ES2901994T3 - Dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida. - Google Patents

Dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida. Download PDF

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Takuya Harada
Takashi Kabasawa
Jinichi Sakamoto
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Abstract

Un dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida (10) que comprende: un terminal de entrada-salida (11) que está conectado en paralelo con una línea de fuente de energía (21) a través de la cual se configura energía eléctrica para ser suministrada desde una fuente de alimentación externa (20) a un dispositivo de carga (30); una unidad de batería (12) cuya tensión nominal es menor que una tensión de la fuente de alimentación externa (20); un dispositivo de conversión de tensión (13) que está configurado para convertir una tensión de la unidad de batería (12) en una tensión equivalente a una diferencia entre la tensión de la fuente de alimentación externa (20) y la tensión de la unidad de batería (12); un circuito de carga (14) que comprende un conmutador (SW1) y un diodo (D3) conectados en serie, y que está configurado para cargar la unidad de batería (12) a través del terminal de entrada-salida (11) con la energía eléctrica de la fuente de alimentación externa (20); y un circuito de descarga (15) que está configurado para realizar la descarga al dispositivo de carga (30) a través del terminal de entrada-salida (11) a una tensión resultante de sumar una tensión de salida del dispositivo convertidor de tensión (13) a la tensión de la unidad de batería (12), en el momento de la interrupción de la alimentación eléctrica de la fuente de alimentación externa (20), donde el circuito de descarga (15) está configurado para conectar una salida del dispositivo de conversión de tensión (13) y la unidad de batería (12) con el terminal de entrada-salida (11) por conexión de diodo-o; y donde el dispositivo de conversión de tensión (13) es un convertidor CC/CC del tipo de aislamiento de entrada-salida.

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida
Campo técnico
La presente invención se refiere a un dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida.
Antecedentes técnicos
Un dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida es un dispositivo de fuente de energía que suministra energía eléctrica desde una batería secundaria previamente cargada a un dispositivo de carga para continuar el funcionamiento del dispositivo de carga, en un estado en el que la energía eléctrica no se suministra desde una fuente de alimentación externa al dispositivo de carga debido a una interrupción de la energía eléctrica o similar. La batería secundaria del dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida generalmente se carga con la energía eléctrica de la fuente de alimentación externa, en tiempos normales. Como ejemplo de la batería secundaria que se utiliza en el dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida, se conoce públicamente, por ejemplo, una batería secundaria alcalina tal como una batería secundaria de níquel-hidrógeno.
La batería secundaria alcalina, por su naturaleza, debe cargarse a una tensión superior a la tensión nominal. Sin embargo, en general, en el dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida, la tensión nominal de la batería secundaria alcalina es el mismo que la tensión de la fuente de alimentación externa. Por lo tanto, a esa tensión, la batería secundaria alcalina no se puede cargar a un estado de carga completa, con la energía eléctrica de la fuente de alimentación externa.
Por esta razón, se conoce públicamente un dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida que incluye una fuente de alimentación auxiliar (convertidor CC/CC) que eleva la tensión de la fuente de alimentación externa. Más específicamente, en el momento de la carga de la batería secundaria alcalina, la fuente de energía auxiliar aumenta la tensión de la fuente de alimentación externa, y la batería secundaria alcalina se carga a la tensión elevada. Por lo tanto, incluso en el caso de una batería secundaria alcalina con una tensión nominal que es la misma que la tensión de la fuente de alimentación externa, la batería secundaria alcalina se puede cargar al estado de carga completa, a una tensión que es más alta que la tensión nominal. Además, aunque no es un dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida, como ejemplo de la tecnología que utiliza la fuente de alimentación auxiliar, se conoce públicamente un dispositivo de control de motor para aumentar, mediante la fuente de alimentación auxiliar, la cantidad de energía eléctrica que se puede suministrar a un motor eléctrico, cuando la demanda de energía eléctrica del motor eléctrico aumenta temporalmente (ver el Documento de Patente 1, por ejemplo).
