CN103580509B - 用于接收来自不同电力事业配置的功率的不间断电源设备 - Google Patents

用于接收来自不同电力事业配置的功率的不间断电源设备 Download PDF

Info

Publication number
CN103580509B
CN103580509B CN201310312405.4A CN201310312405A CN103580509B CN 103580509 B CN103580509 B CN 103580509B CN 201310312405 A CN201310312405 A CN 201310312405A CN 103580509 B CN103580509 B CN 103580509B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pdu
output
input
ups
rectifier diode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201310312405.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103580509A (zh
Inventor
C.范卡尔肯
S.阿格拉瓦尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB Technology AG
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of CN103580509A publication Critical patent/CN103580509A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103580509B publication Critical patent/CN103580509B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/061—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for DC powered loads
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/10—Arrangements incorporating converting means for enabling loads to be operated at will from different kinds of power supplies, e.g. from ac or dc

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Rectifiers (AREA)
  • Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

公开一种能够接收来自不同电力事业配置的功率的不间断电源(UPS)设备。该UPS的输入级包括三相整流桥设计，该三相整流桥设计具有配置用于连接到不同电力事业配置的三个桥臂。在UPS输入级的一些所公开实施例的实施中可实现的优点在于，单个UPS能够具有与具有不同电压和相的不同电力事业配置配合使用的灵活性。

