CN104810871A - 不间断电源及其启动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种不间断电源及其启动方法,所述不间断电源包括可充放电装置、充电器、控制电源、直流-交流转换装置、第一开关和第二开关,所述第一开关用于利用所述不间断电源的交流输入端的交流电对所述充电器进行供电,以及当所述不间断电源处于工作模式时,所述第一开关用于使得所述充电器的输入端与所述不间断电源的交流输出端连接。本发明的不间断电源成本低,并且能够确保正常启动。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子领域,具体涉及不间断电源及其启动方法。
背景技术
不间断电源由于能够持续不断地给用电设备进行供电,给用电设备提供了一个稳定且持续的供电保障,已经成为人们研究的热点。
图1是现有技术中常用的不间断电源的电路图,如图1所示,包括继电器13、充电器14、DC/AC逆变器15、DC/DC变换器16、电池17和开关电源18。其中,继电器13为双刀双掷开关,用于使得不间断电源的交流输入端11和交流输出端12连接,或使得DC/AC逆变器15的输出端与不间断电源的交流输出端12连接。充电器14的输入端连接在不间断电源的交流输出端12上,充电器14的输出端连接在电池17的两端,开关电源18的输入端连接在电池17的两端,开关电源18的输出端(图中未示出)给不间断电源提供所需的控制电压。DC/DC变换器16的输入端和电池17的两端连接,DC/DC变换器16的输出端和DC/AC逆变器15的输入端连接。
例如,目前市场上常用的不间断电源中的开关电源18需要一个大于8.5伏的启动工作电压,当可电池17长期不充电或损坏时,电池17两端的电压将会很低,以至于不能使得开关电源18启动工作产生所需的控制电压,从而导致该不间断电源无法启动工作。
因此,目前需要一种确保在任何情况下都能实现启动的不间断电源。
发明内容
针对上述现有技术,本发明提供了一种不间断电源,包括:
可充放电装置;
充电器,用于对所述可充放电装置进行充电;
控制电源,所述控制电源的输入端连接在所述充电器的输出端,用于提供使所述不间断电源启动的控制电压;
直流-交流转换装置,用于将所述可充放电装置的直流电转换为交流电;
第一开关,所述第一开关用于利用所述不间断电源的交流输入端的交流电对所述充电器进行供电,以及当所述不间断电源处于工作模式时,所述第一开关用于使得所述充电器的输入端与所述不间断电源的交流输出端连接;
第二开关,所述第二开关可操作地使得所述不间断电源的交流输入端的交流电对所述不间断电源的交流输出端进行供电,或使得所述直流-交流转换装置的输出端的交流电对所述不间断电源的交流输出端进行供电。
优选的,所述不间断电源还包括第三开关,所述第三开关连接在所述不间断电源的交流输入端和所述第二开关之间。
优选的,所述不间断电源还包括电磁干扰滤波器,所述电磁干扰滤波器连接在所述不间断电源的交流输入端和所述第三开关之间。
优选的,所述不间断电源还包括自动电压调整装置,所述自动电压调整装置连接在所述第三开关和第二开关之间。
优选的,所述直流-交流转换装置包括DC/DC变换器和DC/AC逆变器,所述DC/DC变换器的输入端连接在所述可充放电装置的两端,所述DC/DC变换器的输出端连接在所述DC/AC逆变器的输入端。
本发明还提供了用于上述不间断电源的启动方法,控制所述第一开关使得所述不间断电源的交流输入端的交流电对所述充电器进行供电。
本发明还提供了一种用于上述不间断电源的控制方法,包括下列步骤:1)控制所述第一开关使得所述不间断电源的交流输入端的交流电对所述充电器进行供电;2)控制所述第一开关使得所述充电器的输入端与所述不间断电源的交流输出端连接,控制所述第二开关使得所述不间断电源的交流输入端的交流电对所述不间断电源的交流输出端进行供电。
优选的,所述不间断电源还包括第三开关,所述第三开关连接在所述不间断电源的交流输入端和所述第二开关之间,在所述步骤2)中,控制所述第三开关处于导通状态。
本发明的不间断电源成本低,能够确保在任何情况下实现正常启动。
附图说明
以下参照附图对本发明实施例作进一步说明,其中:
图1是现有技术的不间断电源的电路图。
图2是本发明第一个实施例的不间断电源的电路图。
图3是图2所示的不间断电源在启动模式下的等效电路图。
图4是本发明第二个实施例的不间断电源的电路图。