El documento US 2004/0066179A1 describe un convertidor elevador CC/CC que consta de un inductor, un conmutador electrónico de potencia, un circuito de control, un primer diodo, un segundo diodo y un condensador. El conmutador electrónico de potencia no se acciona si la tensión de CC de entrada es superior a la tensión de CC de referencia baja especificada y se considera la tensión continua de entrada normal. Si la tensión de CC de entrada es menor que la tensión de CC de referencia baja especificado y esta condición se considera como tensión de CC de entrada anormal, el conmutador electrónico de potencia se controla mediante un control de modulación de ancho de pulso y se crea una tensión de CC a través del capacitor. Entonces, la tensión de CC de salida es la suma de la tensión de c C de entrada y la tensión del capacitor.
El documento JPH0787686A describe una fuente de alimentación de CA que se rectifica mediante un rectificador para generar CC en un circuito intermedio de CC y además se convierte en CA mediante un inversor para impulsar una carga. Una batería con una tensión inferior a la tensión del circuito intermedio de CC se conecta al circuito intermedio de CC a través de un cargador y un descargador, constituyendo así un circuito de alimentación ininterrumpida. Mientras que el funcionamiento correcto de la fuente de alimentación es detectado por un transformador para instrumento de medición y un detector de falla de energía, la batería se carga mediante un cargador para reducir la tensión del circuito intermedio de CC utilizando el fragmentador (“chopper”) y se descarga a un circuito intermedio de CC a través de un descargador que consiste en el fragmentador para aumentar la tensión de la batería cuando se detecta un corte de energía.
El documento US 2014/021888 A1 describe un dispositivo de accionamiento de motor que incluye un rectificador, un inversor conectado a un enlace de CC en un lado de CC del rectificador y una unidad de detección de falla de energía para detectar una falla de energía en el lado alternante del rectificador. El dispositivo de accionamiento del motor comprende además un dispositivo de almacenamiento eléctrico conectado al enlace de CC, una unidad de carga que posee una función de aumento de tensión para cargar el dispositivo de almacenamiento eléctrico mediante energía de corriente continua en el enlace de CC y una unidad de descarga que genera energía de corriente continua almacenada en el dispositivo de almacenamiento eléctrico que se descargará al enlace de CC. Una unidad de control que hace que la unidad de carga esté configurada para operar cuando la unidad de detección de falla de energía no detecta una falla de energía, o antes del arranque del accionamiento del motor, y hace que la unidad de descarga y el inversor operen cuando la unidad de detección de falla de energía detecta una fallo de alimentación.
Documento de la técnica anterior
Documento de patente
Documento de patente 1: Patente japonesa abierta al público Número 2013-110899
Breve descripción de la invención
Problemas a resolver mediante la invención
Sin embargo, el dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida convencional tiene el problema de que se produce una gran pérdida de energía eléctrica porque la tensión de la fuente de alimentación externa es elevada por la fuente de energía auxiliar en el momento de la carga de la batería secundaria. Además, en el dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida convencional, existe el temor de que la batería secundaria no se pueda cargar cuando la fuente de energía auxiliar se avería por algunas razones y, por lo tanto, existe el temor de una disminución de la confiabilidad.
La presente invención se ha realizado en vista de tal circunstancia, y un objeto de la misma es proporcionar un dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida con una menor pérdida de energía eléctrica y una mayor confiabilidad.
Medios para resolver los problemas
Los problemas mencionados anteriormente se resuelven mediante la invención, es decir, mediante una configuración de un dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida como se define en la reivindicación 1 adjunta, que corresponde al primer aspecto de la presente invención como se presenta a continuación. Una realización adicionalmente ventajosa se define mediante la reivindicación dependiente 2, que corresponde al segundo aspecto de la presente invención como se presenta a continuación.
