CN116667494A - 供电电路及储能设备 - Google Patents

供电电路及储能设备 Download PDF

Info

Publication number
CN116667494A
CN116667494A CN202310674181.5A CN202310674181A CN116667494A CN 116667494 A CN116667494 A CN 116667494A CN 202310674181 A CN202310674181 A CN 202310674181A CN 116667494 A CN116667494 A CN 116667494A
Authority
CN
China
Prior art keywords
conversion module
terminal
power
alternating current
output interface
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.)
Pending
Application number
CN202310674181.5A
Other languages
English (en)
Inventor
童文平
吴东
陈熙
王雷
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.)
Ecoflow Technology Ltd
Original Assignee
Ecoflow Technology Ltd
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 Ecoflow Technology Ltd filed Critical Ecoflow Technology Ltd
Priority to CN202310674181.5A priority Critical patent/CN116667494A/zh
Publication of CN116667494A publication Critical patent/CN116667494A/zh
Pending legal-status Critical Current

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
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0063—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with circuits adapted for supplying loads from the battery
    • 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
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • H02J7/04—Regulation of charging current or voltage
    • H02J7/06—Regulation of charging current or voltage using discharge tubes or semiconductor devices
    • 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
    • H02J9/062—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 AC powered loads
    • 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
    • H02J9/068—Electronic means for switching from one power supply to another power supply, e.g. to avoid parallel connection
    • 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
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • 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
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/487—Neutral point clamped inverters
    • 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
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/66—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal
    • H02M7/68—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters
    • H02M7/72—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本申请提供一种供电电路及储能设备。供电电路包括DC/DC变换模块、第一AC/DC变换模块、第二AC/DC变换模块、交流输入接口、第一交流输出接口和第二交流输出接口。第一AC/DC变换模块的第一端通过DC/DC变换模块连接电池模块，第二AC/DC变换模块的第一端通过直流母线连接第一AC/DC变换模块的第一端，第一交流输出接口连接第一AC/DC变换模块的第二端及交流输入接口的第一端子，第二交流输出接口连接第二AC/DC变换模块的第二端；第一AC/DC变换模块及第二AC/DC变换模块均可工作于整流模式或逆变模式，DC/DC变换模块工作于放电模式或充电模式，使得第一交流输出接口和第二交流输出接口均能够实现UPS功能，进而实现双UPS功能，且能够根据实际需求灵活切换交流输出接口的UPS模式，满足用户使用需求。

Description

供电电路及储能设备
技术领域
本申请涉及电源控制技术领域，尤其涉及一种供电电路及储能设备。
背景技术
不间断电源(Uninterruptible Power Supply,UPS)通常置于市电电网和用电负载之间。其目的是改善对负载的供电质量，并在市电故障时，保证负载设备的正常运行。UPS模式又可分为在线式UPS及后备式UPS。其中，在线式UPS即使断开与市电电网的连接，也可继续对负载供电以实现不间断输出，而无需等待切换时间，如此，可降低对负载的伤害。后备式UPS则在市电掉电切换至备电供电时，需要等待切换时间。然而相关技术中在设备端无论是提供在线式UPS还是后备式UPS，其灵活性均较差，无法满足用户在不同场景下的使用需求。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种供电电路及储能设备，可以灵活切换UPS模式以满足用户在不同场景下的使用需求。
本申请第一方面提供一种供电电路，包括DC/DC变换模块、第一AC/DC变换模块、第二AC/DC变换模块、交流输入接口、第一交流输出接口和第二交流输出接口。交流输入接口用于连接交流电源。第一交流输出接口和第二交流输出接口均用于连接交流负载。DC/DC变换模块的第一端用于连接电池模块，DC/DC变换模块的第二端通过直流母线与第一AC/DC变换模块的第一端连接。第二AC/DC变换模块的第一端还通过直流母线连接至第一AC/DC变换模块的第一端。第一AC/DC变换模块的第二端的零线端子连接至第二AC/DC变换模块的第二端的零线端子。交流输入接口的第一端子连接第一AC/DC变换模块的第二端的火线端子以及第一交流输出接口的火线端子。第一交流输出接口的火线端子连接第一AC/DC变换模块的第二端的火线端子。第二交流输出接口的火线端子连接第二AC/DC变换模块的第二端的火线端子。交流输入接口的第二端子与第一AC/DC变换模块的第二端的零线端子及第二AC/DC变换模块的第二端的零线端子连接，或交流输入接口的第二端子与第二交流输出接口的火线端子以及第二AC/DC变换模块的第二端的火线端子连接。其中，第一AC/DC变换模块用于在整流模式时将交流电源提供的交流电转换为直流电后输出至直流母线，或者在逆变模式时将直流母线上的直流电转换为交流电后通过第一交流输出接口对外供电。DC/DC变换模块用于在充电模式时对直流母线上的直流电进行电压转换后给电池模块充电，或者在放电模式时对电池模块输出的直流电进行电压转换后输出至直流母线。第二AC/DC变换模块用于在逆变模式时将直流母线上的直流电转换为交流电后通过第二交流输出接口对外供电，或者在整流模式时将交流电源输入的交流电转换为直流电后输出至直流母线。
