CN117013680A - 一种不间断电源和供电系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种不间断电源和供电系统，用于降低不间断电源的成本，提升电路的利用率。该不间断电源包括市电输入端、切换电路、整流电路、逆变电路和充放电电路；其中，切换电路包括第一开关、第二开关和第三开关。在市电输入端输入的交流电出现故障时，控制器控制充放电电路将储能装置存储的电能放电至母线；在充放电电路向母线供电之后，控制器控制第一开关断开市电输入端与整流电路，控制第二开关导通储能装置与整流电路，控制第三开关断开储能装置与充放电电路，使得储能装置输出的电能输入至整流电路，整流电路将储能装置输入的电能进行功率转换后输出至母线，逆变电路将母线上的直流电转换为交流电并输出至负载。

Description

一种不间断电源和供电系统

技术领域

本申请涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种不间断电源和供电系统。

背景技术

不间断电源(uninterruptible power supply，UPS)是一种含有储能装置的电源，主要用于给部分对电源稳定性要求较高的电子设备提供不间断的电源。UPS主要包括整流电路(AC/DC)、逆变电路(DC/AC)和充放电电路(DC/DC)，整流电路与充放电电路完全独立，分别在市电供电模式和储能装置供电模式下提供能量到直流母线，然后通过逆变电路将直流电转换为交流电，提供给负载。具体地，当市电输入正常时，UPS将市电通过整流电路转换为稳定的直流电，然后通过逆变电路转换为交流电供应给负载使用，此时的UPS就是一台交流市电稳压器，同时它还可以通过充放电电路反向给储能装置充电。当市电中断或事故停电时，UPS立即转换到储能装置供电模式，先通过充放电电路将储能装置的能量转换为稳定的直流电，然后通过逆变电路转换向负载继续供应三相380V或单相220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载供电不发生间断。

从以上UPS工作原理可知，充放电电路在储能装置供电模式下一直处于工作状态，充放电电路的功率需要满足UPS的额定功率，所需电路体积较大。并且，整流电路仅在市电供电模式处于工作状态，在储能装置供电模式处于闲置状态，电路利用率下降，带来成本和空间的劣势。

发明内容

本申请实施例提供一种不间断电源和供电系统，以降低不间断电源成本，提升不间断电源的电路利用率。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：

本申请实施例的第一方面，提供一种不间断电源，可以具体包括：市电输入端、切换电路、整流电路、逆变电路和充放电电路。其中，切换电路可以具体包括：第一开关、第二开关和第三开关。第一开关的第一端与市电输入端连接，第一开关的第二端与整流电路的输入端连接，第一开关可以控制市电输入端与整流电路之间的通断状态。第二开关的第一端用于连接储能装置，第二开关的第二端与整流电路的输入端连接，第二开关可以控制储能装置与整流电路之间的通断状态。第三开关的第一端用于连接储能装置，第三开关的第二端与充放电电路的第一端连接，第三开关可以控制充放电电路与储能装置之间的通断状态。在应用于小型UPS时，储能装置可以内置在UPS内，也可以外置在UPS外部。在应用于中大型UPS时，储能装置体积大，一般放置在UPS外部。储能装置具体可以为电池组等具有充放电功能的器件。整流电路的输出端与母线连接，整流电路用于将接收到的交流电或储能装置的电能转换为直流电为母线供电。充放电电路的第二端与母线连接，充放电电路用于对母线供电或将母线充电至储能装置。逆变电路的输入端与母线连接，逆变电路的输出端用于连接负载，逆变电路用于将母线上的直流电转换为交流电并给负载供电。

在本申请实施例中，切换电路、整流电路、逆变电路和充放电电路可以由开关、开关管、二极管、电感和电容等器件组成。切换电路、整流电路、逆变电路和充放电电路的工作状态可以通过调节这些器件的工作状态实现。具体地，可以通过控制器实现上述器件的工作状态调节，即不间断电源还可以包括控制器，该控制器可以控制切换电路的通断状态，控制整流电路将接收的电能转换为直流电为母线供电，控制逆变电路将母线上的直流电转换为交流电，以及控制充放电电路的充放电状态。具体实现时，控制器可以是微控制单元(micro controller unit，MCU)、中央处理器(central processing unit，CPU)、数字信号处理器(digital singnal processor，DSP)中的任一种。当然，控制器的具体形态不限于上述举例。

在市电输入端输入的交流电正常时，例如可以通过判断市电输入端接收到的交流电的电压幅值在设定阈值范围内以判断交流电正常，本申请实施例提供的上述不间断电源处于市电供电模式，控制器可以控制第一开关导通交流电与整流电路，控制第二开关导通储能装置与充放电电路，以及控制第三开关断开储能装置与整流电路。并且，控制器控制整流电路将接收到的交流电转换为直流电，控制逆变电路将母线上的直流电转换为交流电并给负载供电，并且控制充放电电路对储能装置充电。

在市电输入端输入的交流电出现故障时，例如可以通过判断市电输入端接收到的交流电的电压幅值处于设定阈值范围之外以判断交流电出现故障，故障可以是由交流电中断或事故停电等原因引起的，本申请实施例提供的上述不间断电源会从市电供电模式切换为储能装置供电模式，控制器可以控制充放电电路可以快速从充电状态切换到放电状态，将储能装置存储的电能放电至母线，快速反向给母线供电，由于只涉及充放电电路内部开关管的控制切换，因此此过程极快，可以在几十个us内完成切换，从而确保母线的直流电不掉电。在控制器控制充放电电路向母线供电之后，控制器可以控制第一开关断开交流电源与整流电路，然后控制第二开关导通储能装置与整流电路，使得储能装置输出的电能输入至整流电路，使不间断电源开始工作在储能装置供电模式。并且，在不间断电源开始工作在储能装置供电模式后，控制器可以控制第三开关断开储能装置与充放电电路，使充放电电路停止反向工作给母线供电。整流电路可以将从储能装置接收到的电能进行功率转换后输出至母线，逆变电路将母线上的直流电转换为交流电并输出至负载。

具体地，组成切换电路的各开关可以具体采用继电器实现，根据继电器的特性，通断切换过程需要花费几ms到几十ms不等的时间，也就是说，充放电电路反向工作给母线供电的时间只需要几ms到几十ms的时间。由于充放电电路反向工作给母线供电的时间短，因此充放电电路反向供电时，可以超额工作，例如使充放电电路的实际放电功率大于充放电电路的额定放电功率的两倍，这样可以减小电路器件的电流规格，以节省成本和体积。

