[發(fā)明專利]一種UPS充電模塊裝置及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210267756.3
• 申請(qǐng)日: 2012-07-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102790422A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡高宏;陳永華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東易事特電源股份有限公司
• 主分類號(hào): H02J7/02
• 分類號(hào): H02J7/02
• 代理公司: 東莞市華南專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44215
• 代理人: 鄧猛烈

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于UPS電源領(lǐng)域，尤其涉及一種UPS充電模塊裝置及其控制方法。

背景技術(shù)

UPS是一種含有蓄電池儲(chǔ)能裝置，以逆變器為主要單元的電源保護(hù)設(shè)備。當(dāng)市電輸入正常時(shí)，UPS就將市電通過(guò)整流、逆變電路變換為穩(wěn)定的交流電壓供負(fù)載使用，同時(shí)完成對(duì)蓄電池的充電；當(dāng)市電不正常或斷電時(shí)，UPS就將蓄電池中儲(chǔ)存的能量通過(guò)直流升壓、逆變電路轉(zhuǎn)換為恒壓、恒頻的交流電給負(fù)載供電，有效解決了用電設(shè)備直接接到電網(wǎng)時(shí)要面臨的市電異常所導(dǎo)致用電設(shè)備無(wú)法正常工作，甚至損壞等問(wèn)題。

跟傳統(tǒng)的塔式UPS比較，模塊化UPS由于本身具有的可擴(kuò)容性、高可靠性、易維護(hù)性等特點(diǎn)，近些年已成為UPS產(chǎn)品發(fā)展的趨勢(shì)。典型的模塊化UPS通常包含輸入、輸出配電、監(jiān)控模塊以及功率模塊等。功率模塊是UPS系統(tǒng)的主要單元，UPS正常工作情況下，功率模塊具有熱插拔和并聯(lián)冗余功能。典型的功率模塊主要包含整流、逆變、充電等電路，其中內(nèi)置的充電器由于受硬件資源及內(nèi)部空間等條件的限制，普遍都存在功率等級(jí)偏小的問(wèn)題。在并聯(lián)功率模塊較少也即充電器個(gè)數(shù)較少的情況下，充電器的充電能力很難匹配用戶所配大容量電池的充電要求；另外，如果充電器包含在功率模塊內(nèi)部，當(dāng)充電器故障時(shí)，即使功率模塊正常也需要拔出整個(gè)功率模塊進(jìn)行維修，這就會(huì)降低UPS的帶載能力，系統(tǒng)存在過(guò)載導(dǎo)致UPS轉(zhuǎn)旁路甚至掉電的風(fēng)險(xiǎn)。為了解決上述問(wèn)題，在模塊化UPS就需要將內(nèi)置充電器設(shè)計(jì)成為外置的獨(dú)立的充電模塊，獨(dú)立充電模塊的容量可以根據(jù)需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且跟功率模塊一樣具有熱插拔和并聯(lián)冗余功能。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)獨(dú)立充電模塊的需求，本發(fā)明提供一種基于雙電池組的外置獨(dú)立的UPS充電模塊裝置，該充電模塊裝置可根據(jù)需要進(jìn)行多個(gè)配置，有效的滿足客戶大容量充電器的需求。

本發(fā)明的另一目的在于：提供一種控制該充電模塊裝置的控制方法，該控制方法可實(shí)現(xiàn)該充電模塊的輸入功率因數(shù)校正及三階段充電功能。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種UPS充電模塊裝置，包括與三相交流電壓連接的整流裝置、直流儲(chǔ)能電容裝置、直流降壓裝置和控制器，所述三相交流電壓分別為：R、S、T相交流電壓，所述整流裝置包括分別與三相交流電壓相應(yīng)連接的三個(gè)單相整流器，所述每個(gè)單相整流器設(shè)有脈寬調(diào)制控制端口和三個(gè)輸出端，三個(gè)輸出端分別為A、B、C；所述直流儲(chǔ)能電容裝置設(shè)有三個(gè)電連接端，三個(gè)電連接端分別為：a、b、c；每個(gè)單相整流器的三個(gè)輸出端A、B、C分別與直流儲(chǔ)能電容裝置的三個(gè)電連接端a、b、c對(duì)應(yīng)一一電連接，所述直流儲(chǔ)能電容裝置包括兩個(gè)電容，其中一個(gè)電容C1的兩端分別與電連接端a、b電連接，另一個(gè)電容C2的兩端分別與電連接端b、c電連接；電連接端a、b之間的電壓為+Vdc，電連接端c、b之間的電壓為-Vdc；所述直流降壓裝置包括兩個(gè)直流降壓電路，直流降壓電路設(shè)有兩個(gè)輸入端d、e和兩個(gè)輸出端f、g以及脈寬調(diào)制控制端口，其中一個(gè)直流降壓電路為正直流降壓電路，正直流降壓電路的輸入端d、e分別與直流儲(chǔ)能電容裝置的電連接端a、b電連接；另一個(gè)直流降壓電路為負(fù)直流降壓電路，負(fù)直流降壓電路的輸入端d、e分別與直流儲(chǔ)能電容裝置的電連接端b、c電連接；其中正直流降壓電路的輸出端g與負(fù)直流降壓電路的輸出端f電連接；控制器分別與三個(gè)單相整流器電連接，且三個(gè)單相整流器的輸入端的交流電壓信號(hào)傳遞給控制器，+Vdc、-Vdc以及三個(gè)單相整流器的電感電流信號(hào)傳遞給控制器，控制器的控制端分別與三個(gè)單相整流器的脈寬調(diào)制控制端口M_R、M_S、M_T電連接。

三個(gè)單相整流器分別與三相交流電壓的R、S、T相交流電壓連接。

其中：正直流降壓電路的輸出端f、g之間的電壓為+Vout；負(fù)直流降壓電路的輸出端f、g之間的電壓為-Vout；控制器還與兩個(gè)直流降壓電路、兩個(gè)電池組電連接，兩個(gè)直流降壓電路的內(nèi)部電感電流以及+Vout、-Vout傳遞給控制器，控制器的控制端分別與兩個(gè)直流降壓電路的脈寬調(diào)制控制端口m_p、m_n電連接。

其中：還包括輸出開(kāi)關(guān)裝置，所述輸出開(kāi)關(guān)裝置包括正輸出開(kāi)關(guān)S1和負(fù)輸出開(kāi)關(guān)S2，正輸出開(kāi)關(guān)S1設(shè)置于所述正直流降壓電路的輸出端，負(fù)輸出開(kāi)關(guān)S2設(shè)置于所述負(fù)直流降壓電路的輸出端。

一種UPS的充電模塊裝置的控制方法，包括以下步驟：