CN211556970U

CN211556970U - Ups设备的辅助电源供电拓扑结构和ups设备

Info

Publication number: CN211556970U
Application number: CN201922221169.0U
Authority: CN
Inventors: 张健
Original assignee: Guangzhou Shiyuan Electronics Thecnology Co Ltd; Guangzhou Shirui Electronics Co Ltd
Current assignee: Guangzhou Shiyuan Electronics Thecnology Co Ltd; Guangzhou Shirui Electronics Co Ltd
Priority date: 2019-12-11
Filing date: 2019-12-11
Publication date: 2020-09-22
Anticipated expiration: 2029-12-11

Abstract

本实用新型涉及一种UPS设备的辅助电源供电拓扑结构和UPS设备。本实用新型的UPS设备的辅助电源供电拓扑结构，包括：由整流后的市电为辅助电源供电的主回路、由电池模块为辅助电源供电的旁回路和第一开关，所述旁回路并接于所述主回路中；所述主回路的正极连接线通过所述第一开关与有源功率整流单元的母线电容连接，用于通过所述第一开关为有源功率整流单元母线电容的软启动充电。本实用新型的UPS设备的辅助电源供电拓扑结构和UPS设备可以使市电模式下和电池模式下的母线电容软启线路共用,简化了母线电容软启线路的结构，降低了母线电容软启线路的成本。

Description

UPS设备的辅助电源供电拓扑结构和UPS设备

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，特别是涉及一种UPS设备的辅助电源供电拓扑结构和UPS设备。

背景技术

在中功率的UPS(Uninterrupted Power Supply，不间断电源)应用中，相同功率等级下电池电压高则电流应力小，受限于元器件电流能力，为实现成本与性能的合理化应用，电池节数多的高电压类型UPS则逐渐成为业界中功率主流。

而伴随着电池高电压应用，电池模式下的母线电容软启则成为必须。同时，因市电和电池不共地，致使市电模式下和电池模式下的母线电容软启线路无法共用，极大的增加了母线电容软启线路成本。

实用新型内容

基于此，本实用新型提供了一种UPS设备的辅助电源供电拓扑结构和UPS设备，可以使市电模式下和电池模式下的母线电容软启线路共用。

第一方面，本实用新型提供了一种UPS设备的辅助电源供电拓扑结构，包括：

由整流后的市电为辅助电源供电的主回路、由电池模块为辅助电源供电的旁回路和第一开关，所述旁回路并接于所述主回路中；

所述主回路的正极连接线通过所述第一开关与有源功率整流单元的母线电容连接，用于通过所述第一开关为有源功率整流单元母线电容的软启动充电。

可选的，还包括由所述有源功率整流单元输出的母线为所述辅助电源供电的第二旁回路，所述第二旁回路并接于所述主回路中。

可选的，还包括第一电解电容，所述第一电解电容的正极与所述主回路的正极连接线连接，所述第一电解电容的负极与所述主回路的负极连接线连接。

可选的，所述第一开关为按钮开关或继电器开关。

可选的，还包括第二开关，所述整流后的市电的正极通过所述第二开关与所述主回路的正极连接线连接。

可选的，所述第二开关为按钮开关；

或者，

所述第二开关为继电器开关，且所述第二开关由所述UPS设备的DSP芯片控制。

可选的，还包括第一电阻，所述第一电阻串接于所述主回路的正极连接线中。

可选的，还包括第二电阻，所述第二电阻与所述第一开关串联。

第二方面，本实用新型提供了一种UPS设备，包括辅助电源、电池模块和有源功率整流单元，所述辅助电源、电池模块和有源功率整流单元之间的连接形式采用如本实用新型第一方面任一项所述的UPS设备的辅助电源供电拓扑结构。

在本实用新型中，通过将电池模块的输出与整流后的市电并接，实现了市电与电池同时为辅助电源供电，同时，在为辅助电源供电的主回路中引入一路电源至有源功率整流单元的母线，为有源功率整流单元母线电容的软启动充电，实现了共用市电模式下和电池模式下的母线电容软启线路，简化了母线电容软启线路的结构，降低了母线电容软启线路的成本。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型的技术方案。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例中UPS设备的辅助电源供电拓扑结构示意图；