在本申请一些实施例中，不间断电源中的母线具体可以包括正母线、负母线、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在正母线和负母线之间，且第一母线电容和第二母线电容的中点连接零线。正母线用于传输正直流电，负母线用于传输负直流电，第一母线电容用于存储正母线的电能，第二母线电容用于存储负母线的电能。在实际使用时，逆变电路将第一母线电容存储的电能转换为第二交流电的正半周期信号，逆变电路将第二母线电容存储的电能转换为交流电的负半周期信号。第一母线电容和第二母线电容上存储的电能值相等，当用电设备即负载对交流电正半周期电能和负半周期电能需求不同时，第一母线电容和第二母线电容上存储的电能无法满足用电设备对电能的需求。为了使第一母线电容和第二母线电容存储的电能可以满足用电设备需求，不间断电源中需要设置平衡电路，平衡电路可以实现正母线和负母线之间的电能调节，调整后的正母线电能和负母线电能可以满足用电设备对电能的要求。

基于此，在本申请一些实施例中，切换电路还可以包括第四开关，第四开关的第一端用于连接零线，第四开关的第二端与充放电电路的第一端连接。在本申请一些实施例中，第三开关和第四开关可以组成单刀双掷开关。或者，在本申请另一些实施例中，第三开关和第四开关也可以为两个独立的单刀单掷开关，在此不做限定。在不间断电源开始工作在储能装置供电模式后，控制器控制第三开关断开的同时，可以控制第四开关导通充放电电路与零线，使充放电电路作为平衡电路使用，即控制器控制充放电电路中开关管的导通，使得正母线和负母线中电压较高的母线上的电压释放到零线上，以平衡正负母线之间的电压差，以便不间断电源在为正负电需求量不平衡的负载供电时工作状况更稳定。

在市电输入端输入的交流电恢复正常时，本申请实施例提供的上述不间断电源会从储能装置供电模式切换回市电供电模式，控制器可以控制第四开关断开充放电电路与零线，并控制第三开关导通储能装置与充放电电路，控制充放电电路将储能装置存储的电能放电至母线，采用充放电电路为母线补充能量，从而确保在切换到市电供电模式的过程中母线的直流电不掉电。在控制充放电电路向母线供电之后，控制器可以控制第二开关断开储能装置与整流电路，并控制第一开关导通交流输入端与整流电路，使得市电输入端输入的交流电由整流电路转换成直流电后为母线供电，使不间断电源开始工作在市电供电模式。并且，控制器还可以控制充放电电路对储能装置充电。

在本申请实施例中，在市电供电模式和储能装置供电模式下，整流电路均处于工作状态，即在市电供电模式和储能装置供电模式下，整流电路的拓扑共用，可以减小电路体积和成本。充放电电路可以作为充电电路、放电电路和母线平衡电路，充分利用充放电电路的拓扑，可以减小电路体积和成本。并且，通过充放电电路的短时间向母线供电工作，支撑切换电路对市电供电模式和储能装置供电模式的切换过程中的母线能量供应，可以超额应用充放电电路的反向供电，例如使充放电电路的实际放电功率大于充放电电路的额定放电功率的两倍，这样可以减小电路器件的电流规格，以节省成本和体积。此外，在储能装置供电模式下，通过切换电路的切换，可以实现充放电电路复用作为母线平衡电路使用，复用电路可以减小电路体积和成本。

在本申请一些实施例中，第二开关的第一端可以连接储能装置的正极，相应的，储能装置的负极与母线中的负母线连接，第二开关可以控制储能装置的正极与整流电路之间的通断状态。第三开关的第一端可以连接储能装置的正极，第三开关可以控制充放电电路与储能装置的正极之间的通断状态。

在本申请另一些实施例中，第二开关的第一端可以连接储能装置的负极，相应的，储能装置的正极与母线中的正母线连接，第二开关可以控制储能装置的负极与整流电路之间的通断状态。第三开关的第一端可以连接储能装置的负极，第三开关可以控制充放电电路与储能装置的负极之间的通断状态。

在本申请一些实施例中，整流电路可以具体包括：第一电感、第一开关管、第二开关管、第三开关管和二极管。第一电感的第一端与切换电路的第一输出端连接，第一电感的第二端与第二开关管的第一电极连接。第二开关管的第二电极与第三开关管的第二电极连接，第三开关管的第一电极与零线连接。

当第二开关的第一端和第三开关的第一端均连接储能装置的正极时，第一开关管的第一电极与负母线连接，第一开关管的第二电极与第一电感的第二端连接；二极管的正极和第一电感的第二端连接，二极管的负极与正母线连接。

当第二开关的第一端和第三开关的第一端均连接储能装置的负极时，第一开关管的第一电极与第一电感的第二端连接，第一开关管的第二电极与正母线连接；二极管的正极和负母线连接，二极管的负极与第一电感的第二端连接。

在本申请一些实施例中，充放电电路可以包括：第二电感、第四开关管、第五开关管、第一电容和第二电容。第二电感的第一端与切换电路的第二输出端连接，第二电感的第二端分别与第四开关管的第一端和第五开关管的第二端连接。第四开关管、第五开关管、第一电容和第二电容可以组成一个半桥拓扑的小功率充放电电路，其功率大概只有全功率的充放电电路的30％功率，但是通过短时间超额工作，可以达到全功率的充放电电路的效果，相对于全功率的充放电电路可以节省成本和电路体积。具体地，第四开关管的第二端与正母线连接，第五开关管的第一端与负母线连接。第一电容连接于正母线与零线之间，即第一电容与第一母线电容并联设置，第二电容连接于负母线和零线之间，即第二电容与第二母线电容并联设置。在充放电电路作为平衡电路使用时，控制器在确定正母线的电压高于负母线的电压时，可以控制第四开关管导通、第五开关管关断，使得正母线的电压释放到零线上；控制器在确定负母线的电压高于正母线的电压时，可以控制第五开关管导通、第四开关管关断，使得负母线的电压释放到零线上。

在本申请实施例中，逆变电路可以采用两电平半桥拓扑、T型或I型三电平半桥拓扑或其它拓扑。以逆变电路采用T型三电平拓扑为例，逆变电路可以包括：第三电感、第六开关管、第七开关管、第八开关管和第九开关管。第六开关管的第一端与零线连接，第六开关管的第二端与第七开关管的第二端连接。第三电感的第一端与第七开关管的第一端连接，第三电感的第二端与用于向负载供电的输出端连接。第八开关管的第一端与第三电感的第一端连接，第八开关管的第二端与正母线连接。第九开关管的第一端与负母线连接，第九开关管的第二端与第三电感的第一端连接。

