CN107579591B - 一种交流电源供电的备电系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种交流电源供电的备电系统，包括：交流供电单元和备用电源单元；交流供电单元包括：功率因素校正电路和第一DC‑DC变换器；备用电源单元包括：双向DC‑DC变换器和电池；功率因素校正电路的输入端连接交流电源，功率因素校正电路的输出端连接第一DC‑DC变换器的输入端，第一DC‑DC变换器输出端为用电设备提供直流电压；双向DC‑DC变换器的第一端连接功率因素校正电路的输出端，双向DC‑DC变换器的第二端连接电池；双向DC‑DC变换器，用于当交流电源正常供电时为电池充电，当交流电源掉电时将电池放电的电能提供给第一DC‑DC变换器的输入端。结构简单，降低了产品体积，并且降低了成本。

Description

一种交流电源供电的备电系统

技术领域

本申请涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种交流电源供电的备电系统。

背景技术

随着大数据时代的到来，金融和互联网行业对于设备不间断供电的需求越来越强烈。例如服务器和无线基站等网络设备需要在交流电源掉电的情况下，仍然可以继续工作一段时间，等待交流电源恢复正常供电。因此，需要对这些网络设备提供备用电源。

另外，还有其他技术领域的用电设备，为了实际需要也得配置备用电源。

很多用电设备的工作电源需要直流电压，因此，需要将交流电压整流为用电设备所需的不同类型的直流电压。其中，常利用功率因素校正(PFC，Power Factor Corrector)电路对交流电源进行功率因素校正，并且将交流电压转换为直流电压。然后利用直流-直流变换器(DC-DC变换器)将较高的直流电压转换为较低的直流电压，提供为用电设备。

现有技术中，对于交流电源供电的备电系统采用的大部分是不间断电源(UPS，Uninterruptible Power System)，但是目前UPS实现备电的系统较复杂，这样造成产品体积较大，成本较高。

发明内容

本申请提供了一种交流电源供电的备电系统，结构简单，降低了产品体积，并且降低了成本。

第一方面，提供一种交流电源供电的备电系统，包括：交流供电单元和备用电源单元；

所述交流供电单元包括：功率因素校正电路和第一DC-DC变换器；

所述备用电源单元包括：双向DC-DC变换器和电池；

所述功率因素校正电路的输入端连接交流电源，所述功率因素校正电路的输出端连接所述第一DC-DC变换器的输入端，所述第一DC-DC变换器输出端为用电设备提供直流电压；

所述双向DC-DC变换器的第一端连接所述功率因素校正电路的输出端，所述双向DC-DC变换器的第二端连接所述电池；

所述双向DC-DC变换器，用于当所述交流电源正常供电时为所述电池充电，当所述交流电源掉电时将所述电池放电的电能提供给所述第一DC-DC变换器的输入端。

在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述双向DC-DC变换器包括：第一电压检测电路、双向功率变换电路和控制电路；

所述第一电压检测电路，用于检测所述功率因素校正电路的第一输出电压；

所述控制电路，用于判断所述第一输出电压低于第一预设电压值，则控制所述双向功率变换电路将所述电池的电压升压后提供给所述第一DC-DC变换器的输入端；判断所述第一输出电压高于第二预设电压值且所述电池的电量低于预设电量时，则控制所述双向功率变换电路为所述电池进行充电；

所述第一预设电压值小于所述第二预设电压值。

结合第一方面及上述任一种可能的实现方式中，在第二种可能的实现方式中，所述控制电路，还用于判断所述第一输出电压高于所述第二预设电压值且所述电池的电流高于所述预设电量时，控制所述双向功率变换电路停止为所述电池充电。

