CN1471212A - 自耦互感式不间断电压变换方法及其不间断开关电源 - Google Patents
自耦互感式不间断电压变换方法及其不间断开关电源 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1471212A CN1471212A CNA021344558A CN02134455A CN1471212A CN 1471212 A CN1471212 A CN 1471212A CN A021344558 A CNA021344558 A CN A021344558A CN 02134455 A CN02134455 A CN 02134455A CN 1471212 A CN1471212 A CN 1471212A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- voltage
- input
- loop
- secondary winding
- output
- 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.)
- Granted
Links
Images
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
- H02J9/062—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
Landscapes
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
Abstract
本发明涉及自耦互感式不间断电压变换方法及不间断开关电源,由一个脉宽调制器(PWM)同步控制主变压器初级侧的高压回路和次级侧以自耦方式连接的低压回路工作;当AC输入正常时,主变压器以互感方式将高压电能耦合至次级绕组输出;当AC输入低于设定值时,PWM控制低、高压回路同时工作,部分电池能量经过主变压器的次级绕组自耦抽头自耦至次级绕组输出;当AC输入突然中断时,电池组的全部能量由所述的次级绕组自耦输出。其低压回路接于主变压器次级侧,在高压工作时是互感方式,而在低压工作时,则是自耦和互感并行的,转换效率高,节约能源,工作可靠,广泛适用于计算机网络、通信设备等配套。
Description
技术领域
本发明涉及电压变换技术,特别是一种自耦互感式不间断电压变换方法,以及实现所述方法的自耦互感式不间断开关电源。
背景技术
随着以网络和计算机为代表的信息产业迅速发展,如INTERNET,B-2-B,等等,对供电设备的可靠性要求更高,相当多的设备都会装备热备份电源单元,有时甚至要求UPS热备份。但采用UPS电源,存在能量多次重复转换,成本高等问题。
开关电源电压适应范围宽,变换效率高,已被计算机、通信设备、电子产品等广泛采用。通常,开关电源均没有不间断供电功能,可靠性要求高的设备除配置开关电源外,往往需要另外配置UPS电源,致使投资成本大大增加。
专利号为94221822.1的中国专利《智能化能量互补在线不间断开关电源装置》提出一种不间断开关电源装置,该电源装置主要含主功率变压器、电池组、主功率变压器初级侧的两个各自隔离的高压开关回路和低压开关回路以及脉宽控制器PWM等,由PWM控制的高压开关回路和低压开关回路同步工作。其能量转换都是互感的方式,在低压开关回路工作时,同样符合基本的电磁感应定理。但是,在低压大电流的情况下,其效率较低,且存在较大的漏磁通造成的干扰。
发明内容
鉴于现有技术存在的上述不足,本发明提出一种自耦互感式不间断电压变换方法及其不间断开关电源,其采用一个脉宽控制器控制主变压器初级侧的高压开关回路和主变压器次级侧的低压开关回路同步工作,将交流电能和电池组电能适时变换成直流低压输出,以达到提高效率,节约能源,节省投资成本。
本发明提出的自耦互感式不间断电压变换方法,包括如下步骤:
中心控制单元对检测的输出回路、AC交流输入以及电池的信号进行分析判断,响应计算机的指令,控制一脉宽调制器(PWM)工作;
由所述脉宽调制器(PWM)同步控制主功率变压器初级侧的高压开关回路和主功率变压器次级侧以自耦方式连接的低压开关回路同时工作;
当AC输入正常时,高压开关回路之主功率变压器以互感方式将高压电能经过其初级绕组耦合至次级绕组输出;
当AC输入低于设定值时,PWM控制低压开关回路和高压开关回路同时工作,电池的部分能量经过主功率变压器的次级绕组自耦抽头,自耦至次级绕组输出;
当AC输入突然中断时,低压开关回路在所述PWM的控制下,将电池组提供的全部能量经过主功率变压器的次级绕组自耦抽头自耦至次级绕组输出。
当AC输入突然中断时,电池组提供的能量同时耦合至主功率变压器的高压绕组感生出高频高压,进而变换成直流高压输出。
本发明方法可适用于正激,或半桥、或推挽方式的电压变换电路。主功率变压器可采用正激、或半桥、或推挽方式。
实现上述方法的一种自耦互感式不间断开关电源,包括:主功率变压器(200);脉宽调制器(PWM);电池组(400);由输入保护(101)、高频滤波(102)、整流电路(103)、受脉宽调制器控制的高压开关(109)及主功率变压器的初级绕组(201)依次连接构成的高压开关回路;主功率变压器(200)次级(202)的低压整流输出电路(500);其特征在于还包括:
至少一个低压开关回路,它由电池组(400)、隔离二极管(401)、受同一所述脉宽调制器控制而同步于所述高压开关的低压开关(402)及主功率变压器的次级绕组(202)的一部分组成,隔离二极管接于电池组与低压开关之间,低压开关(402)另一端接次级绕组(202)相应的自耦抽头(L),电池组的能量经过主功率变压器的次级绕组自耦抽头以自耦方式传输至次级绕组输出;以及,
一个中心控制单元(300),用于接收低压输出、交流输入以及电池采样信号,控制PWM工作,并与计算机通信。
本发明突破了开关电源仅一路输入工作的常规思维,采用双路输入,并将主功率变压器的低压放电绕组经过等效变换,改为从低压次级绕组上适当位置的自耦抽头输入,即将低压开关回路以自耦方式设置于主功率变压器次级侧,通过一个脉宽调制器(PWM)同步控制主功率变压器初级侧的高压开关回路和次级侧的低压开关回路的工作,将交流电能和电池组电能适时地变换成直流低压输出。
其能量转换方式在高压工作时是互感方式,而在低压直流(第二能源)工作时,则是自耦和互感并行的,大大提高了低压回路的效率,降低漏磁通造成的干扰,线路大为简化,节约能源。
本发明的自耦互感式不间断开关电源,工作可靠,转换效率高,节约能源;广泛适用于计算机网络、通信设备、电子产品等设备配套使用,无需另外配置UPS电源,可节省投资成本。
附图说明
图1A为互感变压器的示意图;
图1B为自耦变压器的示意图;
图1C为自耦互感变压器的示意图;
图2为不同方式变换器的自耦互感主变压器的原理图,其中,
2A是单端正激模式,采用较低压的第二能源;
2B是单端正激模式,采用较高压的第二能源;
2C是半桥/推挽自耦模式,采用较高压的第二能源;
图3为本发明方法的一实施例不间断开关电源方框图;
图4为图3的高压输入回路的具体电路路图;
图5为图3的高压输出部分电路路图;
图6为图3的低压输入回路和多路输出回路电路图;
图7为图3的一独立的DC/DC充电辅助电源电路。
具体实施方式
按照本发明方法,其主功率变压器的设计原则是:主功率变压器初级为高压绕组,次级为低压绕组,作为第二能源输入端的接入点是在次级绕组上的适当位置的抽头。所述变压器的设计原则适用于:包括正激单端变换式(图1A,1B),半桥(或推挽)双端变换式(图1C),等电路形式。
分析如下:
标准双线圈的变压器如图1A所示,U1为输入电压,I1为输入电流,初级绕组为N1,U2为输出电压,I2为输出电流,次级绕组为N2。
则,传输功率为
Pt=U1I1=U2I2 ..........(1)
在自耦方式下,变压器如图1B所示,初,次级的磁势平衡关系为:
I1(N1-N2)=(I2-I1)N2 ..........(2)传输功率仍为:
Pt=U1I1=U2I2 ..........(3)等效为互感式的功率为:
Ps=(U1-U2)I1=U2(I2-I1) ..........(4)两种传输功率的比,为:
Ps/Pt=(U1-U2)I1/U1I1
=(U1-U2)/U1<1 ..........(5)
这说明,在同一个体积的变压器上,自耦方式的传输功率大于互感方式。在同等的传输功率要求下,自耦方式的传输效率高于互感方式。
基于以上的原理,本发明提出互感与自耦相结合的设计,以达到提高总体效率的目的。
其自耦互感变压器的原理如图1C所示。其设计的要点是;令该变压器从高压交流取得的能源功率为 PH
从低压直流取得的能源功率为 PL
输出功率为 PO
总变换效率为 η
整个变压器的功率平衡为:
PO=(PH+PL)×η .............(6)
PL=POη-1-PH .............(7)
当AC交流高压输入经AC/DC变换,再由高压开关工作形成的频率f的高频电压VH加到所述变压器的初级绕组NH上,同时在次级各抽上耦合出电压VO,其对应的次级匝数为NO,这感应出的电压VO是按一定的匝数比作为输出低压直流电压而设定的。
即为标准公式:
VH/Vo=NH/No ...............(8)
式中,VH.............高压输入电压
Vo.............低压输出电压
NH.............高压输入绕组匝数
No.............低压输出绕组匝数
设:电池组(或其他第二能源),经过PWM同步驱动的低压开关管而接到所述主变压器的次级的L点上的电压为VB,L点对地匝数为NL。则:该点L在未接电池时,它所对应于初级工作时而产生的电压为VL:
VH/VL=NH/NL
VL=(NL×VH)/NH ............(9)
设最高放电点在交流输入有效值为VHmin(可选为60%~80%VH),根据每个设计的不同需要而定。则对应的脉宽调制(PWM)的工作系数(占空比)δ亦将相应选定。
VHmaxδmin=VHminδtrn ............(10)
VHmin.............高压输入电压最小值(电池放电起始)
δtrn..............放电起始时的工作系数(占空比)
并符合不同线路方式对工作系数(占空比)δ的不同的规范。
本发明所拟订的低压自耦接入点的计算方法如下:
1.由交流的最高输入电压来决定最小的工作系数(占空比)δmin
2.由交流的容许最低输入电压来决定转换点工作系数(占空比)δtrn
NL=VBmaxδtrnNH/VHminδtrn ........(11)
式中:
NL......低压直流接入点对地的匝数。
VBmax...低压直流源回路在L点的电压最大值(电池的浮充值)。
VHmin...在电池最高放电点的交流输入电压有效值。
NH......高压输入回路线圈的匝数。
δtrn...转换点工作系数(占空比)。