本申请实施例提供的上述整流电路、逆变电路和充放电电路中的开关管可以包含并联的二极管和晶体管。具体地，开关管可以是金属氧化物半导体场效应晶体管(metaloxide semiconductor field effect transistor，MOSFET)，MOSFET天然带反向二极管功能，开关管也可以是内置有二极管的绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolartransistor，IGBT)或双极结型管(bipolar junction transistor，BJT)，开关管也可以是独立的二极管并联氮化镓场效应晶体管(GaN)、碳化硅(SiC)功率管等多种类型的晶体管器件中的一种或多种，本申请实施例对此不再一一列举。

具体地，每个开关管皆可以包括第一电极、第二电极和控制电极，其中，控制电极用于控制开关管的导通或断开。当开关管导通时，开关管的第一电极和第二电极之间可以传输电流，当开关管断开时，开关管的第一电极和第二电极之间无法传输电流。以MOSFET为例，开关管的控制电极为栅极，开关管的第一电极可以是开关管的源极，第二电极可以是开关管的漏极，或者，第一电极可以是开关管的漏极，第二电极可以是开关管的源极。

在本申请另一些实施例中，不间断电源接入的交流电也可以输出三相交流电，例如A相、B相和C相。对应地，不间断电源可以包括与三相交流电中每一相交流电(即A相、B相和C相)对应的三个整流电路和三个逆变电路。每个整流电路用于将接收到的储能装置的电能或对应的一相交流电(即A相、B相和C相)转换为直流电并输出至母线，每个逆变电路用于将母线上的直流电转换为交流电并给负载供电。与每一相交流电对应的整流电路均可以包括第一电感、第一开关管、第二开关管、第三开关管和二极管。与每一相交流电对应的逆变电路可以包括第三电感、第六开关管、第七开关管、第八开关管和第九开关管。每个整流电路和每个逆变电路中的拓扑结构可以参照单相交流电的拓扑结构，在此不作详述。

对应地，切换电路可以包括与三相交流电中每一相交流电(即A相、B相和C相)对应的三个第一开关，三个第二开关。每一个第一开关的第一端用于接收对应的一相交流电，每一个第一开关的第二端与对应于一相交流电的整流电路的输入端连接，每一个第二开关的第二端与对应于一相交流电的整流电路的输入端连接。

本申请实施例的第二方面，提供一种供电系统，包括储能装置和不间断电源，不间断电源为第一方面提供任一可能设计的不间断电源，重复之处不在赘述。储能装置可以与不间断电源中的切换电路的第二开关的第一端连接。具体的，该供电系统连接在交流电源和用电设备之间，该供电系统用于通过交流电源输出的交流电为用电设备供电。在应用于小型供电系统时，储能装置可以内置在UPS内，也可以外置在UPS外部。在应用于中大型供电系统时，储能装置体积大，一般放置在UPS外部。

上述第二方面可以达到的技术效果可以参照上述第一方面中任一可能设计可以达到的技术效果说明，这里不再重复赘述。

附图说明

图1为本申请实施例提供的不间断电源的一种结构示意图；

图2为本申请实施例提供的不间断电源的另一种结构示意图；

图3为本申请实施例提供的不间断电源的另一种结构示意图；

图4为本申请实施例提供的不间断电源的一种具体电路结构示意图；

图5为本申请实施例提供的不间断电源的另一种具体电路结构示意图；

图6为本申请实施例提供的不间断电源的另一种具体电路结构示意图；

图7为本申请实施例提供的不间断电源的另一种具体电路结构示意图；

图8a为本申请实施例提供的不间断电源在市电供电模式下整流电路在正半周期的工作原理示意图；

图8b为本申请实施例提供的不间断电源在市电供电模式下整流电路在负半周期的工作原理示意图；

图8c为本申请实施例提供的不间断电源在市电供电模式下充放电电路的工作原理示意图；

图9a为本申请实施例提供的不间断电源在交流电源出现故障时充放电电路为母线供电的工作原理示意图；

图9b为本申请实施例提供的不间断电源在储能装置供电模式下的一种工作原理示意图；

图9c为本申请实施例提供的不间断电源在储能装置供电模式下的另一种工作原理示意图；

图9d为本申请实施例提供的不间断电源在储能装置供电模式下充放电电路作为母线平衡电路的工作原理示意图。

附图标记：

100-不间断电源，200-交流电源，300-储能装置，400-负载，11-切换电路，12-整流电路，13-逆变电路，14-充放电电路，15-母线，T1-第一开关，T2-第二开关，T3-第三开关，T4-第四开关，Bat+-正极，Bat--负极，N-零线，+BUS-正母线，-BUS-负母线，D-二极管，Q1、Q1a、Q1b、Q1c-第一开关管，Q2、Q2a、Q2b、Q2c-第二开关管，Q3、Q3a、Q3b、Q3c-第三开关管，L1、L1a、L1b、L1c-第一电感，L2-第二电感，L3、L3a、L3b、L3c-第三电感，C1-第一母线电容，C2-第二母线电容，C11-第一电容，C12-第二电容，Q4-第四开关管，Q5-第五开关管，Q6、Q6a、Q6b、Q6c-第六开关管，Q7、Q7a、Q7b、Q7c-第七开关管，Q8、Q8a、Q8b、Q8c-第八开关管，Q9、Q9a、Q9b、Q9c-第九开关管。

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。

以下，术语“第二”、“第一”等仅用于描述方便，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第二”、“第一”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

此外，本申请实施例中，“上”、“下”、“左”、“右”等方位术语可以包括但不限于相对附图中的部件示意置放的方位来定义的，应当理解到，这些方向性术语可以是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中部件附图所放置的方位的变化而相应地发生变化。

在本申请实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。此外，术语“相耦接”可以是直接的电性连接，也可以通过中间媒介间接的电性连接。术语“接触”可以是直接接触，也可以是通过中间媒介间接的接触。

本申请实施例中，“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

图1示意性示出了本申请实施例提供的不间断电源的一种结构示意图，图2示意性示出了本申请实施例提供的不间断电源的另一种结构示意图。

参照图1，本公开实施例提供的一种不间断电源100，可以具体包括：市电输入端、切换电路11、整流电路12、逆变电路13和充放电电路14。其中，市电输入端用于连接交流电源200，切换电路11的第一输入端用于连接市电输入端，切换电路11的第二输入端用于连接储能装置300。在应用于小型UPS时，储能装置300可以内置在UPS内，也可以外置在UPS外部。参照图2，在应用于中大型UPS时，储能装置300体积大，一般放置在UPS外部。储能装置300具体可以为电池组等具有充放电功能的器件。切换电路11的第一输出端与整流电路12的输入端连接，切换电路11的第二输出端与充放电电路14的第一端连接。切换电路11用于控制交流电源200与整流电路12的通断状态，储能装置300与充放电电路14的通断状态，以及储能装置300与整流电路12的通断状态。整流电路12的输出端与母线15连接，整流电路12用于将接收到的交流电或储能装置300的电能转换为直流电为母线15供电。充放电电路14的第二端与母线15连接，充放电电路14用于对母线15供电或将母线15充电至储能装置300。逆变电路13的输入端与母线15连接，逆变电路13的输出端用于连接负载400，逆变电路13用于将母线15上的直流电转换为交流电并给负载400供电。