在一实施方式中，供电电路还包括控制模块。控制模块用于对第一AC/DC变换模块、第二AC/DC变换模块和DC/DC变换模块进行控制。交流负载包括第一负载及第二负载，且第一交流输出接口和第二交流输出接口分别连接第一负载及第二负载。控制模块还用于：获取交流输入接口的输入功率、第一负载的第一需求功率、第二负载的第二需求功率和电池模块的最小充电功率；根据第一需求功率、第二需求功率和最小充电功率计算总需求功率；在交流输入接口的第二端子与第一AC/DC变换模块的第二端的零线端子及第二AC/DC变换模块的第二端的零线端子连接，交流输入接口的第一端子有交流输入且对应的输入功率大于总需求功率时，控制第一AC/DC变换模块工作于整流模式，控制第二AC/DC变换模块工作于逆变模式，且控制DC/DC变换模块工作于充电模式。
在一实施方式中，控制模块还用于：在交流输入接口的第二端子与第一AC/DC变换模块的第二端的零线端子及第二AC/DC变换模块的第二端的零线端子连接，交流输入接口的第一端子有交流输入，且对应的输入功率小于或等于总需求功率时，控制第一AC/DC变换模块和第二AC/DC变换模块均工作于逆变模式，且控制DC/DC变换模块工作于放电模式。
在一实施方式中，控制模块还用于：在交流输入接口的第二端子与第二交流输出接口的火线端子以及第二AC/DC变换模块的第二端的火线端子连接，交流输入接口的第一端子和第二端子均有交流电输入时，若第一端子的输入功率大于第一需求功率和最小充电功率之和，且第二端子的输入功率大于第二需求功率和最小充电功率之和，则控制第一AC/DC变换模块和第二AC/DC变换模块均工作于整流模式，且控制DC/DC变换模块工作于充电模式。
在一实施方式中，供电电路还包括母线电容模块和中点平衡电路模块。母线电容模块包括第一母线电容和第二母线电容。第一母线电容和第二母线电容串联后连接在直流母线上。第一母线电容和第二母线电容的中点还与第一交流输出接口的零线端子、第二交流输出接口的零线端子连接。中点平衡电路模块用于维持母线电容模块的中点电压平衡。
在一实施方式中，控制模块还用于：在交流输入接口的第二端子与第二交流输出接口的火线端子以及第二AC/DC变换模块的第二端的火线端子连接，且交流输入接口的第一端子和第二端子均有交流电输入时，若第一端子的输入功率小于第一需求功率和最小充电功率之和，或者第二端子的输入功率小于第二需求功率和最小充电功率之和，则控制第一AC/DC变换模块和第二AC/DC变换模块均工作于逆变模式，且控制DC/DC变换模块工作于放电模式。
在一实施方式中，供电电路还包括第三交流输出接口。第三交流输出接口的第一火线端子与交流输入接口的第一端子连接。第三交流输出接口的第二火线端子与交流输入接口的第二端子连接。第三交流输出接口的零线端子与第一AC/DC变换模块的第二端的零线端子连接。第三交流输出接口的接地端子接地。
在一实施方式中，控制模块还用于：在检测到交流电源掉电时，控制第一AC/DC变换模块和第二AC/DC变换模块均工作于逆变模式，且控制DC/DC变换模块工作于放电模式。
在一实施方式中，供电电路还包括开关模块，开关模块包括第一开关、第二开关及第三开关。控制模块还用于分别控制第一开关、第二开关及第三开关的导通与断开。其中，交流输入接口的第一端子通过第一开关连接第一AC/DC变换模块的第二端的火线端子及第一交流输出接口的火线端子；交流输入接口的第二端子通过第二开关连接第一交流输出接口的零线端子、第二交流输出接口的零线端子、第一AC/DC变换模块的第二端的零线端子及第二AC/DC变换模块的第二端的零线端子；交流输入接口的第二端子还通过第三开关连接第二AC/DC变换模块的第二端的火线端子及第二交流输出接口的火线端子。
本申请还提供一种储能设备，包括电池模块及如上任一项所述的供电电路。
本申请提供的供电电路，通过在供电电路中设置第一AC/DC变换模块及第二AC/DC变换模块，且第一AC/DC变换模块的第一端通过DC/DC变换模块连接至电池模块，第二AC/DC变换模块的第一端通过直流母线连接至第一AC/DC变换模块的第一端，第一交流输出接口连接第一AC/DC变换模块的第二端以及交流输入接口的第一端子，第二交流输出接口连接第二AC/DC变换模块的第二端；且第一AC/DC变换模块及第二AC/DC变换模块均可工作于整流模式或逆变模式，DC/DC变换模块可工作于放电模式或充电模式，从而使得第一交流输出接口和第二交流输出接口均能够实现UPS功能，进而实现双UPS功能，以满足用户的使用需求。并且，第二交流输出接口还可以由第二AC/DC变换模块对第一AD/DC变换模块输出的直流电或者电池模块输出的直流电进行逆变转换后对其供电，从而在交流电源掉电时，无需第二AC/DC变换模块进行状态切换即可维持不间断供电，也即维持在在线UPS模式，以满足对供电切换有严格时间要求的负载使用需求。并且，第二交流输出接口也可以由交流电源供电并且在交流电源掉电时，由第二AC/DC变换模块切换至逆变模式并将电池模块提供的直流电转换为交流电后给负载供电，此时第二交流输出接口处于后备式UPS模式，也即上述供电电路能够根据实际场景需求灵活的切换交流输出接口的UPS模式，以满足用户需求。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对本申请保护范围的限定。在各个附图中，类似的构成部分采用类似的编号。
图1为本申请一实施例提供的供电电路的电路框图。
图2为本申请一实施例提供的供电电路的能量传输路径图。
图3为本申请另一实施例提供的供电电路的能量传输路径图。
图4为本申请另一实施例提供的供电电路的能量传输路径图。
图5为本申请另一实施例提供的供电电路的能量传输路径图。
图6为本申请另一实施例提供的供电电路的能量传输路径图。
图7为本申请另一实施例提供的供电电路的能量传输路径图。
图8为本申请一实施例提供的供电电路的母线电容模块和中点平衡电路模块的电路图。
图9为本申请一实施例提供的供电电路的控制方法的流程示意图。
图10为本申请一实施例提供的储能设备的结构框图。
图11为本申请一实施例提供的控制装置的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“顶”、“底”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
下面将结合附图对一些实施例做出说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
不间断电源(Uninterruptible Power Supply,UPS)通常置于市电电网和用电负载之间。其目的是改善对负载的供电质量，并在市电故障时，保证负载设备的正常运行。UPS模式又可分为在线式UPS及后备式UPS。其中，在线式UPS即使断开与市电电网的连接，也可继续对负载供电以实现不间断输出，而无需等待切换时间，如此，可降低对负载的伤害。后备式UPS则在市电掉电切换至备电供电时，需要等待切换时间。然而相关技术中在设备端无论是提供在线式UPS还是后备式UPS，其灵活性均较差，无法满足用户在不同场景下的使用需求。
基于此，本申请提供一种供电电路，可满足用户在不同场景下的使用需求。
请参图1，图1为本申请一实施例提供的供电电路10的示意图。供电电路10可以用于储能设备、供电设备(例如不间断电源)或其他内部设置可充电电池的电子设备等。以储能设备举例，通过设置供电电路10，储能设备可以从外部获取电能，如从电网、发电机、与电源设备连接的储能装置等获取电能，并对外输出交流电；储能设备还可以将获取的电能存储至储能设备中的可充电电池。
在一些实施例中，供电电路10包括DC/DC变换模块101、第一AC/DC变换模块102、第二AC/DC变换模块103、交流输入接口104、第一交流输出接口105和第二交流输出接口106。