若VHmin则AC交流电压下跌到VHmin前,所述的电源装置仍由AC交流输入提供全部能量。电池在VH=VHmin以上时,是不放电的。尽管低压开关管此时仍处于开/关的工作状态。
而当VH的电压,下滑到VHmin以下时,VL开始小于VB,电池于是开始放电。
此时,需要第二能源(电池)补充的能量是;
PL=PO-PH
=ILVΔ
则IL=PL/VΔ ..........(11)
直到VH跌落到0时
即VH=0;
则PH=0
则PL=PO(η-1) ..........(12)
即是由低压能源输出全部功率给负载。
该变压器的工作模式已过渡成为自耦变压的模式为主,而高压绕组成为互感的次级线圈。对于低压输出的Vo来说,
令低压直流输出的放电电流分量为I’B
即:I’B=(IO-I’B)NO/(NL-NO) .........(13)对于高压输出来说,
令高压互感输出的放电电流分量为I”B
即:I”B=IHONH/NL ..........(14)则,总放电电流为:
IB=I’B+I”B .........(15)
由于铁芯的材料和本回路各半导体器件,滤波网络器件的特质差异,具体设计时,NL的匝数需要根据实际实验的数据,作适当的调整。
综上所述,经过对主功率变压器电磁关系的适当设计,配合适当的外围电路,就可以实现两路能源输入自动补偿的功能,而达到在线不间断的目的,同时,得到较高的转换效率。
本发明的主功率变压器是自耦互感变压器,它可以采用正激、或半桥、或推挽方式。
图2为不同方式变换器的自耦互感主变压器的原理图。
图2A是单端正激模式,采用较低压的第二能源,例如+12V电池组等;电池组、隔离二极管D4、低压开关(LV SW)和主变压器次级的自耦抽头绕组依次串联构成低压开关回路。
图2B是单端正激模式,采用较高压的第二能源,如+24V电池组等,主变压器次级的自耦抽头绕组匝数相应增加,其连接方式同图2A。
图2C是半桥/推挽自耦模式,采用较高压的电池组作第二能源。主变压器次级的两带自耦抽头的次级绕组对称设置,中心接地,+24V电池组分两路分别通过一个隔离二极管和一个低压开关接至所述的两自耦抽头,构成推挽自耦式低压开关回路。
本发明方法的典型实施例如图3所示,它为一个双路输入多路输出的开关电源装置。装置主要包括:主功率变压器(200);脉宽调制器(PWM);电池组(400);
一高压开关回路,由AC输入(CON1),经过输入保护电路(101),EMI滤波电路(102),到整流桥(103)的交流侧,再由整流桥的负极输出,经由自动功率因数校正电路APFC(104),二极管D(106),滤波电容C(105)形成直流高压总线(108),连接到主变压器(200)的初级绕组(201)一端,经高压开关Q(109)再到整流桥的正极,组成高压开关回路。
一低压开关回路,由电池组(400)经过二极管(401)连接到低压开关(402),再连接到主变压器(200)的次级(202)的一个相应抽头L点(202L)再经此绕组接地到电池的负极,组成低压开关回路。
一中心控制回路,由PWM控制(302)及各控制和保护电路组成的中心控制单元(300)的输入连接到输出采样反馈(600),和电池组(400),并连接到AC检测电路输出(803),脉宽调制器(302)输出接到一隔离驱动变压器(301),由该驱动变压器的次级分为独立的两组,分别接到高压开关(109),和低压开关(402),以实现对高、低压开关的同步PWM控制。同时,该中心控制单元(300)还把从输出各电压及电流反馈采样(600),和从电池(400)来的电压采样与各预设定进行比较,而实现各种保护。
一充电及辅助电源回路(900),高压总线(108)连接到一独立的DC/DC模块(900),再输出连接到电池组(400),对电池充电。还连接到AC检测控制回路(803),以决定当AC正常时才对电池充电。并且另一路为备用辅助电压(+5VSB)输出。同时,也可提供一路中心控制单元(300)工作电压。
一低压整流输出电路(500),由主变压器(200)的次级(202)的不同电压的绕组(A,B,C,D),各自的整流滤波部分组成多组传统输出电路,输出给不同的负载。
一配合计算机232接口的智能接口(700),本接口电路由中心控制单元(300)的连接得到交流正常信号和电池正常信号,经过本接口的逻辑处理成为符合232通信的标准,再连接到计算机的232接口,以实现软件对本装置的监控,同时,通过计算机网络,发出关于本装置状态的信息。同时,本接口电路还接受自RS232接口来的关机信号,以实现某些软件关机功能。
还设有一个高压直流产生电路,它由主功率变压器的初级绕组(201)(即逆变时的次级绕组)、以及接于初级绕组(201)的逆变整流管(107)和滤波电容(105)组成。
所述逆变的直流输出电压,通过一个直流高压输出控制电路输出,它由交流输入检测电路、隔离光耦、比较器以及继电器依次连接组成,当交流输入值低于设定值时,使继电器从交流输出转换到直流输出。
高压回路实施电路见图4。本部分从AC输入插座到主变压器的高压侧线圈止。组成如下:一个AC输入插座(CON1),连接一个保险(F1)及一个冲击电流抑制器(TH1)和一个跨接的浪涌电压抑制器(TH2),再连接到EMI滤波网络(C1、C2、C3、C4、L1),到一桥式整流器BR1(103)的两交流输入端,形成交流高压输入回路。整流器BR1(103)的直流输出再经过一自动功率因素校正电感(104)、二极管D1(106)和平滑滤波储能电容C6(105)形成高压直流总线,再接到主变压器T(200)高压绕组(201),经高压开关管Q2(109)的D-S极,连接到高压地(120),而形成高压工作回路。
