[發(fā)明專利]后備電源系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680052389.8
• 申請日: 2006-09-11
• 公開（公告）號(hào): CN101336505A
• 公開（公告）日: 2008-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: P·布勒
• 申請（專利權(quán)）人: 建筑電子與通信公司
• 主分類號(hào): H02J9/00
• 分類號(hào): H02J9/00;H02M5/40
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 陳松濤;王英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種后備電源處理器單元，包括：第一AC輸入線，其包括 第一電感并且連接到AC電源；第一AC輸出線，其包括第二電感并且連接 到關(guān)鍵負(fù)載；第二AC輸出線，其連接到所述關(guān)鍵負(fù)載；中線，其連接到中 性端口；連接到DC電源的第一DC電壓母線和第二DC電壓母線；插在第 一DC電壓母線和第二DC電壓母線之間的電容器；第一半橋電路，其包括 第一開關(guān)和第二開關(guān)，其中所述第一開關(guān)連接在所述第一AC輸入線和所述 第一DC電壓母線之間，而所述第二開關(guān)連接在所述第一AC輸入線和所述 第二DC電壓母線之間；第二半橋電路，其包括第三開關(guān)和第四開關(guān)，其中 所述第三開關(guān)連接在所述第一AC輸出線和所述第一DC電壓母線之間，而 所述第四開關(guān)連接在所述第一AC輸出線和所述第二DC電壓母線之間；第 三半橋電路，其包括第五開關(guān)和第六開關(guān)，其中所述第五開關(guān)連接在所述 中線和所述第一DC電壓母線之間，而所述第六開關(guān)連接在所述中線和所述 第二DC電壓母線之間。處理器還包括用于控制所述開關(guān)的一系列控制器， 其中所述一系列控制器使用脈寬調(diào)制來控制至少所述第一開關(guān)到第四開 關(guān)。本發(fā)明還涉及一種用于操作所述后備電源處理器的方法。

背景技術(shù)

后備電源處理器一般應(yīng)用在電信產(chǎn)業(yè)中，以確保向諸如電信運(yùn)營商的 中心局等關(guān)鍵應(yīng)用連續(xù)傳送AC電能。

圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的一般公知結(jié)構(gòu)，該公知結(jié)構(gòu)包括一系列變換器。 在該結(jié)構(gòu)中，第一變換器101是AC/DC變換器，它具有第一AC輸入端和 第一DC輸出端。所述第一AC輸入端包括第一AC輸入線119和中線120。 所述第一AC輸入線119連接到單相AC電源，而所述中線120連接到中性 端口。第二變換器102是DC/AC變換器，它具有第一DC輸入端和第一 AC輸出端，所述第一AC輸出端包括第一AC輸出線121和第二中線122。 所述第一AC輸出線121連接到關(guān)鍵負(fù)載108，而所述第二中線122連接到 中線。第三變換器103是DC/DC變換器，它具有第二DC輸入端和第二 DC輸出端，所述第二DC輸入端連接到DC電源。第四變換器104是另一 個(gè)DC/DC變換器，它具有第三DC輸入端和第三DC輸出端。第一DC輸 出端連接到第三DC輸入端，第三DC輸出端連接到第二DC輸入端，而第 二DC輸出端連接到第一DC輸入端。

第二變換器102連接到第三變換器103，從而一起形成逆變器100b， 而第一變換器101連接到第四變換器104，從而一起形成整流器100a。通 常，將電池106用作DC電源，并因此將電池106連接在整流器100a的輸 出端和逆變器100b的輸入端之間。開關(guān)單元105包括開關(guān)105a和105b以 及用于控制這些開關(guān)的微控制器105c，預(yù)知所述開關(guān)單元105能夠在電源 處理器(由整流器100a和逆變器100b形成)的連接和線纜107的連接之 間進(jìn)行切換。這里，利用一個(gè)電阻來表示關(guān)鍵負(fù)載108。實(shí)際上，關(guān)鍵負(fù)載 可以由多個(gè)并聯(lián)連接到處理器的單元形成。

圖1所示的這種已知結(jié)構(gòu)的問題在于效率較低。從單相AC電源到關(guān)鍵 負(fù)載，電流需要通過四個(gè)變換器和一個(gè)開關(guān)。通過該電路獲得的效率一般 在80％左右。當(dāng)關(guān)鍵負(fù)載由DC電源供電時(shí)，電流需要通過兩個(gè)變換器和 一個(gè)開關(guān)，這產(chǎn)生了90％數(shù)量級(jí)的效率。

美國專利4,709,318公開了一種可替換結(jié)構(gòu)，它只包括三個(gè)變換器，這 三個(gè)變換器是第一變換器、第二變換器和第三變換器，其中第一變換器是 具有第一AC輸入端和第一DC輸出端的AC/DC變換器，第二變換器是具 有第一DC輸入端和第一AC輸出端的DC/AC變換器，以及第三變換器是 具有第二DC輸入端和第二DC輸出端的DC/DC變換器。在現(xiàn)有技術(shù)的這 種可替換結(jié)構(gòu)中，第一AC輸入端連接到AC電源，第一AC輸出端連接到 關(guān)鍵負(fù)載，第二DC輸入端連接到DC電源，第一DC輸出端和第二DC輸 出端兩者連接到兩條DC電壓母線，它們又連接到第一DC輸入端。利用這 種結(jié)構(gòu)，電流僅需要通過AC電源和關(guān)鍵負(fù)載之間的兩個(gè)變換器。然而，在 該公開中，第一變換器和第二變換器使得DC電壓母線之間的電壓比較高， 即400V?DC電壓獲得120V的RMS?AC輸出電壓。這種高電壓需要相應(yīng)增 加變換器的元件的尺寸，這增加了成本同時(shí)降低了效率和可靠性。