结合第一方面及上述任一种可能的实现方式中，在第三种可能的实现方式中，所述双向功率变换电路包括：第一开关电路、功率电路和第二开关电路；

所述第一开关电路的第一端连接PFC电路的输出端，所述第一开关电路的第二端通过所述功率电路连接所述第二开关电路的第一端，所述第二开关电路的第二端连接所述电池；

所述控制电路，用于输出第一组驱动信号驱动所述第一开关电路中开关管的开关状态；还用于输出第二组驱动信号驱动所述第二开关电路中的开关管的开关状态。

结合第一方面及上述任一种可能的实现方式中，在第四种可能的实现方式中，所述第一电压检测电路包括：第一电阻和第二电阻；

所述第一电阻的第一端连接所述功率因素校正电路的正输出端，所述第一电阻的第二端通过第二电阻连接所述功率因素校正电路的负输出端；

所述第二电阻上的电压作为第一输出电压。

结合第一方面及上述任一种可能的实现方式中，在第五种可能的实现方式中，所述双向DC-DC变换器还包括：第二电压检测电路；

所述第二电压检测电路包括：第三电阻和第四电阻；

所述第三电阻的第一端连接所述功率因素校正电路的正输出端，所述第三电阻的第二端通过第四电阻连接所述功率因素校正电路的负输出端；

所述第四电阻上的电压作为第二输出电压；

所述控制电路，还用于将所述第二输出电压与预设放电电压进行比较，根据比较结果调节第一组驱动信号和第二组驱动信号使第二输出电压稳定在预设放电电压。

结合第一方面及上述任一种可能的实现方式中，在第六种可能的实现方式中，所述双向DC-DC变换器还包括：第三电压检测电路；

所述第三电压检测电路包括：第五电阻和第六电阻；

所述第五电阻的第一端连接所述电池的正端，所述第五电阻的第二端通过所述第六电阻连接所述电池的负端；

所述第六电阻上的电压作为第三输出电压；

所述控制电路，还用于根据所述第三输出电压与预设充电电压进行比较，根据比较结果调节第一组驱动信号和第二组驱动信号使第三输出电压稳定在预设充电电压。

结合第一方面及上述任一种可能的实现方式中，在第七种可能的实现方式中，所述双向DC-DC变换器还包括：第一电流采样电路；

所述第一电流采样电路连接在所述功率因素校正电路的负输出端和第一开关电路之间，用于采集电池放电电流；

所述控制电路，还用于判断所述电池放电电流超过预设放电电流时，停止输出第二组驱动信号。

结合第一方面及上述任一种可能的实现方式中，在第八种可能的实现方式中，所述双向DC-DC变换器还包括：第二电流采样电路；

所述第二电流采样电路连接在所述电池的负端和第二开关电路之间，用于采集电池充电电流；

所述控制电路，还用于判断所述电池充电电流超过预设充电电流时，停止输出第一组驱动信号。

结合第一方面及上述任一种可能的实现方式中，在第九种可能的实现方式中，所述双向DC-DC变换器还包括：开关电源；

所述开关电源的输入端连接所述功率因素校正电路的输出端，所述开关电源的输出端用于为所述控制电路提供工作电源。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

与现有技术相比，该备电系统没有增加交流供电通路的复杂度，保持交流供电通路不变，简化了备用电源单元。交流供电单元仅包括PFC和第一DC-DC变换器，备电电源单元仅包括双向DC-DC变换器和电池。无论交流供电单元还是备电电源单元结构均比较简单。当AC电源正常时，PFC将交流转换为直流后输出给第一DC-DC变换器，第一DC-DC变换器进行电压变换后为用电设备提供直流电。同时，双向DC-DC变换器利用PFC母线电压为电池进行充电。当AC电源断电时，双向DC-DC变换器将电池的能量转换到PFC电路的母线，为第一DC-DC变换器提供电能，从而实现为用电设备继续供电。

附图说明

图1为一种不间断电源系统示意图；

图2为本申请实施例提供的一种交流电源供电的备电系统示意图；

图3为本申请实施例提供的另一种交流电源供电的备电系统示意图；

图4为本申请实施例提供的AC电源和PFC电路输出电压的波形图；

图5为本申请实施例提供的双向DC-DC变换器的一种示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更容易理解本申请相对于现有技术的区别，下面先介绍现有技术中的一种UPS。具体可以参见图1。

图1所示的UPS包括UPS备电单元100、交流AC电源单元200和电池300。

其中，UPS备电单元100包括：滤波防护电路、PFC电路、双向DC/DC电路和逆变电路。AC电源单元200包括：PFC电路和DC/DC电路。

当交流AC电源输入正常时，AC依次经过UPS备电单元100内部各电路，输出AC电压，AC电压通过AC电源单元200产生不同类型的直流DC电压给用电设备供电。

当AC电源正常时，除了为负载供电以外，还通过双向DC/DC电路为电池300充电。

当AC电源断电，电池300通过UPS备电单元100内部的双向DC/DC电路以及逆变电路输出AC电压，AC电压通过AC电源单元200产生不同类型的DC电压给用电设备供电，以达到备电的目的。