具体地，交流输入接口104用于连接交流电源30。第一交流输出接口105和第二交流输出接口106均用于连接交流负载。交流负载包括第一负载410及第二负载420。DC/DC变换模块101的第一端用于连接电池模块20。DC/DC变换模块101的第二端通过直流母线(正直流母线BUS+、负直流母线BUS-)与第一AC/DC变换模块102的第一端连接。第二AC/DC变换模块103的第一端还通过直流母线(正直流母线BUS+、负直流母线BUS-)连接至第一AC/DC变换模块102的第一端。第一AC/DC变换模块102的第二端的零线端子N1连接至第二AC/DC变换模块103的第二端的零线端子N2。交流输入接口104的第一端子P1连接第一AC/DC变换模块102的第二端的火线端子L1以及第一交流输出接口105的火线端子L3。第一交流输出接口105的火线端子L3连接第一AC/DC变换模块102的第二端的火线端子L1。第二交流输出接口106的火线端子L4连接第二AC/DC变换模块103的第二端的火线端子L2。交流输入接口104的第二端子P2与第一AC/DC变换模块102的第二端的零线端子N1及第二AC/DC变换模块103的第二端的零线端子N2连接；或交流输入接口104的第二端子P2与第二交流输出接口106的火线端子L4以及第二AC/DC变换模块103的第二端的火线端子L2连接。
在本申请中，DC/DC变换模块101用于在充电模式时对直流母线上的直流电进行电压转换后给电池模块20充电，或者在放电模式时对电池模块20输出的直流电进行电压转换后输出至直流母线。
可理解地，DC/DC变换模块101可选用已有的LLC电路。或者DC/DC变换模块101可以由BUCK电路、BOOST电路及驱动电路组成。如此，通过驱动电路控制BUCK电路及BOOST电路的开关逻辑及占空比，可控制DC/DC变换模块101工作在充电模式或放电模式，及对DC/DC变换模块101的变换电压进行控制。
第一AC/DC变换模块102用于在整流模式时将交流电源30提供的交流电转换为直流电后输出至直流母线，或者在逆变模式时将直流母线上的直流电转换为交流电后给第一交流输出接口105连接的第一负载410供电。
第二AC/DC变换模块103用于在逆变模式时将直流母线上的直流电转换为交流电后输出至第二交流输出接口106，以向第二交流输出接口106连接的第二负载420供电，或者在整流模式时将交流电源30输入的交流电转换为直流电后输出至直流母线。
第一AC/DC变换模块102及第二AC/DC变换模块103可以均为双向AC/DC变换电路，也即可以利用同一电路实现逆变和整流功能。可理解地，第一AC/DC变换模块102及第二AC/DC变换模块103也可以均包括整流电路及逆变电路。通过对整流电路及逆变电路的开关逻辑以及占空比进行控制，从而实现对第一AC/DC变换模块102及第二AC/DC变换模块103的整流模式与逆变模式的模式切换，及对输出电压的控制。可理解地，第一AC/DC变换模块102及第二AC/DC变换模块103可以选用已有的AC/DC转换电路，此处不作限制。
其中，第一AC/DC变换模块102及第二AC/DC变换模块103可分别工作在不同的模式，第一AC/DC变换模块102及第二AC/DC变换模块103也可同时工作在整流模式或逆变模式。
在一些实施例中，交流输入接口104的第一端子P1为火线端子，交流输入接口104的第二端子P2为零线端子。在另一些实施例中，交流输入接口104的第一端子P1及第二端子P2均为火线端子。
交流输入接口104还包括接地端PE。接地端PE接地，用于保护交流输入接口104。
第一AC/DC变换模块102的第二端的零线端子N1与第二AC/DC变换模块103的第二端的零线端子N2连接形成节点N。在一些实施例中，第一交流输出接口105及第二交流输出接口106还分别设置零线端子。且第一交流输出接口105及第二交流输出接口106的零线端子均连接至节点N接地。
电池模块20可包括单个或者多个电池包。多个电池包之间可以是串联，也可以是并联，本申请并不对此进行限制。每个电池包则包括多个通过串联以及并联连接的电芯。
交流电源30用于提供交流电。交流电源30可以是市电电网，也可以为具有交流电输出能力的电源，如蓄电池、发电机等。
在一些实施例中，供电电路10还包括开关模块。开关模块包括输入开关单元。其中，输入开关单元用于实现交流输入接口104与供电电路10中的其他模块的连接。输入开关单元包括第一开关K1、第二开关K2及第三开关K3。交流输入接口104的第一端子P1通过第一开关K1连接第一AC/DC变换模块102的第二端的火线端子L1及第一交流输出接口105的火线端子L3。交流输入接口104的第二端子P2通过第二开关K2连接第一AC/DC变换模块102的第二端的零线端子N1及第二AC/DC变换模块103的第二端的零线端子N2。交流输入接口104的第二端子P2还通过第三开关K3连接第二AC/DC变换模块103的第二端的火线端子L2及第二交流输出接口106的火线端子L4。
故，可以通过对第二开关K2和第三开关K3的通断控制来实现交流输入接口104的第二端子的连接关系。例如，在第二开关K2导通且第三开关K3断开时，此时交流输入接口104的第二端子P2与第一AC/DC变换模块102的第二端的零线端子N1及第二AC/DC变换模块103的第二端的零线端子N2连接。当第二开关K2断开且第三开关K3导通时，此时交流输入接口104的第二端子P2与第二AC/DC变换模块103的第二端的火线端子L2连接。
在一些实施例中，开关模块包括输出开关单元。其中，输出开关单元用于实现交流输出接口与供电电路10中的其他模块的连接。输出开关单元包括第四开关K4及第二开关K5。具体地，第一交流输出接口105的火线端子L3通过第四开关K4连接至第一AC/DC变换模块102的第二端的火线端子L1。第二交流输出接口106的火线端子L4通过第五开关K5连接至第二AC/DC变换模块103的第二端的火线端子L2。
可理解地，通过在供电电路10中设置输入开关模块，一方面可在供电电路10或负载出现异常时，及时断开开关模块中对应的开关，从而降低供电电路10的安全风险；另一方面可方便供电电路10对应不同负载功率需求或不同接收功率，灵活调整交流输入接口104的第二端子的连接方式及交流输出接口的连接方式，满足供电电路10在多场景下的应用。
供电电路10还包括控制模块(图中未示出)。控制模块用于对第一AC/DC变换模块102、第二AC/DC变换模块103、DC/DC变换模块101及开关模块进行控制，以控制各模块切换至对应的工作模式及开关模块中各开关的导通或断开。
进一步地，控制模块还用于获取交流输入接口104的输入功率、第一负载410的第一需求功率、第二负载420的第二需求功率和电池模块20的最小充电功率。进而，控制模块根据第一需求功率、第二需求功率和最小充电功率计算总需求功率。
具体地，供电电路10的工作原理如下：
其中，当检测到交流电源30连接至交流输入接口104，且交流输入接口104的输入功率小于或等于预设功率阈值，或交流输入接口104的输入电压小于或等于预设电压阈值时，可以确定当前交流输入接口104的第一端子P1连接交流电源的火线端子，第二端子P2连接交流电源的零线端子N。因此控制第一开关K1及第二开关K2导通，第三开关K3断开，进而通过将第一端子P1作为火线端子，将第二端子P2作为零线端子，以接收交流电源30输入的电能。例如，在一些实施例中，当交流电源30的输入电压小于或等于145V(北美等低压电网的最高输入电压)时，控制模块控制第一开关K1及第二开关K2导通，以使得交流输入接口104的第一端子P1作为火线端子，第二端子P2作为零线端子。
请参阅图2，在一实施例中，当第一开关K1和第二开关K2均导通且第三开关K3断开时，交流输入接口104与其他部分的连接关系如图2所示。此时交流输入接口104的第二端子P2与第一AC/DC变换模块102的第二端的零线端子N1及第二AC/DC变换模块103的第二端的零线端子N2连接，交流输入接口104的第一端子P1作为火线端子，交流输入接口104的第二端子P2作为零线端子。如此，当交流输入接口104连接交流电源30时，交流输入接口104接收交流电源30输入的交流电，且交流输入接口104的第一端子P1直接输出交流电以为第一交流输出接口105连接的第一负载410供电(参路径L21)，也即此时只有第一端子P1有功率输入。