由自动功率因数校正IC(111),经过调整管Q1(11O)及电阻R2和在电感(104)上的采样回路以及电感(104)和二极管D1共同组成自动功率因数校正电路。
开关管Q2(109)的G极,经R7连接到驱动隔离变压器T2(301)次级一绕组,其初级绕组经过C26连接到中心控制单元(300)控制的PWM输出。
高压回路工作原理是:AC(CON1)输入经过输入保护(101)、高频滤波(102)到整流器(103)的两交流输入端,形成交流高压输入。整流器(103)的直流输出端经过APFC的电感(104)和二极管D1(106),形成稳定的直流高压。
当本装置工作时,直流高压经过受PWM控制的Q2(109)形成振荡,由主变压器(200)将能量转换传输到低压侧绕组(202)输出给负载。
当AC输入低于设定值而不为0时(例如,低于110伏系统的90伏特时),APFC将会脱离控制状态,则直流高压的电压会跟随AC输入降低而降低。此时,主变压器T(200)的低压侧(202L)的电池回路开始放电以补充能量。
当AC为0时,则全部由电池回路(400)放电提供能量,同时在主变压器的高压侧(201)产生感应电压经过D4(107)和C6(105)、C8而在高压总线(108)上得到直流高压,输出给高压负载显示器,使之仍然连续工作。
图5高压输出回路及其控制。本部分由AC输入插座(CON1)连接到高压输出的继电器RL(811)的常闭端(811C),而由高压直流连到继电器RL(811)的常开端(8110),而高压输出插座(CON2)接到继电器RL(811)的活动端(811D)。
AC检测电路(801)由光耦合器OP1(802)、电阻R13和电容C1组成,AC(CON1)的两端分别串联电容C1、电阻R13再连到光耦合器OP1(802)的输入端。
光耦合器OP1(802)的输出经一平滑电容C2和电阻R3、R2分压后,连接到同相位电压比较器IC(803)输入端,IC(803)输出信号经R5到Q3去驱动继电器RL,同时经过R5驱动Q4输出一交流正常(AC OK)的信号。
其工作过程是:当AC正常时,由AC输入CON1进来的AC电压在C1上的抗Xc降压后输入光耦OP1的输入端,使光耦OP1接收管导通为低电平,使电压比较器IC(803)的输入为低电平,再经Q4输出高电平AC OK信号,去控制充电回路,为电池充电,再经过软件智能接口(700),给计算机的CPU发出AC正常信号。
当AC输入低于设定值时,而光耦OP1的输出为高电平,则比较器IC(803)的输出由低翻转为高,使输出为低,就使充电回路停止充电。同时给计算机的CPU发出一个无AC信号。同时经过Q3去驱动继电器翻转,以取得高压直流向显示器供电。
图6为低压开关回路和多路低压输出回路图。本部分由电池(400)经过低隔离二极管D15(401)和低压开关管Q8(402)进入主变压器的低压侧(202)的一个自耦变压抽头点(L),经过此抽头所对应的绕组到地,组成低压开关回路。该绕组的匝数是由低压源(400)的电压极性和电压值经过上述低压自耦接入点的计算方法和实验调整而决定。所述低压开关管Q8(402)的G极经过电阻R30连接到驱动变压器T2(301)次级的另一个绕组。
低压开关回路的工作原理如下:
当AC输入高于设定值时,虽然低压回路的开关管Q8(401)亦在PWM经过驱动变压器T2(301)控制同步工作,但因变压器匝比关系,使低压侧上L点的感应电压VL,大于电池(400)的电压减去隔离二极管D15(401)和低压开关管Q8(402)的压降后的电压VB,使开关管Q8(401)在导通时没有电流。
当AC输入低于预定值时,能量在主变压器初级绕组(201)上的电压VL就会降低,那么在次级绕组的感应电压VL也会降低,如果抽头L点的电压VL低于从电池(400)来的电压VB,则电池(400)就开始放电,以补充能量。
如果该主变压器初级绕组(201)上经AC输入来的电压VH,降低到低于由电池放电,在该初级绕组(201)上的感应电压VHB时,即全部能量都由电池提供,同时该感应电压VHB经过整流滤波后,再经过继电器转接到高压输出(CON2)去支持显示器。
在电池工作时,PWM将会随着电池放电电压的逐步下降而调宽,以维持低压输出(500)的稳定。直到电池电压下降到预设的保护值时。即会由中心控制单元CCU(300)自动关掉本装置
本例的多路低压输出回路与现有电路相同,由主变压器T(200)的次极侧不同匝数绕组及其相应的整流和滤波回路组成。通常具有+5V,+12V,-12V,+24V等等输出。
图7为本发明的充电辅助电源部分,由直流高压端连接到一PWM控制电路(U900)和一小功率开关管(Q901)连接到一辅助的变压器(T4),由此变压器的次级输出两路电压:一路是充电电压(910)经过整流滤波连接到一限流稳压模块(U12)经过一调整电阻(R27)和一隔离二极管(D16)和一过流保护装置(F2)再连接到电池(400),给电池充电。本限流稳压模块(U12)还受到由交流检测电路(803)来的交流正常与否的信号的控制,当交流正常时就对电池充电,交流不正常时就关断充电。
同时,另有一路输出连接到中心控制单元(300),可为其提供工作电压。
再一路输出是受本辅助PWM控制电路(U900)调控输出的辅助电压(920),经过一隔离二极管(D901)输出给负载的辅助电路(如计算机的+5V SB)。
Claims (11)
1、一种自耦互感式不间断电压变换方法,包括如下步骤:
中心控制单元对检测的输出回路、AC交流输入以及电池的信号进行分析判断,响应计算机的指令,控制一脉宽调制器(PWM)工作;
