CN204046235U - 一种不间断电源 - Google Patents

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杨戈戈
陈佳
邓超
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Abstract

本实用新型涉及电源，尤其涉及一种不间断电源。本实用新型提供了一种不间断电源，包括电池、双向变换器、控制器、功率因数修正器、母线电容和逆变器，其中，所述功率因数修正器、母线电容、逆变器串联，所述母线电容通过所述双向变换器与所述电池连接，所述双向变换器、逆变器、功率因数修正器分别与所述控制器连接。本实用新型的有益效果是：双向变换器升压工作的时候，电池电流连续，没有传统电路大纹波电流，避免对电池的伤害，有效延长电池寿命；另外该双向变换器可以工作于双向变换，避免传统电路中充电电路和放电电路相互独立，有效利用了元器件，降低电路成本。

Description

一种不间断电源
技术领域
本实用新型涉及电源，尤其涉及一种不间断电源。
背景技术
UPS（Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply），即不间断电源，是将蓄电池（多为铅酸免维护蓄电池）与主机相连接，通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备如电磁阀、压力变送器等提供稳定、不间断的电力供应。当市电输入正常时，UPS 将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS就是一台交流市电稳压器，同时它还向机内电池充电；当市电中断（事故停电）时， UPS 立即将电池的直流电能，通过逆变零切换转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。UPS 设备通常对电压过高或电压过低都能提供保护。
现有的1-3K在线式UPS电池升压电路和电池充电电路相互独立，两者不能同时工作，造成器件浪费，机器成本高。UPS处于市电模式时候，电池升压推挽电路不工作；UPS处于电池模式的时候，充电电路不工作。且现有的电池升压电路采用推挽电路，电池放电电流纹波很大，影响电池寿命。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供了一种电池升压电路和电池充电电路可同时工作并且电池放电电流纹波较小的不间断电源。
本实用新型提供了一种不间断电源，包括电池、双向变换器、控制器、功率因数修正器、母线电容和逆变器，其中，所述功率因数修正器、母线电容、逆变器串联，所述母线电容通过所述双向变换器与所述电池连接，所述双向变换器、逆变器、功率因数修正器分别与所述控制器连接。
作为本实用新型的进一步改进，所述功率因数修正器接市电。
作为本实用新型的进一步改进，所述逆变器接负载。
作为本实用新型的进一步改进，所述逆变器通过第一开关接负载，所述第一开关与所述控制器连接。
作为本实用新型的进一步改进，所述控制器接负载。
作为本实用新型的进一步改进，所述控制器连接有显示器及按键。
作为本实用新型的进一步改进，所述控制器连接有辅助电源。
作为本实用新型的进一步改进，所述双向变换器为双向DC-DC变换器。
本实用新型的有益效果是：通过上述方案，双向变换器升压工作的时候，电池电流连续，没有传统电路大纹波电流，避免对电池的伤害，有效延长电池寿命；另外该双向变换器可以工作于双向变换，避免传统电路中充电电路和放电电路相互独立，有效利用了元器件，降低电路成本。
附图说明
图1是本实用新型一种不间断电源的架构图；
图2是本实用新型一种不间断电源的双向变换器的电路图；
图3是本实用新型一种不间断电源的电池软启动时序图；
图4是本实用新型一种不间断电源的boost-push pull工作方式示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本实用新型进一步说明。
图1至图4中的附图标号为：不间断电源1；电池100；双向变换器200；控制器300；功率因数修正器400；母线电容500；逆变器600；辅助电源700；显示器及按键800；市电2；负载3。
如图1所示，一种不间断电源1，包括电池100、双向变换器200、控制器300、功率因数修正器400、母线电容500和逆变器600，其中，所述功率因数修正器400、母线电容500、逆变器600串联，所述母线电容500通过所述双向变换器200与所述电池100连接，所述双向变换器200、逆变器600、、功率因数修正器400分别与所述控制器00连接。
如图1所示，所述功率因数修正器400的一端接市电2，另一端接母线电容500。
功率因数修正器400简称PFC，PFC的英文全称为“Power Factor Correction”，意思是“功率因数校正”，功率因数指的是有效功率与总耗电量（视在功率）之间的关系，也就是有效功率除以总耗电量（视在功率）的比值。 基本上功率因素可以衡量电力被有效利用的程度，当功率因素值越大，代表其电力利用率越高。计算机开关电源是一种电容输入型电路，其电流和电压之间的相位差会造成交换功率的损失，此时便需要PFC电路提高功率因数。目前的PFC有两种，一种为被动式PFC（也称无源PFC）和主动式PFC（也称有源式PFC）。
如图1所示，所述逆变器500的一端接负载3，另一端接母线电容500。
如图1所示，所述逆变器500通过第一开关接负载3，所述第一开关与所述控制器300连接。
如图1所示，所述控制器300连接有显示器及按键800。
如图1所示，所述控制器300连接有辅助电源700。
如图1所示，所述双向变换器200为双向DC-DC变换器。
如图2所示，Q1、Q2为电池升压开关管，Q3、Q4为电池降压开关管，L1为boost电感，L1的副边绕组为电池软启动电路，工作过程描述如下。
A：电池软启动：电池软启动是指UPS从电池开机，通过软启动电路将母线电容500（又称为BUS电容）从0V充电到额定值(比如350V)的过程。电池软启动过程中，电池升压开关管Q1、Q2 PWM相位相差180°，电池升压开关管Q1、Q2的占空比小于40%，从0慢慢增大，电池升压开关管Q1、Q2有同时关闭的时候。参考图3，t0的时候电池升压开关管Q1开通，电池升压开关管Q2关闭，电池电流流过boost电感L1，此时boost电感L1储能；t1时刻电池升压开关管Q1关闭，boost电感L1通过二极管D3、D4释放能量，对BUS电容进行充电。t2时刻电池升压开关管Q2导通，重复电池升压开关管Q1导通的过程，boost电感L1储能；t3时刻电池升压开关管Q2关闭，boost电感L1释放能量对BUS电容；t4时刻下一个开关周期开始。
B:BOOST-PUSH PULL工作方式：该方式Q1/Q2占空比大于50%。 t0时刻电池升压开关管Q1导通，电池升压开关管Q2依然导通，此时变压器短路，boost电感L1储能；t1时刻电池升压开关管Q2关闭，此时boost电感L1开始释放能量，boost电感L1上形成正向电压，变压器通过电池升压开关管Q1推挽升压；t2时刻电池升压开关管Q2导通，boost电感L1储能；t3时刻电池升压开关管Q1关闭，boost电感L1形成正向电压，变压器通过电池升压开关管Q2推挽升压；t4时刻电池升压开关管Q1导通，开始下一周期。
C:正激降压充电工作方式：该工作方式下电池降压开关管Q3、Q4同时导通，电池升压开关管Q1、Q2关闭。电池降压开关管Q3、Q4占空比小于50%，当电池降压开关管Q3、Q4导通的时候，BUS电容上的电压通过变压器在boost电感L1右端产生电压，然后通过boost电感L1滤波对电池进行充电；当电池降压开关管Q3、Q4关闭的时候，变压器通过二极管D1、D2去磁。
本实用新型提供的一种不间断电源1，通过双向变换器200替代传统的推挽升压和反激降压两部分电路，双向变换器200升压工作的时候，电池电流连续，没有传统电路大纹波电流，避免对电池100的伤害，有效延长电池寿命；另外该双向变换器200可以工作于双向变换，避免传统电路中充电电路和放电电路相互独立，有效利用了元器件，降低电路成本。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种不间断电源，其特征在于：包括电池、双向变换器、控制器、功率因数修正器、母线电容和逆变器，其中，所述功率因数修正器、母线电容、逆变器串联，所述母线电容通过所述双向变换器与所述电池连接，所述双向变换器、逆变器、功率因数修正器分别与所述控制器连接。
2.根据权利要求1所述的不间断电源，其特征在于：所述功率因数修正器接市电。
3.根据权利要求1所述的不间断电源，其特征在于：所述逆变器接负载。
4.根据权利要求3所述的不间断电源，其特征在于：所述逆变器通过第一开关接负载，所述第一开关与所述控制器连接。
5.根据权利要求1所述的不间断电源，其特征在于：所述控制器连接有显示器及按键。
6.根据权利要求1所述的不间断电源，其特征在于：所述双向变换器为双向DC-DC变换器。
7.根据权利要求1所述的不间断电源，其特征在于：所述控制器连接有辅助电源。
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Assignee: Guangdong Foster, John Watson industrial technology Co., Ltd

Assignor: Shenzhen Kstar Technology Co., Ltd.

Contract record no.: 2017440020038

Denomination of utility model: Parallel synchronous phase locking method of uninterrupted power source

Granted publication date: 20141224

License type: Common License

Record date: 20170526