Description

用于接收来自不同电力事业配置的功率的不间断电源设备
技术领域
本文所公开的主题涉及不间断电源(UPS)，以及具体来说，涉及能够接收来自不同电力事业（electrical utility）配置的功率的UPS输入级。
背景技术
不间断电源用于即使在输入电源出故障时也向关键负载(例如，诸如计算机、数据中心、现金出纳机之类的受保护设备)提供纯净功率。UPS能够通过供应能够向受保护设备供电充分时间量以启动备用电源或者正确关闭受保护设备的电池或其它电容装置中存储的能量，来提供对输入电源中断的瞬时保护。由于关键负载能够见于具有不同电力事业配置(例如，不同的交流(AC)电压(120 V、208 V、240 V)和/或具有不同相角(120°、180°或240°)的相的不同数量(1或2))的多种住宅或商业场所。不同的UPS必须设计用于连接到不同的电力事业配置。
图1是说明性和示范电力事业配置2的示意图，其中包括具有第一电压源线路(线路 1)11的第一电压源10、具有第二电压源线路(线路 2)21的第二电压源20、位于第一电压源10与第二电压源20之间并且连接它们的具有中性线41的中性节点(或中心抽头)40。示范电力事业配置2能够表示又称作分相系统或中心抽头中性系统的常规单相三线电力事业配置，这是因为它能够通过例如对变压器(或发电机/交流发电机)的二次绕组进行中心抽头以形成第一电压源10和第二电压源20来形成。示范服务能够表示三相四线Y形电力事业配置的两相或者三相三线三角形电力事业配置的两相。
在一个示例中，第一电压源线路(线路 1)11与中性节点40之间的第一单相输入电压(V1)在0°的相角为120 VAC，而第二电压源线路(线路 2)21与中性节点40之间的第二单相输入电压(V2)在180°的相角为120 VAC。没有连接中性线41，第一电压源线路(线路 1)11与第二电压源线路(线路 2)21之间的单相输入电压(V3)为240 VAC。通过连接中性线41，分相输入电压能够提供有两个电压源10、20之间的180°的相差。
在另一个示例中，第一电压源线路(线路 1)11与中性节点40之间的第一单相输入电压(V1)在0°的相角为120 VAC，而第二电压源线路(线路 2)21与中性40之间的第二单相输入电压(V2)在120°或240°的相角为120 VAC。没有连接中性线41，第一电压源线路(线路1)11与第二电压源线路(线路 2)21之间的单相输入电压(V3)为208 VAC。通过连接中性线41，分相输入电压能够提供有两个电压源10、20之间的120°或240°的相差。
用于120 VAC的单相输入电压的UPS的设计与用于208 VAC或240 VAC的单相输入电压的UPS的设计将是不同的。类似地，用于单相输入电压的UPS的设计与用于分相输入电压的UPS的设计将是不同的。另外，由于一些电力事业配置没有中性线(例如208 VAC或240VAC单相)，而其它电力事业配置具有中性线(例如120 VAC单相)，所以必须为这些不同的电力事业配置提供不同的UPS设计。对用于所有不同可能的电力事业配置的不同UPS设计的要求限制UPS用于保护设备的灵活性。例如，其地点在具有不同电力事业配置的区域中的公司需要购买和贮存许多不同类型的UPS以便保护它在其有业务的不同地点的设备。
以上论述只是提供一般背景信息，而不是意在用作帮助确定要求保护主题的范围。
发明内容
公开一种能够接收来自不同电力事业配置的功率的不间断电源(UPS)设备。该UPS的输入级包括三相整流桥设计，该三相整流桥设计具有配置用于连接到不同电力事业配置的三个桥臂。在UPS输入级的一些所公开实施例的实施中可实现的优点在于，单个UPS能够具有与具有不同电压和相的不同电力事业配置配合使用的灵活性。
在一个实施例中，用于接收来自不同电力事业配置的功率的UPS设备。该设备包括：三相整流桥，其包括包含第一整流二极管和第二整流二极管、具有位于第一与第二整流二极管之间并且连接它们的第一桥臂节点的第一桥臂，包含第三整流二极管和第四整流二极管、具有位于第三与第四整流二极管之间并且连接它们的第二桥臂节点的第二桥臂，和包含第五整流二极管和第六整流二极管、具有位于第五与第六整流二极管之间并且连接它们的第三桥臂节点的第三桥臂，其中第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂并联连接；开关，其与三相整流桥并联连接；直流输出电路，其与三相整流桥和开关并联连接，直流输出电路包括第一输出母线和第二输出母线，其中输出母线接地节点位于第一输出母线与第二输出母线之间并且连接它们；第一UPS输入，其连接到三相整流桥的第二桥臂节点，其中第一输入滤波电感器位于第一UPS输入与第二桥臂节点之间并且将第一UPS输入连接到第二桥臂节点；以及第二UPS输入，其连接到三相整流桥的第三桥臂节点，其中第二输入滤波电感器位于第二UPS输入与第三桥臂节点之间并且将第二UPS输入连接到第三桥臂节点；以及第三UPS输入，其连接到输出母线接地节点。
在另一个实施例中，UPS设备还包括用于提供将不同电力事业配置连接到UPS的接口的配电单元(PDU)，该配电单元包括连接到第一UPS输入的第一PDU输出、连接到第二UPS输入的第二PDU输出以及连接到第三UPS输入的第三PDU输出。