可理解地，在交流输入接口104的第一端子P1有交流输入，且对应的输入功率小于或等于总需求功率的情况下，交流电源30的输入功率不足以为负载供电。总需求功率等于接入的各个负载以及满足电池模块20充电的最小充电功率之和。在本实施例中，总需求功率等于第一负载410和第二负载420以及电池模块20的最小充电功率之和。此时，还需要电池模块20为负载供电。那么，则控制第一AC/DC变换模块102工作在逆变模式且DC/DC变换模块101工作在放电模式。如此，DC/DC变换模块101对电池模块20输出的直流电进行电压转换，以通过直流母线输出具有预设功率的直流电。第一AC/DC变换模块102将直流母线上的直流电转换为交流电后给第一交流输出接口105连接的第一负载410供电(参路径L22)。同时，第二AC/DC变换模块103工作在逆变模式，并将直流母线上的直流电转换为交流电后给第二交流输出接口106连接的第二负载420供电(参路径L23)。
可理解地，在在图2示出的实施例中，当检测到交流电源30断开时，虽然第一AC/DC变换模块102始终工作于逆变模式，但还需控制第一AC/DC变换模块102从逆变电流源模式切换至逆变电压源模式，此时需要一定的切换时间。因此，在这个场景下，第一交流输出接口105为后备式UPS。第二交流输出接口106无需进行状态切换，第二交流输出接口106无需切换时间，为在线式UPS，从而同时提供在线UPS和后备式UPS，满足用户不同负载的使用需求。当交流输入接口104只有在第一端子P1有功率输入时，第二AC/DC变换模块103始终工作在逆变模式，无需进行模式的切换。如此，即使交流输入接口104与交流电源30断开，与第二AC/DC变换模块103连接的第二交流输出接口106，始终可保持对第二负载420的不间断输出，也即实现0秒切换。也就是说，第二交流输出接口106为供电电路10中的在线式UPS。
第一AC/DC变换模块102则需要根据电池模块20是否对负载供电，进行相应的模式切换。如此，对于与第一AC/DC变换模块102连接的第一交流输出接口105来说，在第一AC/DC变换模块102进行模式切换时，存在模式切换时长。也就是说，第一交流输出接口105为供电电路10中的后备式UPS口。
如此，本申请提供的供电电路10，可在同一个供电电路10提供在线式UPS接口和后备式UPS接口供用户选择，不仅可满足不同场景下的用电需求，而且电路成本较低。
而且，在图2示出的实施例中，电池模块20和交流电源30一起为负载供电，从而确保供电电路10的输出功率不会受到墙插功率的限制。也即即便是受到墙插功率的限制，交流输入接口104只能输入最大如1800W的功率，不足部分也可以由电池模块20进行补充，从而使得供电电路10的输出功率不会受到该功率限制的影响。
请参阅图3，在一实施例中，当第一开关K1和第二开关K2均导通且第三开关K3断开时，交流输入接口104与其他部分的连接关系如图3所示。此时交流输入接口104的第二端子与第一AC/DC变换模块102的第二端的零线端子N1及第二AC/DC变换模块103的第二端的零线端子N2连接，交流输入接口104的第一端子P1作为火线端子，交流输入接口104的第二端子P2作为零线端子。如此，当交流输入接口104连接交流电源30，交流输入接口104的第一端子P1直接输出交流电以为第一交流输出接口105连接的第一负载410供电(参路径L31)。
可理解地，在交流输入接口104的第一端子P1有交流输入且对应的输入功率大于总需求功率时，交流输入接口104的输入功率足够满足负载的需求且还有部分功率可以为电池模块20供电时，那么，则控制第一AC/DC变换模块102工作在整流模式且DC/DC变换模块101工作在充电模式。如此，交流输入接口104的第一端子P1还输出交流电至第一AC/DC变换模块102后，第一AC/DC变换模块102将交流电转换为直流电并通过直流母线输出至DC/DC变换模块101。DC/DC变换模块101对直流母线上的直流电进行电压转换，以为电池模块20充电(参路径L32)。
同时，第二AC/DC变换模块103工作在逆变模式，并将直流母线上的直流电转换为交流电后给第二交流输出接口106连接的第二负载420供电(参路径L33)。
类似地，在图3示出的实施例中，第一交流输出接口105为供电电路10中的后备式UPS，第二交流输出接口106为供电电路10中的在线式UPS。
请参阅图4，在一实施例中，当第一开关K1和第二开关K2均导通且第三开关K3断开时，交流输入接口104与其他部分的连接关系如图4所示。此时交流输入接口104的第二端子与第一AC/DC变换模块102的第二端的零线端子N1及第二AC/DC变换模块103的第二端的零线端子N2连接，且交流输入接口104断开与交流电源30的连接。那么，则控制第一AC/DC变换模块102及第二AC/DC变换模块103均工作在逆变模式且DC/DC变换模块101工作在放电模式。如此，DC/DC变换模块101对电池模块20输出的直流电进行电压转换，以通过直流母线输出直流电。第一AC/DC变换模块102将直流母线上的直流电转换为交流电后给第一交流输出接口105，以为第一负载410供电(参路径L41)。同时，第二AC/DC变换模块103将直流母线上的直流电转换为交流电后给第二交流输出接口106，以为第二负载420供电(参路径L42)。
其中，当检测到交流电源30连接至交流输入接口104，且交流输入接口104的输入功率大于预设功率阈值，或交流输入接口104的输入电压大于预设电压阈值时，说明此时交流输入接口104的第一端子P1和第二端子P2均有功率输入。当交流输入接口104的第一端子P1和第二端子P2为同相交流电输入时，总的输入功率会大于预设功率阈值。预设功率阈值可以为单相交流输入时和两相交流输入之间的功率临界阈值，低于该预设功率阈值，则可以确定为单相交流输入，也即仅通过第一端子P1进行功率输入，高于该功率阈值则表示第一端子P1和第二端子P2均有功率输入。当交流输入接口104输入的是裂相交流电时，也即第一端子P1和第二端子P2的输入的是裂相交流电(比如相位差为180的交流电)，此时交流输入接口104的输入电压会单元预设电压阈值。同样的，预设电压阈值也可以根据同相交流电输入和裂相交流电输入的情况来进行设置。进而，当输入电压低于预设电压阈值时，可以确定是同相交流电输入，此时可以是单相输入也可以是双相输入，当高于预设电压阈值时，则可以确定为裂相交流电输入。无论是同相交流电还是裂相交流电输入，此时第一端子P1和第二端子P2均有交流电输入。
如此，控制第一开关K1及第三开关K3导通，进而通过将第一端子P1及第二端子P2共同作为火线端子，以提供更多的电能。例如，当交流电源30的输入电压大于145V，例如为170V(北美高压电网的最低输入电压)时，控制模块控制第一开关K1及第三开关K3导通，以使得交流输入接口104的第一端子P1及第二端子P2均作为火线端子。
请参阅图5，在一实施例中，当第一开关K1和第三开关K3均导通且第二开关K2断开时，交流输入接口104与其他部分的连接关系如图5所示。此时交流输入接口104的第二端子P2与第二交流输出接口106的火线端子L4以及第二AC/DC变换模块103的第二端的火线端子L2连接。交流输入接口104的第一端子P1及第二端子P2均作为火线端子。如此，当交流输入接口104连接交流电源30，且第一端子P1及第二端子P2均有交流电输入时，交流输入接口104接收交流电源30输入的交流电，且交流输入接口104的第一端子P1输出交流电至第一交流输出接口105(参路径L51)，及第二端子P2输出交流电至第二交流输出接口106(参路径L54)。
可理解地，在交流输入接口104的第一端子P1的输入功率小于第一需求功率和最小充电功率之和，或者交流输入接口104的第二端子P2的输入功率小于第二需求功率和最小充电功率之和的情况下，交流电源30的输入功率不足以为负载供电。其中，第一需求功率为第一负载的需求功率，第二需求功率为第二负载的需求功率。此时，还需要电池模块20为负载供电。那么，则控制第一AC/DC变换模块102及第二AC/DC变换模块103均工作在逆变模式且DC/DC变换模块101工作在放电模式。如此，DC/DC变换模块101对电池模块20输出的直流电进行电压转换，以通过直流母线输出具有预设功率的直流电。第一AC/DC变换模块102将直流母线上的直流电转换为交流电后给第一交流输出接口105(参路径L52)。如此，交流输入接口的第一端子P1及第一AC/DC变换模块102同时输出交流电给第一交流输出接口105连接的第一负载410供电。同时，第二AC/DC变换模块103工作在逆变模式，并将直流母线上的直流电转换为交流电后给第二交流输出接口106(参路径L53)。如此，交流输入接口的第二端子P2及第二AC/DC变换模块103同时输出交流电给第二交流输出接口106连接的第二负载420供电。
