[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

技術領域

本發明涉及不間斷電源(UPS)領域，特別涉及離線式不間斷電源。

背景技術

為了在主電源(例如市電網)故障時確保例如計算機等電子設備和系統正常工作，通常使用不間斷電源系統。不間斷電源是一種交流電源供應設備，其可在主電源不正常時瞬間提供交流電力供應，確保電子設備或系統能以緊急電源供電。當主電源出現故障時，不間斷電源將系統從主電源運行轉換為備用電源運行，而在主電源重新開始工作時，從備用電源運行轉換為主電源運行。

按照工作方式劃分，不間斷電源系統可分為在線(on-line)式不間斷電源系統和離線(off-line)式不間斷電源系統。離線式UPS又稱為后備式或脫機式UPS，其特點在于UPS中的逆變器只在市電中斷或失常狀態下(典型地，在市電電壓低于UPS投入電壓時)才工作并向負載供電，而在平時不工作，處于備用或脫機的狀態。

美國發明專利US?6,094,363A(下面稱為“專利文獻1”)公開了一種可輸出弦波電壓并能回收多余能量的離線式不間斷電源，其全部內容并入此處作為參考。專利文獻1所公開的離線式不間斷電源的原理框圖如圖1所示，該離線式不間斷電源能用簡單的直流-直流轉換器11和逆變器13將DC電池電壓轉換為AC弦波輸出電壓，其中，能量回收充電器能將多余的不必要的能量回收到電池，藉以提供高品質且高效率的電力供應。

離線式不間斷電源系統仍存在改進的空間。

發明內容

開發本發明以解決上面提到的問題。根據本發明一實施形態，一種不間斷電源UPS系統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。

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。

借助本發明提出的不間斷電源系統，可以以與專利文獻1的不間斷電源系統相比較為低廉的成本實現更為可靠的性能。

附圖說明

附圖并入說明書并構成說明書的一部分，其示出了本發明的實施例，并與上面給出的對本發明的一般介紹以及下面給出的對實施例的詳細描述一起，用于闡釋本發明的原理。在附圖中：

圖1示出了現有技術中的一種離線式UPS系統的原理框圖；

圖2示出了當僅僅使用一個繼電器時在離線式UPS系統主線路中可能存在的高壓脈沖電氣路徑；

圖3示出了根據本發明的離線式UPS系統的示意性原理框圖；

圖4示出了根據本發明一實施例的離線式UPS系統的主線路的原理圖；

圖5示出了根據圖4所示實施例的離線式UPS系統的控制線路的原理框圖；