CN218648614U - 不断电电源供应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及不断电电源供应装置，其包括：多个输入端子，分别与2个以上的电源连接；多个电力变换模块，利用通过输入端子输入的电力生成不断电电力；多个电池模块，存储在不断电电源供应装置中生成的电力；以及控制模块，对在输入端子处断开向负载传输的电力的输入断路器的工作进行控制。根据本实用新型，通过双重输入可稳定地向负载供电。

Description

不断电电源供应装置

技术领域：

本实用新型涉及不断电电源供应装置，涉及包括两个或两个以上的输入及输出断路器的双重结构的不断电电源供应装置。

背景技术：

不断电电源供应装置(uninterruptible power supply，UPS)是在电网的电压下降及断电时，利用内部电池向负载不断电地供应稳定的电能的装置。UPS经常连接到电网，检测电源并确认供应电网的电能时是否发生异常，当发生异常时，利用内部电池的能量，向负载处供应电能。

UPS可包括用于供应电源的硬件装置和运行硬件的软件。UPS利用软件来控制硬件装置，由此执行不断电地供电的功能。UPS的功能典型包括用于保持AC输出电压的DC/AC逆变器控制功能、电力系统监控功能、转换功能及通信功能。

为了在几百至几千分之一秒的短时间和几十小时的长时间断电时也持续供电，UPS可包括特殊结构的硬件装置和独特算法的软件。

不断电电源供应装置相关现有技术，在韩国授权号第10-1322617号的公报中揭示了具有电池的不断电电源供应装置的储能系统及其运转方法。

并且，韩国公开号第10-2020-0019986号中揭示了不断电电源供应系统。

但是，对于这些现有技术而言，根据用电时间段，控制常用电源部和电池的工作，并且UPS模块的并列结构即使重新并列构成也依赖于一个电源，因此存在断电时不能持续而稳定地供电的问题。

【现有技术文献】

【专利文献】

(专利文献0001)韩国授权专利公报第10-1322617号(2013.10.22.)

(专利文献0002)韩国公开专利公报第2020-0019986号(2020.02.25.)

实用新型内容：

本实用新型的一技术问题在于，解决由于仅靠一个电源而导致实质上不能稳定供电的现有技术的问题。

本实用新型的一技术问题在于，解决无需区分电力转换用途的电力和旁通用途的电力，一律与一个电源连接的UPS现有技术的问题。

本实用新型的一技术问题在于，解决只按理论实现不断电，而缺乏为了实现实质性的不断电而可设在UPS的输入处和输出处的结构或装置的现有技术的问题。

本实用新型的目的并不限定于以上提及的问题，未被提及的本实用新型的其他目的及优点将通过以下的说明得以理解，并根据本实用新型的实施例变得更加明确。并且，由此可知可通过权利要求书中出现的技术方案及其组合而达到本实用新型的目的及优点。

用于解决上述问题的本实用新型一实施例的不断电电源供应装置可包括：多个输入端子，分别与2个以上的电源连接；多个电力变换模块，利用通过上述输入端子输入的电力生成不断电电源；多个电池模块，存储在上述不断电电源供应装置中生成的电力；以及控制模块，对在上述输入端子处断开向负载传输的电力的输入断路器的工作进行控制。

并且，输入端子可通过不同的系统，分别与不同的电源连接。

并且，输入端子包括与第一电源待连接的第一输入端子及与第二电源待连接的第二输入端子，输入断路器可包括：第一断路器，断开通过第一输入端子的电力，第二断路器，断开通过上述第二输入端子的电力；以及第三断路器，针对断电，对输入电力进行分歧。

并且，第一输入端子通过开关可直接向负载供电，第二输入端子可通过上述UPS模块及上述电池模块中的至少一个向负载供电。

并且，第一断路器在连锁(interlock)状态下对上述第二断路器和第三断路器进行工作，第二断路器在连锁状态下对上述第三断路器和第一断路器进行工作。

并且，控制模块检测通过第一输入端子及第二输入端子输入的输入电力，当输入电力被断开时，控制上述第三断路器的工作以使第三断路器传输未断开的输入电力。

并且，不断电电源供应装置还包括电池断路器，上述电池断路器设置在UPS模块与上述电池模块之间，控制模块通过检测电池模块的输出电力，来判断上述电池模块的故障，并以断开故障的电池模块的方式控制上述电池断路器的工作。

并且，不断电电源供应装置还包括多个输出断路器，上述多个输出断路器并列连接在传输上述多个电源及上述UPS模块中的至少一个生成的电力的输出端子处，控制模块以防止多个输出断路器同时断开输出电力的方式控制上述多个输出断路器的工作。