图5是本发明第三个实施例的不间断电源的电路图。
主要装置符号说明
11 不间断电源的交流输入端
12 不间断电源的交流输出端
13 继电器
14 充电器
15 DC/AC逆变器
16 DC/DC变换器
17 电池
18 开关电源
21 不间断电源的交流输入端
22 不间断电源的交流输出端
23 开关
24 充电器
25 开关
26 直流-交流转换装置
27 可充放电装置
28 开关电源
211 节点
212 节点
29 开关
30 电磁干扰滤波器
31 线性电源
32 自动电压调整装置
具体实施方式
为了使本发明的目的,技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图通过具体实施例对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
图2是本发明第一个实施例的不间断电源的电路图。包括开关23、开关25、充电器24、直流-交流转换装置26、可充放电装置27和开关电源28。其中,开关23为双刀双掷开关,用于使得不间断电源的交流输入端21和交流输出端22连接,或使得直流-交流转换装置26的输出端与不间断电源的交流输出端22连接;开关25为双刀双掷开关,用于使得不间断电源的交流输入端21与充电器24的输入端连接并形成节点211和节点212,或使得交流输出端22与充电器24的输入端连接,其中节点211和节点212位于交流输入端21和开关23之间。充电器24的输出端连接在可充放电装置27的两端,用于给可充放电装置27进行充电。开关电源28的输入端连接在可充电装置27的两端,开关电源28的输出端(图中未示出)用于给不间断电源提供所需的控制电压,从而实现不间断电源的启动。
在本发明的实施例中,直流-交流转换装置26可以是DC/AC逆变器,直接将可充放电装置27中的直流电转换为所需要的交流电并输出至交流输出端22。直流-交流转换装置26还可以是包括DC/DC变换器和DC/AC逆变器,且DC/AC逆变器的输入端连接在DC/DC变换器的输出端,其中DC/DC变换器的输入端连接在可充放电装置27的两端,用于将可充放装置27中的直流电转换为升压后的直流电,DC/AC逆变器将升压后的直流电转换为所需的交流电输出至交流输出端22。在其他的实施例中,直流-交流转换装置26可以是任意能够将可充放电装置27中的直流电转换为所需要的交流电的装置,并不限于上述两种情况。开关电源28是利用可充放电装置27两端的电压,从而产生稳定的控制电压,并给不间断电源中的开关23、开关25、脉宽调制信号产生电路(图中未示出)以及微控制单元(MCU)(图中未示出)等供电。
图3是图2所示的不间断电源在启动模式下的等效电路图。下面将结合图3详细说明本发明的不间断电源的启动方法。
如图3所示,在不间断电源的启动过程中,控制开关25使得交流输入端21和充电器24的输入端连接,即使得充电器24的输入端与节点211和节点212连接,此时充电器24开始工作,从而在充电器24的输出端建立一个电源电压,该电源电压可以根据实际需要而设定,并且该电源电压足以使得开关电源28工作产生控制电压实现不间断电源在各种工作模式下工作。例如,当不间断电源启动之后,开关电源28给开关23和开关25提供一个12伏控制电压,用于控制开关23使得交流输入端21和交流输出端22连接,且控制开关25使得交流输出端22和充电器24的输入端连接,此时不间断电源以在线模式工作。当控制开关23使得直流-交流转换装置26的输出端与交流输出端22连接,控制开关25使得交流输出端22和充电器24的输入端连接,并且给直流-交流转换装置26提供脉宽调制信号时,此时不间断电源以后备模式工作。
图4是本发明第二个实施例的不间断电源的电路图,如图2所示,其与图2基本相同,区别在于,不间断电源还包括电磁干扰滤波器30和开关29。电磁干扰滤波器30的输入端连接在交流输入端21上,电磁干扰滤波器30是用于除去交流输入端21上的交流电中的高频干扰信号。作为不间断电源安全保护的开关29连接在电磁干扰滤波器30和开关23之间,用于当用电设备或用电环境出现故障或危险情况时,起到断电保护的作用,节点211和节点212位于电磁干扰滤波器30和开关29之间。在本实施例中,当不间断电源启动时,控制开关25使得充电器24的输入端与节点211和节点212连接。在其他的实施例中,节点211和节点212可以位于开关29和开关23之间。