UPS备电方案虽然不会对AC电源本身造成影响，但是UPS备电单元100的结构比较复杂，电路较多，体积较大，成本较高。而且供电链路上串联的电压变换电路级数越多，导致整个供电链路的效率降低。例如，整个供电链路上包括两级电压变换电路，第一级电压变换电路的效率为95％，第二级电压变换电路的效率为97％，则整个供电链路的效率为95％*97％。

为了解决目前备电系统存在结构复杂，体积较大，而且成本较高的技术问题，本申请实施例提供一种交流电源供电的备电系统。本申请实施例提供的备电系统，能够在AC电源断电时，继续为用电设备进行供电，而且结构简单，体积较小，成本较低。

下面结合附图对于本申请实施例提供的备电系统进行详细介绍。

参见图2，该图为本申请实施例提供的一种交流电源供电的备电系统示意图。

本申请实施例提供的交流电源供电的备电系统，包括：交流供电单元300和备用电源单元400；

所述交流供电单元300包括：PFC电路301和第一DC-DC变换器302。

所述备用电源单元400包括：双向DC-DC变换器401和电池402。

PFC电路301的输入端连接AC电源，PFC电路301的输出端连接第一DC-DC变换器302的输入端，第一DC-DC变换器302输出端为用电设备提供直流电压；

用电设备可以为网络设备，例如交换机、服务器或基站等。用电设备也可以为电力设备，本申请实施例中不限定用电设备的类型，凡是需要UPS供电的设备均可以使用本实施例提供的备电系统。

第一DC-DC变换器302可以输出一种或多种直流电压，当输出多种直流电压时，可以同时为不同电压需求的用电设备供电，例如可以输出48V、24V、负12V等电压。

另外，AC电源可以为市电，例如220V交流电源。也可以为工业电源，例如380V交流电源。当然，不同国家市电和工业用电的电压有所区别。

双向DC-DC变换器401的第一端连接PFC电路301的输出端，所述双向DC-DC变换器401的第二端连接所述电池402。

双向DC-DC变换器401，用于当所述AC电源正常供电时为电池402充电，当AC电源掉电时将所述电池放电的电能提供给所述第一DC-DC变换器302的输入端。

本实施例提供的备电系统，与现有技术相比，该备电系统没有增加交流供电通路的复杂度，保持交流供电通路不变，简化了备用电源单元。交流供电单元仅包括PFC电路和第一DC-DC变换器，备电电源单元仅包括双向DC-DC变换器和电池。无论交流供电单元还是备电电源单元结构均比较简单。当AC电源正常时，PFC电路将交流转换为直流后输出给第一DC-DC变换器，第一DC-DC变换器进行电压变换后为用电设备提供直流电。同时，双向DC-DC变换器利用PFC电路的母线电压为电池进行充电。当AC电源断电时，双向DC-DC变换器将电池的能量转换到PFC电路的母线，为第一DC-DC变换器提供电能，从而实现为用电设备继续供电。

下面结合附图介绍本申请实施例提供的双向DC-DC变换器具体的工作原理。

参见图3，该图为本申请实施例提供的另一种交流电源供电的备电系统示意图。

本实施例中，双向DC-DC变换器包括：第一电压检测电路401a、双向功率变换电路401b和控制电路401c；

所述第一电压检测电路401a，用于检测PFC电路301的第一输出电压；

PFC电路301输出的电压可以对AC电源的电压进行升压也可以降低，例如升压时，PFC电路301可以采用Boost电路实现。当降压时，PFC电路301可以采用Buck电路实现。

例如，AC电源为220V左右的交流电压时，且PFC电路301为升压电路时，PFC电路301可以输出400V左右的直流电压。

第一电压检测电路401a的作用是检测PFC电路301的输出电压，进而判断AC电源是否正常。因为当AC电源掉电时，PFC电路301的输出电压会随之下降。

所述控制电路401c，用于判断所述第一输出电压低于第一预设电压值，则控制所述双向功率变换电路401b将所述电池402的电压升压后提供给所述第一DC-DC变换器302的输入端；判断所述第一输出电压高于第二预设电压值且所述电池的电量低于预设电量时，则控制所述双向功率变换电路401b为所述电池402进行充电；