Primer aspecto de la presente invención
Un primer aspecto de la presente invención es un dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida que incluye: un terminal de entrada-salida que está conectado en paralelo con una línea de fuente de alimentación a través de la cual se configura energía eléctrica para ser suministrada desde una fuente de alimentación externa a un dispositivo de carga; una unidad de batería cuya tensión nominal es inferior a la tensión de la fuente de alimentación externa; un dispositivo de conversión de tensión que está configurado para convertir una tensión de la unidad de batería en una tensión equivalente a una diferencia entre la tensión de la fuente de alimentación externa y la tensión de la unidad de batería; un circuito de carga que comprende un conmutador y un diodo conectados en serie, y que está configurado para cargar la unidad de batería a través del terminal de entrada-salida con la energía eléctrica de la fuente de alimentación externa; y un circuito de descarga que está configurado para realizar la descarga al dispositivo de carga a través del terminal de entrada-salida a una tensión resultante de sumar una tensión de salida del dispositivo de conversión de tensión a la tensión de la unidad de batería, en el momento de la interrupción de la energía eléctrica de la fuente de alimentación externa. El circuito de descarga está configurado para conectar una salida del dispositivo de conversión de tensión y la unidad de batería con el terminal de entrada-salida mediante conexión diodo-o (“diode-or”) y el dispositivo de conversión de tensión es un convertidor CC/CC del tipo de aislamiento de entrada-salida.
Dado que la tensión nominal de la unidad de batería es más baja que la tensión de la fuente de alimentación externa de esta manera, la unidad de batería se puede cargar hasta el estado de carga completa con la energía eléctrica de la fuente de alimentación externa, sin cambios. Es decir, a diferencia de la forma convencional, sin utilizar la fuente de alimentación auxiliar, la unidad de batería se puede cargar a una tensión que es más alta que la tensión nominal de la unidad de batería. De este modo, es posible reducir el temor de que la unidad de batería no se pueda cargar y, por lo tanto, es posible mejorar la fiabilidad del dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida.
Mientras tanto, en el momento de la interrupción de la energía eléctrica, la tensión de la unidad de batería se convierte en la tensión equivalente a la diferencia entre la tensión de la fuente de alimentación externa y la tensión de la unidad de batería, mediante el dispositivo de conversión de tensión, y la descarga al dispositivo de carga se realiza a la tensión resultante de sumar la tensión de salida del dispositivo de conversión de tensión a la tensión de la unidad de batería. Por lo tanto, en el momento de la interrupción de la energía eléctrica, es posible suministrar energía eléctrica al dispositivo de carga a la misma tensión que la tensión de la fuente de alimentación externa. Entonces, dado que el dispositivo de conversión de tensión convierte la tensión de la unidad de batería en la tensión equivalente a la diferencia entre la tensión de la fuente de alimentación externa y la tensión de la unidad de batería, la pérdida de energía eléctrica en el dispositivo de conversión de tensión es mucho menor que la de la tecnología convencional en la que se eleva la tensión de la fuente de alimentación externa. De ese modo, es posible reducir considerablemente la pérdida de energía eléctrica en el dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida.
Por lo tanto, el primer aspecto de la presente invención da un efecto funcional de poder proporcionar un dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida con una pérdida de energía eléctrica menor y una confiabilidad más alta. Además, de acuerdo con el primer aspecto de la presente invención, incluso si la avería o algo similar ocurre en el dispositivo de conversión de tensión, en el momento de la interrupción de la energía eléctrica, es posible suministrar energía eléctrica al dispositivo de carga a la tensión de la unidad de batería en ese momento. En consecuencia, incluso en tal caso, es posible continuar el funcionamiento del dispositivo de carga mediante la energía eléctrica de la unidad de batería, al menos mientras la tensión de la unidad de batería se encuentra dentro del rango aceptable de la tensión de funcionamiento del dispositivo de carga y, por lo tanto, la fiabilidad del dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida no disminuye en gran medida. Además, por ejemplo, en el momento de la interrupción de la energía eléctrica, el funcionamiento del dispositivo de conversión de tensión puede detenerse y la energía eléctrica de la unidad de batería puede suministrarse directamente al dispositivo de carga, mientras que la tensión de la unidad de batería está dentro el rango aceptable de la tensión de funcionamiento del dispositivo de carga. De ese modo, es posible reducir la pérdida de energía eléctrica en el dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida.