图2为本实用新型一个实施例中第一开关的驱动电路示意图；

图3为本实用新型一个实施例中UPS设备的辅助电源供电拓扑结构示意图；

图4为本实用新型一个实施例中第二开关的驱动电路示意图；

图5为本实用新型一个实施例中UPS设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部内容。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶部”、“底部”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以是直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

下面给出几个具体的实施例，用于详细介绍本申请的技术方案。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图1为本申请一个示例性的实施例中的UPS设备的辅助电源供电拓扑结构示意图，如图1所示，本实施例提供的UPS设备包括辅助电源1、有源功率整流单元2、充电器3和电池模块4。

所述辅助电源1的电源供电拓扑结构包括由整流后的市电形成的主回路、由电池模块4供电形成的旁回路，以及第一开关5。

所述辅助电源1用于向UPS设备内部提供直流电源，以保证各控制电路的正常工作。所述有源功率整流单元2(PFC，Power FactorCorrection，功率因数校正)用于对UPS设备的母线进行功率因数校正，在本申请实施例中，所述有源功率整流单元2的输出侧采用直流母线电容，由于直流母线电容上的初始电压为零，在上电开通功率器件的瞬间会形成很大的瞬间的冲击电流，特别是大功率不间断电源，由于直流母线电容一般采用多个大容量的电容并联，形成的瞬间冲击电流更大，如此大的冲击电流往往会导致输入熔断器烧断，导致UPS设备不能正常运行。为了避免过大的冲击电流对设备造成的损坏，需要通过一定方法来限制这个冲击电流，使直流母线电容的电压缓慢升高，这就是软启动。

所述主回路的正极连接线一端连接至所述辅助电源1的正极连接端，另一端通过整流装置连接至市电的火电连接端，所述主回路的负极连接线一端连接至所述辅助电源1的负极连接端，另一端通过整流装置连接至市电的零电连接端，其中，上述整流装置可以是如图1中所述的第一二极管D1和第二二极管D2，在其他例子中，也可以是整流桥。

所述旁回路并接于所述主回路中，所述旁回路的正极连接线一端连接至所述电池的正极，另一端连接至所述主回路的正极连接线，所述旁回路的负极连接线一端连接至所述电池的负极，另一端连接至所述主回路的负极连接线，在一个例子中，所述旁回路的正极连接线的另一端通过第三二极管D3连接至所述主回路的正极连接线。

所述主回路的正极连接线还通过第一开关5与有源功率整流单元2的母线电容连接，用于通过所述第一开关5为有源功率整流单元2母线电容的软启动充电。

在一些例子中，有源功率整流单元2包括直流母线软启动电路，因此，所述第一开关5也可以是通过所述直流母线软启动电路与所述有源功率整流单元2的母线电容连接。

本实施例的工作原理为：

在市电上电后，市电和电池模块4通过所述主回路直接给辅助电源1供电，辅助电源1激活后，UPS设备的DSP芯片处理器开始工作，所述主回路上的市电电压通过第一开关5对所述有源功率整流单元2的母线电容的软启动充电，在没有市电电压时，由电池模块4为所述辅助电源1供电，用户通过按键激活辅助电源1后，UPS设备的DSP芯片处理器开始工作，所述主回路上的电池电压通过第一开关5对所述有源功率整流单元2的母线电容的软启动充电。

在所述有源功率整流单元2的母线电容的软启动充电完成后，需要断开所述第一开关5，在一些实施例中，所述第一开关5可以是按钮开关，由用户通过手动按钮操作实现第一开关5的接通与断开，在其他一些例子中，所述第一开关5还可以是继电器开关RL1，如图2所示，所述第一开关5为继电器开关时，可以是设置一个检测电路，用于检测母线电容是否充电完成，或用于检测有源功率整流单元2输出的母线电压是否达到预设值，并通过该检测电路来驱动所述继电器开关RL1。

如果市电直接长时间给辅助电源供电，辅助电源将存在市电浪涌冲击风险，因此，如图3所示，在一个示例性的实施例中，UPS设备的辅助电源供电拓扑结构还包括第二开关6，所述整流后的市电的正极通过所述第二开关6与所述主回路的正极连接线连接。