由所述脉宽调制器(PWM)同步控制主功率变压器初级侧的高压开关回路和主功率变压器次级侧以自耦方式连接的低压开关回路同时工作;
当AC输入正常时,高压开关回路之主功率变压器以互感方式将高压电能经过其初级绕组耦合至次级绕组输出;
当AC输入低于设定值时,PWM控制低压开关回路和高压开关回路同时工作,电池的部分能量经过主功率变压器的次级绕组自耦抽头,自耦至次级绕组输出;
当AC输入突然中断时,低压开关回路在所述PWM的控制下,将电池组提供的全部能量经过主功率变压器的次级绕组自耦抽头自耦至次级绕组输出。
2、根据权利要求1所述不间断电压变换方法,其特征在于:当AC输入突然中断时,电池组提供的能量同时耦合至主功率变压器的高压绕组感生出高频高压,进而变换成直流高压输出。
3、根据权利要求1所述不间断电压变换方法,其特征在于:所述主功率变压器是自耦互感变压器,它采用正激、或半桥、或推挽方式。
4、根据权利要求1所述不间断电压变换方法,其特征在于:在低压开关回路中,主功率变压器的次级绕组的自耦抽头(即低压自耦接入点)是如下确定的,由交流的最高输入电压来决定最小的工作系数(占空比)δmin,由交流的容许最低输入电压来决定转换点工作系数(占空比)δtrn,按照算式NL=VBmaxδtrnNH/VHminδtrn计算出低压直流接入点对地的匝数NL,式中,NL为低压直流接入点对地的匝数,VBmax为低压直流源回路在L点的电压最大值(电池的浮充值),VHmin为在电池最高放电点的交流输入电压有效值,NH为高压输入回路线圈的匝数,δtrn为转换点工作系数(占空比)。
5、一种自耦互感式不间断开关电源,包括:主功率变压器(200);脉宽调制器(PWM);电池组(400);由输入保护(101)、高频滤波(102)、整流电路(103)、受脉宽调制器控制的高压开关(109)及主功率变压器的初级绕组(201)依次连接构成的高压开关回路;主功率变压器(200)次级的低压整流输出电路(500);其特征在于还包括:
至少一个低压开关回路,它由电池组(400)、隔离二极管(401)、受同一所述脉宽调制器PWM控制而同步于所述高压开关的低压开关(4k;02)及主功率变压器的部分次级绕组(202)组成,隔离二极管接于电池组与低压开关之间,低压开关(402)另一端接次级绕组(202)相应的自耦抽头(L),电池组的能量经过主功率变压器的次级绕组自耦抽头以自耦方式传输至次级绕组输出;以及,
一个中心控制单元(300),用于接收低压输出、交流输入以及电池采样信号,控制PWM工作,并与计算机通信。
6、根据权利要求5所述自耦互感式不间断开关电源,其特征在于:还包括一个充电辅助电源,它的输入接到直流高压总线(108),用于向电池组(400)充电,同时给负载提供一备用电压。
7、根据权利要求5所述自耦互感式不间断开关电源,其特征在于:设有一个高压直流产生电路,它由主功率变压器的初级绕组(201)(即逆变时的次级绕组)、以及接于初级绕组的逆变整流管(107)和滤波电容(105)组成。
8、根据权利要求7所述自耦互感式不间断开关电源,其特征在于:还设有一个直流高压输出控制电路,它由交流输入检测电路、隔离光耦合器、比较器以及继电器依次连接组成,当交流输入值低于设定值时,使继电器从交流输出转换到直流输出。
9、根据权利要求5所述自耦互感式不间断开关电源,其特征在于:所述脉宽调制器通过隔离驱动变压器(301)同步控制高压开关(109)和低压开关(402)工作。
10、根据权利要求5所述自耦互感式不间断开关电源,其特征在于:当用于半桥或推挽模式时,主功率变压器次级的两个带自耦抽头的次级绕组对称设置,中心接地,电池组分两路分别通过一个隔离二极管和一个低压开关接至所述的两自耦抽头,构成推挽自耦式低压开关回路。
11、根据权利要求5所述自耦互感式不间断开关电源,其特征在于:在所述的输入整流装置(103)的输出端(104)设置自动功率因素校正装置(APFC)。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CNB021344558A CN1309142C (zh) | 2002-07-24 | 2002-07-24 | 自耦互感式不间断电压变换方法及其不间断开关电源 |
US10/620,051 US6917125B2 (en) | 2002-07-24 | 2003-07-11 | Uninterruptible switching power supply device and method for uninterruptibly switching voltage |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CNB021344558A CN1309142C (zh) | 2002-07-24 | 2002-07-24 | 自耦互感式不间断电压变换方法及其不间断开关电源 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1471212A true CN1471212A (zh) | 2004-01-28 |
CN1309142C CN1309142C (zh) | 2007-04-04 |
Family
ID=30121728