本发明的这个简要描述仅意在按照一个或多个说明性实施例来提供本文所公开主题的简要概述，而不是用作解释权利要求书或者限定或限制仅由所附权利要求书来限定的本发明的范围的指南。提供本简要描述以便以简化形式介绍下面在详细描述中进一步描述的概念的说明性选择。本简要描述不是打算标识要求保护主题的关键特征或基本特征，也不是打算用于帮助确定要求保护主题的范围。要求保护主题并不局限于解决背景中所述的任何或全部缺点的实现。
根据本公开的一方面，一种用于接收来自不同电力事业配置的功率的不间断电源(UPS)设备，所述设备包括：三相整流桥，其包括第一桥臂，其包括第一整流二极管和第二整流二极管，其中第一桥臂节点位于所述第一与第二整流二极管之间并且连接所述第一与第二整流二极管，第二桥臂，其包括第三整流二极管和第四整流二极管，其中第二桥臂节点位于所述第三与第四整流二极管之间并且连接所述第三与第四整流二极管，以及第三桥臂，其包括第五整流二极管和第六整流二极管，其中第三桥臂节点位于所述第五与第六整流二极管之间并且连接所述第五与第六整流二极管，其中所述第一桥臂、所述第二桥臂和所述第三桥臂并联连接；开关，其与所述三相整流桥并联连接；直流输出电路，其与所述三相整流桥和所述开关并联连接，所述直流输出电路包括第一输出母线和第二输出母线，其中输出母线接地节点位于所述第一输出母线与所述第二输出母线之间并且连接所述第一输出母线与所述第二输出母线；第一UPS输入，其连接到所述三相整流桥的所述第二桥臂节点，其中第一输入滤波电感器位于所述第一UPS输入与所述第二桥臂节点之间并且将所述第一UPS输入连接到所述第二桥臂节点；第二UPS输入，其连接到所述三相整流桥的所述第三桥臂节点，其中第二输入滤波电感器位于所述第二UPS输入与所述第三桥臂节点之间并且将所述第二UPS输入连接到所述第三桥臂节点；以及第三UPS输入，其连接到所述输出母线接地节点。
所述不间断电源设备，还包括连接到所述三相整流桥的所述第一桥臂节点的第四UPS输入。
所述不间断电源设备，还包括用于提供将不同电力事业配置连接到所述UPS的接口的配电单元(PDU)，所述配电单元包括：第一PDU输出，其连接到所述第一UPS输入；第二PDU输出，其连接到所述第二UPS输入；以及第三PDU输出，其连接到所述第三UPS输入。
所述不间断电源设备中，所述配电单元还包括：第一PDU输入，其连接到所述第一PDU输出；以及第二PDU输入，其连接到所述第二PDU输出。
所述不间断电源设备中，所述配电单元还包括：第三PDU输入，其连接到所述第三PDU输出。
所述不间断电源设备，还包括用于提供将不同电力事业配置连接到所述UPS的接口的配电单元(PDU)，所述配电单元包括：第一PDU输出，其连接到所述第一UPS输入；第二PDU输出，其连接到所述第二UPS输入；第三PDU输出，其连接到所述第三UPS输入；以及第四PDU输出，其连接到所述第四UPS输入。
所述不间断电源设备中，所述配电单元还包括：第一PDU输入，其连接到所述第一PDU输出和所述第二PDU输出；以及第三PDU输入，其连接到所述第三PDU输出和所述第四PDU输出。
所述不间断电源设备中，所述开关包括一个或多个绝缘栅双极晶体管。
所述不间断电源设备中，所述开关包括一个或多个金属氧化物半导体场效应晶体管。
所述不间断电源设备中，所述直流输出电路还包括：第七整流二极管，其位于所述开关与所述第一输出母线之间并且连接所述开关与所述第一输出母线，其中所述第七整流二极管的阳极连接到所述开关，而所述第七整流二极管的阴极连接到所述第一输出母线；以及第八整流二极管，其位于所述开关与所述第二输出母线之间并且连接所述开关与所述第二输出母线，其中所述第八整流二极管的阴极连接到所述开关，而所述第八整流二极管的阳极连接到所述第二输出母线。
根据本公开的另一方面，一种用于接收来自不同电力事业配置的功率的不间断电源(UPS)设备，所述设备包括：三相整流桥，其包括第一桥臂，其包括第一整流二极管和第二整流二极管，其中第一桥臂节点位于所述第一与第二整流二极管之间并且连接所述第一与第二整流二极管，第二桥臂，其包括第三整流二极管和第四整流二极管，其中第二桥臂节点位于所述第三与第四整流二极管之间并且连接所述第三与第四整流二极管，以及第三桥臂，其包括第五整流二极管和第六整流二极管，其中第三桥臂节点位于所述第五与第六整流二极管之间并且连接所述第五与第六整流二极管，其中所述第一桥臂、所述第二桥臂和所述第三桥臂并联连接；开关，其与所述三相整流桥并联连接；直流输出电路，其与所述三相整流桥和所述开关并联连接，所述直流输出电路包括第一输出母线和第二输出母线，其中输出母线接地节点位于所述第一输出母线与所述第二输出母线之间并且连接所述第一输出母线与所述第二输出母线；第一UPS输入，其连接到所述三相整流桥的所述第二桥臂节点，其中第一输入滤波电感器位于所述第一UPS输入与所述第二桥臂节点之间并且将所述第一UPS输入连接到所述第二桥臂节点；第二UPS输入，其连接到所述三相整流桥的所述第三桥臂节点，其中第二输入滤波电感器位于所述第二UPS输入与所述第三桥臂节点之间并且将所述第二UPS输入连接到所述第三桥臂节点；第三UPS输入，其连接到所述输出母线接地节点；以及配电单元(PDU)，其用于提供将不同电力事业配置连接到所述UPS的接口，所述配电单元包括第一PDU输出，其连接到所述第一UPS输入，第二PDU输出，其连接到所述第二UPS输入，以及第三PDU输出，其连接到所述第三UPS输入。
