CN201045748Y - 不间断电源 - Google Patents

不间断电源 Download PDF

Info

Publication number
CN201045748Y
CN201045748Y CNU2007200667909U CN200720066790U CN201045748Y CN 201045748 Y CN201045748 Y CN 201045748Y CN U2007200667909 U CNU2007200667909 U CN U2007200667909U CN 200720066790 U CN200720066790 U CN 200720066790U CN 201045748 Y CN201045748 Y CN 201045748Y
Authority
CN
China
Prior art keywords
power supply
power
switching device
uninterrupted
voltage
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.)
Expired - Lifetime
Application number
CNU2007200667909U
Other languages
English (en)
Inventor
王庆文
Original Assignee
ALOHA POWER ELECTRONICS (SHANGHAI) Co 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 ALOHA POWER ELECTRONICS (SHANGHAI) Co Ltd filed Critical ALOHA POWER ELECTRONICS (SHANGHAI) Co Ltd
Priority to CNU2007200667909U priority Critical patent/CN201045748Y/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN201045748Y publication Critical patent/CN201045748Y/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • 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
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20—End-user application control systems

Abstract

本实用新型涉及一种不间断电源，尤其是在线式(ON－LINE)不间断电源装置，尤其是利用数字信号处理器(DSP)或高速微处理器(MPU)来提供脉冲宽度调制(PULSEWIDTHMODULATION，缩写为PWM)信号，来实现复杂的控制，以实现数字化电源系统，尤其是采用经济运行模式，电力质量优先模式，节能优先模式，电池供电运行模式，四种不同运行模式混合运作，来因应电力系统尖峰供电与离峰供电时的电力质量的两极化，在节能的前提下依然能提供不间断及纯净的交流电源，尤其是能降低三相供电时三相的不平衡，降低线路损失，提高电力系统供电可用率，实现节能的目的。