显然，本申请提供的供电电路10，通过在供电电路10中设置第一AC/DC变换模块102及第二AC/DC变换模块103，且第一AC/DC变换模块102的第一端通过DC/DC变换模块101连接至电池模块20，第二AC/DC变换模块103的第一端通过直流母线连接至第一AC/DC变换模块102的第一端，第一交流输出接口105连接第一AC/DC变换模块102的第二端以及交流输入接口104的第一端子P1，第二交流输出接口106连接第二AC/DC变换模块103的第二端；且第一AC/DC变换模块102及第二AC/DC变换模块103均可工作于整流模式或逆变模式，DC/DC变换模块101可工作于放电模式或充电模式，如此，在交流电源30参与工作时，可通过第二AC/DC变换模块103转换第一AC/DC变换模块102输出的直流电以输出交流电，进而使得电池模块20和交流电源30一起为负载供电，从而确保供电电路10的输出功率不会受到墙插功率的限制。这样一来，本申请提供的供电电路10，还可满足多个国家及地区不同的供电条件，适应性更广泛。
可理解地，在图5示出的实施例中，当检测到交流电源30断开时，虽然第一AC/DC变换模块102及第二AC/DC变换模块103始终工作于逆变模式，但还需控制第一AC/DC变换模块102及第二AC/DC变换模块103从逆变电流源模式切换至逆变电压源模式，此时需要一定的切换时间。此时第一交流输出接口105和第二交流输出接口106均为后备式UPS。
请参阅图6，在一实施例中，当第一开关K1和第三开关K3均导通且第二开关K2断开时，交流输入接口104与其他部分的连接关系如图6所示。此时交流输入接口104的第二端子P2与第二交流输出接口106的火线端子L4以及第二AC/DC变换模块103的第二端的火线端子L2连接时，交流输入接口104的第一端子P1及第二端子P2均作为火线端子。如此，当交流输入接口104连接交流电源30，且第一端子P1及第二端子P2均有交流电输入时，交流输入接口104接收交流电源30输入的交流电，且交流输入接口104的第一端子P1输出交流电至第一交流输出接口105(参路径L61)，及第二端子P2输出交流电至第二交流输出接口106(参路径L64)。
可理解地，在交流输入接口104的第一端子P1的输入功率大于第一需求功率和最小充电功率之和，且交流输入接口104的第二端子P2的输入功率大于第二需求功率和最小充电功率之和的情况下，交流输入接口104的输入功率足够满足负载的需求且还有部分功率可以为电池模块20供电，那么，则控制第一AC/DC变换模块102及第二AC/DC变换模块103均工作在整流模式且DC/DC变换模块101工作在充电模式。如此，交流输入接口104的第一端子P1还输出交流电至第一AC/DC变换模块102后，第一AC/DC变换模块102将第二端的交流电转换为直流电并通过直流母线输出至DC/DC变换模块101。DC/DC变换模块101对直流母线上的直流电进行电压转换，以为电池模块20充电(参路径L62)。
同时，交流输入接口104的第二端子P2还输出交流电至第二AC/DC变换模块103后，第二AC/DC变换模块103将交流电转换为直流电并通过直流母线输出至DC/DC变换模块101。DC/DC变换模块101对直流母线上的直流电进行电压转换，以为电池模块20充电(参路径L63)。
可理解地，在图6示出的实施例中，当检测到交流电源30掉电时，还需控制第一AC/DC变换模块102及第二AC/DC变换模块103从整流模式切换至逆变模式，此时需要一定的切换时间。因此，在这个场景下，第一交流输出接口105和第二交流输出接口106均为后备式UPS。
请参阅图7，在一实施例中，当第一开关K1和第三开关K3均导通且第二开关K2断开时，交流输入接口104与其他部分的连接关系如图7所示。此时交流输入接口104的第二端子P2与第二交流输出接口106的火线端子L4以及第二AC/DC变换模块103的第二端的火线端子L2连接，且交流输入接口104断开与交流电源30的连接，也即交流电掉电。如此，在供电电路10中仅由电池模块20为负载供电。那么，则需控制第一AC/DC变换模块102及第二AC/DC变换模块103均工作在逆变模式且DC/DC变换模块101工作在放电模式。如此，DC/DC变换模块101对电池模块20输出的直流电进行电压转换，以通过直流母线输出直流电。第一AC/DC变换模块102将直流母线上的直流电转换为交流电后给第一交流输出接口105，以为第一负载410供电(参路径L71)。同时，第二AC/DC变换模块103将直流母线上的直流电转换为交流电后给第二交流输出接口106，以为第二负载420供电(参路径L72)。
当交流输入接口104的第一端子P1及第二端子P2接收的交流电是同相交流电时，且此时第一开关K1和第二开关K2导通、第三开关K3断开时，第一交流输出接口105和第二交流输出接口106在UPS模式下输出同相位的交流电。反之，如果交流输入接口104的第一端子P1及第二端子P2接收的交流电是裂相交流电时，且此时第一开关K1和第三开关K3导通、第二开关K2断开时，第一交流输出接口105和第二交流输出接口106在UPS模式下输出的是不同相位的交流电。在另一实施例中，当市电掉电时，也可以通过对第一AC/DC变换模块102及第二AC/DC变换模块103进行控制，从而实现第一交流输出接口105和第二交流输出接口106的输出相位的控制。
而且，在图5、图6及图7示出的实施例中，供电电路10的第一交流输出接口105及第二交流输出接口106可以输出裂相电。例如，在一些实施例中，第一交流输出接口105的火线端子L3与零线端子N3之间可输出120V电压，第二交流输出接口106的火线端子L4与零线端子N4之间可输出120V电压，且第一交流输出接口105的火线端子L3与第二交流输出接口106的火线端子L4之间还可输出240V。
如此，本申请提供的供电电路10，当在上述的图5、图6及图7示出的实施例中，通过交流输入接口104的第一端子P1及第二端子P2同时输出交流电，可满足更大的负载功率需求，使得供电电路10具有更丰富的使用场景。
可理解地，本申请开关模块中的开关可以包括但不限于继电器、MOS管、三极管或其他能实现导通及断开的开关器件，本申请并不对各开关的具体形式进行限制。
请继续参阅图8，在一些实施例中，供电电路10还包括母线电容模块107和中点平衡电路模块108。具体地，母线电容模块107包括第一母线电容C1和第二母线电容C2，第一母线电容C1和第二母线电容C2串联后连接在直流母线上(BUS+和BUS-之间)。第一母线电容C1和第二母线电容C2的中点还与第一交流输出接口105的零线端子、第二交流输出接口106的零线端子连接，也就是说，第一母线电容C1和第二母线电容C2的中点与节点N(请参图1)连接。其中，节点N为第一交流输出接口105的零线端子与第二交流输出接口106的零线端子的连接点。
中点平衡电路模块108包括第一电感L1、第一开关管Q1及第二开关管Q2。其中，第一开关管Q1的第一端连接至正直流母线BUS+，第一开关管Q1的第二端连接至第二开关管Q2的第一端。第二开关管Q2的第二端连接至负直流母线BUS-。第一电感L1一端连接至第一母线电容C1和第二母线电容C2的中点，第一电感L1的另一端连接至第一开关管Q1的第二端与第二开关管Q2的第一端之间。第一开关管Q1的第三端及第二开关管Q2的第三端连接至控制模块(图中未示出)。控制模块通过第一开关管Q1的第三端及第二开关管Q2的第三端分别驱动第一开关管Q1及第二开关管Q2导通或断开。
其中，中点平衡电路模块108的工作原理大致如下：
当第一电容C1的电压大于第二电容C2的电压时，控制模块先驱动第一开关管Q1导通及第二开关管Q2断开，如此，第一开关管Q1、第一电感L1及第一电容C1形成回路，使得第一电感L1储能，第一电容C1的电压下降。然后，控制模块驱动第一开关管Q1断开及第二开关管Q2导通，如此，第二开关管Q1、第一电感L1及第二电容C2形成回路，且第一电感L1通过第二开关管Q2续流，同时给第二电容C2充电，使得第二电容C2的电压上升。如此，通过控制第一开关管Q1及第二开关管Q2的开关逻辑及占空比，可最终使得第一电容C1及第二电容C2的电容相等或趋近相等，从而使得母线电容模块107的中点电压保持平衡。类似地，当第一电容C1的电压小于第二电容C2的电压时，亦可通过控制第一开关管Q1及第二开关管Q2的开关逻辑及占空比，以使得第一电容C1及第二电容C2的电容相等或趋近相等，在此不再赘述。