所述不间断电源设备，还包括连接到所述三相整流桥的所述第一桥臂节点的第四UPS输入，以及其中所述配电单元包括连接到所述第四UPS输入的第四PDU输出。
所述不间断电源设备中，所述配电单元还包括：第一PDU输入，其连接到所述第一PDU输出；以及第二PDU输入，其连接到所述第二PDU输出。
所述不间断电源设备中，所述配电单元还包括：第三PDU输入，其连接到所述第三PDU输出。
所述不间断电源设备中，所述配电单元还包括：第一PDU输入，其连接到所述第一PDU输出和所述第二PDU输出；以及第三PDU输入，其连接到所述第三PDU输出和所述第四PDU输出。
所述不间断电源设备中，所述开关包括一个或多个绝缘栅双极晶体管。
所述不间断电源设备中，所述开关包括一个或多个金属氧化物半导体场效应晶体管。
所述不间断电源设备中，所述直流输出电路还包括：第七整流二极管，其位于所述开关与所述第一输出母线之间并且连接所述开关与所述第一输出母线，其中所述第七整流二极管的阳极连接到所述开关，而所述第七整流二极管的阴极连接到所述第一输出母线；以及第八整流二极管，其位于所述开关与所述第二输出母线之间并且连接所述开关与所述第二输出母线，其中所述第八整流二极管的阴极连接到所述开关，而所述第八整流二极管的阳极连接到所述第二输出母线。
附图说明
为了能够理解本发明的特征的方式，本发明的详细描述可通过参照某些实施例进行，这些实施例中的一部分在附图中示出。但是，要注意，附图仅示出本发明的某些实施例，因此不是要被视为对其范围的限制，这是因为本发明的范围包含其它同样有效的实施例。附图不一定按照比例绘制，重点一般在于示出本发明的某些实施例的特征。附图中，相似的标号用于在各个视图中通篇表示相似的部件。因此，为了进一步了解本发明，能够结合附图来参照以下详细描述来阅读，其中：
图1是示范电力事业配置的示意图；
图2是不间断电源(UPS)的示范输入级的示意图；
图3是具有配电单元(PDU)的图2的UPS的示范输入级的示意图；
图4是连接到具有连接到UPS的中性线用于二线120 VAC单相输入电压的图1的示范电力事业配置的图3的示范UPS输入级的示意图；
图5是连接到没有连接到UPS的中性线用于二线208 VAC/240 VAC单相输入电压的图1的示范电力事业配置的图3的示范UPS输入级的示意图；以及
图6是连接到具有连接到UPS的中性线用于三线208 VAC/240 VAC分相输入电压的图1的示范电力事业配置的图3的示范UPS输入级的示意图。
具体实施方式
图2是用于接收来自不同电力事业配置（例如来自图1的示范电力事业配置2）的功率的不间断电源(UPS)的示范输入级100的示意图。如所述，示范电力事业配置2能够向UPS输入级100提供若干不同的电力事业配置，包括单相输入电压(V1=120 VAC、V3=208 VAC/240VAC)和分相输入电压(具有在第一电压源10与第二电压源20之间的120°、180°或240°的相角)。
UPS输入级100包括具有并联连接的第一桥臂110、第二桥臂120和第三桥臂130的三相整流桥140。第一桥臂110包括第一整流二极管(D1)111和第二整流二极管(D2)112，其中第一桥臂节点113位于两个二极管111、112之间并且连接它们。第二桥臂120包括第三整流二极管(D3)121和第四整流二极管(D4)122，其中第二桥臂节点123位于两个二极管121、122之间并且连接它们。第三桥臂130包括第五整流二极管(D5)131和第六整流二极管(D6)132，其中第三桥臂节点133位于两个二极管131、132之间并且连接它们。将会理解，如本文所使用的术语“连接”包括间接和直接连接(即，即使它们之间存在附加组件，两个组件也相互连接)。
在一个实施例中，UPS输入级100还包括与三相整流桥140并联连接的开关150。在一个实施例中，开关150能够包括一个或多个绝缘栅双极晶体管(IGBT)，而在另一个实施例中，开关能够包括一个或多个金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。用于调制开关150的常规策略能够用于控制三相整流桥140的操作。
在一个实施例中，UPS输入级100还包括与三相整流桥140和开关150并联连接的直流(DC)输出电路180。DC输出电路180包括第一输出母线电容器(C1)161(例如4000μF)和第二输出母线电容器(C2)162(例如4000 μF)。输出母线接地节点193位于第一输出母线电容器161与第二输出母线电容器162之间并且连接它们。输出母线接地节点193连接到接地170。DC输出电路180还包括位于开关150与第一输出母线电容器161之间并且连接它们的第七整流二极管(D7)151，其中阳极连接到开关150而阴极连接到第一输出母线电容器161。类似地，DC输出电路180包括位于开关150与第二输出母线电容器162之间并且连接它们的第八整流二极管(D8)152，其中阴极连接到开关150而阳极连接到第二输出母线电容器162。