所述第二开关6用于，在辅助电源1激活，UPS设备的DSP芯片处理器开始工作后，切断市电对所述主回路的供电，以避免辅助电源在运行时存在市电浪涌风险。

在一些实施例中，所述第二开关6可以是按钮开关，由用户通过手动按钮操作实现第二开关6的接通与断开，在其他一些例子中，所述第二开关6还可以是继电器开关RL2，如图4所示，所述第二开关6为继电器开关时，可以是通过UPS设备的DSP芯片处理器来驱动所述继电器开关RL2，UPS设备的DSP芯片处理器开始工作后，发出信号驱动所述继电器开关RL2断开。

在断开所述第二开关6后，由所述电池模块4为所述辅助电源1提供电源，但由于电池模块4的输出电压不够稳定，由于所述有源功率整流单元输出的母线为经过整流和滤波后的电压，其电压值稳定，因此，如图3所示，在一个优选的实施例中，UPS设备的辅助电源供电拓扑结构还包括由所述有源功率整流单元输出的母线为所述辅助电源供电的第二旁回路，所述第二旁回路并接于所述主回路中。

所述第二旁回路的正极连接线一端连接至所述有源功率整流单元输出母线的正极，另一端连接至所述主回路的正极连接线，所述旁回路的负极连接线一端连接至所述有源功率整流单元输出母线的负极，另一端连接至所述主回路的负极连接线。

在一个示例性的实施例中，如图3所示，UPS设备的辅助电源供电拓扑结构还包括第一电解电容E1，所述第一电解电容E1的正极与所述主回路的正极连接线连接，所述第一电解电容E1的负极与所述主回路的负极连接线连接，所述第一电解电容E1用于对整流后的市电进行滤波。

在一个示例性的实施例中，如图3所示，UPS设备的辅助电源供电拓扑结构还包括第一电阻R1，所述第一电阻R1串接于所述主回路的正极连接线中。

在一个示例性的实施例中，如图3所示，UPS设备的辅助电源供电拓扑结构还包括第二电阻R2，所述第二电阻R2与所述第一开关5串联。

图5为本实用新型一个实施例中提供的UPS设备的结构示意图。UPS设备500包括辅助电源510、电池模块520、有源功率整流单元530和充电器540，所述辅助电源510、电池模块520和有源功率整流单元540之间的连接形式采用如上述任一实施例所记载的UPS设备的辅助电源供电拓扑结构。

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本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。

Claims

1.一种UPS设备的辅助电源供电拓扑结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的UPS设备的辅助电源供电拓扑结构，其特征在于：

还包括由所述有源功率整流单元输出的母线为所述辅助电源供电的第二旁回路，所述第二旁回路并接于所述主回路中。

3.根据权利要求1所述的UPS设备的辅助电源供电拓扑结构，其特征在于：

还包括第一电解电容，所述第一电解电容的正极与所述主回路的正极连接线连接，所述第一电解电容的负极与所述主回路的负极连接线连接。

4.根据权利要求1所述的UPS设备的辅助电源供电拓扑结构，其特征在于：

所述第一开关为按钮开关或继电器开关。

5.根据权利要求1至4任一项所述的UPS设备的辅助电源供电拓扑结构，其特征在于：

还包括第二开关，所述整流后的市电的正极通过所述第二开关与所述主回路的正极连接线连接。

6.根据权利要求5所述的UPS设备的辅助电源供电拓扑结构，其特征在于：

所述第二开关为按钮开关；

或者，

7.根据权利要求1所述的UPS设备的辅助电源供电拓扑结构，其特征在于：

还包括第一电阻，所述第一电阻串接于所述主回路的正极连接线中。

8.根据权利要求1所述的UPS设备的辅助电源供电拓扑结构，其特征在于：

还包括第二电阻，所述第二电阻与所述第一开关串联。

9.一种UPS设备，包括辅助电源、电池模块和有源功率整流单元，其特征在于：

所述辅助电源、电池模块和有源功率整流单元之间的连接形式采用如权利要求1至8任一项所述的UPS设备的辅助电源供电拓扑结构。