可理解地，由于第一AC/DC变换模块102和第二AC/DC变换模块103存在器件和控制偏差，以及第一负载410及第二负载420的不平衡负载(即第一负载410的第一需求功率及第二负载420的第二需求功率存在偏差)，那么则需要稳定节点N的电压，以维持第一交流输出接口105的火线端子L3与零线端子N3之间，与第二交流输出接口106的火线端子L4与零线端子N4之间的电压平衡。在一些实施例中，当第一负载410及第二负载420的负载平衡时，可通过调节第一AC/DC变换模块102和第二AC/DC变换模块103的开关逻辑和占空比，以稳定节点N的电压，维持电压平衡。在另一些实施例中，当第一负载410及第二负载420的负载不平衡时，可通过中点平衡电路模块108维持母线电容模块107的中点电压平衡，进而维持节点N处的电压稳定，从而维持第一交流输出接口105及第二交流输出接口106的电压平衡。
在本实施例中，开关管Q1及开关管Q2均为三极管。且第一开关管Q1及第二开关管Q2的第一端为集电极，第二端为发射极，第三端为基极。可理解地，在其他实施例中，第一开关管Q1及第二开关管Q2还可以是其他开关器件，例如MOS管等。本申请并不对中点平衡电路模块108的具体电路进行限制，在其他实施例中，本领域技术人员亦可以替换为其他中点平衡电路。
请再次参阅图1，在一些实施例中，供电电路10还包括第三交流输出接口109。第三交流输出接口109的第一火线端子L5与交流输入接口的第一端子P1及第一AC/DC变换模块102的第二端的火线端子L1连接，第三交流输出接口109的第二火线端子L6与交流输入接口的第二端子P2及第二AC/DC变换模块103的第二端的火线端子L2连接。第三交流输出接口109的零线端子N3与第一AC/DC变换模块102的第二端的零线端子N1及第二AC/DC变换模块103的第二端的零线端子N2连接(即第三交流输出接口109的零线端子连接至节点N)。第三交流输出接口109的接地端子PE接地。
可理解地，当第一开关K1及第三开关K3均导通且第二开关K2断开，即交流输入接口104的第二端子P2连接至第二AC/DC变换模块103的火线端子L2时，可通过第三交流输出接口109对与第三交流输出接口109连接的第三负载(图中未示出)供电。第三交流输出接口109可输出裂相电，也即第一火线端子L5与第二火线端子L6之间的电压为第一火线端子L5的两倍。
可理解地，供电电路10通过第三交流输出接口109对第三负载供电的工作原理，与上述图2至图7示出的实施例中的工作原理大致相同或类似，在此不再赘述。
可理解地，在一些实施例中，供电电路10可设置第一交流输出接口105、第二交流输出接口106及第三交流输出接口109中的至少一个或任意两个及以上接口的组合。
在一些实施例中，输出开关单元还包括第六开关K6。第三交流输出接口109的零线端子N3通过第六开关K6连接至节点N。其中，第三交流输出接口109与第一交流输出接口105共用第四开关K4，与第二交流输出接口106共用第五开关K5。
可理解地，在其他实施例中，第三交流输出接口109的第一火线端子L5及第二火线端子L6可分别通过其他开关连接至第一AC/DC变换模块102的第二端的火线端子L1及第二AC/DC变换模块103的第二端的火线端子L2。如此，可通过分别的开关实现对第一交流输出接口105、第二交流输出接口106及第三交流输出接口109。
请继续参阅图9，图9为本申请一实施例提供的供电电路10的控制方法的流程示意图。可理解地，该控制方法可由供电电路10的控制模块执行。该控制方法包括：
步骤S910：获取交流输入接口的输入功率、第一负载的第一需求功率、第二负载的第二需求功率和电池模块的最小充电功率。
其中，输入功率指的是交流电源30输入至交流输入接口104的功率。第一需求功率是指第一负载的需求功率，第二需求功率是指第二负载的需求功率。最小充电功率指能维持电池模块20的充电状态的充电功率。也就是说，当DC/DC变换模块101工作在充电模式，且DC/DC变换模块101的输出至电池模块20的功率小于最小充电功率时，则无法对电池模块20充电。
其中，输入功率、第一需求功率及第二需求功率可分别随着交流电源30、第一负载410及第二负载420的工作状态的变化而变化。
在一些实施例中，可通过在交流输入接口、第一交流输出接口及第二交流输出接口设置采样电路，对交流输入接口、第一交流输出接口及第二交流输出接口的电流及电压进行采样，从而获取交流输入接口的输入功率、第一需求功率及第二需求功率。
在一些实施例中，供电电路10与电池模块20之间通信连接，如此，供电电路10中的控制模块通过与电池模块20中的BMS通信可获取电池模块20的最小充电功率等充电参数。类似地，在一些实施例中，供电电路10也可与交流电源30、第一负载410及第二负载420通信，以获取输入功率、第一需求功率及第二需求功率。
在另一些实施例中，电池模块20的最小充电功率还可以是预设于存储器内的预设数据。如此，控制模块通过获取存储器内的预设数据，亦可获取最小充电功率。
可理解地，本申请并不对获取输入功率、第一需求功率、第二需求功率及最小充电功率的具体方式进行限制。本领域技术人员还可采用其他方式获取上述数据。
步骤S920：根据第一需求功率、第二需求功率和最小充电功率计算总需求功率。
在步骤S920中，总需求功率可以是第一需求功率、第二需求功率和最小充电功率三者的和。且总需求功率是当供电电路10为第一负载410、第二负载420及电池模块20供电时，至少需要输出的功率。
可理解地，通过获取总需求功率，并比较输入功率与总需求功率的大小，可确认当前供电电路10获取的电能是否足够为第一负载410、第二负载420及电池模块20供电。
步骤S930：根据输入功率、第一需求功率、第二需求功率、最小充电功率及总需求功率确定DC/DC变换模块、第一AC/DC模块及第二AC/DC模块的工作模式。
具体地，步骤S930可进一步包括如下几个步骤：
在交流输入接口104的第二端子P2与第一AC/DC变换模块102的第二端的零线端子N1及第二AC/DC变换模块103的第二端的零线端子N2连接，交流输入接口104的第一端子P1有交流输入，且对应的输入功率小于或等于总需求功率时，控制第一AC/DC变换模块102和第二AC/DC变换模块103均工作于逆变模式，且控制DC/DC变换模块101工作于放电模式(具体请参阅上文关于图2示出的实施例的具体内容，在此不再赘述)；
在交流输入接口104的第二端子P2与第一AC/DC变换模块102的第二端的零线端子N1及第二AC/DC变换模块103的第二端的零线端子N2连接，交流输入接口104的第一端子P1有交流输入且对应的输入功率大于总需求功率时，控制第一AC/DC变换模块102工作于整流模式，控制第二AC/DC变换模块103工作于逆变模式，且控制DC/DC变换模块101工作于充电模式(具体请参阅上文关于图3示出的实施例的具体内容，在此不再赘述)；
在交流输入接口104的第二端子P2与第二交流输出接口106的火线端子L4以及第二AC/DC变换模块103的第二端的火线端子L2连接，且交流输入接口104的第一端子P1和第二端子P2均有交流电输入时，若第一端子P1的输入功率小于第一需求功率和最小充电功率之和，或者第二端子P2的输入功率小于第二需求功率和最小充电功率之和，则控制第一AC/DC变换模块102和第二AC/DC变换模块103均工作于逆变模式，且控制DC/DC变换模块101工作于放电模式(具体请参阅上文关于图5示出的实施例的具体内容，在此不再赘述)；
在交流输入接口104的第二端子P2与第二交流输出接口106的火线端子L4以及第二AC/DC变换模块103的第二端的火线端子L2连接，交流输入接口104的第一端子P1和第二端子P2均有交流电输入时，若第一端子P1的输入功率大于第一需求功率和最小充电功率之和，且第二端子P2的输入功率大于第二需求功率和最小充电功率之和，则控制第一AC/DC变换模块102和第二AC/DC变换模块103均工作于整流模式，且控制DC/DC变换模块101工作于充电模式(具体请参阅上文关于图6示出的实施例的具体内容，在此不再赘述)；
在检测到交流电源30掉电时，控制第一AC/DC变换模块102和第二AC/DC变换模块103均工作于逆变模式，且控制DC/DC变换模块101工作于放电模式(具体请参阅上文关于图3及图7示出的实施例的具体内容，在此不再赘述)。