在一个实施例中，UPS输入级100具有四个输入101、102、103、104。第一UPS输入101配置用于连接到第一电压源线路(线路 1)11(图1)，并且经由第一输入滤波电感器(L1)141(例如1.0 mH)连接到三相整流桥140的第二桥臂节点123。第二UPS输入102配置用于连接到第二电压源线路(线路 2)21(图1)，并且经由第二输入滤波电感器(L2)142(例如1.0 mH)连接到三相整流桥140的第三桥臂节点133。第三UPS输入103配置用于连接到电力事业配置2(图1)的中性线41，并且连接到输出母线接地节点193，输出母线接地节点193连接到接地170。第四UPS输入104配置用于连接到120 VAC单相输入电压(V1)(图1)的电力事业配置2的中性节点(或中心抽头)40中性线41，并且连接到三相整流桥140的第一桥臂节点113。
UPS输入级100具有跨第一输出母线电容器(C1)161到接地170所得到的第一UPS输出191，第一UPS输出191提供正DC输出电压(例如+220 VDC)。UPS输入级100还具有跨第二输出母线电容器(C2)162到接地170所得到的第二UPS输出192，第二UPS输出192提供负DC输出电压(例如-220 VDC)。图1所示的UPS输入级100设计成对于不同电力事业配置提供大约相同的第一UPS输出191(例如+220 VDC)和第二UPS输出192(例如-220 VDC)。
图3是具有配电单元(PDU)200的图2的示范UPS输入级100的示意图，配电单元(PDU)200配置用于提供将不同电力事业配置连接到UPS输入级100的接口。将会理解，PDU200能够作为独立单元来提供，或者能够集成为UPS输入级100的一部分。在一个实施例中，PDU 200具有三个输入201、202、203。第一PDU输入201配置用于连接到第一电压源线路(线路 1)11(图1)。第二PDU输入202配置用于连接到第二电压源线路(线路 2)21(图1)。第三PDU输入203配置用于经由电力事业配置2(图1)的中性线41连接到中性节点(或中心抽头)40。
在一个实施例中，PDU 200具有用于连接到UPS输入级100的输入101、102、103、104的四个输出。例如，第一PDU输出211配置用于连接到第一UPS输入101(其配置用于连接到第一电压源线路(线路 1)11(图1))。第二PDU输出212配置用于连接到第二UPS输入102(其配置用于连接到第二电压源线路(线路 2)21(图1))。第三PDU输出213配置用于连接到第三UPS输入103(其配置用于连接到电力事业配置2(图1)的中性线41)。第四PDU输出配置用于连接到第四UPS输入104(其配置用于连接用于连接到二线120 VAC单相输入电压(V1)的电力事业配置2的中性线41(图4))。
图4是连接到具有连接到UPS输入级100的中性线41用于二线120 VAC单相输入电压(在0°的相角V1=120 VAC)的图1的示范电力事业配置2的图3的示范UPS输入级100的示意图。用于二线120 VAC单相输入电压的图4的配置将在第一UPS输出191提供正DC输出电压(例如大约+220 VDC)以及在第二UPS输出192提供负DC输出电压(例如大约-220 VDC)。
第一电压源线路(线路 1)11连接到第一UPS输入101(其连接到三相整流桥140的第二桥臂节点123)以及第二UPS输入102(其连接到三相整流桥140的第三桥臂节点133)两者。电力事业配置2(图1)的中性线41连接到第三UPS输入103(其连接到输出母线接地节点193)以及第四UPS输入104(其连接到三相整流桥140的第一桥臂节点113)两者。在一个实施例中，电力事业配置2(图1)的中性节点40和中性线41连接到接地。由于第一输入滤波电感器(L1)141与第二输入滤波电感器(L2)142并联连接，所以在这个较低输入电压(120 VAC)下通过输入滤波电感器141、142的每个的电流减半(即，与240 VAC的较高输入电压的电流相似)，从而允许使用较小大小的输入滤波电感器141、142(例如1.0 mH)。
在一个实施例中，第一电压源10与UPS输入级100之间的连接能够直接进行，而在如图4所示的另一个实施例中，PDU 200能够用于提供第一电压源10与UPS输入级100的输入101、102、103、104之间的接口。第一电压源线路(线路 1)11连接到第一PDU输入201，第一PDU输入201通过PDU 200连接到第一PDU输出211，第一PDU输出211则能够连接到第一UPS输入101。PDU 200中的第一PDU节点215还将第一PDU输入201 （其连接到第一电压源线路(线路 1)11）连接到第二PDU输出212，第二PDU输出212则能够连接到第二UPS输入102。类似地，电力事业配置2(图1)的中性线41连接到第三PDU输入203，第三PDU输入203通过PDU 200连接到第三PDU输出213，第三PDU输出213则能够连接到第三UPS输入103。PDU 200中的第二PDU节点216还将第三PDU输入203（其连接到电力事业配置2(图1)的中性线41）连接到第四PDU输出214，第四PDU输出214则能够连接到第四UPS输入104。
图5是连接到没有连接到UPS输入级100的中性线41用于二线208 VAC/240 VAC单相输入电压(V3=208/240 VAC)的图1的示范电力事业配置2的图3的示范UPS输入级100的示意图。用于二线208 VAC/240 VAC单相输入电压的图5的配置将在第一UPS输出191提供正DC输出电压(例如大约+220 VDC)以及在第二UPS输出192提供负DC输出电压(例如大约-220VDC)。