图5是本发明第三个实施例的不间断电源的电路图。如图5所示,其与图4基本相同,区别在于,采用线性电源31代替了图4中的开关电源28,图5所示的不间断电源还包括自动电压调整装置32,自动电压调整装置32位于开关29和开关23之间。在其他的实施例中,自动电压调整装置32还可以位于电磁干扰滤波器30和开关29之间。在本发明的实施例中,自动电压调整装置32可以采用交流-交流自耦合变压器(AC/AC AVR),还可以采用其他能够实现电压调整的变压器来实现。本实施例的不间断电源的启动方法与图4所示的第二个实施例的不间断电源的启动方法相同,在此不再赘述。
在本发明的第二个实施例或第三个实施例的不间断电源启动之后,控制开关29处于导通(闭合)状态,并且控制开关23使得不间断电源的交流输入端21的交流电对不间断电源的交流输出端进行供电,同时控制开关25使得充电器24的输入端和不间断电源的交流输出端22连接,此时不间断电源以在线模式工作。
在本发明的其他实施例中,可以采用第三个实施例中的线性电源31代替第一或第二个实施例中的开关电源28,另外,本发明的其他实施例中还可以采用任意的能够提供使得不间断电源启动的控制电压的控制电源,该控制电源的输入端连接在充电器24的输出端上。在第一个实施例的交流输入端21和开关23之间可以连接有自动电压调整装置32。在第二个实施例的开关29和开关23之间可以连接有自动电压调整装置32。
在本发明的实施例中,通过增加一个开关25,当可充放电装置27由于长期没有充电导致输出电压过低时,在启动时,控制开关25使得交流输入端21或电磁干扰滤波器30的输出端与充电器24的输入端连接,使得交流输入端21的交流电对充电器24进行供电,从而实现不间断电源的启动。本发明的不间断电源成本低,启动方法简单,并且能够确保不间断电源正常启动。
虽然本发明已经通过优选实施例进行了描述,然而本发明并非局限于这里所描述的实施例,在不脱离本发明范围的情况下还包括所作出的各种改变以及变化。
Claims (8)
1.一种不间断电源,其特征在于,包括:
可充放电装置;
充电器,用于对所述可充放电装置进行充电;
控制电源,所述控制电源的输入端连接在所述充电器的输出端,用于提供使所述不间断电源启动的控制电压;
直流-交流转换装置,用于将所述可充放电装置的直流电转换为交流电;
第一开关,所述第一开关用于利用所述不间断电源的交流输入端的交流电对所述充电器进行供电,以及当所述不间断电源处于工作模式时,所述第一开关用于使得所述充电器的输入端与所述不间断电源的交流输出端连接;
第二开关,所述第二开关可操作地使得所述不间断电源的交流输入端的交流电对所述不间断电源的交流输出端进行供电,或使得所述直流-交流转换装置的输出端的交流电对所述不间断电源的交流输出端进行供电。
2.根据权利要求1所述的不间断电源,其特征在于,所述不间断电源还包括第三开关,所述第三开关连接在所述不间断电源的交流输入端和所述第二开关之间。
3.根据权利要求2所述的不间断电源,其特征在于,所述不间断电源还包括电磁干扰滤波器,所述电磁干扰滤波器连接在所述不间断电源的交流输入端和所述第三开关之间。
4.根据权利要求3所述的不间断电源,其特征在于,所述不间断电源还包括自动电压调整装置,所述自动电压调整装置连接在所述第三开关和第二开关之间。
5.根据权利要求1至4任一项所述的不间断电源,其特征在于,所述直流-交流转换装置包括DC/DC变换器和DC/AC逆变器,所述DC/DC变换器的输入端连接在所述可充放电装置的两端,所述DC/DC变换器的输出端连接在所述DC/AC逆变器的输入端。
6.一种关于权利要求1所述的不间断电源的启动方法,其特征在于,控制所述第一开关使得所述不间断电源的交流输入端的交流电对所述充电器进行供电。
7.一种关于权利要求1所述的不间断电源的控制方法,其特征在于,包括下列步骤:
1)控制所述第一开关使得所述不间断电源的交流输入端的交流电对所述充电器进行供电;
2)控制所述第一开关使得所述充电器的输入端与所述不间断电源的交流输出端连接,控制所述第二开关使得所述不间断电源的交流输入端的交流电对所述不间断电源的交流输出端进行供电。
8.根据权利要求7所述的不间断电源的控制方法,所述不间断电源还包括第三开关,所述第三开关连接在所述不间断电源的交流输入端和所述第二开关之间,其特征在于,在所述步骤2)中,控制所述第三开关处于导通状态。
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