在本申请实施例中，切换电路11、整流电路12、逆变电路13和充放电电路14可以由开关T、开关管Q、二极管D、电感L和电容C等器件组成。切换电路11、整流电路12、逆变电路13和充放电电路14的工作状态可以通过调节这些器件的工作状态实现。具体地，可以通过控制器实现上述器件的工作状态调节，即不间断电源100还可以包括控制器，该控制器可以控制切换电路11的通断状态，控制整流电路12将接收的电能转换为直流电为母线15供电，控制逆变电路13将母线15上的直流电转换为交流电，以及控制充放电电路14的充放电状态。具体实现时，控制器可以是微控制单元(micro controller unit，MCU)、中央处理器(central processing unit，CPU)、数字信号处理器(digital singnal processor，DSP)中的任一种。当然，控制器的具体形态不限于上述举例。

在市电输入端输入的交流电正常时，例如可以通过判断市电输入端接收到的交流电的电压幅值在设定阈值范围内以判断交流电正常，本申请实施例提供的上述不间断电源100可以处于市电供电模式，控制器可以控制切换电路11导通交流电源200与整流电路12，导通储能装置300与充放电电路14，以及关断储能装置300与整流电路12。控制器可以控制整流电路12将接收到的交流电转换为直流电为母线15供电，控制逆变电路13将母线15上的直流电转换为交流电并给负载400供电，并且控制充放电电路14处于充电状态将母线15充电至储能装置300。

在市电输入端输入的交流电出现故障时，例如可以通过判断市电输入端接收到的交流电的电压幅值处于设定阈值范围之外以判断交流电出现故障，故障可以是由交流电中断或事故停电等原因引起的，本申请实施例提供的上述不间断电源100会从市电供电模式切换为储能装置300供电模式，控制器可以控制充放电电路14快速从充电状态切换到放电状态，即控制充放电电路14将储能装置300存储的电能放电至母线15，快速反向给母线15供电，由于只涉及充放电电路14内部开关管的控制切换，因此此过程极快，可以在几十个us内完成切换，从而确保母线15的直流电不掉电。在控制器控制充放电电路14向母线15供电之后，控制器可以控制切换电路11将交流电源200与整流电路12的导通状态切换为断开状态，然后将储能装置300与整流电路12的断开状态切换为导通状态，使得储能装置300输出的电能输入至整流电路12，使不间断电源100开始工作在储能装置300供电模式。并且，在不间断电源100开始工作在储能装置300供电模式后，控制器还可以控制切换电路11将储能装置300与充放电电路14的导通状态切换为断开状态，使充放电电路14停止反向工作给母线15供电。整流电路12可以将从储能装置300接收到的电能进行功率转换后输出至母线15，逆变电路13将母线15上的电能转换为交流电并输出至负载400。切换电路11一般由多个开关构成，开关可以具体采用继电器实现，根据开关的特性，切换过程需要花费几ms到几十ms不等的时间，也就是说，充放电电路14反向工作给母线15供电的时间只需要几ms到几十ms的时间。由于充放电电路14反向工作给母线15供电的时间短，因此充放电电路14反向供电时，可以超额工作，例如使充放电电路14的实际放电功率大于充放电电路14的额定放电功率的两倍，这样可以减小电路器件的电流规格，以节省成本和体积。

图3示意性示出了本申请实施例提供的不间断电源的另一种结构示意图。

参照图3，在本申请一些实施例中，不间断电源100中的母线15具体可以包括正母线+BUS、负母线-BUS、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串联在正母线+BUS和负母线-BUS之间，且第一母线电容C1和第二母线电容C2的中点连接零线N。正母线+BUS用于传输正直流电，负母线-BUS用于传输负直流电，第一母线电容C1用于存储正母线+BUS的电能，第二母线电容C2用于存储负母线-BUS的电能。在实际使用时，逆变电路13将第一母线电容C1存储的电能转换为第二交流电的正半周期信号，逆变电路13将第二母线电容C2存储的电能转换为交流电的负半周期信号。第一母线电容C1和第二母线电容C2上存储的电能值相等，当用电设备即负载400对交流电正半周期电能和负半周期电能需求不同时，第一母线电容C1和第二母线电容C2上存储的电能无法满足用电设备对电能的需求。为了使第一母线电容C1和第二母线电容C2存储的电能可以满足用电设备需求，不间断电源100中需要设置平衡电路，平衡电路可以实现正母线+BUS和负母线-BUS之间的电能调节，调整后的正母线+BUS电能和负母线-BUS电能可以满足用电设备对电能的要求。

参照图3，在本申请一些实施例中，切换电路11的第三输出端可以与零线N连接。在不间断电源100开始工作在储能装置300供电模式后，切换电路11在断开储能装置300与充放电电路14的同时，切换电路11还可以导通充放电电路14与零线N，使充放电电路14作为平衡电路使用，即控制器控制充放电电路14中开关管的导通，使得正母线+BUS和负母线-BUS中电压较高的母线上的电压释放到零线N上，以平衡正负母线之间的电压差，以便不间断电源100在为正负电需求量不平衡的负载400供电时工作状况更稳定。

在市电输入端输入的交流电恢复正常时，本申请实施例提供的上述不间断电源100会从储能装置300供电模式切换回市电供电模式，控制器可以控制切换电路11断开充放电电路14与零线N，并控制切换电路11导通储能装置300与充放电电路14，控制充放电电路14将储能装置300存储的电能放电至母线15，采用储能装置300通过充放电电路14为母线15补充能量，从而确保在切换到市电供电模式的过程中母线15的直流电不掉电。在充放电电路14将储能装置300存储的电能向母线15供电之后，控制器可以控制切换电路11将储能装置300与整流电路12的导通状态切换为断开状态，然后将交流电源200与整流电路12的断开状态切换为导通状态，使不间断电源100开始工作在市电供电模式。在不间断电源100开始工作在市电供电模式后，控制器可以控制整流电路12将交流电转换为直流电并输出至母线15，控制逆变电路13将母线15上的直流电转换为交流电并输出至负载400，并控制充放电电路14将母线15上的电能充电至储能装置300。

