[發明專利]用于在不間斷電源中使用的鐵磁諧振變壓器

在審

• 申請號: 201180016608.8
• 申請日: 2011-02-16
• 公開（公告）號: CN102906829A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: T·李;J·理查德松;L·達特佐夫
• 申請（專利權）人: 阿爾法科技股份有限公司
• 主分類號: H01F27/28
• 分類號: H01F27/28;H02J9/06
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 葉勇

相關申請

本申請要求申請號為12/803,787、申請日為2010年7月7日的美國專利申請和申請號為61/305,926、申請日為2010年2月18日的美國臨時專利申請的優先權。

所有上面列出的相關申請的內容以引用的方式合并于此。

技術領域

本發明涉及備用電力信號的生成，更具體地說，涉及使用鐵磁諧振變壓器的不間斷電源系統和方法。

背景技術

不間斷電源(UPS)長期被用來為電子設備提供至少臨時性輔助電力。典型地，不間斷電源被構造為在主電源和備用電源之間根據需要切換來維持供給負荷的恒定功率。

例如，該主電源可能是公用電源，并且該備用電源可以采取電池系統的形式。當該公用電源電力信號屬于預定參數之內時，UPS將以線路模式正常運行，在該模式中該公用電源電力信號傳送到負荷。在該線路模式，UPS典型地還將給電池系統充電。當該公用電源電力屬于該預定參數之外時，UPS將切換到備用模式，該模式中基于儲存在電池系統中的能量產生交流信號。

一種UPS采用一鐵磁諧振變壓器。鐵磁諧振變壓器為飽和變壓器，其采用由諧振繞組和電容器組成的并聯諧振回路來產生即使該變壓器的輸入變動也幾乎恒定的平均輸出。使用鐵磁諧振變壓器的典型UPS利用了鐵磁諧振變壓器的在線路模式中和在備用模式中的電壓調節特性。因此，在UPS的背景技術中，鐵磁諧振變壓器提供了浪涌抑制、隔離、短路防護和電壓調節的功能而不需要使用有源器件。

通常，構造為用在UPS系統中的鐵磁諧振變壓器包括鐵心和感應線圈，感應線圈相對于鐵心布置來限定(a)變壓器的主側或輸入側和(b)變壓器的輔助側或輸出側。傳統的被用在UPS中的鐵磁諧振變壓器將更進一步包括布置在主側和輸入側的輸入繞組和逆變器(諧振)繞組以及布置在輔助側或輸出側的輸出繞組。

本發明的目標是提供用在UPS系統中的改進的鐵磁諧振變壓器。

發明內容

本發明可以包含鐵磁諧振變壓器，其包括鐵心、主分路器、第一繞組、第二繞組，以及第三繞組。該主分路器相對該鐵心布置來限定該鐵磁諧振變壓器的主側和輔助側。第一繞組布置在該鐵磁諧振變壓器的主側并可操作地連接到主電源。第二繞組布置在該鐵磁諧振變壓器的輔助側并可操作地連接到輔助電源。第三繞組布置在該鐵磁諧振變壓器的輔助側并可操作地連接到諧振電容器。當在第一繞組上出現主信號時、在第三繞組的至少一部分上出現第一輸出信號。當在第二繞組上出現輔助電力時，在第三繞組的至少一部分上出現第二輸出信號。

本發明還可包含一種不間斷電源，用于供應電力給負荷，包括變壓器、諧振電容器、主電源和輔助電源。該變壓器包括：鐵心；主分路器，相對于該鐵心布置來到限定該變壓器的主側和輔助側；布置在該變壓器的主側的第一繞組；布置在該變壓器的輔助側的第二繞組；以及布置在該變壓器的輔助側的第三繞組。該諧振電容器可操作地連接到該第三繞組。該主電源可操作地連接到第一繞組。該輔助電源可操作地連接到第二繞組。該負荷連接到第三繞組的至少一部分。在線路模式，該主電源產生出現在第一繞組上的主信號，由此基于主信號，第一輸出信號被提供給該負荷。在備用模式中，該輔助電源產生出現在第二繞組上的輔助信號，由此基于輔助信號，第二輸出信號被提供給該負荷。

本發明還可能包含一種供應不間斷電力給負荷的方法，包括下列步驟。主分路器被相對鐵心布置來限定主側和輔助側。第一繞組布置在該主側，同時第二繞組和第三繞組布置在該輔助側。諧振電容器可操作地連接到第三繞組。主電源可操作地連接到第一繞組。輔助電源可操作地連接到第二繞組。該負荷可操作地連接到第三繞組的至少一部分。當運行在線路模式時，該主電源產生出現在第一繞組上的主信號，由此第一輸出信號被提供給該負荷。當運行在備用模式時，該輔助電源產生出現在第二繞組上的輔助信號，由此第二輸出信號被提供給該負荷。

附圖說明

圖1為按照本發明的原則并且具體化的利用鐵磁諧振變壓器系統構造的不間斷電源系統的第一實施例的簡化方框圖；

圖2是形成為圖1描繪的UPS系統的一部分的鐵磁諧振變壓器的示意視圖；

圖3是圖2描繪的鐵磁諧振變壓器的透視圖；

圖4是圖2和3描繪的鐵磁諧振變壓器的側面正視圖；以及

圖5是沿圖4中的線5-5剖開的剖視圖。

具體實施方式

開始參看附圖中的圖1，其中描繪的是根據本發明的原則并具體化構造的不間斷電源(UPS)系統20的第一實例。