所述第一预设电压值小于所述第二预设电压值。

控制电路401c的作用是根据第一输出电压的大小来决定双向功率变换电路401b的工作状态，即控制双向功率变换电路401b工作于充电状态，还是放电状态。其中，充电状态指的是利用AC电源的电能为电池充电，放电状态指的是利用电池的电能为用电设备供电。

双向功率变换电路401b的作用是实现PFC电路母线的能量向电池传送，还可以实现电池的能量向PFC电路母线传送。

另外，双向功率变换电路401b还可以工作于待机状态，待机状态对应的是AC电源正常，电池也充满电。

具体地，所述控制电路401c，还用于判断所述第一输出电压高于所述第二预设电压值且所述电池的电流高于所述预设电量时，控制所述双向功率变换电路401b停止为所述电池充电。

双向功率变换电路401b的具体结构可以采用实现能量双向传输的任何双向DC-DC电路，本实施例中不做具体限定。

当第一输出电压低于第一预设电压值时，表明AC电源断电或者故障，需要电池为用电设备提供电能。

当第一输出电压高于第二预设电压值时，表明AC电源正常工作，AC电源可以为用电设备提供电能。另外，当AC电源正常时，且电池需要充电时，利用AC电源为电池进行充电。

第一预设电压值和第二预设电压值可以根据实际需要来设置，本实施例中不做具体限定。

预设电量也可以根据电池的种类以及参数来设定，本实施例中也不做具体限定。例如预设电量可以设置满电量的95％，或者98％等。

为了使本领域技术人员更好地理解本实施例提供的备电系统的工作原理，下面结合电压波形图来进行详细介绍。

参见图4，该图为本申请实施例提供的AC电源和PFC电路输出电压的波形图。

T1时刻前，AC电源的电压正常为VAC1，PFC电路正常工作，PFC电路的输出电压为VDC1，第一DC-DC电路可正常工作。

T1时刻，AC电源断电，AC电源的电压为VAC2，PFC电路停止工作，第一DC-DC电路继续正常工作，输出功率，PFC电路的输出电压持续下降。如果PFC电路的输出电压下降到第一DC-DC电路的输入欠压点，则第一DC-DC电路将停止工作，无法为用电设备供电。

T2时刻，第一电压检测电路检测PFC电路的输出电压下降到VDC2时，(VDC2高于第一DC-DC电路的输入欠压点)，控制电路控制双向功率变换电路进入放电态工作，将电池电压转换为高压，输送给PFC电路的母线，维持PFC电路的母线电压，使得第一DC-DC电路可继续正常工作。此刻开始，由电池提供能量。

VDC2即是以上所述的第一预设电压值。

T3时刻，AC电源恢复正常，AC电源的电压恢复到VAC1，PFC电路恢复工作，PFC电路的输出电压恢复到VDC1。第一电压检测电路将检测的电压发送给控制电路，控制电路控制双向功率变换电路进入充电态工作，向电池充电。T2至T3时段，备用电源单元完成备电任务，保证在AC电源掉电情况下维持电源的正常输出，使用电设备能够持续工作。

T4时刻，电池充满电，双向功率变换电路停止工作，备用电源单元处于待机状态。

下面介绍一种双向DC-DC变换器的具体实现方式。

参见图5，该图为本申请实施例提供的双向DC-DC变换器的一种示意图。

本实施例提供的双向功率变换电路包括：第一开关电路、功率电路和第二开关电路；

第一开关电路可以包括两个开关管，也可以包括四个开关管，图5的第一开关电路包括四个开关管，即Q1-Q4。

其中Q1和Q3串联组成一个桥臂，Q2和Q4串联组成一个桥臂。两个桥臂均连接在PFC电路的正输出端和负输出端之间。

同理，第二开关电路也可以包括两个开关管，也可以包括四个开关管。图5的第二开关电路包括四个开关管，即Q5-Q8。

其中Q5和Q7串联组成一个桥臂，Q6和Q8串联组成一个桥臂，这两个桥臂均连接在电池的正端和负端之间。

所述第一开关电路的第一端连接PFC电路的输出端，所述第一开关电路的第二端通过所述功率电路连接所述第二开关电路的第一端，所述第二开关电路的第二端连接所述电池402；

所述控制电路，用于输出第一组驱动信号驱动所述第一开关电路中开关管的开关状态；还用于输出第二组驱动信号驱动所述第二开关电路中的开关管的开关状态。

从图5可以看出，第一组驱动信号包括两路，分别是驱动电路A输出的驱动信号和驱动电路B输出的驱动信号。其中驱动电路A输出的驱动信号用于驱动开关管Q1和Q4的状态，驱动电路B输出的驱动信号用于驱动开关管Q2和Q3的状态。即，Q1和Q4的状态相同，Q2和Q3的状态相同。状态相同指的是在同一时刻，两个开关管的开关状态相同，例如由于Q1和Q4对应同一路驱动信号，因此，Q1关断时，Q4也关断；Q1闭合时，Q4也闭合。

同理，第二组驱动信号包括两路，分别是驱动电路C输出的驱动信号和驱动电路D输出的驱动信号。其中驱动电路C输出的驱动信号用于驱动开关管Q6和Q7的状态，驱动电路D输出的驱动信号用于驱动开关管Q5和Q8的状态。即Q6和Q7的状态相同，Q5和Q8的状态相同。

功率电路包括第一电容C1、第二电容C2、第一电感L1和变压器T1。

C1的第一端连接Q1和Q3的公共端，C2的第二端通过L1连接T1的第一绕组的第一端，C2的第一端连接Q5和Q7的公共端，C2的第二端连接T1的第二绕组的第一端，T1的第一绕组的第二端连接Q2和Q4的公共端，T1的第二绕组的第二端连接Q6和Q8的公共端。

T1的作用一是实现电气隔离，二是可以实现升降压，当为电池充电时，实现降压的功能。当将电池的能量传送到PFC电路的母线时，实现升压的功能。

具体地，第一电压检测电路包括：第一电阻R1和第二电阻R2；

第一电阻R1的第一端连接PFC电路(图5中未示出)的正输出端，第一电阻R1的第二端通过第二电阻R2连接PFC电路的负输出端；

R1和R2构成分压电路，R2上的电压作为第一输出电压。

图5中仅示出了PFC母线电容，PFC母线电容并联在PFC电路的正输出端和负输出端。

另外，双向DC-DC变换器还包括：第二电压检测电路；

第二电压检测电路包括：第三电阻R3和第四电阻R4；

第三电阻R3的第一端连接PFC电路的正输出端，第三电阻R3的第二端通过第四电阻R4连接PFC电路的负输出端；

R3和R4构成分压电路，R4上的电压作为第二输出电压；

控制电路，还用于将第二输出电压与预设放电电压进行比较，根据比较结果调节第一组驱动信号和第二组驱动信号使第二输出电压稳定在预设放电电压。

监测第二输出电压的目的是为了稳定放电状态时PFC母线电压。

预设放电电压可以根据电池的型号和参数来设定，在此不做具体限定。

需要说明的是，可以根据需要设置R1和R2的阻值，以及R3和R4的阻值，R1和R2的比值与R3和R4的比值可以相同，也可以不相同。另外，本实施例中双向DC-DC变换器还可以包括：第三电压检测电路；

