CN202817886U - 不间断电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型具体涉及一种不间断电源，所述不间断电源，包括：DC/AC变换电路，其输入端接直流电压，输出端接第二变压器的原边绕组，第一变压器的原边绕组接电网，第一变压器和第二变压器的副边均具有至少两个绕组，且每个副边绕组均接一个整流电路；与第一变压器相连的至少两个整流电路的输出端、与第二变压器相连的至少两个整流电路的输出端两两并联，该并联后的至少两个输出端作为该不间断电源的至少两个输出端；控制单元，用于对DC/AC变换电路进行控制，输出一个满足要求的交流电压。本实用新型能提供两路或多路电源，为不同的器件供电，由直流侧电压和电网电压共同供电，能实现不间断供电。
Description
技术领域
本实用新型属于新能源发电技术领域，尤其涉及一种不间断电源。
背景技术
目前风机变流器控制部分电路的供电大多取自电网再经UPS转换后获得，鉴于风电场电网的复杂性，电能质量往往相对比较恶劣，利用UPS给风机变流器供电可以确保变流器控制电源的质量，以防止在市电突然波动、甚至消失时，造成整个风电系统的崩溃。尤其在当今风电系统必须具备低电穿越功能的要求下，更加突显通过UPS给变流器供电的重要性。但是现今的很多UPS产品，在风电场使用过程中暴露出一些不足和问题：1、风机变流器系统通常希望获得两路或多路相互隔离的电源，以便给不同性质的器件分别供电，这对于一台UPS而言一般很难实现；2、UPS的故障率比较高，可维护性差，且UPS一旦故障，其故障无法收敛。
实用新型内容
本实用新型针对上述问题，提供了一种不间断电源，能够提供两路或多路供电电源。
为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案，所述不间断电源，包括：
DC/AC变换电路，其输入端接直流电压，用于将直流电压转换成交流电压；第一变压器，其原边具有一个绕组，该原边绕组接电网，副边具有至少两个绕组，该至少两个副边绕组中每个副边绕组均接一个整流电路；第二变压器，其原边具有一个绕组，该原边绕组接DC/AC变换电路的输出端，副边具有至少两个绕组，该至少两个副边绕组中每个副边绕组均接一个整流电路；与第一变压器相连的至少两个整流电路的输出端、与第二变压器相连的至少两个整流电路的输出端两两并联，该并联后的至少两个输出端作为该不间断电源的至少两个输出端；控制单元，其输入端与不间断电源的至少两个输出端中的一个输出端或数个输出端相连，用于采集一个输出端或数个输出端的电能参数，并判断该电能参数是否小于一个预设值，如果小于该预设值，则控制DC/AC变换电路对直流电压进行变换，输出一个满足要求的交流电压。
电网电压经第一变压器和相应的整流电路输出两路或多路电源，调整变压器各个副边线圈的匝数，就可获得电能参数不同的电源，为不同的器件供电；当电网正常时由电网提供电源，当电网电压产生跌落或者消失时，DC/AC变换电路将光伏电池直流母线电压或者变流器直流侧电压转换成交流电压，由该交流电压经第二变压器和相应的整流电路后输出的两路或多路直流电能补偿电网电压的不足。
进一步的，所述第一变压器的至少两个副边绕组中每个副边绕组的匝数相同，所述第二变压器的至少两个副边绕组中每个副边绕组的匝数相同，所述不间断电源的至少两个输出端中的一个输出端或数个输出端还与第一DC/DC开关电源相连。为了获得更等级的输出电压，该DC/DC开关电源还可以再与第二DC/DC开关电源开关电源相连。
进一步的，所述不间断电源还包括采样检测电路，所述采样检测电路的输入端接不间断电源的一个输出端或数个输出端，所述采样检测电路的输出端与控制单元相连。
进一步的，所述不间断电源的至少两个输出端中的一个输出端与储能电容池相连。
进一步的，所述不间断电源的至少两个输出端中的一个输出端的正极与储能电容池之间反向串联有一个二极管，所述二极管两端并联一个电阻。
进一步的，所述控制单元还通过CAN通信接口和监控系统相连。
进一步的，所述控制单元还通过安全链与监控系统相连。
进一步的，所述第一DC/DC开关电源还通过数字量输入接口与控制单元相连。
进一步的，所述第一变压器为隔离变压器，所述第二变压器为高频脉冲变压器。
本实用新型能提供两路或多路电源，为不同的器件供电，在直流侧电压和电网电压两种供电方式之间进行切换，能实现不间断供电。
附图说明
图1是本实用新型的一个实施例的结构示意图；
图2是本实用新型的一个实施例的结构示意图；
图3是本实用新型的一个实施例的结构示意图；
图4是本实用新型的一个实施例的结构示意图；