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CNB021344558A Expired - Fee Related CN1309142C (zh) | 2002-07-24 | 2002-07-24 | 自耦互感式不间断电压变换方法及其不间断开关电源 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6917125B2 (zh) |
CN (1) | CN1309142C (zh) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101997323A (zh) * | 2009-08-05 | 2011-03-30 | 通用汽车环球科技运作公司 | 具有电隔离和多个工作模式的充电系统 |
WO2011147091A1 (zh) * | 2010-05-27 | 2011-12-01 | 杰兴电子科技(深圳)有限公司 | 双输入不间断电压变换装置及方法 |
CN102427263A (zh) * | 2011-12-19 | 2012-04-25 | 广东易事特电源股份有限公司 | 一种不间断电源的辅助电源电路 |
CN103222181A (zh) * | 2011-03-29 | 2013-07-24 | 阿特斯(中国)投资有限公司 | 光伏系统 |
CN103353566A (zh) * | 2013-07-23 | 2013-10-16 | 成都四威航空电源有限公司 | 用于模拟电路设备的电池在位检测电路 |
CN103647340A (zh) * | 2013-12-02 | 2014-03-19 | 淮南市长安机电设备有限公司 | 一种用于煤矿电子设备的不间断电源装置 |
CN104201899A (zh) * | 2014-09-15 | 2014-12-10 | 华东光电集成器件研究所 | 一种低压dc/dc转换装置 |
CN104660040A (zh) * | 2013-11-26 | 2015-05-27 | 青岛鼎信通讯股份有限公司 | 一种通过自耦线圈实现辅助输出的buck电源 |
CN105912956A (zh) * | 2016-04-05 | 2016-08-31 | 山东超越数控电子有限公司 | 一种控制电路及关机控制方法 |
WO2018040132A1 (zh) * | 2016-08-31 | 2018-03-08 | 广东欧曼科技股份有限公司 | 用于高压灯带的非隔离开关电源 |
CN108282080A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-07-13 | 李挺南 | 可实现具有ac转dc以及dc转dc两种功能的开关电源电路及方法 |
Families Citing this family (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004018502B3 (de) * | 2004-04-14 | 2006-01-12 | Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg | Vorrichtung zur unterbrechungsfreien Stromversorgung |
US20060097581A1 (en) * | 2004-11-05 | 2006-05-11 | Chun-Ching Chang | Push-pull device using in output of uninterruptible power system |
TWI332742B (en) * | 2006-04-21 | 2010-11-01 | Delta Electronics Inc | Uninterruptible power supply capable of providing sinusoidal-wave ouput ac voltage and method thereof |
KR100805632B1 (ko) * | 2006-08-24 | 2008-02-20 | 주식회사 케이티 | Ups 독립제어 고속절환장치, 이를 이용한전원공급시스템 및 그 독립제어 고속절환방법 |
US7679943B2 (en) * | 2007-01-08 | 2010-03-16 | Maxvision Corporation | Uninterruptable power supply |
JP2008193833A (ja) * | 2007-02-06 | 2008-08-21 | Disco Abrasive Syst Ltd | 給電システム |
WO2009063335A2 (en) * | 2007-11-13 | 2009-05-22 | Spielo Manufacturing Ulc | Wireless wagering system |
US8723362B2 (en) * | 2009-07-24 | 2014-05-13 | Facebook, Inc. | Direct tie-in of a backup power source to motherboards in a server system |
US8344546B2 (en) | 2010-07-16 | 2013-01-01 | Facebook, Inc. | Power supply unit directly connected to backup direct current power source |