第一电压源线路(线路 1)11连接到第一UPS输入(它连接到三相整流桥140的第二桥臂节点123)。第二电压源线路(线路 2)21连接到第二UPS输入102(它连接到三相整流桥140的第三桥臂节点133)。不存在到第三UPS输入103或者第四UPS输入104的连接，这是因为没有连接电力事业配置2(图1)的中性线41。虽然第一输入滤波电感器(L1)141与第二输入滤波电感器(L2)142串联连接，但是在这个较高输入电压(208 VAC/240 VAC)下通过输入滤波电感器141、142的每个限制电流，从而允许使用较小大小的输入滤波电感器141、142(例如1.0 mH)。
在一个实施例中，第一和第二电压源10、20与UPS输入级100之间的连接能够直接进行，而在如图5所示的另一个实施例中，PDU 200能够用于提供第一和第二电压源10、20与UPS输入级100的输入101、102之间的接口。第一电压源线路(线路 1)11连接到第一PDU输入201，第一PDU输入201通过PDU 200连接到第一PDU输出211，第一PDU输出211则能够连接到第一UPS输入101。类似地，第二电压源线路(线路 2)21连接到第二PDU输入202，第二PDU输入202通过PDU 200连接到第二PDU输出212，第二PDU输出212则能够连接到第二UPS输入102。
图6是连接到具有连接到UPS输入级100的中性线41用于三线120 VAC分相输入电压(在180°的相角V1,2=120 VAC，引起V3=240 VAC或者在120°的相角V1,2=120 VAC，引起V3=208 VAC)的图1的示范电力事业配置2的图3的示范UPS输入级100的示意图。用于三线分相输入电压的图6的配置将在第一UPS输出191提供正DC输出电压(例如大约+220 VDC)以及在第二UPS输出192提供负DC输出电压(例如大约-220 VDC)。
第一电压源线路(线路 1)11连接到第一UPS输入101(它连接到三相整流桥140的第二桥臂节点123)。第二电压源线路(线路 2)21连接到第二UPS输入102(它连接到三相整流桥140的第三桥臂节点133)。电力事业配置2(图1)的中性线41连接到第三UPS输入103(它连接到输出母线接地节点193)。
在一个实施例中，第一和第二电压源10、20与UPS输入级100之间的连接能够直接进行，而在如图6所示的另一个实施例中，PDU 200能够用于提供第一和第二电压源10、20与UPS输入级100的输入101、102之间的接口。第一电压源线路(线路 1)11连接到第一PDU输入201，第一PDU输入201通过PDU 200连接到第一PDU输出211，第一PDU输出211则能够连接到第一UPS输入101。类似地，第二电压源线路(线路 2)21连接到第二PDU输入202，第二PDU输入202通过PDU 200连接到第二PDU输出212，第二PDU输出212则能够连接到第二UPS输入102。电力事业配置2(图1)的中性线41连接到第三PDU输入203，第三PDU输入203通过PDU200连接到第三PDU输出213，第三PDU输出则能够连接到第三UPS输入103。
本书面描述使用包括最佳模式的示例来公开本发明，以及还使本领域的技术人员能够实施本发明，包括制作和使用任何装置或系统并且执行任何结合的方法。本发明的可取得专利范围由权利要求书来定义，并且可包括本领域的技术人员想到的其它示例。如果这类其它示例具有与权利要求书的文字语言并无不同的结构要素，或者如果这类其它示例包括具有与权利要求书的文字语言的并无实质差异的等同结构要素，则这类其它示例被确定为落入权利要求书的范围之内。
部件列表
2 电力事业配置
10 第一电压源(V1)
11 第一电压源线路(线路 1)
20 第二电压源(V2)
21 第二电压源线路(L2)
40 中性节点
41 中性线
100 不间断电源输入级(UPS)
101 第一UPS输入(第一电压源线路)
102 第二UPS输入(第二电压源线路)
103 第三UPS输入(电压源中性线)
104 第四UPS输入(电压源中性线 – 分相)
110 第一桥臂(三相整流桥)
111 第一整流二极管(D1)
112 第二整流二极管(D2)
113 第一桥臂节点
120 第二桥臂(三相整流桥)
121 第三整流二极管(D3)
122 第四整流二极管(D4)
123 第二桥臂节点
130 第三桥臂(三相整流桥)
131 第五整流二极管(D5)
132 第六整流二极管(D6)
133 第三桥臂节点
140 三相整流桥
141 第一输入滤波电感器(L1)
142 第二输入滤波电感器(L2)
150 开关
151 第七整流二极管(D7)
152 第八整流二极管(D8)
161 第一输出母线电容器(C1)
162 第二输出母线电容器(C2)
170 接地
191 第一UPS输出(+VDC)
192 第二UPS输出(-VDC)
193 输出母线接地节点
200 配电单元(PDU)
201 第一PDU输入(第一电压源线路)
202 第二PDU输入(第二电压源线路)
203 第三PDU输入(电压源中性线)
211 第一PDU输出(第一电压源线路)
212 第二PDU输出(第二电压源线路)
213 第三PDU输出(电压源中性线)
214 第四PDU输出(电压源中性线 – 单相)
215 第一PDU节点
216 第二PDU节点。