图5是本实用新型的一个实施例的结构示意图。
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清楚、完整地描述，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。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
如图1所示，本实用新型的一个实施例包括：
DC/AC变换电路10，其输入端接直流电压，用于将直流电压转换成交流电压；其中，所述直流电压可以是光伏电池的直流母线电压或者是风机变流器的直流侧电压等；
第一变压器40a，其原边具有一个绕组，该原边绕组接电网，副边具有两个绕组，两个副边绕组分别接第三整流电路50c和第四整流电路50d；
第二变压器40b，其原边具有一个绕组，该原边绕组接DC/AC变换电路10的输出端，副边具有两个绕组，两个副边绕组分别接第一整流电路50a和第二整流电路50b；
第一整流电路50a和第四整流电路50d并联后输出的A路直流电压作为第一输出60，第二整流电路50b和第三整流电路50c输出的B路直流电压作为第二输出70；
控制单元20，其输入端可以接第一输出端60和第二输出端70中的一个或两个，用于采集A路直流电压和B路直流电压中的一个或两个并判断该直流电压是否低于预设的电压，当控制单元20只接其中的一路输出时，由于第一变压器40a原边为一个绕组，副边为同一磁芯上的两组绕组，所以另一路输出的直流电压可以根据副边绕组的匝数比计算获得，如果该一路或两路直流电压小于所述预设的电压值，则控制单元20以检测到的其中一路电压值作为反馈量，对DC/AC变换电路10进行闭环控制，对直流电压进行斩波、变压及整流后输出直流电，对电网电压不稳定造成的不足进行补偿，由于第二变压器40b原边为一个绕组，副边为同一磁芯上的两组绕组，所以不管对A路电压或B路电压中的哪一路进行补偿，另一路都能相应的获得补偿。
在其他实施例中，副边绕组也可以为三个或者更多，这样就能获得更多路的直流电压实现对更多不同器件供电。
当电网正常时，由电网的220VAC经第一变压器40a后分成两路交流电压，该交流电压经第三整流电路50c、第四整流电路50d后形成两路相互隔离的直流输出电压。当电网电压产生跌落或消失时，控制单元20会检测到两路输出中的一路或两路电压值低于一个预设的值，控制单元20以检测到的其中一路电压值作为反馈量，对DC/AC变换电路10进行闭环控制，输出一个满足要求的交流电压，对电网电压不稳定造成的不足进行补偿，并且由于第二变压器40b原边为一个绕组，副边为同一磁芯上的两组绕组，所以能同时补偿两路直流电源的不足，实现了电网供电和变流器直流侧电压供电（或光伏电池供电）两种供电方式之间的零切换，实现了两路不间断直流供电电源。通过对变压器输出分别整流，可提供两路相互隔离的供电电源。
进一步的，在其他实施例中，所述第一变压器40a的至少两个副边绕组中每个副边绕组的匝数相同，所述第二变压器40b的至少两个副边绕组中每个副边绕组的匝数相同。副边绕组的匝数相同可以使其输出具有一致性，这样只需对一路进行调整，就能同时使另一路获得同样的补偿，可以避免一些计算。但是由于两路输出完全一样，如果想获得不同的直流电压给不同性质的器件供电，就需要进一步对其中一路电压进行变压。在本实施例中，如图3所示，所述第一输出60连接了第一DC/DC开关电源61，这样经第一DC/DC开关电源61变压后就可获得与第二输出70不同的直流电压。为了获得更多等级的输出电压，在如图4所示的其他实施例中，所述第一DC/DC开关电源61还与第二DC/DC开关电源62相连。以风机变流器的应用为例，第一DC/DC开关电源61输出的直流电压可以给非开关性器件控制电源例如变流器控制电源供电，第二输出70输出的直流电压可以给开关性器件控制电源例如接触器线包供电，第二DC/DC开关电源62输出的直流电压可以给控制单元20例如DSP处理器供电。
进一步的，如图2、3、4、5所示，不间断电源还包括采样检测电路30，所述采样检测电路30的输入端接不间断电源的一个输出端或数个输出端，所述采样检测电路30的输出端与控制单元相连。由采样检测电路30采集检测电压值再传输给控制单元20。在其他实施例中，采样检测电路也可以集成在控制单元20里。
进一步的，如图3、4、5所示，在其他实施例中，所述不间断电源的至少两个输出端中的一个输出端与储能电容池71相连。该输出端的正极与储能电容池之间还可以进一步反向串联二极管D1，所述二极管D1的两端并联电阻R1。当不间断电源的至少两个输出端中的一个输出端接开关性器件控制电源例如接触器线包时，由于接触器线包在动作时需要较大的能量，所以为安全可靠起见，对该输出端增加储能电容池以增强其不间断供电的能力。