Segundo aspecto de la presente invención
Un segundo aspecto de la presente invención, en el primer aspecto de la presente invención descrito anteriormente, es un dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida que incluye además un dispositivo de control que está configurado para ajustar la tensión de salida del dispositivo de conversión de tensión dependiendo de la disminución en la tensión de la unidad de batería, de modo que la tensión resultante de sumar la tensión de salida del dispositivo de conversión de tensión a la tensión de la unidad de batería sea una tensión equivalente a la tensión de la fuente de alimentación externa, en el momento de la interrupción de la energía eléctrica del fuente de alimentación externa.
Según el segundo aspecto de la presente invención, en el momento de la interrupción de la energía eléctrica, incluso cuando la tensión de la unidad de batería disminuye, por ejemplo, debido al consumo de la energía eléctrica de la unidad de batería, es posible suministrar energía eléctrica al dispositivo de carga a la misma tensión que la tensión de la fuente de alimentación externa. De ese modo, es posible suprimir la fluctuación en la tensión de salida del dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida.
Efectos ventajosos de la invención
De acuerdo con la presente invención, es posible proporcionar un dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida con una pérdida de energía eléctrica menor y una mayor confiabilidad.
Breve descripción de los dibujos
La FIG. 1 es un diagrama de circuito que ilustra la configuración de un dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida. La FIG. 2 es un diagrama de circuito que ilustra una parte principal del dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida en tiempos normales.
La FIG. 3 es un diagrama de circuito que ilustra la parte principal del dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida en el momento de la interrupción de la energía eléctrica.
La FIG. 4 es un diagrama de circuito que ilustra la parte principal del dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida en un estado en el que un convertidor CC/CC no funciona en el momento de la interrupción de la alimentación eléctrica. La FIG. 5 es un diagrama de circuito que ilustra la configuración de una modificación del dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida, que no forma parte de la presente invención.
Modo de realización de la invención
A continuación, se describirán realizaciones de la presente invención con referencia a los dibujos.
No hace falta decir que la presente invención no está particularmente limitada a las realizaciones descritas a continuación, y que se pueden realizar diversas modificaciones dentro del ámbito de la invención descrita en las REIVINDICACIONES. Configuración del dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida 10
La configuración de un dispositivo 10 de fuente de alimentación ininterrumpida según la presente invención se describirá con referencia a la FIG. 1.
La FIG. 1 es un diagrama de circuito que ilustra la configuración del dispositivo 10 de fuente de alimentación ininterrumpida.
El dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida 10 es un dispositivo de fuente de alimentación que suministra energía eléctrica a un dispositivo de carga 30 para continuar el funcionamiento del dispositivo de carga 30, en un estado en el que no se puede suministrar energía eléctrica desde una fuente de alimentación externa 20 al dispositivo de carga 30 debido a una interrupción del suministro eléctrico o similar.
El dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida 10 incluye un terminal de entrada-salida 11, una unidad de batería 12, un convertidor CC/CC 13, un circuito de carga 14, un circuito de descarga 15, un primer a un tercer circuito de detección de corriente 16 a 18 y un dispositivo de control 19.
El terminal de entrada-salida 11 está conectado en paralelo con una línea de fuente de alimentación 21 a través de la cual se suministra energía eléctrica desde la fuente de alimentación externa 20 al dispositivo de carga 30. Aquí, la fuente de alimentación externa 20, por ejemplo, es un dispositivo de fuente de energía que convierte la energía de corriente alterna comercial en una energía de corriente continua que tiene una tensión V1. Además, el dispositivo de carga 30 es un dispositivo electrónico que funciona con la energía de corriente continua que tiene la tensión V1.
La unidad de batería 12 es una fuente de energía de batería que tiene una tensión nominal que es menor que la tensión V1 de la fuente de alimentación externa 20. La unidad de batería 12 incluye un paquete de batería 121 configurado de tal manera que las baterías secundarias alcalinas, como las baterías secundarias de níquel-hidrógeno, están conectadas en serie o en paralelo. Además, la unidad de batería 12 incluye un circuito que detecta la tensión y la temperatura del paquete de batería 121 (se omite la ilustración).