在本申请实施例中，在市电供电模式和储能装置300供电模式下，整流电路12均处于工作状态，即在市电供电模式和储能装置300供电模式下，整流电路12的拓扑共用，可以减小电路体积和成本。充放电电路14可以作为充电电路、放电电路和母线平衡电路，充分利用充放电电路14的拓扑，可以减小电路体积和成本。并且，通过充放电电路14的短时间向母线15供电工作，支撑切换电路11对市电供电模式和储能装置300供电模式的切换过程中的母线15能量供应，可以超额应用充放电电路14的反向供电，例如使充放电电路14的实际放电功率大于充放电电路14的额定放电功率的两倍，这样可以减小电路器件的电流规格，以节省成本和体积。此外，在储能装置300供电模式下，通过切换电路11的切换，可以实现充放电电路14复用作为母线平衡电路使用，复用电路可以减小电路体积和成本。

下面，对不间断电源100中的切换电路11、整流电路12、充放电电路14和逆变电路13的具体结构进行介绍。

图4示意性示出了本申请实施例提供的不间断电源的一种具体电路结构示意图，图5示意性示出了本申请实施例提供的不间断电源的另一种具体电路结构示意图。

参照图4和图5，在本申请一些实施例中，不间断电源100接入的交流电源200可以输出单相交流电。切换电路11可以具体包括：第一开关T1、第二开关T2和第三开关T3。第一开关T1的第一端与单相交流电的市电输入端Input连接，第一开关T1的第二端与整流电路12的输入端连接，第一开关T1可以控制市电输入端Input与整流电路12之间的通断状态。可选地，在市电输入端Input与第一开关T1的第一端之间，还可以设置保险。第二开关T2的第一端用于连接储能装置300，第二开关T2的第二端与整流电路12的输入端连接，第二开关T2可以控制储能装置300与整流电路12之间的通断状态。第三开关T3的第一端用于连接储能装置300，第三开关T3的第二端与充放电电路14的第一端连接，第三开关T3可以控制充放电电路14与储能装置300之间的通断状态。

具体地，参照图4，在本申请一些实施例中，第二开关T2的第一端可以连接储能装置300的正极Bat+，相应的，储能装置300的负极Bat-与母线15中的负母线-BUS连接，第二开关T2可以控制储能装置300的正极Bat+与整流电路12之间的通断状态。第三开关T3的第一端可以连接储能装置300的正极Bat+，第三开关T3可以控制充放电电路14与储能装置300的正极Bat+之间的通断状态。

或者，参照图5，在本申请另一些实施例中，第二开关T2的第一端可以连接储能装置300的负极Bat-，相应的，储能装置300的正极Bat+与母线15中的正母线+BUS连接，第二开关T2可以控制储能装置300的负极Bat-与整流电路12之间的通断状态。第三开关T3的第一端可以连接储能装置300的负极Bat-，第三开关T3可以控制充放电电路14与储能装置300的负极Bat-之间的通断状态。

参照图4和图5，在本申请一些实施例中，切换电路11还可以包括第四开关T4，第四开关T4的第一端用于连接零线N，第四开关T4的第二端与充放电电路14的第一端连接，第四开关T4可以控制充放电电路14与零线N之间的通断状态。在市电输入端Input输入的交流电出现故障时，控制器在控制第三开关T3断开的同时还可以控制第四开关T4导通，使充放电电路14作为平衡电路使用，即控制器控制充放电电路14平衡正母线+BUS和负母线-BUS之间的电压差，以便不间断电源100在为正负电需求量不平衡的负载400供电时工作状况更稳定。

参照图4，在本申请一些实施例中，第三开关T3和第四开关T4可以组成单刀双掷开关。或者，参照图5，在本申请另一些实施例中，第三开关T3和第四开关T4也可以为两个独立的单刀单掷开关，在此不做限定。

参照图4和图5，在本申请一些实施例中，整流电路12可以具体包括：第一电感L1、第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3和二极管D。第一电感L1的第一端与切换电路11的第一输出端连接，即第一电感L1的第一端分别与第一开关T1的第二端和第二开关T2的第二端连接，第一电感L1的第二端与第二开关管Q2的第一电极连接。第二开关管Q2的第二电极与第三开关管Q3的第二电极连接，第三开关管Q3的第一电极与零线N连接。参照图4，当切换电路11中的第二开关T2的第一端和第三开关T3的第一端均连接储能装置300的正极Bat+时，第一开关管Q1的第一电极与负母线-BUS连接，第一开关管Q1的第二电极与第一电感L1的第二端连接；二极管D的正极和第一电感L1的第二端连接，二极管D的负极与正母线+BUS连接。参照图5，当切换电路11中的第二开关T2的第一端和第三开关T3的第一端均连接储能装置300的负极Bat-时，第一开关管Q1的第一电极与第一电感L1的第二端连接，第一开关管Q1的第二电极与正母线+BUS连接；二极管D的正极和负母线-BUS连接，二极管D的负极与第一电感L1的第二端连接。具体地，当二极管D的正极电位高于负极电位时，二极管D导通可以传输电流；当二极管D的正极电位低于负极电位时，二极管D断开无法传输电流。上述整流电路12可以工作在半桥模式。

参照图4和图5，在本申请一些实施例中，充放电电路14可以包括：第二电感L2、第四开关管Q4、第五开关管Q5、第一电容C11和第二电容C12。第二电感L2的第一端与切换电路11的第二输出端连接，即第二电感L2的第一端与第三开关T3的第二端连接，第二电感L2的第二端分别与第四开关管Q4的第一端和第五开关管Q5的第二端连接。第四开关管Q4、第五开关管Q5、第一电容C11和第二电容C12可以组成一个半桥拓扑的小功率充放电电路14，其功率大概只有全功率的充放电电路14的30％功率，但是通过短时间超额工作，可以达到全功率的充放电电路14的效果，相对于全功率的充放电电路14可以节省成本和电路体积。具体地，第四开关管Q4的第二端与正母线+BUS连接，第五开关管Q5的第一端与负母线-BUS连接。第一电容C11连接于正母线+BUS与零线N之间，即第一电容C11与第一母线15电容并联设置，第二电容C12连接于负母线-BUS和零线N之间，即第二电容C12与第二母线15电容并联设置。在充放电电路14作为平衡电路使用时，控制器在确定正母线+BUS的电压高于负母线-BUS的电压时，可以控制第四开关管Q4导通、第五开关管Q5关断，使得正母线+BUS的电压释放到零线N上；控制器在确定负母线-BUS的电压高于正母线+BUS的电压时，可以控制第五开关管Q5导通、第四开关管Q4关断，使得负母线-BUS的电压释放到零线N上。