Claims (16)

1.一种用于接收来自不同电力事业配置的功率的不间断电源(UPS)设备，所述设备包括：
三相整流桥，其包括
第一桥臂，其包括第一整流二极管和第二整流二极管，其中第一桥臂节点位于所述第一与第二整流二极管之间并且连接所述第一与第二整流二极管，
第二桥臂，其包括第三整流二极管和第四整流二极管，其中第二桥臂节点位于所述第三与第四整流二极管之间并且连接所述第三与第四整流二极管，以及
第三桥臂，其包括第五整流二极管和第六整流二极管，其中第三桥臂节点位于所述第五与第六整流二极管之间并且连接所述第五与第六整流二极管，
其中所述第一桥臂、所述第二桥臂和所述第三桥臂并联连接；
开关，其与所述三相整流桥并联连接；
直流输出电路，其与所述三相整流桥和所述开关并联连接，所述直流输出电路包括第一输出母线和第二输出母线，其中输出母线接地节点位于所述第一输出母线与所述第二输出母线之间并且连接所述第一输出母线与所述第二输出母线；
UPS输入级包括：
第一UPS输入，其配置用于连接到第一交流电压源线路，并且连接到所述三相整流桥的所述第二桥臂节点，其中第一输入滤波电感器位于所述第一UPS输入与所述第二桥臂节点之间并且将所述第一UPS输入连接到所述第二桥臂节点；
第二UPS输入，其配置用于连接到第二交流电压源线路，并且连接到所述三相整流桥的所述第三桥臂节点，其中第二输入滤波电感器位于所述第二UPS输入与所述第三桥臂节点之间并且将所述第二UPS输入连接到所述第三桥臂节点；以及
第三UPS输入，其配置用于连接到电力事业配置的中性线，并且连接到所述输出母线接地节点；以及
第四UPS输入，其配置用于连接到所述电力事业配置的中性线，并且连接到所述三相整流桥的所述第一桥臂节点。
2.如权利要求1所述的不间断电源设备，还包括用于提供将不同电力事业配置连接到所述UPS的接口的配电单元(PDU)，所述配电单元包括：
第一PDU输出，其连接到所述第一UPS输入；
第二PDU输出，其连接到所述第二UPS输入；以及
第三PDU输出，其连接到所述第三UPS输入。
3.如权利要求2所述的不间断电源设备，其中，所述配电单元还包括：
第一PDU输入，其连接到所述第一PDU输出；以及
第二PDU输入，其连接到所述第二PDU输出。
4.如权利要求3所述的不间断电源设备，其中，所述配电单元还包括：
第三PDU输入，其连接到所述第三PDU输出。
5.如权利要求1所述的不间断电源设备，还包括用于提供将不同电力事业配置连接到所述UPS的接口的配电单元(PDU)，所述配电单元包括：
第一PDU输出，其连接到所述第一UPS输入；
第二PDU输出，其连接到所述第二UPS输入；
第三PDU输出，其连接到所述第三UPS输入；以及
第四PDU输出，其连接到所述第四UPS输入。
6.如权利要求5所述的不间断电源设备，其中，所述配电单元还包括：
第一PDU输入，其连接到所述第一PDU输出和所述第二PDU输出；以及
第三PDU输入，其连接到所述第三PDU输出和所述第四PDU输出。
7.如权利要求1所述的不间断电源设备，其中，所述开关包括一个或多个绝缘栅双极晶体管。
8.如权利要求1所述的不间断电源设备，其中，所述开关包括一个或多个金属氧化物半导体场效应晶体管。
9.如权利要求1所述的不间断电源设备，其中，所述直流输出电路还包括：
第七整流二极管，其位于所述开关与所述第一输出母线之间并且连接所述开关与所述第一输出母线，其中所述第七整流二极管的阳极连接到所述开关，而所述第七整流二极管的阴极连接到所述第一输出母线；以及
第八整流二极管，其位于所述开关与所述第二输出母线之间并且连接所述开关与所述第二输出母线，其中所述第八整流二极管的阴极连接到所述开关，而所述第八整流二极管的阳极连接到所述第二输出母线。
10.一种用于接收来自不同电力事业配置的功率的不间断电源(UPS)设备，所述设备包括：
三相整流桥，其包括
第一桥臂，其包括第一整流二极管和第二整流二极管，其中第一桥臂节点位于所述第一与第二整流二极管之间并且连接所述第一与第二整流二极管，
第二桥臂，其包括第三整流二极管和第四整流二极管，其中第二桥臂节点位于所述第三与第四整流二极管之间并且连接所述第三与第四整流二极管，以及
第三桥臂，其包括第五整流二极管和第六整流二极管，其中第三桥臂节点位于所述第五与第六整流二极管之间并且连接所述第五与第六整流二极管，
其中所述第一桥臂、所述第二桥臂和所述第三桥臂并联连接；
开关，其与所述三相整流桥并联连接；
直流输出电路，其与所述三相整流桥和所述开关并联连接，所述直流输出电路包括第一输出母线和第二输出母线，其中输出母线接地节点位于所述第一输出母线与所述第二输出母线之间并且连接所述第一输出母线与所述第二输出母线；
UPS输入级包括：
第一UPS输入，其配置用于连接到第一交流电压源线路，并且连接到所述三相整流桥的所述第二桥臂节点，其中第一输入滤波电感器位于所述第一UPS输入与所述第二桥臂节点之间并且将所述第一UPS输入连接到所述第二桥臂节点；
第二UPS输入，其配置用于连接到第二交流电压源线路，并且连接到所述三相整流桥的所述第三桥臂节点，其中第二输入滤波电感器位于所述第二UPS输入与所述第三桥臂节点之间并且将所述第二UPS输入连接到所述第三桥臂节点；
第三UPS输入，其配置用于连接到电力事业配置的中性线，并且连接到所述输出母线接地节点；以及
第四UPS输入，其配置用于连接到所述电力事业配置的中性线，并且连接到所述三相整流桥的所述第一桥臂节点；
配电单元(PDU)，其用于提供将不同电力事业配置连接到所述UPS的接口，所述配电单元包括
第一PDU输出，其连接到所述第一UPS输入，
第二PDU输出，其连接到所述第二UPS输入，以及
第三PDU输出，其连接到所述第三UPS输入；
第四PDU输出，其连接到所述第四UPS输入。
11.如权利要求10所述的不间断电源设备，其中，所述配电单元还包括：
第一PDU输入，其连接到所述第一PDU输出；以及
第二PDU输入，其连接到所述第二PDU输出。
12.如权利要求10所述的不间断电源设备，其中，所述配电单元还包括：
第三PDU输入，其连接到所述第三PDU输出。
13.如权利要求10所述的不间断电源设备，其中，所述配电单元还包括：
第一PDU输入，其连接到所述第一PDU输出和所述第二PDU输出；以及
第三PDU输入，其连接到所述第三PDU输出和所述第四PDU输出。
14.如权利要求10所述的不间断电源设备，其中，所述开关包括一个或多个绝缘栅双极晶体管。
15.如权利要求10所述的不间断电源设备，其中，所述开关包括一个或多个金属氧化物半导体场效应晶体管。
16.如权利要求10所述的不间断电源设备，其中，所述直流输出电路还包括：
第七整流二极管，其位于所述开关与所述第一输出母线之间并且连接所述开关与所述第一输出母线，其中所述第七整流二极管的阳极连接到所述开关，而所述第七整流二极管的阴极连接到所述第一输出母线；以及
第八整流二极管，其位于所述开关与所述第二输出母线之间并且连接所述开关与所述第二输出母线，其中所述第八整流二极管的阴极连接到所述开关，而所述第八整流二极管的阳极连接到所述第二输出母线。
CN201310312405.4A 2012-07-24 2013-07-24 用于接收来自不同电力事业配置的功率的不间断电源设备 Active CN103580509B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/556,836 2012-07-24
US13/556836 2012-07-24
US13/556,836 US9373978B2 (en) 2012-07-24 2012-07-24 Uninterruptible power supply apparatus for receiving power from different electrical utility configurations

