[實用新型]大容量不間斷電源

無效

• 申請號: 00267507.2
• 申請日: 2000-12-22
• 公開（公告）號: CN2461191Y
• 公開（公告）日: 2001-11-21
• 發明（設計）人: 李民英;周志文
• 申請（專利權）人: 廣東志成冠軍電子實業有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02M5/45
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 湯保平

本實用新型涉及不間斷電源(UPS)，尤其是涉及大容量UPS的電路結構。

UPS是隨著信息技術的高速發展和計算機的廣泛應用而出現的一種計算機外設。在線UPS是一種恒頻、穩定、純凈正弦波輸出的高品質電源，它越來越多地成為重要場合供電方案的必選設備。現有技術中，小容量UPS已得到非常廣泛的使用，它采用單相輸入單相輸出或三相輸入單相輸出，一般功率為1-10KVA，其技術難度不大，國內已有大規模生產。但對于金融、郵電、國家機關等計算機網絡系統，小容量UPS還遠遠不能滿足其功率需要，而需要使用大容量UPS。

所謂大容量UPS是指容量在30KVA以上，三相輸入三相輸出的UPS，其主要技術構成為雙變換式，即把三相交流電變為直流，再把直流變為為三相交流電輸出。如圖1所示為現有技術中，大容量UPS的電路構成，包括輸入部分、整流器、電池組、逆變器、轉換開關和輸出部分。三相交流電由輸入部分輸入整流器，經整流器全橋整流轉變成直流電；整流器接逆變器，電池組串聯后掛接在整流器與逆變器之間，整流器同時充當電池組充電器；直流電經逆變器逆變為三相交流電，經轉換開關輸出。在市電工作狀態：整流器提供電力供給逆變器，同時對電池充電，逆變器利用整流器供應的直流電源變換出交流電后，通過轉換開關供應給負載。在市電異常工作狀態：當市電中斷或低于額定值的25％時，逆變器由電池組提供能量，這期間的輸出電壓不受任何影響，當電池組放電到它的最低電壓時，逆變器關閉，關閉前有聲光報警。在市電恢復工作狀態：市電恢復正常時，整流器將自動提供電力供給逆變器，并對電池組進行限流恒壓充電，軟啟動后，逆變器將自動恢復工作。在旁路工作狀態：如果關閉逆變器或輸出過載，負載無間斷地轉換為通過轉換開關的市電供電；重新啟動逆變器或過載消失后，負載自動轉為逆變供電。

由于大容量UPS存在較大的技術難度，國內目前無生產廠家，國外的主要生產廠商有EXIDE、梅蘭日蘭、APC，三菱等。對于大容量UPS，其核心部分是逆變器。逆變器的工作原理是產生正弦調制信號(SPWM)，使經整流器的直流電按SPWM信號通斷，從而轉換成交流電。在現有技術中，逆變器一般是采用模擬元器件，使用回饋迭加比較調制的技術來產生SPWM信號，因而所使用的元器件較多，電路結構復雜，控制精度難以提高。

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足之處，而提供一種電路結構簡單，控制精度高的大容量UPS。

本實用新型的大容量UPS包括整流及濾波部分、逆變控制部分、逆變部分、監控顯示部分、旁路/逆變轉換部分、電池組及輸入輸出配電部分，其特征在于，所述逆變控制部分采用微處理器(CPU)和可編程控制芯片，使各路回饋及采樣信號進入CPU進行計算后直接給出數字信號，通過可編程控制芯片接收并存儲來自CPU的數字量產生純數字的SPWM信號，來實現對逆變部分的控制。

由于本實用新型的大容量UPS的逆變器控制部分是采用CPU和可編程控制芯片，使SPWM信號為純數字化，電路結構簡單，增強了軟件的控制能力，提高了控制精度和可靠度。

下面結合附圖對本實用新型作進一步的詳細說明。

圖1是現有技術中，大容量UPS的電路構成示意圖；

圖2是本實用新型的一個實施例中，大容量UPS的整機邏輯框圖；

圖3是圖2所示的大容量UPS的主電路框圖；

圖4是圖2所示的大容量UPS中逆變部分和逆變控制部分的電路框圖；

圖5是圖2所示的大容量UPS的逆變控制原理框圖；

圖6是圖3所示的大容量UPS中，CPU的工作流程圖。

如圖2和圖3所示，在本實用新型的一個實施例中，大容量UPS主要由以下幾大部分構成：整流及濾波部分1、逆變控制部分2、逆變部分3、監控顯示部分4、旁路/逆變轉換部分5、電池組6和輸入輸出配電部分。

整流及濾波部分1是由整流采樣板、整流控制板、整流驅動板、可控硅(SCR模塊)和濾波主電容等構成。這部分采用三相六脈沖晶閘管全橋整流，其功能是完成三相輸入交流電變換為直流電。該直流電一部分提供給逆變部分3，另一部分在電池組6需要充電時提供一個恒壓限流的直流電。

逆變控制部分和逆變部分共同構成UPS的核心——逆變器。其中，逆變控制部分的作用主要完成SPWM信號的產生及隔離驅動，通過各路回饋及采樣信號進入微處理器進行計算后直接給出數字的SPWM信號。逆變部分的功能是完成直流電/交流電(DC/AC)轉換，輸出三相四線制的交流電。