Description

不间断电源
技术领域
本实用新型涉及一种不间断电源，尤其是在线式(ON-LINE)不间断电源装置。
背景技术
不间断电源(UPS)是一种交流电源装置，目前，公知的在线式不间断电源装置，采用交流-直流，直流-交流，双转换装置，如图2所示工作方式先将电力系统交流电源全波整流成直流母线，电池组先经过二极管再接入直流母线，平时电池电压比直流母线电压低，所以电池不会供电输出到直流母线，再将直流母线经过全桥逆变装置，采用SPWM(SINEWAVEPULSE WIDTH MODULATION)控制技术经工频变压器隔离升压，经滤除谐波后提供给用户纯净的交流电源，但是UPS整机满负荷运行效率约80％～85％，轻载时效率更低。
发明内容
本实用新型装置，是一种不间断电源，主要目的是在提高电力系统的供电可用率；降低谐波电压与谐波电流符合电力法规的规定；提供功率因子接近1的功率修正，降低电力线线路损失；提供整机满负荷运行效率＞97％，降低发热量，减少能源损失，实现节能的目的。这种不间断电源装置，其特点是包括：
一电池装置：提供直流电压；
一直流/直流转换装置：提供将电池电压转换成高电压；
一交流/直流转换装置；提供将交流电压做功率因子修正(功率因子接近1)，并转换成直流电压；
一直流/交流逆变装置：将直流电压转换成交流电压输出或产生谐波电流注入到电力系统上，抵消系统上的谐波，实现高效率与高质量的电力供电系统。并同时能达到节能的目的；
一开关装置(S1，S2)：利用两个独立的开关装置来自动或手动选择较轻负荷的系统电源，来实现三相负荷能接近平衡使用；
一开关装置(S3，S4，R1)：利用两个独立的开关装置与一个电阻来限制UPS启动电流，并在电池供电时完全切离UPS与系统电网的连接避免UPS的电磁干扰(EMI)与电磁兼容(EMC)的问题；
一开关装置(S5)：利用一个独立的开关装置接入或断开与系统电力的连接；
一开关装置(S6)：利用一个独立的开关装置接入或断开客户端设备与系统电力的连接；
一控制装置：利用数字信号处理器(DSP)或微处理器(MPU)来提供脉冲宽度调制(PULSE WIDTH MODULATION，缩写为PWM)信号，来控制由自关断电力半导体器件，作为数字化电源管理核心，并提供显示接口，操作设定键，通讯接口，温度检知，风扇转速控制，多机并联控制，电池智能管理，用户参数设定等功能；
一滤波装置：输入输出端各有一个滤波装置，使本机符合电磁干扰(EMI)与电磁兼容(EMC)的要求；
一保护装置：采用保险丝或断路器防止过载及短路保护；
一电源及充电装置：提供控制电源，电池充电电源，风扇电源，通讯接口电源，自关断电力半导体器件驱动电源。
在上述的不间断电源，其中所述的直流/直流转换装置：由DSP控制器产生PWM控制信号，来控制自关断电力半导体器件，检测输出直流电压反馈调整PWM宽度，使输出电压稳定的闭回路数字化控制，输出电压可由显示面板来设定参数，DSP控制器根据设定来调整运行，使运行转换效率最高，无负载时，零待机损耗，实现节能的目的。
在上述的不间断电源，其中所述的交流/直流转换装置：由DSP控制器产生PWM控制信号，来控制自关断电力半导体器件，检测输出直流电压反馈调整PWM宽度，使输出电压稳定的闭回路数字化控制，输出电压可由显示面板来设定参数，DSP控制器根据设定来调整运行，使运行转换效率最高，并将输入市电功率因子提升接近1，本装置在市电电压过高或过低时才会工作，PWM信号关断时，该装置变成由两个二极管所组成的全波整流装置，将直接把输入市电整流经电容滤波成直流电，除提供电力给控制电源和电池充电能量外损耗很小，实现节能的目的。
在上述的不间断电源，其中所述的直流/交流逆变装置：是一典型的半桥逆变(INVERTER)装置，由DSP控制器产生PWM控制信号，来控制自关断电力半导体器件，控制模式分为两种，一种是电力质量优先运行模式，由DSP控制器产生正弦脉冲调变信号(SPWM)将直流电压转换后经滤波电路，滤成纯净的正弦波电源；一种是节能优先运行模式，由DSP控制器检测输出端电流，产生谐波电流注入到输出端，抵消客户端设备产生的谐波电流，让输出端的电流波形变成正弦波电流，除了做功率因子修正，提高功因子接近1，还降低总谐波电压与谐波电流符合电力法规的要求。
在上述的不间断电源，其中所述的开关装置：利用两个独立的开关装置，检测各回路电压，自动或手动切换较轻负荷的交流电源回路作为输入端主电源，当客户端设备各分路三相用电变化时会自动再次调整，实现三相负载能接近平衡使用，提高供电可用容量，降低电力线线损，实现节能的目的。
在上述的不间断电源，其中所述的控制装置：利用数字信号处理器(DSP)或微处理器(MPU)来提供脉冲宽度调制(PULSE WIDTHMODULATION，缩写为PWM)信号，来控制由自关断电力半导体器件，作为数字化电源管理核心，并提供显示报警接口，操作及设定键，通讯接口，温度检知，风扇转速控制，多机并联控制，电池智能管理，用户参数设定等功能。