进一步的，所述控制单元20还通过CAN通信接口22和监控系统24相连。当其发生故障时，控制单元20可以对所述不间断电源进行检测，并将故障上传至监控系统24。进一步的，所述控制单元20还通过安全链21与监控系统24相连。控制单元20与监控系统24之间除了通信方式作为故障上传途径以外，还有一条安全链作为系统故障收敛的保障，可以进一步确保系统的安全。所述安全链的主体一般为一个电压回路，一旦这个回路的任何一处发生断路，控制单元20就能检测到，然后会做出相应的保护动作例如停机等。
进一步的，如图5所示，所述第一DC/DC开关电源61还通过数字量输入接口23与控制单元20相连。当第一DC/DC开关电源61出现故障时，数字量输入接口23能检测到第一DC/DC开关电源61出现的故障，并将该故障信息传送给控制单元20，控制单元20可以采取相应的保护动作例如停机。这样可以进一步确保系统的安全，便于故障收敛。
进一步的，所述第一变压器40a为隔离变压器，所述第二变压器40b为高频脉冲变压器。
需要说明的是，由变流器直流侧电压（或光伏电池母线电压）经过变换补偿电网电压的时间可根据系统需要设定，但是要考虑到风机变流器不应在电网长时间跌落或消失的情况下持续工作，以保障风机变流器能够实现LVRT的同时，确保风机变流器在电网长时间跌落或消失的情况下有足够的时间完成整个系统的安全停机。
Claims (10)
1.一种不间断电源，其特征在于：包括：
DC/AC变换电路，其输入端接直流电压，用于将直流电压转换成交流电压；
第一变压器，其原边具有一个绕组，该原边绕组接电网，副边具有至少两个绕组，该至少两个副边绕组中每个副边绕组均接一个整流电路；
第二变压器，其原边具有一个绕组，该原边绕组接DC/AC变换电路的输出端，副边具有至少两个绕组，该至少两个副边绕组中每个副边绕组均接一个整流电路；
与第一变压器相连的至少两个整流电路的输出端、与第二变压器相连的至少两个整流电路的输出端两两并联，该并联后的至少两个输出端作为该不间断电源的至少两个输出端；
控制单元，其输入端与不间断电源的至少两个输出端中的一个输出端或数个输出端相连，用于采集一个输出端或数个输出端的电能参数，并判断该电能参数是否小于一个预设值，如果小于该预设值，则控制DC/AC变换电路对直流电压进行变换，输出一个交流电压。
2.根据权利要求1所述的不间断电源，其特征在于：所述第一变压器的至少两个副边绕组中每个副边绕组的匝数相同，所述第二变压器的至少两个副边绕组中每个副边绕组的匝数相同，所述不间断电源的至少两个输出端中的一个输出端或数个输出端还与第一DC/DC开关电源相连。
3.根据权利要求1所述的不间断电源，其特征在于：所述不间断电源还包括采样检测电路，所述采样检测电路的输入端接不间断电源的一个输出端或数个输出端，所述采样检测电路的输出端与控制单元相连。
4.根据权利要求2所述的不间断电源，其特征在于：所述第一DC/DC开关电源还与第二DC/DC开关电源相连。
5.根据权利要求1－4的任意一项所述的不间断电源，其特征在于：所述不间断电源的至少两个输出端中的一个输出端与储能电容池相连。
6.根据权利要求5所述的不间断电源，其特征在于：所述不间断电源的至少两个输出端中的一个输出端的正极与储能电容池之间反向串联有一个二极管，所述二极管两端并联一个电阻。
7.根据权利要求1所述的不间断电源，其特征在于：所述控制单元还通过CAN通信接口和监控系统相连。
8.根据权利要求1或7所述的不间断电源，其特征在于：所述控制单元还通过安全链与监控系统相连。
9.根据权利要求2所述的不间断电源，其特征在于：所述第一DC/DC开关电源还通过数字量输入接口与控制单元相连。
10.根据权利要求1所述的不间断电源，其特征在于：所述第一变压器为隔离变压器，所述第二变压器为高频脉冲变压器。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN106100108A (zh) * | 2016-08-16 | 2016-11-09 | 河北五良盟合环保技术有限公司 | 一种自适应不对称双路供电装置 |
| CN109660015A (zh) * | 2019-02-15 | 2019-04-19 | 成都信息工程大学 | 具有无缝切换能力的不间断电源及不间断供电方法 |
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