El convertidor CC/CC 13, que es un "dispositivo de conversión de tensión", reduce una tensión V2 de la unidad de batería 12 para convertirla en una tensión V3 equivalente a la diferencia entre la tensión V1 de la fuente de alimentación externa 20 y la tensión V2 de la unidad de batería. Más específicamente, el convertidor CC/CC 13 es un convertidor CC/CC reductor del tipo de aislamiento de entrada-salida. Es preferible que el convertidor CC/CC 13 esté configurado para poder ajustar la tensión de salida mediante una señal de control del dispositivo de control 19.
El circuito de carga 14 incluye un conmutador SW1 y un diodo D3. Más específicamente, el ánodo del diodo D3 está conectado con el terminal de entrada-salida 11 a través del conmutador SW1. El cátodo del diodo D3 está conectado con el terminal de electrodo positivo de la unidad de batería 12. En el circuito de carga 14 que tiene tal configuración, cuando se enciende el conmutador SW1, la unidad de batería 12 se carga a través del terminal de entrada-salida 11 con la energía eléctrica de la fuente de alimentación externa 20. Por consiguiente, la tensión de carga de la unidad de batería 12 es la tensión V1 de la fuente de alimentación externa 20.
El circuito de descarga 15 incluye un conmutador SW2, un diodo D1 y un diodo D2. Más específicamente, en el lado de entrada del convertidor CC/CC 13, el terminal está conectado con el terminal de electrodo positivo de la unidad de batería 12 a través del conmutador SW2, y el terminal - está conectado a tierra. Además, en el lado de salida del convertidor CC/CC 13, el terminal está conectado con el ánodo del diodo D1, y el terminal - está conectado con el terminal de electrodo positivo de la unidad 12 de batería. El cátodo del diodo D1 está conectado con el terminal de entradasalida 11. El terminal de electrodo positivo de la unidad de batería 12 está conectado con el ánodo del diodo D2, y el cátodo del diodo D2 está conectado con el terminal de entrada-salida 11. Es decir, el terminal de electrodo positivo de la unidad de batería 12 está conectado con el terminal de entrada-salida 11 a través del diodo D2. El terminal de electrodo negativo de la unidad de batería 12 está conectado a tierra.
Por tanto, el circuito de descarga 15 conecta el lado de salida del convertidor CC/CC 13 y la unidad de batería 12 con el terminal de entrada-salida 11 por conexión diodo-o. En el circuito de descarga 15 que tiene tal configuración, la tensión que se enviará al terminal de entrada-salida 11 a través del diodo D1 es la tensión resultante de sumar la tensión de salida V3 del convertidor CC/CC 13 a la tensión V2 de la unidad de batería 12. Por otro lado, la tensión que se enviará al terminal de entrada-salida 11 a través del diodo D2 es la tensión V2 de la unidad de batería 12. En consecuencia, en un estado en el que la tensión sale del convertidor CC/CC 13, la energía eléctrica de la unidad de batería 12 se descarga desde el diodo D1 a través del terminal de entrada-salida 11 al dispositivo de carga 30, a la tensión resultante de sumar la tensión de salida V3 del convertidor CC/CC 13 a la tensión V2 de la unidad de batería 12. Por otro lado, en un estado en el que la tensión no sale del convertidor CC/CC 13, la energía eléctrica de la unidad de batería 12 se descarga desde el diodo D2 a través del terminal de entrada-salida 11 al dispositivo de carga 30 , a la tensión V2 de la unidad de batería 12.