在本申请实施例中，逆变电路13可以采用两电平半桥拓扑、T型或I型三电平半桥拓扑或其它拓扑。参照图4和图5，以逆变电路13采用T型三电平拓扑为例，逆变电路13可以包括：第三电感L3、第六开关管Q6、第七开关管Q7、第八开关管Q8和第九开关管Q9。第六开关管Q6的第一端与零线N连接，第六开关管Q6的第二端与第七开关管Q7的第二端连接。第三电感L3的第一端与第七开关管Q7的第一端连接，第三电感L3的第二端与用于向负载400供电的输出端Output连接。可选地，在输出端Output与第三电感L3的第二端之间还可以设置保险和开关等器件。第八开关管Q8的第一端与第三电感L3的第一端连接，第八开关管Q8的第二端与正母线+BUS连接。第九开关管Q9的第一端与负母线-BUS连接，第九开关管Q9的第二端与第三电感L3的第一端连接。

本申请实施例提供的上述整流电路12、逆变电路13和充放电电路14中的开关管可以包含并联的二极管和晶体管。具体地，开关管可以是金属氧化物半导体场效应晶体管(metal oxide semiconductor field effect transistor，MOSFET)，MOSFET天然带反向二极管功能，开关管也可以是内置有二极管的绝缘栅双极型晶体管(insulated gatebipolar transistor，IGBT)或双极结型管(bipolar junction transistor，BJT)，开关管也可以是独立的二极管并联氮化镓场效应晶体管(GaN)、碳化硅(SiC)功率管等多种类型的晶体管器件中的一种或多种，本申请实施例对此不再一一列举。

具体地，每个开关管皆可以包括第一电极、第二电极和控制电极，其中，控制电极用于控制开关管的导通或断开。当开关管导通时，开关管的第一电极和第二电极之间可以传输电流，当开关管断开时，开关管的第一电极和第二电极之间无法传输电流。以MOSFET为例，开关管的控制电极为栅极，开关管的第一电极可以是开关管的源极，第二电极可以是开关管的漏极，或者，第一电极可以是开关管的漏极，第二电极可以是开关管的源极。

图6示意性示出了本申请实施例提供的不间断电源的另一种具体电路结构示意图，图7示意性示出了本申请实施例提供的不间断电源的另一种具体电路结构示意图。

参照图6和图7，在本申请另一些实施例中，不间断电源接入的交流电也可以输出三相交流电，例如A相、B相和C相。对应地，不间断电源可以包括与三相交流电中每一相交流电(即A相、B相和C相)对应的三个整流电路和三个逆变电路。每个整流电路用于将接收到的储能装置的电能或对应的一相交流电(即A相、B相和C相)转换为直流电并输出至母线，每个逆变电路用于将母线上的直流电转换为交流电并给负载供电。与A相交流电对应的整流电路可以包括第一电感L1a、第一开关管Q1a、第二开关管Q2a、第三开关管Q3a和二极管Da；与B相交流电对应的整流电路可以包括第一电感L1b、第一开关管Q1b、第二开关管Q2b、第三开关管Q3b和二极管Db；与C相交流电对应的整流电路可以包括第一电感L1c、第一开关管Q1c、第二开关管Q2c、第三开关管Q3c和二极管Dc。与A相交流电对应的逆变电路可以包括第三电感L3a、第六开关管Q6a、第七开关管Q7a、第八开关管Q8a和第九开关管Q9a；与B相交流电对应的逆变电路可以包括第三电感L3b、第六开关管Q6b、第七开关管Q7b、第八开关管Q8b和第九开关管Q9b；与C相交流电对应的逆变电路可以包括第三电感L3c、第六开关管Q6c、第七开关管Q7c、第八开关管Q8c和第九开关管Q9c。每个整流电路和每个逆变电路中的拓扑结构可以参照单相交流电的拓扑结构，在此不作详述。

对应地，切换电路可以包括与三相交流电中每一相交流电(即A相、B相和C相)对应的三个第一开关T1a、T1b、T1c，三个第二开关T2a、T2b、T2c。第一开关T1a的第一端用于接收A相交流电，第一开关T1a的第二端与对应于A相交流电的整流电路的输入端连接，第二开关T2a的第二端与对应于A相交流电的整流电路的输入端连接；第一开关T1b的第一端用于接收B相交流电，第一开关T1b的第二端与对应于B相交流电的整流电路的输入端连接，第二开关T2b的第二端与对应于B相交流电的整流电路的输入端连接；第一开关T1c的第一端用于接收C相交流电，第一开关T1c的第二端与对应于C相交流电的整流电路的输入端连接，第二开关T2c的第二端与对应于C相交流电的整流电路的输入端连接。

下面以图4所示的不间断电源100为例，对本申请实施例提供的不间断电源100在不同模式下工作时序以及模式切换时控制器控制的工作时序进行介绍。

图8a示意性示出了为本申请实施例提供的不间断电源在市电供电模式下整流电路在正半周期的工作原理示意图，图8b示意性示出了本申请实施例提供的不间断电源在市电供电模式下整流电路在负半周期的工作原理示意图，图8c示意性示出了本申请实施例提供的不间断电源在市电供电模式下充放电电路的工作原理示意图。

在交流电源200正常工作时，不间断电源100处于市电供电模式。参照图8a至图8c，第一开关T1控制交流电源200与整流电路12处于导通状态，第三开关T3控制储能装置300的正极与充放电电路14处于导通状态，第二开关T2控制储能装置300的正极与整流电路12处于断开状态。参照图8a，在交流电正半周期内，第二开关管Q2处于导通状态，当第三开关管Q3关断时，电流通过①路径；当第三开关管Q3导通时，电流通过②路径。参照图8b，在交流电负半周期内，第三开关管Q3处于导通状态，当第二开关管Q2导通时，电流通过①路径；当第二开关管Q2关断时，电流通过②路径。参照图8c，第五开关管Q5处于关断状态，第四开关管Q4导通时，电流通过①路径为储能装置300充电；当第四开关管Q4关断时，电流通过②路径为储能装置300充电。

图9a示意性示出了本申请实施例提供的不间断电源在交流电源出现故障时充放电电路为母线供电的工作原理示意图，图9b示意性示出了本申请实施例提供的不间断电源在储能装置供电模式下的一种工作原理示意图，图9c示意性示出了本申请实施例提供的不间断电源在储能装置供电模式下的另一种工作原理示意图，图9d示意性示出了本申请实施例提供的不间断电源在储能装置供电模式下充放电电路作为母线平衡电路的工作原理示意图。