请继续参阅图10，本申请一实施例还提供一种储能设备200。储能设备200包括电池模块20及如上任一项所述的供电电路10。如此，设置有供电电路10的储能设备200，不仅可以通过供电电路10为电池模块20充电，还可以通过供电电路10提供在线式UPS接口和后备式UPS接口供用户选择，不仅可满足不用场景下的用电需求，而且电路成本较低。
本申请一实施方式还提供一种控制装置，应用于供电电路10。图11示意性地示出了本申请实施例提供的控制装置300的结构框图。如图11所示，控制装置300包括：
获取模块310，用于获取交流输入接口的输入功率、第一负载的第一需求功率、第二负载的第二需求功率和电池模块的最小充电功率。
计算模块320，用于根据第一需求功率、第二需求功率和最小充电功率计算总需求功率。
控制模块330，用于根据输入功率、第一需求功率、第二需求功率、最小充电功率及总需求功率确定DC/DC变换模块、第一AC/DC模块及第二AC/DC模块的工作模式。
本申请实施例中提供的控制装置300实现供电电路10的控制方法的具体细节已经在对应的供电电路的实施例中进行了详细的描述，此处不再赘述。
本申请还提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如以上技术方案中的供电电路的控制方法。计算机可读介质可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在终端设备，例如个人电脑上运行。然而，本发明的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
上述程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
此外，上述附图仅是根据本发明示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的
以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种供电电路，其特征在于，所述供电电路包括DC/DC变换模块、第一AC/DC变换模块、第二AC/DC变换模块、交流输入接口、第一交流输出接口和第二交流输出接口；
所述交流输入接口用于连接交流电源，所述第一交流输出接口和所述第二交流输出接口均用于连接交流负载；所述DC/DC变换模块的第一端用于连接电池模块，所述DC/DC变换模块的第二端通过直流母线与所述第一AC/DC变换模块的第一端连接，所述第二AC/DC变换模块的第一端还通过所述直流母线连接至所述第一AC/DC变换模块的第一端，所述第一AC/DC变换模块的第二端的零线端子连接至所述第二AC/DC变换模块的第二端的零线端子；所述交流输入接口的第一端子连接所述第一AC/DC变换模块的第二端的火线端子以及所述第一交流输出接口的火线端子，所述第一交流输出接口的火线端子连接所述第一AC/DC变换模块的第二端的火线端子；所述第二交流输出接口的火线端子连接所述第二AC/DC变换模块的第二端的火线端子；
所述交流输入接口的第二端子与所述第一AC/DC变换模块的第二端的零线端子及所述第二AC/DC变换模块的第二端的零线端子连接，或所述交流输入接口的第二端子与所述第二交流输出接口的火线端子以及所述第二AC/DC变换模块的第二端的火线端子连接；
所述第一AC/DC变换模块用于在整流模式时将所述交流电源提供的交流电转换为直流电后输出至所述直流母线，或者在逆变模式时将所述直流母线上的直流电转换为交流电后通过所述第一交流输出接口对外供电；
所述DC/DC变换模块用于在充电模式时对所述直流母线上的直流电进行电压转换后给所述电池模块充电，或者在放电模式时对所述电池模块输出的直流电进行电压转换后输出至所述直流母线；
所述第二AC/DC变换模块用于在逆变模式时将所述直流母线上的直流电转换为交流电后通过所述第二交流输出接口对外供电，或者在整流模式时将所述交流电源输入的交流电转换为直流电后输出至所述直流母线。
2.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，还包括控制模块，所述控制模块用于对所述第一AC/DC变换模块、所述第二AC/DC变换模块和所述DC/DC变换模块进行控制；所述交流负载包括第一负载及第二负载，且所述第一交流输出接口和所述第二交流输出接口分别连接所述第一负载及所述第二负载，所述控制模块还用于：
获取所述交流输入接口的输入功率、所述第一负载的第一需求功率、所述第二负载的第二需求功率和所述电池模块的最小充电功率；
根据所述第一需求功率、所述第二需求功率和所述最小充电功率计算总需求功率；
在所述交流输入接口的第二端子与所述第一AC/DC变换模块的第二端的零线端子及所述第二AC/DC变换模块的第二端的零线端子连接，所述交流输入接口的第一端子有交流输入且对应的输入功率大于所述总需求功率时，控制所述第一AC/DC变换模块工作于所述整流模式，控制所述第二AC/DC变换模块工作于所述逆变模式，且控制所述DC/DC变换模块工作于所述充电模式。
3.如权利要求2所述的供电电路，其特征在于，所述控制模块还用于：
在所述交流输入接口的第二端子与所述第一AC/DC变换模块的第二端的零线端子及所述第二AC/DC变换模块的第二端的零线端子连接，所述交流输入接口的第一端子有交流输入，且对应的输入功率小于或等于所述总需求功率时，控制所述第一AC/DC变换模块和所述第二AC/DC变换模块均工作于所述逆变模式，且控制所述DC/DC变换模块工作于放电模式。
4.如权利要求2所述的供电电路，其特征在于，所述控制模块还用于：
在所述交流输入接口的第二端子与所述第二交流输出接口的火线端子以及所述第二AC/DC变换模块的第二端的火线端子连接，所述交流输入接口的第一端子和第二端子均有交流电输入时，若所述第一端子的输入功率大于所述第一需求功率和所述最小充电功率之和，且所述第二端子的输入功率大于所述第二需求功率和所述最小充电功率之和，则控制所述第一AC/DC变换模块和所述第二AC/DC变换模块均工作于所述整流模式，且控制所述DC/DC变换模块工作于所述充电模式。
5.根据权利要求4所述的供电电路，其特征在于，还包括母线电容模块和中点平衡电路模块；所述母线电容模块包括第一母线电容和第二母线电容，所述第一母线电容和所述第二母线电容串联后连接在所述直流母线上；所述第一母线电容和所述第二母线电容的中点还与第一交流输出接口的零线端子、所述第二交流输出接口的零线端子连接；所述中点平衡电路模块用于维持所述母线电容模块的中点电压平衡。
6.如权利要求2所述的供电电路，其特征在于，所述控制模块还用于：
在所述交流输入接口的第二端子与所述第二交流输出接口的火线端子以及所述第二AC/DC变换模块的第二端的火线端子连接，且所述交流输入接口的第一端子和所述第二端子均有交流电输入时，若所述第一端子的输入功率小于所述第一需求功率和所述最小充电功率之和，或者所述第二端子的输入功率小于所述第二需求功率和所述最小充电功率之和，则控制所述第一AC/DC变换模块和所述第二AC/DC变换模块均工作于所述逆变模式，且控制所述DC/DC变换模块工作于所述放电模式。
7.根据权利要求2所述的供电电路，其特征在于，所述供电电路还包括第三交流输出接口；所述第三交流输出接口的第一火线端子与所述交流输入接口的第一端子，所述第三交流输出接口的第二火线端子与所述交流输入接口的第二端子连接；所述第三交流输出接口的零线端子与所述第一AC/DC变换模块的第二端的零线端子连接，所述第三交流输出接口的接地端子接地。
8.如权利要求2所述的供电电路，其特征在于，所述控制模块还用于：
在检测到所述交流电源掉电时，控制所述第一AC/DC变换模块和所述第二AC/DC变换模块均工作于所述逆变模式，且控制所述DC/DC变换模块工作于所述放电模式。
9.如权利要求5所述的供电电路，其特征在于，所述供电电路还包括开关模块，所述开关模块包括第一开关、第二开关及第三开关；所述控制模块还用于分别控制所述第一开关、所述第二开关及所述第三开关的导通与断开；其中，
所述交流输入接口的第一端子通过所述第一开关连接所述第一AC/DC变换模块的第二端的火线端子及所述第一交流输出接口的火线端子；
所述交流输入接口的第二端子通过所述第二开关连接所述第一交流输出接口的零线端子、所述第二交流输出接口的零线端子、所述第一AC/DC变换模块的第二端的零线端子及所述第二AC/DC变换模块的第二端的零线端子；