El primer circuito de detección de corriente 16 se proporciona entre el diodo D3 y el terminal de electrodo positivo de la unidad de batería 12, y detecta la corriente de carga de la unidad de batería 12. El segundo circuito de detección de corriente 17 se proporciona entre el terminal - en el lado de entrada del convertidor CC/CC 13 y el terminal de electrodo negativo de la unidad de batería 12, y detecta la corriente en el lado de entrada del convertidor CC/CC 13. El tercer circuito de detección de corriente 18 se proporciona entre el terminal de electrodo negativo de la unidad de batería 12 y la tierra, y detecta la corriente de descarga de la unidad de batería 12. El primer a tercer circuito de detección de corriente 16 a 18, por ejemplo, son circuitos de detección de corriente que utilizan resistencias en derivación.
El dispositivo de control 19 es un dispositivo de control de microordenador conocido públicamente. El dispositivo de control 19 ejecuta el encendido/apagado del conmutador SW1 y el conmutador SW2, el ajuste de la tensión de salida V3 del convertidor CC/CC 13, y similares, en base a las corrientes de detección del primer al tercer circuito de detección de corriente 16 a 18, la tensión V2 y la temperatura de la unidad de batería 12, y similares.
Funcionamiento del dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida 10
El funcionamiento del dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida 10 se describirá con referencia a la FIG. 2 a la FIG. 4.
La FIG. 2 es un diagrama de circuito que ilustra una parte principal del dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida 10, y es un diagrama que ilustra el dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida 10 en tiempos normales.
En tiempos normales, es decir, en el estado en el que se está suministrando energía eléctrica desde la fuente de alimentación externa 20 al dispositivo de carga 30, la unidad de batería 12 se carga a un estado de carga completa con la energía eléctrica de la fuente de alimentación externa 20. Más específicamente, el conmutador SW2 se apaga y el conmutador SW1 se enciende. De ese modo, la energía eléctrica de la fuente de alimentación externa 20 se suministra a la unidad de batería 12, de modo que la unidad de batería 12 se carga (carácter de referencia A). Entonces, después de que la unidad de batería 12 se cargue al estado de carga completa, el conmutador SW1 se apaga.
Dado que la tensión nominal de la unidad de batería 12 es menor que la tensión V1 de la fuente de alimentación externa 20 como se describió anteriormente, la unidad de batería 12 puede cargarse al estado de carga completa con la energía eléctrica de la fuente de alimentación externa 20, con ningún cambio. Es decir, a diferencia de la forma convencional, sin utilizar una fuente de alimentación auxiliar, la unidad de batería 12 se puede cargar a la tensión V1 que es más alta que la tensión nominal de la unidad de batería 12. De ese modo, es posible reducir el temor de que la unidad de batería 12 no se pueda cargar y, por lo tanto, es posible mejorar la fiabilidad del dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida 10.
La FIG. 3 es un diagrama de circuito que ilustra la parte principal del dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida 10, y es un diagrama que ilustra el dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida 10 en el momento de la interrupción de la energía eléctrica.
En el momento de la interrupción de la energía eléctrica, es decir, en el estado en el que no se suministra energía eléctrica desde la fuente de alimentación externa 20 al dispositivo de carga 30, la energía eléctrica de la unidad de batería 12 se descarga al dispositivo de carga 30 a través del terminal de entrada-salida 11. Más específicamente, en el momento de la interrupción de la energía eléctrica, el conmutador SW1 se apaga y el conmutador SW2 se enciende. De este modo, la energía eléctrica de la unidad de batería 12 se descarga al dispositivo de carga 30 a través del diodo D1, a la tensión resultante de sumar la tensión de salida V3 del convertidor CC/c C 13 a la tensión V2 de la unidad de batería 12 (referencia caracteres B y C). Por lo tanto, en el momento de la interrupción de la energía eléctrica, la energía eléctrica se puede suministrar al dispositivo de carga 30, a la misma tensión (tensión V2 V3) que la tensión V1 de la fuente de alimentación externa 20. Entonces, el convertidor CC/CC 13 convierte la tensión V2 de la unidad de batería 12 en la tensión V3 equivalente a la diferencia entre la tensión V1 de la fuente de alimentación externa 20 y la tensión V2 de la unidad de batería 12. Por consiguiente, la pérdida de energía eléctrica en el convertidor CC/CC 13 es mucho menor que la de la tecnología convencional en la que se eleva la tensión de la fuente de alimentación externa 20. De ese modo, es posible reducir considerablemente la pérdida de energía eléctrica en el dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida 10.