第三电压检测电路包括：第五电阻R5和第六电阻R6；

第五电阻R5的第一端连接所述电池的正端，所述第五电阻R5的第二端通过第六电阻R6连接所述电池的负端；

R5和R6构成分压电路，R6上的电压作为第三输出电压；

控制电路，还用于根据所述第三输出电压与预设充电电压进行比较，根据比较结果调节第一组驱动信号和第二组驱动信号使第三输出电压稳定在预设充电电压。

监测第三输出电压主要目的是控制充电态时电池的充电电压。

预设充电电压可以根据电池的具体型号和参数来设置，在此不做具体限定。

本实施例中，双向DC-DC变换器还包括：第一电流采样电路；

第一电流采样电路连接在所述功率因素校正电路的负输出端和第一开关电路之间，用于采集电池放电电流；

所述控制电路，还用于判断所述电池放电电流超过预设放电电流时，停止输出第二组驱动信号。

具体地，第一电流采样电路可以由电阻R7实现，可以采样R7两端的电压，由于R7的阻值是已知的，电压除以电阻便是流过R7的电流。

预设放电电流可以根据电池的具体型号和参数来设定，在此不做具体限定。

监测R7的电流主要是实现过流保护。

另外，双向DC-DC变换器还包括：第二电流采样电路；

所述第二电流采样电路连接在所述电池的负端和第二开关电路之间，用于采集电池充电电流；

所述控制电路，还用于判断所述电池充电电流超过预设充电电流时，停止输出第一组驱动信号。

具体地，第二电流采样电路可以由电阻R8实现，可以采样R8两端的电压，由于R8的阻值是已知的，电压除以电阻便是流过R8的电流。

监测R8的电流主要是为了防止给电池充电的电流太大，对电池造成损坏。

另外，本实施例提供的双向DC-DC变换器，还可以包括：开关电源505；

所述开关电源505的输入端连接PFC电路的输出端，开关电源505的输出端用于为控制电路提供工作电源。

例如为控制电路提供5V或3.3V的电压。

开关电源505具体可以使用反激式电源来实现。

控制电路包括处理器和驱动电路。图5中处理器以DSP处理器401c5为例，DSP处理器401c5可以直接输出驱动信号。另外，处理器也可以采取DSP处理器以外其他类型的处理器来实现。

其中，驱动信号可以为脉冲宽度调制(PFM，Pulse Frequency Modulation)信号。

由于处理器输出的驱动信号电压较低，不足以驱动开关管动作，因此需要驱动电路将驱动信号进行放大，利用放大后的驱动信号来驱动开关管动作。

如图5所示，DSP处理器401c5的输出端分别连接四路驱动电路，分别为：驱动电路A401c1、驱动电路B401c2、驱动电路C401c3和驱动电路C401c4。

本实施例提供的双向DC-DC变换器还可以包括关断电路A502、关断电路B503和关断电路C504。

关断电路A502、关断电路B503和关断电路C504的作用是起到保护作用，当备用电源单元内有器件故障时，及时断开备用电源单元与交流供电单元的连接关系，起到隔离保护交流供电电路的功能，不影响交流供电单元的正常供电。例如，关断电路A502可以切断PFC电路与双向功率变换电路的连接关系。关断电路B503可以切断电池与双向功率变换电路的连接关系。关断电路C504可以切断PFC电路和开关电源的连接关系。其中，开关电源可以为包括反激电路在内的任何开关电源。

本申请以上实施例提供的备电系统，双向DC-DC变换器可以实现能量在PFC母线和电池之间转换。当AC电源断电时，备用电源单元可以继续为用电设备供电，从而实现了不间断供电的目的。并且，相对于现有技术，该备电系统中的交流供电单元和备用电源单元的结构均比较简单。

另外，以上实施例提供的备用系统可以作为UPS，应用在需要不间断供电的各种场合，例如实现为服务器、交换机或基站等通信设备不间断供电。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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；而这些修改，并不使相应技术方案的脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种交流电源供电的备电系统，其特征在于，包括：交流供电单元和备用电源单元；

所述交流供电单元包括：功率因素校正电路和第一DC-DC变换器；

所述备用电源单元包括：双向DC-DC变换器和电池；

所述功率因素校正电路的输入端连接交流电源，所述功率因素校正电路的输出端连接所述第一DC-DC变换器的输入端，所述第一DC-DC变换器输出端为用电设备提供直流电压；

所述双向DC-DC变换器的第一端连接所述功率因素校正电路的输出端，所述双向DC-DC变换器的第二端连接所述电池；

所述双向DC-DC变换器，用于当所述交流电源正常供电时为所述电池充电，当所述交流电源掉电时将所述电池放电的电能提供给所述第一DC-DC变换器的输入端；

所述双向DC-DC变换器包括：第一电压检测电路、双向功率变换电路和控制电路；

所述第一电压检测电路，用于检测所述功率因素校正电路的第一输出电压；

所述控制电路，用于判断所述第一输出电压低于第一预设电压值，则控制所述双向功率变换电路将所述电池的电压升压后提供给所述第一DC-DC变换器的输入端；判断所述第一输出电压高于第二预设电压值且所述电池的电量低于预设电量时，则控制所述双向功率变换电路为所述电池进行充电；

