述第二电感相连，用于通过所述第二电感为所述电池充电。
15.一种不间断电源装置，其特征在于，包括：电池、正母线电容、负母线电容及与所述电池、正母线电容、负母线电容相连的上述权利要求1-14任一项所述的交直流转换装置。
16.根据权利要求15所述装置，其特征在于，所述电池通过开关与所述交直流转换装置中的整流电路相连，所述交直流转换装置为所述电池充电的过程中，所述开关断开，所述电池放电时，所述开关导通。
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