US8836166B2 (en) * | 2010-10-15 | 2014-09-16 | Fairchild Semiconductor Corporation | Power management with over voltage protection |
US9299524B2 (en) | 2010-12-30 | 2016-03-29 | Innovolt, Inc. | Line cord with a ride-through functionality for momentary disturbances |
KR101397624B1 (ko) * | 2011-03-23 | 2014-05-22 | 주식회사 한림포스텍 | 무선 전력 전송 장치에서의 전력 전송 제어 방법 및 전력 전송 장치 |
WO2012145383A2 (en) | 2011-04-18 | 2012-10-26 | Innovolt, Inc. | Voltage sag corrector using a variable duty cycle boost converter |
CN102263510B (zh) * | 2011-08-02 | 2013-12-25 | 联合汽车电子有限公司 | 能对前端高压母线放电的全桥隔离直流变换器 |
CN104092283B (zh) * | 2014-06-30 | 2017-02-01 | 国家电网公司 | 一种所用变定期切换电路及其切换方法 |
CN106487092B (zh) * | 2016-11-28 | 2019-02-05 | 国网山东省电力公司济宁供电公司 | 低压用电线路设备保护系统及方法 |
TWI739064B (zh) * | 2019-02-01 | 2021-09-11 | 台達電子工業股份有限公司 | 直流輸出不斷電電源供應器 |
CN111525676B (zh) | 2019-02-01 | 2022-09-30 | 台达电子工业股份有限公司 | 直流输出不断电电源供应器 |
CN111786451A (zh) * | 2020-06-22 | 2020-10-16 | 深圳科士达科技股份有限公司 | 一种针对电池管理系统的多路供电系统 |
KR102625127B1 (ko) * | 2023-08-10 | 2024-01-15 | 그린에너지기술(주) | 자속 중첩 방식을 이용한 전압 보상 시스템 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2208721Y (zh) * | 1994-09-10 | 1995-09-27 | 冉茂莘 | 智能化能量互补在线式不间断开关电源装置 |
GB9500969D0 (en) * | 1995-01-18 | 1995-03-08 | Magnum Power Solutions Ltd | Uninterruptible power supplies |
CN2482267Y (zh) * | 2000-12-27 | 2002-03-13 | 郭宝平 | 自藕式多组能量变换器 |
US6636019B2 (en) * | 2001-04-06 | 2003-10-21 | Carlile R. Stevens | Uninterruptable power supply with energy control |
CN2563811Y (zh) * | 2002-07-24 | 2003-07-30 | 冉茂鑫 | 自耦互感式不间断开关电源 |
-
2002
- 2002-07-24 CN CNB021344558A patent/CN1309142C/zh not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-07-11 US US10/620,051 patent/US6917125B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101997323B (zh) * | 2009-08-05 | 2013-11-20 | 通用汽车环球科技运作公司 | 具有电隔离和多个工作模式的充电系统 |
CN101997323A (zh) * | 2009-08-05 | 2011-03-30 | 通用汽车环球科技运作公司 | 具有电隔离和多个工作模式的充电系统 |
US9520747B2 (en) | 2010-05-27 | 2016-12-13 | Jageson Electronic Technology (Shenzhen) Co., Ltd. | Two-input uninterruptible voltage converting device and method thereof |
WO2011147091A1 (zh) * | 2010-05-27 | 2011-12-01 | 杰兴电子科技(深圳)有限公司 | 双输入不间断电压变换装置及方法 |
CN103026582A (zh) * | 2010-05-27 | 2013-04-03 | 杰兴电子科技(深圳)有限公司 | 双输入不间断电压变换装置及方法 |
CN103222181A (zh) * | 2011-03-29 | 2013-07-24 | 阿特斯(中国)投资有限公司 | 光伏系统 |
CN102427263A (zh) * | 2011-12-19 | 2012-04-25 | 广东易事特电源股份有限公司 | 一种不间断电源的辅助电源电路 |
CN103353566A (zh) * | 2013-07-23 | 2013-10-16 | 成都四威航空电源有限公司 | 用于模拟电路设备的电池在位检测电路 |
CN103353566B (zh) * | 2013-07-23 | 2015-12-09 | 成都四威功率电子科技有限公司 | 用于模拟电路设备的电池在位检测电路 |
CN104660040A (zh) * | 2013-11-26 | 2015-05-27 | 青岛鼎信通讯股份有限公司 | 一种通过自耦线圈实现辅助输出的buck电源 |
CN103647340A (zh) * | 2013-12-02 | 2014-03-19 | 淮南市长安机电设备有限公司 | 一种用于煤矿电子设备的不间断电源装置 |
CN104201899A (zh) * | 2014-09-15 | 2014-12-10 | 华东光电集成器件研究所 | 一种低压dc/dc转换装置 |
CN104201899B (zh) * | 2014-09-15 | 2016-06-29 | 华东光电集成器件研究所 | 一种低压dc/dc转换装置 |
CN105912956A (zh) * | 2016-04-05 | 2016-08-31 | 山东超越数控电子有限公司 | 一种控制电路及关机控制方法 |
CN105912956B (zh) * | 2016-04-05 | 2018-09-04 | 山东超越数控电子有限公司 | 一种控制电路及关机控制方法 |
WO2018040132A1 (zh) * | 2016-08-31 | 2018-03-08 | 广东欧曼科技股份有限公司 | 用于高压灯带的非隔离开关电源 |
CN108282080A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-07-13 | 李挺南 | 可实现具有ac转dc以及dc转dc两种功能的开关电源电路及方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20040017110A1 (en) | 2004-01-29 |
US6917125B2 (en) | 2005-07-12 |
CN1309142C (zh) | 2007-04-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1309142C (zh) | 自耦互感式不间断电压变换方法及其不间断开关电源 | |
CN100585997C (zh) | 包含多个级联的变换器的交流/直流变换器 | |
CN1941586B (zh) | 节能开关电源设备及其节能方法 | |
US8384333B2 (en) | Alternating voltage control apparatus | |
CN103703663B (zh) | 一种用于减少谐振模式功率供应的装置 | |
CN1074202C (zh) | 交流到直流电力变换器及变换方法 | |
US5600546A (en) | Input harmonic current corrected AC-to-DC converter with multiple coupled primary windings | |
CN103763830B (zh) | 发光元件驱动系统、驱动控制电路及驱动方法 | |
CN102810980B (zh) | 供电设备 | |
CN1371544A (zh) | 高频开关模式直流供电计算机系统 | |
CN101064438A (zh) | 能够提供正弦波输出交流电压的不断电电源供应器 | |
CN102640404A (zh) | 具有高开路电压的光伏阵列的启动 | |
CN109921644A (zh) | 具有二次侧控制的返驰式转换器 | |
US20150349562A1 (en) | Switching power supply and charging apparatus | |
CN102097949A (zh) | 一种开关电源及其控制方法 | |
CN101896027B (zh) | 一种led电源多路电流分配控制方法及电路 | |
CN1780131A (zh) | 自动改变输出频率的脉冲宽度调制装置 | |
CN101662865B (zh) | Led点灯装置及照明器具 | |
CN1778593A (zh) | 用于地面输送机械的充电设备 | |
CN2563811Y (zh) | 自耦互感式不间断开关电源 | |
KR20130135744A (ko) | Led 백라이트를 구비하는 디스플레이 장치와 그 전원 공급 장치 및 방법 | |
CN203675399U (zh) | 发光元件驱动系统及驱动控制电路 | |
CN109149754A (zh) | 在线式高频ups电源控制系统 | |
CN112713779A (zh) | 一种宽电压范围在线切档方法、系统和直流模块 | |
CN102148578B (zh) | 电源装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20070404 Termination date: 20150724 |
|
EXPY | Termination of patent right or utility model |