[發明專利]在線式不間斷電源拓撲

有效

• 申請號: 201210352113.9
• 申請日: 2012-09-20
• 公開（公告）號: CN103683356A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 陽岳豐;顧亦磊;李岳輝
• 申請（專利權）人: 伊頓制造（格拉斯哥）有限合伙莫爾日分支機構
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02M5/40;H02M1/12
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 郭曉華;楊曉光

1.一種單相在線式不間斷電源拓撲，其包含主功率回路與輔功率回路，所述不間斷電源拓撲的特征在于：

主功率回路由輸入級、功率變換級以及輸出級依次連接構成，輔功率回路由充電器、電池以及DC/DC轉換器依次連接構成，

其中，主功率回路的輸入級包含第一電容器（C1）與第一電感器（L1），

其中，主功率回路的功率變換級包含并聯連接在正負母線（+BUS，-BUS）之間的第一至第四串聯支路，第一串聯支路由第一二極管（D1）與第二二極管（D2）串聯構成，第二串聯支路由第二電容器（C2）與第三電容器（C3）串聯構成，第一開關（S1）連接在第一串聯支路的中間節點與第二串聯支路的中間節點之間，第三串聯支路由第三開關（S3）、第五電容器（C5）、第六電容器（C6）、第四開關（S4）依次串聯構成，第二串聯支路的中間節點與第五、第六電容器（C5，C6）之間的節點共同連接到地，第四串聯支路由第五開關（S5）與第六開關（S6）串聯構成，第二開關（S2）連接在第二串聯支路的中間節點與第四串聯支路的中間節點之間，第三開關（S3）與第四開關（S4）分別具有并聯連接的第三二極管（D3）與第四二極管（D4），

其中，主功率回路的輸出級包含第二電感器（L2）與第四電容器（C4），

其中，輔功率回路的充電器的輸入端連接到所述不間斷電源的交流輸入端或正負母線（+BUS，-BUS），輔功率回路的DC/DC轉換器的輸出端連接到第三開關（S3）與第五電容器（C5）之間的節點以及第六電容器（C6）與第四開關（S4）之間的節點，

且其中，第二電容器（C2）、第三電容器（C3）的容量實質小于第五電容器（C5）、第六電容器（C6）的容量。

2.根據權利要求1的單相在線式不間斷電源拓撲，其中，第二電容器（C2）與第三電容器（C3）選自薄膜電容器與陶瓷電容器，第五電容器（C5）與第六電容器（C6）為電解電容器。

3.根據權利要求1或2的單相在線式不間斷電源拓撲，其中，第二電容器（C2）與第三電容器（C3）的電容值在50μF以下。

4.根據權利要求1或2的單相在線式不間斷電源拓撲，其中，主功率回路被控制為，在第三開關（S3）與第四開關（S4）被斷開，第五電容器（C5）與第六電容器（C6）分別經由第三二極管（D3）與第四二極管（D4）預充電到使得第三二極管（D3）與第四二極管（D4）截止的電位的情況下，能夠以以下模式運行：

（1）升壓模式，其中，第一開關（S1）高頻開關，第二開關（S2）關斷，第五開關（S5）與第六開關（S6）以工頻在輸入電壓過零點上開通以及關斷；

（2）降壓模式，其中，第一開關（S1）關斷，第二開關（S2）、第五開關（S5）與第六開關（S6）高頻開關；

（3）導通模式，其中，第一開關（S1）與第二開關（S2）關斷，第五開關（S5）與第六開關（S6）以工頻在輸入電壓過零點上開通以及關斷；或

（4）升壓-降壓模式，其中，所述主功率回路在升壓模式與降壓模式之間進行切換。

5.根據權利要求4的單相在線式不間斷電源拓撲，其中，主功率回路被控制為：

在輸入電壓的一個周期中，當輸入電壓在預設的輸出電壓值的容許范圍之內時，以導通模式運行；

在輸入電壓的一個周期中，當輸入電壓在預設的輸出電壓值的容許范圍之外時，如果輸入電壓的瞬時值小于預設的輸出電壓值，以升壓模式運行；如果輸入電壓的瞬時值大于預設的輸出電壓值，以降壓模式運行；如果輸入電壓的瞬時值有時小于、有時大于預設的輸出電壓值，以升壓-降壓模式運行。

6.根據權利要求4的單相在線式不間斷電源拓撲，其中，主功率回路被控制為：如果輸入電壓波形畸變在容許范圍內，以高頻進行開關的相應的開關的驅動信號的占空比在輸入電壓的一個周期中保持不變。

7.根據權利要求1或2的單相在線式不間斷電源拓撲，其中，主功率回路被控制為，在第三開關（S3）與第四開關（S4）開通的情況下，第一至第三串聯支路構成功率因數校正級，第四串聯支路構成逆變器級。

8.根據權利要求1或2的單相在線式不間斷電源拓撲，其中，第三二極管（D3）與第四二極管（D4）為第三開關（S3）與第四開關（S4）自身的體二極管，或者為與第三開關（S3）、第四開關（S4）分立的二極管。