在上述的不间断电源，其中所述的电源及充电装置：输入电源主要由直流母线引入，并有一电池供电回路可启动控制电源，在无市电下可以实现由电池供电，起动UPS输出供电。另有一充电回路除了在电池供电运行模式不工作外，其它模式都能对电池充电，并由DSP控制器检测电池电压，充电电压，充电电流，电池放电时间及次数管理，电池使用年限到期通知等智能化管理。
本实用新型不间断电源由于采用上述所描述的技术方案，利用数字化控制使用少量的控制原件及简单的电路架构，采用混合运作控制，降低能量的损耗，并可降低待机功率损耗，提高输入功率因子(POWER FACTERCORRECTIVE，简称PFC)降低总谐波电流及总谐波电压，宽市电电压范围波动可满载运行，提高供电电源质量与整机运行效率，实现节能的目的。
附图说明
图1，是依据本实用新型提出的不间断电源结构方块示意图。
图2，是现有的在线式(ON-LINE)不间断电源装置结构方块示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型提出的不间断电源主要包括：开关装置1，滤波装置2，保护装置3，开关装置4，保护装置5，交流/直流转换装置6，直流/交流逆变装置7，开关装置8，开关装置9，滤波装置10，电池11，直流/直流转换装置12，控制装置13，电源及充电装置14等构件，其中，开关装置1，最多可接三路市电电源A，B，C，并各有电压检测电路将反馈电压Va，Vb，Vc，接入控制装置，DSP检测电压选择较轻负载回路，当作优先供电电源，也可以用户手动设定。该装置只使用了两只开关装置来实现，平衡三相负载，提高市电供电可用率，降低市电供电的失效率，达到节能效果。滤波装置2和10，使UPS符合电磁干扰(EMI)与电磁兼容(EMC)的要求。由于本实用新型不间断电源采用四种混合运做模式来共享硬件装置，在每种模式下每个装置因为控制的方式不同，工作的方式也不同。下列将以运行模式来说明。
模式一：经济运行模式
在市电电力供电质量良好时且客户端的设备有功因提升装置(PFC)使功率因子接近1时，如图1，市电从开关装置1(S1，S2)经过滤波装置2，滤波电感(L1)，保护装置5(F1)，开关装置8(S6)，滤波装置10，将市电输出给用户的设备，本机实时检测输出电压将反馈电压V3，输出电流波形A3接入控制装置，DSP根据市电供电质量的状况调整运行模式，此模式UPS整机满载运行效率＞99％。
模式二：节能优先运行模式
在市电电力供电质量在电力法规规定的电压、频率范围内，如图1，同经济运行模式一样将市电从开关装置1(S1，S2)经过滤波装置2，滤波电感(L1)，保护装置5(F1)，开关装置8(S6)，滤波装置10，将市电输出给用户的设备，而且开关装置9(S5)，也会导通，直流/交流逆变装置7将会工作，由DSP控制器检测A3输出端电流波形，送出PWM信号供Q3，Q4自关断电力半导体器件做开关切换，产生高频谐波电流经A2电流波形检测L3、C2组成的低通滤波器，经开关装置9(S5)注入到输出端，抵消客户端设备产生的谐波电流，让输出端的电流波形变成正弦波电流，纯阻性负载，除了提高功率因子接近1，并降低总谐波电压(＜3％)与谐波电流(＜3％)符合电力法规的要求，由于逆变装置采用补偿并联运行，UPS整机满载运行效率＞97％。
模式三：电力质量优先运行模式
在市电电力供电质量超出电力法规规定的电压、频率范围内，将市电从开关装置1(S1，S2)经过滤波装置2，L1滤波电感，保护装置3(F2)，开关装置4(S4)，交流/直流转换装置6，直流/交流逆变装置7，开关装置9(S5)输出纯净的电源给用户的设备，开关装置8(S6)将同时断开。其中L1与C1组成低通滤波电路后，经电流波形检测A1，电感器(L2)与Q1，Q2组成的交流/直流转换装置6，由DSP控制器检测A1输出端电流波形及输出端电压反馈V+，V-，调整PWM信号控制Q1，Q2自关断电力半导体器件做开关切换，将输入交流电源做功率因子修正到接近1，并转换成直流电压经C3，C4电容滤波作为直流母线，作为直流/交流逆变装置7的输入电源.直流/交流逆变装置7，由Q3，Q4自关断电力半导体器件组成半桥逆变器，由DSP控制器产生正弦脉冲调变信号(SPWM)将直流电压由Q3，Q4切换开关，经滤波电路L3，C2将高频谐波滤除成为纯净的正弦波电源输出，输出电压反馈V2与电流波形A2检测来提供给控制装置做闭回路数字化控制，并做过载与输出短路保护。
模式四：电池供电运行模式
市电停电或瞬断时，交流/直流转换装置6将停止工作，直流/直流转换装置12将电池电压升压转换提供直流电压经C3，C4电容滤波作为直流母线，由DSP控制器产生脉冲调变信号(PWM)控制自关断电力半导体器件做切换开关，输出电压检测反馈V+，V-送回DSP控制器调整PWM宽度做闭回路数字化控制.直流/交流逆变装置7工作方式同模式三电力质量优先运行模式，在不间断的状态下继续提供纯净的正弦波电源，直到电池低能量关机。

Claims (6)

1.一种不间断电源，其特征在于它包括：
一电池装置：提供直流电压；
一直流/直流双向转换装置：提供将电池电压转换成高电压；
一交流/直流转换装置：提供直流电压，市电低压时将市电升压并做功因提升，市电高压时只做整流输出；
一直流/交流逆变装置：将直流电压转换成纯净正弦波交流电压输出用来实现电力品值优先供电模式或向电力系统注入相位频率幅值可调的谐波电流，将这些谐波电流注入系统，以抵销原有的谐波，用来实现节能优先模式，利用这两种模式混合运作来自动实现高效率与高质量的电力供电系统；
一开关装置(S1，S2)：利用两个独立的开关装置来自动或手动选择较轻负荷的系统电源，来实现三相负荷能接近平衡使用；
一开关装置(S3，S4，R1)：利用两个独立的开关装置与一个电阻来限制UPS启动电流，并在电池供电时完全切离UPS与系统电网的连接避免UPS的电磁干扰与电磁兼容的问题；
一开关装置(S5)：利用一个独立的开关装置接入或断开与系统电力的连接；
一开关装置(S6)：利用一个独立的开关装置接入或断开客户端设备与系统电力的连接；
一控制装置：利用数字信号处理器或高速微处理器来提供脉冲宽度调制信号，来控制由自关断电力半导体器件，以实现数字化电源管理；
一电源及充电装置：提供控制电源，电池充电电源，风扇电源，通讯接口电源，自关断电力半导体器件驱动电源。
2.根据权利要求1所述的不间断电源，其特征在于：所述的开关装置可以是继电器或电磁接触器或自关断电力半导体器件。
3.根据权利要求1所述的不间断电源，其特征在于：在电路的输入端可以加入滤波装置。
4.根据权利要求1所述的不间断电源，其特征在于：在电路的输出端可以加入滤波装置。
5.根据权利要求1所述的不间断电源，其特征在于：在电路中可以加入保护装置(5)。
6.根据权利要求1所述的不间断电源，其特征在于：在电路中可以加入保护装置(3)。
CNU2007200667909U 2007-01-29 2007-01-29 不间断电源 Expired - Lifetime CN201045748Y (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNU2007200667909U CN201045748Y (zh) 2007-01-29 2007-01-29 不间断电源

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNU2007200667909U CN201045748Y (zh) 2007-01-29 2007-01-29 不间断电源

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN201045748Y true CN201045748Y (zh) 2008-04-09

Family

ID=39309217

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNU2007200667909U Expired - Lifetime CN201045748Y (zh) 2007-01-29 2007-01-29 不间断电源

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN201045748Y (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101752881B (zh) * 2008-12-16 2012-05-02 台达电子工业股份有限公司 具有低功耗的不间断电源供应器
CN102629776A (zh) * 2012-03-26 2012-08-08 深圳市禾望电气有限公司 一种电力变换器的辅助供电系统及方法
CN103329383A (zh) * 2011-01-28 2013-09-25 Sma太阳能技术股份公司 本地电源装置
WO2015143883A1 (zh) * 2014-03-24 2015-10-01 李璞 一种高效率的ups系统
CN106961146A (zh) * 2016-01-08 2017-07-18 伊顿制造（格拉斯哥）有限合伙莫尔日分支机构 不间断电源及其控制供电电路
CN108539743A (zh) * 2018-05-19 2018-09-14 北京合众汇能科技有限公司 一种高效节能型配电终端
WO2019033990A1 (zh) * 2017-08-18 2019-02-21 华为技术有限公司 供电设备的故障处理方法及装置

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101752881B (zh) * 2008-12-16 2012-05-02 台达电子工业股份有限公司 具有低功耗的不间断电源供应器
CN103329383A (zh) * 2011-01-28 2013-09-25 Sma太阳能技术股份公司 本地电源装置
CN103329383B (zh) * 2011-01-28 2015-07-29 Sma太阳能技术股份公司 本地电源装置
CN102629776A (zh) * 2012-03-26 2012-08-08 深圳市禾望电气有限公司 一种电力变换器的辅助供电系统及方法
WO2015143883A1 (zh) * 2014-03-24 2015-10-01 李璞 一种高效率的ups系统
CN106961146A (zh) * 2016-01-08 2017-07-18 伊顿制造（格拉斯哥）有限合伙莫尔日分支机构 不间断电源及其控制供电电路
CN106961146B (zh) * 2016-01-08 2021-05-14 伊顿制造（格拉斯哥）有限合伙莫尔日分支机构 不间断电源及其控制供电电路
WO2019033990A1 (zh) * 2017-08-18 2019-02-21 华为技术有限公司 供电设备的故障处理方法及装置
US11239756B2 (en) 2017-08-18 2022-02-01 Huawei Technologies Co., Ltd. Troubleshooting method and apparatus for power supply device
CN108539743A (zh) * 2018-05-19 2018-09-14 北京合众汇能科技有限公司 一种高效节能型配电终端

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201536275U (zh) 一种多功能开关电源
CN201045748Y (zh) 不间断电源
CN201035433Y (zh) 能量双向流动的电压调节器
CN103023128B (zh) 一种用于ups服务器的电源系统
CN101159379A (zh) 混合有源电力滤波器及其直流侧电压控制方法
CN102255332A (zh) 并网逆变装置
KR101128377B1 (ko) 전력품질개선 기능을 갖는 전기에너지 절전장치
CN102468682A (zh) 一种交直流两用的高压直流电源系统
CN101521393A (zh) 在线式不间断电源装置
CN101521392A (zh) 脱机式不间断电源装置
CN104079029A (zh) 电能回馈型电池充放电与分容设备
CN203027153U (zh) 一种通用的智能电网电力电子装置
CN103475032B (zh) 一种智能配用电柔性控制系统
CN102122833B (zh) 一种无主从自均流并网并联不间断电源系统的供电方法
CN201417949Y (zh) 混合型有源滤波器
CN102255356B (zh) 高效率的不间断电源
CN203942314U (zh) 电能回馈型电池充放电与分容设备
CN209593301U (zh) 一种现场作业便携式交流电源
CN102412733A (zh) 宽范围稳压稳频电源
CN201789335U (zh) 非常规大功率不间断电源
CN101521394A (zh) 在线式不间断电源装置
CN106411149A (zh) 一种基于串联补偿的全固态的斩波调压电路及调压方法
CN107453360A (zh) 一种供电质量优化装置及方法
CN202679286U (zh) 基于直流母线的抽油机井群控系统
TWI353104B (en) Online uninterrupted power supply device

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20151221

Address after: 215100, Jiangsu, Suzhou, Xiangcheng District friendship garden 115

Patentee after: Li Bo

Address before: 200032, Shanghai, Zhongshan two South Road, No. 5, building 520, Xuhui District

Patentee before: Aloha Power Electronics (Shanghai) Co., Ltd.

CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20080409