Además, es preferible que la tensión de salida V3 del convertidor CC/CC 13 se ajuste dependiendo de la disminución de la tensión v 2 de la unidad de batería 12, de manera que la tensión resultante de sumar la tensión de salida V3 del convertidor CC/CC 13 a la tensión V2 de la unidad de batería 12 sea una tensión equivalente a la tensión V1 de la fuente de alimentación externa 20. Por lo tanto, aunque este no es un elemento constituyente esencial de la presente invención, es posible suministrar energía eléctrica al dispositivo de carga 30 a la misma tensión que la tensión V1 de la fuente de alimentación externa 20, incluso cuando la tensión V2 de la unidad de batería 12 disminuye. De ese modo, es posible suprimir la fluctuación en la tensión de salida (tensión V2 V3) del dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida 10.
La FIG. 4 es un diagrama de circuito que ilustra la parte principal del dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida 10, y es un diagrama que ilustra un estado en el que el convertidor CC/CC 13 no funciona en el momento de la interrupción de la alimentación eléctrica.
Como se describió anteriormente, en el momento de la interrupción de la energía eléctrica, el dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida 10 descarga la energía eléctrica de la unidad de batería 12 al dispositivo de carga 30 a través del terminal de entrada-salida 11. En este momento, cuando se apaga el conmutador SW2, o cuando se produce una avería o similar en el convertidor CC/CC 13, la tensión no sale del convertidor CC/CC 13. Sin embargo, como se describió anteriormente, la salida del convertidor CC/CC 13 y la unidad de batería 12 están conectadas con el terminal de entradasalida 11 mediante diodo o conexión. Por lo tanto, en el estado en el que no se emite tensión desde el convertidor CC/CC 13, la energía eléctrica de la unidad de batería 12 se suministra directamente al dispositivo de carga 30 a través del diodo D2 (carácter de referencia D).
En consecuencia, por ejemplo, en el caso de que se produzca una avería o similar en el convertidor CC/CC 13 en el momento de la interrupción de la energía eléctrica, es posible continuar el funcionamiento del dispositivo de carga 30 mediante la energía eléctrica de la unidad de batería 12, al menos mientras la tensión V2 de la unidad de batería 12 está dentro del rango aceptable de la tensión operativa del dispositivo de carga 30, y por lo tanto, la confiabilidad del dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida 10 no disminuye en gran medida. Además, por ejemplo, en el momento de la interrupción de la energía eléctrica, el conmutador SW2 puede mantenerse en el estado apagado y la energía eléctrica de la unidad de batería 12 puede suministrarse directamente al dispositivo de carga 30, mientras que la tensión V2 de la unidad de batería 12 está dentro del rango aceptable de la tensión operativa del dispositivo de carga 30. De ese modo, es posible reducir la pérdida de energía eléctrica en el dispositivo de fuente de energía ininterrumpida 10.
Como se describió anteriormente, de acuerdo con la presente invención, es posible proporcionar el dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida 10 una pérdida de energía eléctrica menor y una mayor confiabilidad.
Modificación
Una modificación del dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida 10 no cubierta por la presente invención se describirá con referencia a la FIG. 5.
La FIG. 5 es un diagrama de circuito que ilustra la configuración de la modificación del dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida 10. La configuración de la modificación del dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida 10 es diferente en la configuración del circuito de carga 14, de la de la FIG. 1. Los otros constituyentes tienen las mismas configuraciones que las de la FIG. 1. Por lo tanto, se asignan los mismos caracteres de referencia a los mismos elementos constituyentes y se omite la descripción detallada.