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103580509A CN103580509A (zh) 2014-02-12
CN103580509B true CN103580509B (zh) 2019-01-18

Family

ID=48874807

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310312405.4A Active CN103580509B (zh) 2012-07-24 2013-07-24 用于接收来自不同电力事业配置的功率的不间断电源设备

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9373978B2 (zh)
EP (1) EP2690750B1 (zh)
JP (1) JP6310654B2 (zh)
CN (1) CN103580509B (zh)
BR (1) BR102013018847B1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9923324B2 (en) * 2015-01-31 2018-03-20 Ixys Corporation AC line filter and AC-to-DC rectifier module
EP3648322A1 (en) * 2018-10-30 2020-05-06 Mahle International GmbH On-board chargers (obc)
CN115642798B (zh) * 2022-11-04 2023-11-17 惠州市乐亿通科技有限公司 裂相三桥臂pfc电路及调制方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1421978A (zh) * 2001-11-22 2003-06-04 台达电子工业股份有限公司 三相不间断电源供应系统
US20060164873A1 (en) * 2005-01-27 2006-07-27 Silvio Colombi AC/DC converter and method of modulation thereof
US20100315849A1 (en) * 2009-06-16 2010-12-16 American Power Conversion Corporation Power supply control

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3063354B2 (ja) * 1991-04-05 2000-07-12 富士電機株式会社 汎用インバータ
US5319533A (en) * 1992-01-17 1994-06-07 Miller Electric Mfg. Co. Power selection and protection circuit responsive to an input voltage for providing series or parallel connected inverters
JP3115143B2 (ja) * 1993-02-26 2000-12-04 株式会社東芝 無停電電源装置
US5365906A (en) 1993-12-20 1994-11-22 Chrysler Corporation Fluid flow check valve for fuel system
JPH08148291A (ja) * 1994-11-18 1996-06-07 Sansha Electric Mfg Co Ltd 移動型舞台照明用電源装置
US5813830A (en) 1996-02-09 1998-09-29 Allison Engine Company, Inc. Carbon seal contaminant barrier system
US5726561A (en) 1996-06-24 1998-03-10 Universal Power Systems, Inc. Voltage selection apparatus and methods
US5680847A (en) 1996-11-07 1997-10-28 General Motors Corporation Fuel sender for motor vehicle
US6147882A (en) * 1998-12-19 2000-11-14 Delta Electronics, Inc. Single-stage input current shaping technique with voltage-doubler rectifier front-end
US6266260B1 (en) * 1999-09-03 2001-07-24 Powerware Corporation Inverter having center switch and uninterruptible power supply implementing same
US6563721B1 (en) 1999-11-10 2003-05-13 Thomas & Betts International, Inc. Power supply with multiple AC input voltages
US6555000B2 (en) 1999-12-03 2003-04-29 Parker-Hannifin Corporation Fuel filter with bypass valve
US6720675B2 (en) * 2001-03-30 2004-04-13 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Power converter
US6538909B2 (en) * 2001-12-13 2003-03-25 Enova Systems Universal high efficiency power converter
US6548985B1 (en) * 2002-03-22 2003-04-15 General Motors Corporation Multiple input single-stage inductive charger
TW591870B (en) * 2003-02-18 2004-06-11 Delta Electronics Inc Integrated converter with three-phase power factor correction
US7259477B2 (en) * 2003-08-15 2007-08-21 American Power Conversion Corporation Uninterruptible power supply
US7096899B2 (en) 2003-10-04 2006-08-29 Alfmeier Prazision Ag Baugruppen Automatic tank closure for a fuel tank
US7555946B2 (en) 2004-08-30 2009-07-07 Delphi Technologies, Inc. Sealed fuel level sensors
FR2874751A1 (fr) 2004-08-30 2006-03-03 Fci Sa Connecteur electrique adapte pour l'attenuation de vibrations, notamment pour injecteur de moteur de vehicule automobile
US7362599B2 (en) 2004-12-13 2008-04-22 Thomas & Betts International, Inc. Switching power supply with capacitor input for a wide range of AC input voltages
US8610308B2 (en) * 2005-05-05 2013-12-17 Unitron, L.P. System and method for electrical power conversion
US20080053060A1 (en) 2006-08-29 2008-03-06 Pratt & Whitney Canada Corp. Bypass lip seal
GB0625121D0 (en) * 2006-12-18 2007-01-24 Gendrive Ltd Electrical energy converter
US7550872B2 (en) * 2006-12-19 2009-06-23 General Electric Company Current sensor apparatus and method for uninterruptible power supply
US7679943B2 (en) 2007-01-08 2010-03-16 Maxvision Corporation Uninterruptable power supply
US7828509B2 (en) 2007-02-20 2010-11-09 Lycoming Engines, A Division Of Avco Corp. Fuel pump for engine
JP5087346B2 (ja) * 2007-08-21 2012-12-05 株式会社ダイヘン 電源装置及びアーク加工用電源装置
GB0724022D0 (en) 2007-12-07 2008-01-16 Cummins Turbo Tech Ltd Compressor
US8212388B2 (en) 2008-11-07 2012-07-03 International Business Machines Corporation Multi-capacity power supply for electronic devices
KR20110110783A (ko) * 2009-01-29 2011-10-07 브루사 일렉트로닉 아게 단상과 3상 동작을 위한 컨버터, ｄｃ 전압원 및 배터리충전기

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1421978A (zh) * 2001-11-22 2003-06-04 台达电子工业股份有限公司 三相不间断电源供应系统
US20060164873A1 (en) * 2005-01-27 2006-07-27 Silvio Colombi AC/DC converter and method of modulation thereof
US20100315849A1 (en) * 2009-06-16 2010-12-16 American Power Conversion Corporation Power supply control

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014027868A (ja) 2014-02-06
BR102013018847B1 (pt) 2022-05-03
US20140028099A1 (en) 2014-01-30
CN103580509A (zh) 2014-02-12
EP2690750A2 (en) 2014-01-29
JP6310654B2 (ja) 2018-04-11
EP2690750B1 (en) 2018-03-07
US9373978B2 (en) 2016-06-21
BR102013018847A2 (pt) 2018-10-02
EP2690750A3 (en) 2016-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2020259011A1 (zh) 一种功率转换模块、车载充电机和电动汽车
CN103597730B (zh) 半导体模块、上下臂成套件和三电平逆变器
CN103580509B (zh) 用于接收来自不同电力事业配置的功率的不间断电源设备
US8493760B2 (en) Electric circuit for converting direct current into alternating current
CN106208342B (zh) 一种跟踪系统的供电装置、逆变器及供电方法
CN105140950A (zh) 一种基于电网虚拟磁链定向的电力电子变压器
CN207790376U (zh) 充电桩控制电路及充电桩
CN107508480A (zh) 并网逆变器和逆变系统
TWI618343B (zh) 三埠式直流－交流電能轉換裝置及其控制方法
CN105811542B (zh) 兼容交直流输入的充电电路及其电动汽车充电模块
CN103762863B (zh) N输入三相3n+3开关组mmc整流器及其控制方法
CN103762861B (zh) N输入单相2n+2开关组mmc整流器及其控制方法
CN203368469U (zh) 电力线通信高速调制信号与直流电源的耦合分离电路
CN206370783U (zh) 并网逆变器和逆变系统
CN206283264U (zh) 一种变电站的新型电气主接线
CN103475239A (zh) 一种供电电路
CN209402139U (zh) 接线结构以及电力系统
JP2002044953A (ja) 三相半電圧出力形整流装置
CN203691269U (zh) N输入三相3n+3开关组mmc整流器
CN202737673U (zh) 一种交流发电机直流输出电路
CN107623447A (zh) 功率转换装置
CN206283102U (zh) 一种变电站的新型电气主接线
CN207442696U (zh) 一种防雷隔离电路
CN106329529A (zh) 一种并联型交直流配电系统
CN106160431B (zh) 电源转换装置及其控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20190726

Address after: Baden, Switzerland

Patentee after: ABB TECHNOLOGY LTD.

Address before: American New York

Patentee before: General Electric Company