并且，UPS模块可包括：开关，传输通过分别与不同系统的不同电源连接的输入端子中的第一输入端子输入的电力；以及电力转换模块，转换通过第二输入端子输入的电力。

并且，UPS模块包括单独的处理器，处理器将上述UPS模块中的至少一个作为主模块进行工作，并将剩余的作为从模块进行工作，控制模块通过与UPS模块的通信来检测UPS模块的故障，若检测到主模块的故障，则单独控制上述UPS模块以将上述从模块中的至少一个作为主模块进行工作。

根据本实用新型，可通过双重输入向负载稳定供电。

并且，可通过输出断路器的双重结构向负载稳定供电。

并且，通过独立的处理器来单独控制电力转换模块，即使不受故障的模块的影响也能运转电力转换装置。

附图说明：

图1为本实用新型一实施例的不断电电源供应装置的框图；

图2为本实用新型一实施例的输入模块的框图；

图3为本实用新型一实施例的电力变换模块的框图；

图4为本实用新型一实施例的输出模块的框图；

图5为本实用新型一实施例的电池模块的框图；

图6为本实用新型一实施例的控制模块的框图；

附图标记的说明

100：不断电电源供应装置 110：输入模块

120：电力变换模块 130：输出模块

140：电池模块 150：开关

160：开关 170：控制模块

200：电源 300：负载

具体实施方式：

以下，参照附图，详细说明不断电电源供应装置的优选实施例。

各附图中揭示的相同附图标记表示相同的部件。并且，针对本实用新型的一实施例进行的特定结构或功能的说明，只是出于说明本实用新型的实施例的目的而例示的，只要不是与此不同地定义，就包括技术或科学术语，这里使用的所有术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的内容相同的意思。通常使用的辞典定义的术语应当被解释为具有与相关技术的文脉上的意思一致的意思，只要不是本说明书中明确定义，不解释为理想的或者过于形式化的意思为宜。

下面，说明本实用新型一实施例的不断电电源供应装置(UPS)100。

参照图1，不断电电源供应装置(UPS)100起到利用从电源200中供应到的电力，向负载300不断电而稳定地供电的作用。不断电电源供应装置100可包括：输入模块110，包括分别与2个以上的电源连接的多个输入端子；电力变换模块120，利用通过输入端子输入的电力生成不断电电源；输出模块130；多个电池模块140，存储不断电电源供应装置100生成的电力；以及控制模块170，还可包括各种开关150、160。

参照图2，输入模块110可包括与电源200连接的输入端子111、112和输入断路器(Circuit Breaker)113、114、115。即，不断电电源供应装置100可包括分别与2个以上的电源连接的多个输入端子111、112。

输入端子111、112的特征在于，通过不同系统，分别与不同电源210、220连接。

其中，所谓不同电源，可包括利用不同传送线路、从不同发电站接收电源、从不同变压器接收电源的情况。

输入端子111、112包括与第一电源待连接的第一输入端子111及与第二电源待连接的第二输入端子112。即，不断电电源供应装置100可包括与2个以上的不同电源200可连接的2个以上的输入端子。

并且，输入断路器113、114、115可包括：第一断路器113，断开通过第一输入端子111的电力；第二断路器114，断开通过上述第二输入端子112的电力；以及第三断路器115，针对断电，对输入电力进行分歧。

第一断路器113可控制第一电源210产生的电力的接收。

当第一断路器113和第一断路器114开启(ON)时，分别接收电力。因故障、短路、断电等原因，断路器114转换为关闭(OFF)，当电源220产生的电力被断开时，断路器115从关闭(OFF)转换控制为开启(ON)，电源210产生的电力可通过断路器115传输到UPS模块120。

再次参照图2，第一断路器113的特征在于，其在连锁(interlock)状态下，对第二断路器114和第三断路器115进行工作。

并且，第二断路器114的特征在于，其在连锁状态下，对第三断路器115和第一断路器113进行工作。在第一至第三断路器中，不发生3个断路器同时开启(ON)的情况，第一断路器和第二断路器、第一断路器和第三断路器以及第二断路器和第三断路器可同时处于开启(ON)状态。

参照图3，UPS模块120可包括静态转换开关(static transfer switch)121、整流器(Rectifier)122、充放电器123及逆变器124。

因UPS模块120出故障等而需要将向负载供应的电力传输到电源200时，静态转换开关121具有将负载300旁通到电源200的无缝转换功能。

整流器122是将三相AC输入电压转换为DC的装置。整流器122可包括6个SCR或3个SCR及3个二极管。整流器121可根据控制模块170中包括的相位控制器(phasecontroller)、直流稳压器(DC regulator)等控制印刷电路板(Control PCB)进行控制。