在交流电源200出现故障时，不间断电源100会从市电供电模式切换为储能装置300供电模式。参照图9a，充放电电路14可以快速从充电状态切换到放电状态，将储能装置300存储的电能放电至母线15，快速反向给母线15供电。具体地，第四开关管Q4处于关断状态，第五开关管Q5关断时，电流通过①路径放电；当第五开关管Q5导通时，电流通过②路径放电。在充放电电路14向母线15供电期间，第一开关T1可以将交流电源200与整流电路12的导通状态切换为断开状态，然后第二开关T2将储能装置300与整流电路12的断开状态切换为导通状态，使不间断电源100开始工作在储能装置300供电模式。在储能装置300供电模式下，当第一开关管Q1导通时电流沿着箭头图9b所示的路径，当第一开关管Q1关断通时电流沿着图9c所示的路径。在储能装置300供电模式下，第四开关T4可以导通零线N与充放电电路14，使充放电电路14可以复用作为母线平衡电路。参照图9d，母线平衡电路的工作原理为，当第四开关管Q4导通且第五开关管Q5关断时，电流通过①路径，当第四开关管Q4关断且第五开关管Q5导通时，电流通过②路径。

在交流电源200恢复正常时，上述不间断电源100会从储能装置300供电模式切换回市电供电模式。参照图9a，第三开关T3和第四开关T4会从导通零线N与充放电电路14切换为导通储能装置300的正极与充放电电路14，充放电电路14可以快速切换到放电状态，将储能装置300存储的电能放电至母线15，快速反向给母线15供电。在充放电电路14向母线15供电期间，第二开关T2将储能装置300与整流电路12的导通状态切换为断开状态，之后，第一开关T1可以将交流电源200与整流电路12的断开状态切换为导通状态，使不间断电源100开始工作在市电供电模式。交流电通过整流电路12给母线15供电的工作原理参照图8a和图8b。充放电电路14为储能装置300充电的工作原理参照图8c。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种供电系统，包括本申请实施例提供的上述不间断电源和储能装置。其中，储能装置可以与不间断电源中的第二开关的第一端连接。具体的，该供电系统连接在交流电源和用电设备之间，该供电系统用于通过交流电源输出的交流电为用电设备供电。在应用于小型供电系统时，储能装置可以内置在UPS内，也可以外置在UPS外部。在应用于中大型供电系统时，储能装置体积大，一般放置在UPS外部。由于该供电系统解决问题的原理与前述一种不间断电源相似，因此该供电系统的实施可以参见前述不间断电源的实施，重复之处不再赘述。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的保护范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (15)

1.一种不间断电源，其特征在于，包括：市电输入端、切换电路、整流电路、逆变电路和充放电电路；

所述切换电路包括：第一开关、第二开关和第三开关；所述第一开关的第一端与所述市电输入端连接，所述第一开关的第二端与所述整流电路的输入端连接；所述第二开关的第一端用于连接储能装置，所述第二开关的第二端与所述整流电路的输入端连接；所述第三开关的第一端用于连接所述储能装置，所述第三开关的第二端与所述充放电电路的第一端连接；

所述整流电路的输出端用于连接母线，所述逆变电路的输入端用于连接所述母线，所述充放电电路的第二端用于连接所述母线；

所述不间断电源还包括控制器，所述控制器用于：

响应于所述市电输入端输入的交流电正常，控制所述第一开关导通、所述第二开关断开、所述第三开关导通，并控制所述整流电路将所述市电输入端输入的交流电转换成直流电，控制所述逆变电路将所述直流电转换成交流电提供给负载，控制所述充放电电路对所述储能装置充电；

响应于所述市电输入端输入的交流电出现故障，控制所述充放电电路将所述储能装置存储的电能放电至所述母线，在所述充放电电路将所述储能装置存储的电能放电至所述母线之后，控制所述第一开关断开、所述第二开关导通、所述第三开关断开，使得所述储能装置输出的电能输入至所述整流电路，所述整流电路还用于将所述储能装置输入的电能进行功率转换后输出至所述母线。

2.如权利要求1所述的不间断电源，其特征在于，所述母线包括正母线和负母线；所述切换电路还包括第四开关，所述第四开关的第一端用于连接零线，所述第四开关的第二端与所述充放电电路的第一端连接；

所述控制器还用于：

响应于所述市电输入端输入的交流电出现故障，在控制所述第三开关断开的同时控制所述第四开关导通，控制所述充放电电路中开关管的导通，使得所述正母线和所述负母线中电压较高的母线上的电压释放到所述零线上。

3.如权利要求2所述的不间断电源，其特征在于，所述第三开关和所述第四开关构成单刀双掷开关。

4.如权利要求2或3所述的不间断电源，其特征在于，所述控制器还用于：

响应于所述市电输入端输入的交流电恢复正常，控制所述第四开关断开、所述第三开关导通，控制所述充放电电路将所述储能装置存储的电能放电至所述母线，在所述充放电电路将所述储能装置存储的电能放电至所述母线之后，控制所述第二开关断开、所述第一开关导通，使得所述市电输入端输入的交流电由所述整流电路转换成直流电后为所述母线供电，并控制所述充放电电路对所述储能装置充电。

5.如权利要求4所述的不间断电源，其特征在于，在所述充放电电路将所述储能装置存储的电能放电至所述母线期间，所述充放电电路的实际放电功率大于所述充放电电路的额定放电功率的两倍。

6.如权利要求1-5任一项所述的不间断电源，其特征在于，所述第二开关的第一端和所述第三开关的第一端均用于连接所述储能装置的正极，所述储能装置的负极与所述母线中的负母线连接；

所述整流电路包括：第一电感、第一开关管、第二开关管、第三开关管和二极管；

所述第一电感的第一端分别与所述第一开关的第二端和所述第二开关的第二端连接，所述第一电感的第二端分别与所述第一开关管的第二电极、所述二极管的正极和所述第二开关管的第一电极连接；

所述第一开关管的第一电极与所述负母线连接，所述二极管的负极与所述母线中的正母线连接；

所述第二开关管的第二电极与所述第三开关管的第二电极连接，所述第三开关管的第一电极与所述零线连接。

7.如权利要求1-5任一项所述的不间断电源，其特征在于，所述第二开关的第一端和所述第三开关的第一端均用于连接所述储能装置的负极，所述储能装置的正极与所述母线中的正母线连接；