所述交流输入接口的第二端子还通过所述第三开关连接所述第二AC/DC变换模块的第二端的火线端子及所述第二交流输出接口的火线端子。
10.一种储能设备，其特征在于，所述储能设备包括电池模块及如权利要求1至9任一所述的供电电路。
CN202310674181.5A 2023-06-07 2023-06-07 供电电路及储能设备 Pending CN116667494A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310674181.5A CN116667494A (zh) 2023-06-07 2023-06-07 供电电路及储能设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310674181.5A CN116667494A (zh) 2023-06-07 2023-06-07 供电电路及储能设备

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116667494A true CN116667494A (zh) 2023-08-29

Family

ID=87713446

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310674181.5A Pending CN116667494A (zh) 2023-06-07 2023-06-07 供电电路及储能设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116667494A (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107769372A (zh) * 2017-11-01 2018-03-06 四川航电微能源有限公司 一种不间断供电的交直流电源系统及供电方法
CN112737296A (zh) * 2021-02-23 2021-04-30 阳光电源股份有限公司 一种ac/dc电路及充放电装置
CN113381430A (zh) * 2021-07-28 2021-09-10 伊顿智能动力有限公司 基于ups的电池储能电路
CN113489128A (zh) * 2021-05-27 2021-10-08 华为技术有限公司 一种空调设备的供电系统、空调设备及数据中心
CN114268088A (zh) * 2022-03-01 2022-04-01 深圳市瀚强科技股份有限公司 供电系统及其控制方法
CN114424419A (zh) * 2021-03-17 2022-04-29 华为数字能源技术有限公司 储能系统及电池管理系统的供电方法
CN114944656A (zh) * 2022-06-27 2022-08-26 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种配电网台区能量控制系统及方法
CN115347806A (zh) * 2022-08-23 2022-11-15 深圳市正浩创新科技股份有限公司 供电电路的控制方法、供电电路及储能设备
CN115693907A (zh) * 2022-11-24 2023-02-03 天津铁路信号有限责任公司 无切换不间断铁路信号电源电路

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107769372A (zh) * 2017-11-01 2018-03-06 四川航电微能源有限公司 一种不间断供电的交直流电源系统及供电方法
CN112737296A (zh) * 2021-02-23 2021-04-30 阳光电源股份有限公司 一种ac/dc电路及充放电装置
CN114424419A (zh) * 2021-03-17 2022-04-29 华为数字能源技术有限公司 储能系统及电池管理系统的供电方法
CN113489128A (zh) * 2021-05-27 2021-10-08 华为技术有限公司 一种空调设备的供电系统、空调设备及数据中心
CN113381430A (zh) * 2021-07-28 2021-09-10 伊顿智能动力有限公司 基于ups的电池储能电路
CN114268088A (zh) * 2022-03-01 2022-04-01 深圳市瀚强科技股份有限公司 供电系统及其控制方法
CN114944656A (zh) * 2022-06-27 2022-08-26 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种配电网台区能量控制系统及方法
CN115347806A (zh) * 2022-08-23 2022-11-15 深圳市正浩创新科技股份有限公司 供电电路的控制方法、供电电路及储能设备
CN115693907A (zh) * 2022-11-24 2023-02-03 天津铁路信号有限责任公司 无切换不间断铁路信号电源电路

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9166501B2 (en) Power supply unit for converting power between DC and AC and operating method of the same
US9787209B2 (en) Modular three phase on-line ups
US8723364B2 (en) Uninterruptible power supply having integrated charge/discharge circuit
US20090256422A1 (en) Ac and dc uninterruptible online power supplies
CN104539042A (zh) 一种不间断电源系统
US10193360B2 (en) Uninterruptible power supply receptive to different types of output modules
CN110417081B (zh) 供电电路及不间断供电电源ups系统
US9647492B2 (en) Direct current uninterruptible power supply system and device
US10958098B1 (en) UPS system for powering alternating and direct current loads
JP2012210018A (ja) 直流給電システム
JP5938679B2 (ja) 双方向コンバータ
CN115483751A (zh) 用于在线ups系统的具有集成充电器和dc-dc的ac开关pfc
CN105164890A (zh) 具有逆变器、充电器和有源滤波器的不间断电源
CN113595173A (zh) 充电设备及其功率配置方法、装置和电子设备
CN111262331A (zh) 用于ups的具有ac开关pfc前端的飞行电池
JP6895604B2 (ja) 電力変換システム
CN112803570A (zh) 一种储能系统及其控制方法
CN218456332U (zh) 交直流充电电路以及便携式储能电源
CN116667494A (zh) 供电电路及储能设备
CN111106667B (zh) 一种供电装置和供电系统
CN111262330B (zh) 三相ups总线平衡器
EP3570361B1 (en) Energy level conversion circuit for portable energy storage device
US20230006450A1 (en) Power System Configurations for Wireless Charging
US11292357B2 (en) Intelligent current control apparatus
US20230369861A1 (en) Storage system configured for use with an energy management system

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination