CN208986675U - Ups装置 - Google Patents

Abstract

一种UPS装置，包括滤波模组，对输入交流进行滤波；PFC模组，对输入交流进行整流，并进行功率因数的校正；母线组，从PFC模块获取直流电源；母线组包括正极母线及负极母线；储能模组，用于存储电能；充电模组，从母线组获取电能，并向储能模组输出充电电压；升压模组，用于对储能模组的输出电压进行调节，并向母线组提供直流电源；逆变模组，用于将母线组上的直流电逆变为交流电输出；通过充电模组从母线组获取电源向储能模组充电，由于PFC模组具有一定电源稳定调节能力，能持续输出稳定的直流电压，从而避免输入交流的波动对充电模组的工作造成影响，令充电模组能向储能模组提供稳定的充电电源，同时提升充电模组的使用寿命。

Description

UPS装置

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术，特别是涉及一种UPS装置。

背景技术

UPS(Uninterruptible Power Supply，不间断电源)广泛应用于电力、电信、金融、政府、制造等多个行业，它可以保障在停电之后继续工作一段时间，使用户不致因停电而影响工作或丢失数据。为实现电能的存储，UPS中一般包含电池组及用于向电池组充电的充电模块。传统方案的UPS装置中的充电模块一般利用市电交流为电池组进行充电，然而市电电源容易出现较大波动，充电模块在交流电压波动较大时，无法稳定向电池组电池组提供电源，同时充电模块可能因交流的过电压而受损。

实用新型内容

基于此，有必要针对交流电源波动充电模块造成影响的问题，提供一种UPS装置。

一种UPS装置，包括：

滤波模组，用于对输入交流进行滤波；

PFC模组，用于对输入交流进行整流，并进行功率因数的校正；

母线组，用于从所述PFC模块获取直流电源；所述母线组包括正极母线及负极母线；

储能模组，用于存储电能；

充电模组，用于从所述母线组获取电能，并向所述储能模组输出充电电压；

升压模组，用于对所述储能模组的输出电压进行调节，并向所述母线组提供直流电源；

逆变模组，用于将所述母线组上的直流电逆变为交流电输出。

上述UPS装置，通过充电模组从母线组获取电源向储能模组充电，由于PFC模组具有一定电源稳定调节能力，能持续输出稳定的直流电压，从而避免输入交流的波动对充电模组的工作造成影响，令充电模组能向储能模组提供稳定的充电电源，同时提升充电模组的使用寿命。

在其中一个实施例中，所述升压模组设有第一直流输入端、第二直流输入端、第一直流输出端、及第二直流输出端；所述升压模组的第一直流输入端、第二直流输出端分别连接所述储能模组的正极及负极；所述升压模组的第一直流输出端、第二直流输出端向所述母线组输出直流电压；所述升压模组包括整流桥BD1、开关管Q1、开关管Q2、及变压器T1；所述变压器T1的一次绕组的同名端与第二直流输入端之间连接所述开关管Q1；所述变压器T1的一次绕组的异名端与第二直流输入端之间连接所述开关管Q2；所述变压器T1的一次绕组上设有第一节点，所述变压器T1的一次绕组的节点连接第一直流输入端；所述变压器T1的二次绕组的同名端连接所述整流桥BD1的第一交流输入端，所述变压器T1的二次绕组的异名端连接所述整流桥BD1的第二交流输入端，所述变压器T1的二次绕组上设有第二节点，所述变压器T1的二次绕组的第二节点接地；所述整流桥BD1的正极端连接所述升压模组的第一直流输出端，所述整流桥BD1的负极端连接所述升压模组的第二直流输出端。

在其中一个实施例中，所述逆变模组设有第一交流输出端及第二交流输出端，所述逆变模组包括电容C1、电容C2、电容C3、开关管Q3、开关管Q4、及电感L1；所述电容C1及所述电容C2串联设置在所述正极母线与所述负极母线之间；所述电容C1与所述电容C2之间的节点连接所述逆变模组的第二交流输出端；所述开关管Q3及所述开关管Q4串联设置在所述正极母线与所述负极母线之间，所述开关管Q3与所述开关管Q4之间的节点与第一交流输出端之间连接所述电感L1；所述第一交流输出端与所述第二交流输出端之间连接所述电容C3。

在其中一个实施例中，所述充电模组包括第一调压模块及第二调压模块；所述第一调压模块及所述第二调压模块通过母线组获得电能，并转换为适应所述储能模组的充电电压。

在其中一个实施例中，所述升压模组还包括保险管F1，所述变压器T1的一次绕组的第一节点与第一直流输入端之间连接所述保险管F1。

在其中一个实施例中，还包括控制模组，所述滤波模组与所述PFC模组模组之间连接有控制模组，所述控制模组控制所述滤波模组与所述PFC模组模组之间的导通与分断。

在其中一个实施例中，所述控制模组为继电器。

附图说明

图1为本实用新型的一较佳实施例的UPS装置的结构图；

图2为图1所示的UPS装置的电路图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将对本实用新型进行更全面的描述。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

请参阅图1及图2，为本实用新型一较佳实施方式的UPS装置100，用于在市电停电时的电力供应。该UPS装置100包括：

滤波模组20，用于对输入交流进行滤波；

PFC模组30，用于对输入交流进行整流，并进行功率因数的校正；

母线组，用于从PFC模块获取直流电源；母线组包括正极母线41及负极母线42；

储能模组50，用于存储电能；

充电模组60，用于从母线组获取电能，并向储能模组50输出充电电压；

升压模组70，用于对储能模组50的输出电压进行调节，并向母线组提供直流电源；

逆变模组80，用于将母线组上的直流电逆变为交流电输出。

通过充电模组60从母线组获取电源向储能模组50充电，由于PFC模组30具有一定电源稳定调节能力，能持续输出稳定的直流电压，从而避免输入交流的波动对充电模组60的工作造成影响，令充电模组60能向储能模组50提供稳定的充电电源，同时提升充电模组60的使用寿命。

在其中一个实施方式中，为实现储能模组50输出电压的升压，升压模组70设有第一直流输入端、第二直流输入端、第一直流输出端、及第二直流输出端；升压模组70的第一直流输入端、第二直流输出端分别连接储能模组50的正极及负极；升压模组70的第一直流输出端、第二直流输出端向母线组输出直流电压；

升压模组70包括整流桥BD1、开关管Q1、开关管Q2、及变压器T1；变压器T1的一次绕组的同名端与第二直流输入端之间连接开关管Q1；变压器T1的一次绕组的异名端与第二直流输入端之间连接开关管Q2；变压器T1的一次绕组上设有第一节点，变压器T1的一次绕组的节点连接第一直流输入端；变压器T1的二次绕组的同名端连接整流桥BD1的第一交流输入端，变压器T1的二次绕组的异名端连接整流桥BD1的第二交流输入端，变压器T1的二次绕组上设有第二节点，变压器T1的二次绕组的第二节点接地；整流桥BD1的正极端连接升压模组70的第一直流输出端，整流桥BD1的负极端连接升压模组70的第二直流输出端。

开关管Q1与开关管Q2之间错开导通，令变压器T1上的磁通不断变换，在变压器的二次侧上产生高频交流电压，经整流桥BD1整流后，形成直流；具体地，通过调节开关管Q1或开关管Q2的占空比，能使升压模组70输出的直流电压与母线组上的直流电压对应。

在其中一个实施方式中，为利用逆变模组80实现交流输出，逆变模组80采用半桥逆变结构，具体地，逆变模组80设有第一交流输出端及第二交流输出端，逆变模组80包括电容C1、电容C2、电容C3、开关管Q3、开关管Q4、及电感L1；电容C1及电容C2串联设置在正极母线41与负极母线42之间；电容C1与电容C2之间的节点连接逆变模组80的第二交流输出端；开关管Q3及开关管Q4串联设置在正极母线41与负极母线42之间，开关管Q3与开关管Q4之间的节点与第一交流输出端之间连接电感L1；第一交流输出端与第二交流输出端之间连接电容C3；具体地，在本实施方式中，正极母线41依次经过电容C1、电容C2、整流桥BD1、及变压器T1的二次绕组后，连接负极母线42；通过开关管Q3与开关管Q4的错开通断，从而可实现第一交流输出端与第二交流输出端之间的交流输出。在其他实施方式中，逆变模组80还可采用全桥逆变结构。

在其中一个实施方式中，为提高充电模组60的稳定性，减少充电模块的故障率，充电模组60包括第一调压模块61及第二调压模块62；第一调压模块61及第二调压模块62通过母线组获得电能，并转换为适应储能模组50的充电电压；当第一调压模块61及第二调压模块62其中一个出现故障时，另一个继续运行，从而提高充电模组60的稳定性；具体地，第一调压模块61设有第三直流输入端、第四直流输入端、第一正充电端、及第一负充电端；第二调压模块62设有第五直流输入端、第六直流输入端、第二正充电端、及第二负充电端；第一调压模块61的第三直流输入端连接正极母线41，第一调压模块61的第四直流输入端、第二调压模块62的第五直流输入端连接电容C1与电容C2之间的节点；第二调压模块62的第六直流输入端连接负极母线42，具体地，第二调压模块62的第六直流输入端通过升压模块连接负极母线42；具体地，第一调压模块61及第二调压模块62可采用升降压式斩波电路结构，以实施储能单元充电电压的调节；第一调压模块61通过第一正充电端及第一负充电端向储能模组50充电；第二调压模块62通过第三正充电端及第四负充电端向储能模组50充电。