所述第一预设电压值小于所述第二预设电压值；

双向DC-DC变换器还包括开关电源、关断电路A和关断电路C；

所述开关电源的输入端连接所述PFC电路的输出端，所述开关电源的输出端用于为所述控制电路提供工作电源；

所述关断电路A和所述关断电路C用于当备用电源单元内有器件故障时，及时断开所述备用电源单元与所述交流供电单元的连接关系；所述关断电路A切断所述PFC电路与所述双向功率变换电路的连接关系；所述关断电路C切断所述PFC电路和所述开关电源的连接关系。

2.根据权利要求1所述的交流电源供电的备电系统，其特征在于，所述控制电路，还用于判断所述第一输出电压高于所述第二预设电压值且所述电池的电量高于所述预设电量时，控制所述双向功率变换电路停止为所述电池充电。

3.根据权利要求1所述的交流电源供电的备电系统，其特征在于，所述双向功率变换电路包括：第一开关电路、功率电路和第二开关电路；

所述第一开关电路的第一端连接PFC电路的输出端，所述第一开关电路的第二端通过所述功率电路连接所述第二开关电路的第一端，所述第二开关电路的第二端连接所述电池；

所述控制电路，用于输出第一组驱动信号驱动所述第一开关电路中开关管的开关状态；还用于输出第二组驱动信号驱动所述第二开关电路中的开关管的开关状态。

4.根据权利要求1所述的交流电源供电的备电系统，其特征在于，所述第一电压检测电路包括：第一电阻和第二电阻；

所述第一电阻的第一端连接所述功率因素校正电路的正输出端，所述第一电阻的第二端通过第二电阻连接所述功率因素校正电路的负输出端；

所述第二电阻上的电压作为第一输出电压。

5.根据权利要求3所述的交流电源供电的备电系统，其特征在于，所述双向DC-DC变换器还包括：第二电压检测电路；

所述第二电压检测电路包括：第三电阻和第四电阻；

所述第三电阻的第一端连接所述功率因素校正电路的正输出端，所述第三电阻的第二端通过第四电阻连接所述功率因素校正电路的负输出端；

所述第四电阻上的电压作为第二输出电压；

所述控制电路，还用于将所述第二输出电压与预设放电电压进行比较，根据比较结果调节第一组驱动信号和第二组驱动信号使第二输出电压稳定在预设放电电压。

6.根据权利要求1所述的交流电源供电的备电系统，其特征在于，所述双向DC-DC变换器还包括：第三电压检测电路；

所述第三电压检测电路包括：第五电阻和第六电阻；

所述第五电阻的第一端连接所述电池的正端，所述第五电阻的第二端通过所述第六电阻连接所述电池的负端；

所述第六电阻上的电压作为第三输出电压；

所述控制电路，还用于根据所述第三输出电压与预设充电电压进行比较，根据比较结果调节第一组驱动信号和第二组驱动信号使第三输出电压稳定在预设充电电压。

7.根据权利要求3所述的交流电源供电的备电系统，其特征在于，所述双向DC-DC变换器还包括：第一电流采样电路；

所述第一电流采样电路连接在所述功率因素校正电路的负输出端和第一开关电路之间，用于采集电池放电电流；

所述控制电路，还用于判断所述电池放电电流超过预设放电电流时，停止输出第二组驱动信号。

8.根据权利要求1所述的交流电源供电的备电系统，其特征在于，所述双向DC-DC变换器还包括：第二电流采样电路；

所述第二电流采样电路连接在所述电池的负端和第二开关电路之间，用于采集电池充电电流；

所述控制电路，还用于判断所述电池充电电流超过预设充电电流时，停止输出第一组驱动信号。

9.根据权利要求1-8任一项所述的交流电源供电的备电系统，其特征在于，所述双向DC-DC变换器还包括：开关电源；

所述开关电源的输入端连接所述功率因素校正电路的输出端，所述开关电源的输出端用于为所述控制电路提供工作电源。

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