[發明專利]一種離線式不間斷電源系統

有效

• 申請號: 201110265375.7
• 申請日: 2011-09-08
• 公開（公告）號: CN103001313A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 謝凱軍;胡武華
• 申請（專利權）人: 聯正電子（深圳）有限公司
• 主分類號: H02J9/06
• 分類號: H02J9/06;H02J7/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 郭曉華;楊曉光

1.一種不間斷電源UPS系統，其特征在于包含主電源輸入連接、蓄電裝置、微控制器、直流-直流轉換器、逆變器、逆變器輸出連接、負載連接、切換元件以及充電器，

其中，主電源輸入連接包含主電源輸入火線和主電源輸入零線，用于連接到主電源；

其中，蓄電裝置用于存儲電能以及供給直流電壓；

其中，微控制器用于生成參考弦波信號，并對逆變器中的開關元件進行控制，所述參考弦波信號表征用于直流-直流轉換的參考弦波電壓；

其中，直流-直流轉換器用于接收來自蓄電裝置的直流電壓，并進行直流-直流轉換；

其中，逆變器接收來自直流-直流轉換器的直流電壓，并將之轉換為交流電壓；

其中，逆變器輸出連接包含逆變器輸出火線和逆變器輸出零線，用于接收來自逆變器的交流電壓；

其中，負載連接包含負載連接火線和負載連接零線，用于連接到負載；

其中，切換元件用于有選擇地將主電源輸入連接和逆變器輸出連接中的一個耦合到負載連接；

其中，充電器用于接收負載連接上的交流電壓，在主電源輸入連接被耦合到負載連接時對蓄電裝置進行充電，以及在逆變器輸出連接被耦合到負載連接時將多余的電能回收到蓄電裝置中；

其中，在逆變器輸出連接被耦合到負載連接的情況下，跟隨來自微控制器的參考弦波信號，直流-直流轉換器對來自蓄電裝置的直流電壓進行直流-直流轉換，并通過充電器的協調配合，在直流-直流轉換器的輸出端產生弦波形狀的直流電壓，逆變器對所述弦波形狀的直流電壓進行反轉，以形成弦波形狀的交流電壓；

其中，切換元件連接在主電源輸入火線、逆變器輸出火線以及負載連接火線之間，且主電源輸入零線和逆變器輸出零線共同直接連接到負載連接零線；或者，切換元件連接在主電源輸入零線、逆變器輸出零線以及負載連接零線之間，且主電源輸入火線和逆變器輸出火線共同直接連接到負載連接火線；

且其中，逆變器的接地點與充電器的接地點相互隔離，以切斷在主電源輸入火線和主電源輸入零線之間經由逆變器和充電器形成的對于主電源高壓脈沖的電氣路徑。

2.根據權利要求1的不間斷電源UPS系統，其中，直流-直流轉換器包含：

反饋電路，其由直流-直流轉換器產生的弦波形狀直流電壓生成表征該電壓的反饋信號；

反饋控制器，其接收來自微控制器的參考弦波信號以及來自反饋電路的反饋信號，生成控制信號；

直流-直流轉換PWM信號發生器，其接收來自反饋控制器的控制信號，產生PWM控制信號；以及

包含第一變壓器以及開關元件的直流-直流電壓調節器，其由來自直流-直流轉換PWM信號發生器的PWM控制信號控制，對來自蓄電裝置的直流電壓進行直流-直流轉換。

3.根據權利要求2的不間斷電源UPS系統，其中，充電器包含充電控制器以及充電切換與電壓調節器，充電切換與電壓調節器包含第二變壓器以及開關元件；其中，當主電源輸入連接被耦合到負載連接時，在充電控制器的控制下，充電切換與電壓調節器接收負載連接上的交流電壓，以對蓄電裝置進行充電；且其中，當逆變器輸出連接被耦合到負載連接時，充電控制器接收來自反饋控制器的控制信號，在判斷為弦波形狀的直流電壓高于參考弦波電壓并且不存在由直流-直流轉換PWM信號發生器生成的PWM控制信號的情況下，生成用于控制充電切換與電壓調節器的PWM控制信號，充電切換與電壓調節器由來自充電控制器的PWM控制信號控制，將多余的電能回收到蓄電裝置中。

4.根據權利要求3的不間斷電源UPS系統，其中，直流-直流電壓調節器中位于第一變壓器原方的電路、充電切換與電壓調節器以及微控制器共同具有第一接地點，而逆變器以及直流-直流電壓調節器中位于第一變壓器副方的電路共同具有第二接地點。

5.根據權利要求3的不間斷電源UPS系統，其中，直流-直流電壓調節器、逆變器、充電切換與電壓調節器中位于第二變壓器副方的電路以及微控制器共同具有第一接地點，而充電切換與電壓調節器中位于第二變壓器原方的電路具有第二接地點。

6.根據權利要求4的不間斷電源UPS系統，其中，反饋電路被配置為使得反饋信號的接地點與第二接地點隔離；且其中，所述微控制器經由隔離裝置對逆變器中的開關元件進行控制。

7.根據權利要求6的不間斷電源UPS系統，其中，所述隔離裝置為光電耦合器，且其中，所述UPS系統還包含一組分立的電源，以便為光電耦合器提供電源。