所述整流电路包括：第一电感、第一开关管、第二开关管、第三开关管和二极管；

所述第一电感的第一端分别与所述第一开关的第二端和所述第二开关的第二端连接，所述第一电感的第二端分别与所述第一开关管的第一电极、所述二极管的负极和所述第二开关管的第一电极连接；

所述第一开关管的第二电极与所述正母线连接，所述二极管的正极与所述母线中的负母线连接；

所述第二开关管的第二电极与所述第三开关管的第二电极连接，所述第三开关管的第一电极与所述零线连接。

8.如权利要求1-7任一项所述的不间断电源，其特征在于，所述充放电电路包括：第二电感、第四开关管、第五开关管、第一电容和第二电容；

所述第二电感的第一端与所述第三开关的第二端连接，所述第二电感的第二端分别与所述第四开关管的第一端和所述第五开关管的第二端连接；

所述第四开关管的第二端与所述母线中的正母线连接，所述第五开关管的第一端与所述母线中的负母线连接；

所述第一电容连接于所述正母线与零线之间，所述第二电容连接于所述负母线和所述零线之间。

9.如权利要求2所述的不间断电源，其特征在于，所述充放电电路包括：第二电感、第四开关管、第五开关管、第一电容和第二电容；

所述第二电感的第一端与所述第三开关的第二端连接，所述第二电感的第二端分别与所述第四开关管的第一端和所述第五开关管的第二端连接；

所述第四开关管的第二端与所述母线中的正母线连接，所述第五开关管的第一端与所述母线中的负母线连接；

所述第一电容连接于所述正母线与零线之间，所述第二电容连接于所述负母线和所述零线之间；

响应于所述正母线的电压高于所述负母线的电压，所述控制器用于控制所述充放电电路中的所述第四开关管导通、所述第五开关管关断；或，

响应于所述负母线的电压高于所述正母线的电压，所述控制器用于控制所述充放电电路中的第五开关管导通、所述第四开关管关断。

10.如权利要求1-9任一项所述的不间断电源，其特征在于，若所述市电输入端输入三相交流电，所述不间断电源包括与所述三相交流电中每一相交流电对应的三个所述整流电路和三个所述逆变器；所述切换电路包括与所述三相交流电中每一相交流电对应的三个所述第一开关和三个所述第二开关；

每个所述第一开关的第一端用于接收对应的一相交流电，每个所述第一开关的第二端与对应于同一相交流电的所述整流电路的输入端连接，每个所述第二开关的第二端与对应于同一相交流电的所述整流电路的输入端连接；

每个所述整流电路用于将接收到的所述储能装置的电能或对应的一相交流电转换为直流电并输出至所述母线。

11.一种供电系统，其特征在于，所述供电系统包括储能装置和不间断电源；所述不间断电源包括：市电输入端、切换电路、整流电路、逆变电路和充放电电路；

所述切换电路包括：第一开关、第二开关和第三开关；所述第一开关的第一端与所述市电输入端连接，所述第一开关的第二端与所述整流电路的输入端连接；所述第二开关的第一端与所述储能装置连接，所述第二开关的第二端与所述整流电路的输入端连接；所述第三开关的第一端与所述储能装置连接，所述第三开关的第二端与所述充放电电路的第一端连接；

所述整流电路的输出端用于连接母线，所述逆变电路的输入端用于连接所述母线，所述充放电电路的第二端用于连接所述母线；

所述不间断电源还包括控制器，所述控制器用于：

响应于所述市电输入端输入的交流电正常，控制所述第一开关导通、所述第二开关断开、所述第三开关导通，并控制所述整流电路将所述市电输入端输入的交流电转换成直流电，控制所述逆变电路将所述直流电转换成交流电提供给负载，控制所述充放电电路对所述储能装置充电；

响应于所述市电输入端输入的交流电出现故障，控制所述充放电电路将所述储能装置存储的电能放电至所述母线，在所述充放电电路将所述储能装置存储的电能放电至所述母线之后，控制所述第一开关断开、所述第二开关导通、所述第三开关断开，使得所述储能装置输出的电能输入至所述整流电路，所述整流电路还用于将所述储能装置输入的电能进行功率转换后输出至所述母线。

12.如权利要求11所述的供电系统，其特征在于，所述母线包括正母线和负母线；所述切换电路还包括第四开关，所述第四开关的第一端用于连接零线，所述第四开关的第二端与所述充放电电路的第一端连接；

所述控制器还用于：

响应于所述市电输入端输入的交流电出现故障，在控制所述第三开关断开的同时控制所述第四开关导通，控制所述充放电电路中开关管的导通，使得所述正母线和所述负母线中电压较高的母线上的电压释放到所述零线上。

13.如权利要求11或12所述的供电系统，其特征在于，所述控制器还用于：

响应于所述市电输入端输入的交流电恢复正常，控制所述第四开关断开、所述第三开关导通，控制所述充放电电路将所述储能装置存储的电能放电至所述母线，在所述充放电电路将所述储能装置存储的电能放电至所述母线之后，控制所述第二开关断开、所述第一开关导通，使得所述市电输入端输入的交流电由所述整流电路转换成直流电后为所述母线供电，并控制所述充放电电路对所述储能装置充电。

14.如权利要求11-13任一项所述的供电系统，其特征在于，所述充放电电路包括：第二电感、第四开关管、第五开关管、第一电容和第二电容；

所述第二电感的第一端与所述第三开关的第二端连接，所述第二电感的第二端分别与所述第四开关管的第一端和所述第五开关管的第二端连接；

所述第四开关管的第二端与所述母线中的正母线连接，所述第五开关管的第一端与所述母线中的负母线连接；

所述第一电容连接于所述正母线与所述零线之间，所述第二电容连接于所述负母线和所述零线之间。

15.如权利要求12所述的供电系统，其特征在于，所述充放电电路包括：第二电感、第四开关管、第五开关管、第一电容和第二电容；

所述第二电感的第一端与所述第三开关的第二端连接，所述第二电感的第二端分别与所述第四开关管的第一端和所述第五开关管的第二端连接；

所述第四开关管的第二端与所述母线中的正母线连接，所述第五开关管的第一端与所述母线中的负母线连接；

所述第一电容连接于所述正母线与所述零线之间，所述第二电容连接于所述负母线和所述零线之间；

响应于所述正母线的电压高于所述负母线的电压，所述控制器用于控制所述充放电电路中的所述第四开关管导通、所述第五开关管关断；或，

响应于所述负母线的电压高于所述正母线的电压，所述控制器用于控制所述充放电电路中的第五开关管导通、所述第四开关管关断。