El circuito de carga 14 en la modificación incluye el conmutador SW1, el diodo D3 y un convertidor CC/CC 141. El convertidor CC/CC 141, que es un "dispositivo reductor", es un convertidor CC/CC reductor del tipo de aislamiento de entrada-salida, por ejemplo, y es un dispositivo que reduce la tensión V1 de la fuente de alimentación externa 20 a la tensión de carga de la unidad de batería 12. Más específicamente, en el circuito de carga 14 de acuerdo con la modificación, un lado del extremo del conmutador SW1 está conectado con el terminal de entrada-salida 11, y el otro lado del extremo del conmutador SW1 está conectado con el terminal en el lado de entrada del Convertidor CC/CC 141. El terminal - en el lado de entrada y el terminal - en el lado de salida del convertidor CC/CC 141 están conectados a tierra. El terminal en el lado de salida del convertidor CC/CC 141 está conectado con el ánodo del diodo D3. El cátodo del diodo D3 está conectado con el terminal de electrodo positivo de la unidad de batería 12.
En el circuito de carga 14 que tiene tal configuración, cuando se enciende el conmutador SW1, la unidad de batería 12 se carga a la tensión de salida del convertidor CC/CC 141. Entonces, dado que el convertidor CC/CC 141 reduce la tensión V1 de la fuente de alimentación externa 20 a la tensión de carga de la unidad de batería 12, la unidad de batería 12 puede cargarse al estado de carga completa a una tensión de carga apropiada. Incluso con tal modo, es posible usar, por ejemplo, una unidad de batería 12 que tiene una tensión de carga que es menor que la tensión V1 de la fuente de alimentación externa 20. Por lo tanto, es posible tratar de manera flexible las unidades de batería 12 con varias especificaciones.
Explicación de los signos de referencia
10 dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida
11 terminal de entrada-salida
12 unidad de batería
13 Convertidor CC/CC
14 circuito de carga
15 circuito de descarga
16 a 18 primer a tercer circuitos de detección de corriente
19 dispositivo de control
20 fuente de alimentación externa
21 línea de fuente de alimentación
30 dispositivo de carga

Claims (2)

REIVINDICACIONES
1. Un dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida (10) que comprende:
un terminal de entrada-salida (11) que está conectado en paralelo con una línea de fuente de energía (21) a través de la cual se configura energía eléctrica para ser suministrada desde una fuente de alimentación externa (20) a un dispositivo de carga (30);
una unidad de batería (12) cuya tensión nominal es menor que una tensión de la fuente de alimentación externa (20); un dispositivo de conversión de tensión (13) que está configurado para convertir una tensión de la unidad de batería (12) en una tensión equivalente a una diferencia entre la tensión de la fuente de alimentación externa (20) y la tensión de la unidad de batería (12);
un circuito de carga (14) que comprende un conmutador (SW1) y un diodo (D3) conectados en serie, y que está configurado para cargar la unidad de batería (12) a través del terminal de entrada-salida (11) con la energía eléctrica de la fuente de alimentación externa (20); y
un circuito de descarga (15) que está configurado para realizar la descarga al dispositivo de carga (30) a través del terminal de entrada-salida (11) a una tensión resultante de sumar una tensión de salida del dispositivo convertidor de tensión (13) a la tensión de la unidad de batería (12), en el momento de la interrupción de la alimentación eléctrica de la fuente de alimentación externa (20),
donde el circuito de descarga (15) está configurado para conectar una salida del dispositivo de conversión de tensión (13) y la unidad de batería (12) con el terminal de entrada-salida (11) por conexión de diodo-o; y
donde el dispositivo de conversión de tensión (13) es un convertidor CC/CC del tipo de aislamiento de entrada-salida.
2. El dispositivo de fuente de alimentación ininterrumpida (10) según la reivindicación 1, que comprende además un dispositivo de control (19) que está configurado para ajustar la tensión de salida del dispositivo de conversión de tensión (13) dependiendo de la disminución de la tensión de la unidad de batería (12), de manera que la tensión resultante de sumar la tensión de salida del dispositivo convertidor de tensión (13) a la tensión de la unidad de batería (12) es una tensión equivalente a la tensión de la fuente de alimentación externa (20), en el momento de la interrupción de energía eléctrica de la fuente de alimentación externa (20).
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