充放电器123是利用通过整流器122整流的DC电流来对电池模块140进行充电，从充电的电池模块140中放电电流并通过逆变器124供应到负载300的装置。

逆变器124是为了将DC电源形成为负载所需的恒电压/恒频率的AC而产生矩形波的装置，可使用可控硅整流器(SCR)、晶体管、绝缘栅双极晶体管(IGBT，Insulated GateBipolar Transistor)、门极可关断晶闸管(GTO，Gate Turn Off SCR)等多种器件而构成，通常由4个器件构成。当逆变器输出三相AC时，可使用12个器件。

逆变器输出电压的大小可根据这些器件的驱动时点及时间控制而得以调节。当输出三相时，按各个不同相，隔着120度的相位差来驱动器件，为此可在额外的控制模块170设置控制印刷电路板(Control PCB)。当使用SCR时，还可将用于关闭(Off)导通的SCR的由L及C构成的整流电路(Commutation Circuit)包括在控制模块170。

参照图2及图3，第一输入端子111可通过开关121、150直接向负载供电。

并且，第二输入端子112可通过UPS模块120及电池模块140中的至少一个向负载供电。

即，在多个电源100中，第一电源210和第二电源220的用途可区分。即，第一电源210直接向负载300供电，电源200和不断电电源供应装置100可连接以使第二电源220向UPS模块120供电。

参照图4，输出模块130可包括各种输出断路器。当在输出断路器131、132中的任一个断路器进行工作而断开输出时，剩余的输出断路器可向负载300传输输出电力。其中，输出断路器131和输出断路器132的断开条件可设置为不同。

与个别负载300连接的各个输出断路器133基于个别负载300的使用电力，可单独断开负载300。

参照图5，电池模块140是先充电之后一旦电源200故障时放电的装置，其通常设计为30分钟内可备份在UPS额定电流，根据UPS容量来确定电池的AH，并可根据DC电压来确定数量。

电池的种类有免维护蓄电池、免维修密封式不漏液蓄电池及镍镉蓄电池等。免维护蓄电池价格便宜，当倾斜或不注意使用时会漏液。

免维护蓄电池除了不断电电源供应装置以外，利用于通信及防灾设备备用电源用、发电机用无人运输车等的情况较多。

免维修密封式不漏液蓄电池的特征在于，自我放电少，使用寿命长，其为通常最适合使用于不断电电源供应装置的蓄电池。免维修密封式不漏液蓄电池除此之外利用于OA设备的备用电源、安全照明、配电盘用通信设备的情况较多。

由于镍镉蓄电池的内电阻、自我放电、低温度特性、使用寿命优秀，因此广泛利用为工业用蓄电池，但其缺点在于，价格昂贵。镍镉蓄电池只要把维护维修做到位，就能使用到20年以上。此外，镍镉蓄电池经常利用于工厂自动化的备用电源等。

再次参照图3，开关150、160可包括静态转换开关(static transfer switch)150及维修旁路开关(maintenance bypass switch)160。静态转换开关150具有如上所述的无缝转换功能。

维修旁路开关160具有当UPS模块120出现致命性故障或者需要人工维护维修及检查时，将负载300与不断电电源供应装置100分开而无缝旁通到电源200的功能。

参照图6，控制模块170可包括处理器171。并且，处理器171可包括用于执行指令集的逻辑。指令集可包括控制不断电电源供应装置100的工作的指令，例如控制输入模块110、电力变换模块120输出模块130及电池模块140的工作的指令。

UPS模块120中的多个模块可相互连接，这里的连接可包括并列连接。多个UPS模块120可分别包括执行独立运算的处理器125。多个UPS模块120可包括一个以上的主模块和剩余的从模块。控制模块170可通过UPS模块120的主模块与从模块进行通信。

控制模块170通过与UPS模块120之间的通信来检测UPS模块120的故障，若检测到主模块的故障，则可单独控制UPS模块120以将从模块中的至少一个作为主模块进行工作。

这里的通信意味着双向通信，各模块中包括的整流器121充放电器123及逆变器利用各种传感器可将各种感测值例如电流、电压值传送给控制模块170。控制模块170可基于接收的感测值来控制UPS模块120的工作。

再次参照图2，控制模块170可检测通过上述第一输入端子及第一输入端子输入的输入电力。

并且，当断开输入电力时，控制模块170以使第三断路器115传输未断开的输入电力的方式可控制第三断路器115的工作。

即，控制模块170可起到对在输入端子处断开向负载300传输的电力的输入断路器的工作进行控制的作用。

再次参照图4，UPS输出模块130可包括多个输出断路器，上述多个输出断路器并列连接在传输多个电源200及UPS模块120中的至少一个生成的电力的输出端子处。并且，控制模块170以防止多个输出断路器131、132同时断开输出电力的方式可控制多个输出断路器131、132的工作。

再次参照图5，控制模块170通过检测电池模块140的输出电力来判断电池模块140的故障，并以断开故障的电池模块140的方式可控制电池断路器141的工作。

控制模块170可利用感测电池模块140的输出电流及电压中的至少一个值的传感器来判断电池模块140的故障。当电池模块140的输出超过正常范围的输出，或者没有输出时，控制模块170可通过控制电池断路器141的工作来断开电池模块140内的相应电池。

如上所述，根据本实用新型的多种实施例，通过双重输入可向负载稳定供电。

并且，通过输出断路器的双重结构，可向负载稳定供电。

并且，通过独立的处理器来单独控制电力转换模块，即使不受故障的模块的影响也能运转电力转换装置。

在本实用新型的说明书(尤其，权利要求书)中使用的术语“上述”或与其类似的指示术语均可相当于单数及多数。并且，当在本实用新型中记载范围(range)时，其包括适用属于上述范围的个别值的实用新型(若无与此相反的记载内容)，这如同说明书中记载构成上述范围的各个别值。

若明确记载构成本实用新型方法的步骤的顺序或者没有与此相反的记载内容，则可按适当顺序执行上述步骤。本实用新型并不是务必限定于上述步骤的记载顺序。在本实用新型中使用的所有例或者示例性术语(例如，等等)仅用来详细说明本实用新型，只要不是限定于权利要求书，本实用新型的范围就不被视为限定于上述例或示例性术语。并且，普通技术人员可知在所附的权利要求书或其等同技术方案的范畴内，根据设计条件及因素可做出多种修改、组合及变更。

因此，本实用新型的主旨不得限定于上述说明的实施例，不只是权利要求书，与该权利要求书等同的范围或者从中等同变更的所有范围应属于本实用新型的主旨的范畴内。

Claims (10)

1.一种不断电电源供应装置，其特征在于，包括：

多个输入端子，分别与2个以上的电源连接；

多个电力变换模块，利用通过上述输入端子输入的电力生成不断电电力；

多个电池模块，存储在上述不断电电源供应装置中生成的电力；以及

控制模块，对在上述输入端子处断开向负载传输的电力的输入断路器的工作进行控制。

2.根据权利要求1所述的不断电电源供应装置，其特征在于，上述输入端子通过不同的系统，分别与不同的电源连接。

3.根据权利要求1所述的不断电电源供应装置，其特征在于，

上述输入端子包括与第一电源待连接的第一输入端子及与第二电源待连接的第二输入端子，

上述输入断路器包括：

第一断路器，断开通过上述第一输入端子的电力，

第二断路器，断开通过上述第二输入端子的电力；以及

第三断路器，针对断电，对输入电力进行分歧。

4.根据权利要求3所述的不断电电源供应装置，其特征在于，

上述第一输入端子通过开关直接向负载供电，

上述第二输入端子通过上述UPS模块及上述电池模块中的至少一个向负载供电。

5.根据权利要求3所述的不断电电源供应装置，其特征在于，

上述第一断路器在连锁状态下对上述第二断路器和第三断路器进行工作，

上述第二断路器在连锁状态下对上述第三断路器和第一断路器进行工作。

6.根据权利要求3所述的不断电电源供应装置，其特征在于，上述控制模块检测通过上述第一输入端子及第二输入端子输入的输入电力，当输入电力被断开时，控制上述第三断路器的工作以使上述第三断路器传输未断开的输入电力。

7.根据权利要求1所述的不断电电源供应装置，其特征在于，

还包括电池断路器，上述电池断路器设置在上述UPS模块与上述电池模块之间，

上述控制模块通过检测上述电池模块的输出电力，来判断上述电池模块的故障，并以断开故障的电池模块的方式控制上述电池断路器的工作。

8.根据权利要求1所述的不断电电源供应装置，其特征在于，

还包括多个输出断路器，上述多个输出断路器并列连接在传输上述多个电源及上述UPS模块中的至少一个生成的电力的输出端子处，

上述控制模块以防止上述多个输出断路器同时断开输出电力的方式控制上述多个输出断路器的工作。

9.根据权利要求3所述的不断电电源供应装置，其特征在于，上述UPS模块包括：

开关，传输通过分别与不同系统的不同电源连接的输入端子中的第一输入端子输入的电力；以及

电力转换模块，转换通过上述第二输入端子输入的电力。

10.根据权利要求9所述的不断电电源供应装置，其特征在于，

上述UPS模块包括单独的处理器，

上述处理器将上述UPS模块中的至少一个作为主模块进行工作，并将剩余的作为从模块进行工作，

上述控制模块通过与上述UPS模块的通信来检测UPS模块的故障，若检测到主模块的故障，则单独控制上述UPS模块以将上述从模块中的至少一个作为主模块进行工作。

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