在其中一个实施方式中，为避免在储能模组50通过升压模组70升压时，储能模组50因输出电流过大而受损，升压模组70还包括保险管F1，变压器T1的一次绕组的第一节点与第一直流输入端之间连接保险管F1；当储能模组50输出电流过大时，保险管F1熔断，从而向储能模组50提供保护。

在其中一个实施方式中，为方便控制PFC模组30、升压模组70、及逆变模组80的停止及启动，UPS装置100还包括控制模组90，滤波模组20与PFC模组30模组之间连接有控制模组90，控制模组90控制滤波模组20与PFC模组30模组之间的导通与分断；通过滤波模组20与PFC模组30模组之间的导通与分断，从而能控制PFC模组30、升压模组70、及逆变模组80的停止及启动。

在其中一个实施方式中，控制模组90为继电器；在本实施方式中，控制模组90的公共端子连接滤波模组20，控制模组90的常开端子连接PFC模组30。

具体地，在本实施方式中，储能模组50为蓄电池组。

本实施例中，通过充电模组从母线组获取电源向储能模组充电，由于PFC模组具有一定电源稳定调节能力，能持续输出稳定的直流电压，从而避免输入交流的波动对充电模组的工作造成影响，令充电模组能向储能模组提供稳定的充电电源，同时提升充电模组的使用寿命。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本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，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种UPS装置，其特征在于，包括：

滤波模组，用于对输入交流进行滤波；

PFC模组，用于对输入交流进行整流，并进行功率因数的校正；

母线组，用于从所述PFC模块获取直流电源；所述母线组包括正极母线及负极母线；

储能模组，用于存储电能；

充电模组，用于从所述母线组获取电能，并向所述储能模组输出充电电压；

升压模组，用于对所述储能模组的输出电压进行调节，并向所述母线组提供直流电源；及

逆变模组，用于将所述母线组上的直流电逆变为交流电输出。

2.根据权利要求1所述的UPS装置，其特征在于，所述升压模组设有第一直流输入端、第二直流输入端、第一直流输出端、及第二直流输出端；所述升压模组的第一直流输入端、第二直流输出端分别连接所述储能模组的正极及负极；所述升压模组的第一直流输出端、第二直流输出端向所述母线组输出直流电压；所述升压模组包括整流桥BD1、开关管Q1、开关管Q2、及变压器T1；所述变压器T1的一次绕组的同名端与第二直流输入端之间连接所述开关管Q1；所述变压器T1的一次绕组的异名端与第二直流输入端之间连接所述开关管Q2；所述变压器T1的一次绕组上设有第一节点，所述变压器T1的一次绕组的节点连接第一直流输入端；所述变压器T1的二次绕组的同名端连接所述整流桥BD1的第一交流输入端，所述变压器T1的二次绕组的异名端连接所述整流桥BD1的第二交流输入端，所述变压器T1的二次绕组上设有第二节点，所述变压器T1的二次绕组的第二节点接地；所述整流桥BD1的正极端连接所述升压模组的第一直流输出端，所述整流桥BD1的负极端连接所述升压模组的第二直流输出端。

3.根据权利要求2所述的UPS装置，其特征在于，所述逆变模组设有第一交流输出端及第二交流输出端，所述逆变模组包括电容C1、电容C2、电容C3、开关管Q3、开关管Q4、及电感L1；所述电容C1及所述电容C2串联设置在所述正极母线与所述负极母线之间；所述电容C1与所述电容C2之间的节点连接所述逆变模组的第二交流输出端；所述开关管Q3及所述开关管Q4串联设置在所述正极母线与所述负极母线之间，所述开关管Q3与所述开关管Q4之间的节点与第一交流输出端之间连接所述电感L1；所述第一交流输出端与所述第二交流输出端之间连接所述电容C3。

4.根据权利要求3所述的UPS装置，其特征在于，所述充电模组包括第一调压模块及第二调压模块；所述第一调压模块及所述第二调压模块通过母线组获得电能，并转换为适应所述储能模组的充电电压。

5.根据权利要求2所述的UPS装置，其特征在于，所述升压模组还包括保险管F1，所述变压器T1的一次绕组的第一节点与第一直流输入端之间连接所述保险管F1。

6.根据权利要求1所述的UPS装置，其特征在于，还包括控制模组，所述滤波模组与所述PFC模组模组之间连接有控制模组，所述控制模组控制所述滤波模组与所述PFC模组模组之间的导通与分断。

7.根据权利要求6所述的UPS装置，其特征在于，所述控制模组为继电器。