[發明專利]中壓不間斷供電源

在審

• 申請號: 201310618823.6
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN103856069A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: V.卡納卡薩白;R.奈克;S.科隆比;S.F.S.埃爾-巴巴里;P.維查延
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H02M5/44
• 分類號: H02M5/44
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 姜甜;湯春龍

技術領域

本公開的實施例一般涉及不間斷供電源，以及更確切地來說涉及利用中壓變流器實現的不間斷供電源。

背景技術

傳統上，不間斷供電源已在如數據中心和醫院的許多應用中使用，以在AC主供電電壓的斷電/干擾期間向負載提供不間斷功率。典型地，這些不間斷供電源額定為從低壓（380?V?-?480?V）配電網絡接收AC供電電壓，并以相同的電壓電平向負載提供三相電壓。此外，不間斷供電源一般包括用于功率轉換的功率變流器、用于存儲電能的電容器、開關裝置、能量源和控制器。常規功率變流器還包括一個或多個單級變流器。

最近，數據中心的大小已經顯著地增加。由此，通過低壓不間斷供電源來供給負載是個挑戰，因此采用中壓不間斷供電源是經濟的。中壓不間斷供電源以較高電壓處理功率，從而使得不間斷供電源和耦合不間斷供電源和負載的線纜處理較低電流值。較低的電流值降低線纜布線和安裝成本以及數據中心的運行成本。

發明內容

根據本公開的多個方面，提出一種中壓不間斷供電源系統。該系統包括操作地耦合在第一總線與第二總線之間的第一功率變流器。該系統還包括經由第一總線與第二總線操作地耦合到第一功率變流器的第二功率變流器，其中第二功率變流器包括至少三個分支，其中至少三個分支包括多個開關單元，以及其中多個開關單元包括至少兩個半導體開關和儲能裝置。此外，該系統包括操作地耦合在第一總線與第二總線之間的直流鏈路。再者，該系統包括能量源，其經由第三功率變流器、變壓器和第四功率變流器的其中一個或多個操作地耦合到第二功率變流器的能量源、直流鏈路或操作地耦合到第二功率變流器和直流鏈路兩者。

根據本公開的另一方面，提出一種用于操作中壓不間斷供電源系統的方法。該方法包括經由第一總線和第二總線將第一功率變流器耦合到第二功率變流器，其中第二功率變流器包括至少三個分支，其中這至少三個分支包括多個開關單元，以及其中多個開關單元包括至少兩個半導體開關和儲能裝置。該方法還包括在第一總線與第二總線之間連接直流鏈路。此外，該方法包括經由第三功率變流器、變壓器和第四功率變流器的其中一個或多個將能量源操作地耦合到第二功率變流器、直流鏈路或操作地耦合到第二功率變流器和直流鏈路兩者。再者，該方法包括確定第二功率變流器中的多個開關單元的開關模式，并基于第二功率變流器的多個開關單元的開關模式在第二功率變流器處生成輸出。

根據本公開的又一方面，提出一種中壓不間斷供電源系統。該系統包括操作地耦合在第一總線與第二總線之間的第一功率變流器。而且，該系統包括經由第一總線和第二總線操作地耦合到第一功率變流器的第二功率變流器，其中第二功率變流器包括至少三個分支，其中這至少三個分支包括多個開關單元，以及其中多個開關單元包括至少兩個半導體開關和儲能裝置。再者，該系統包括操作地耦合在第一總線與第二總線之間的直流鏈路，其中該直流鏈路包括操作地串聯耦合的多個電容器。此外，該系統包括能量源，其經由第三功率變流器、變壓器和第四功率變流器的其中一個或多個操作地耦合到直流鏈路的多個電容器、第二功率變流器的多個開關單元的每一個或其組合。

根據一個實施例，本申請公開了一種中壓不間斷供電源系統，包括：第一功率變流器，其操作地耦合在第一總線與第二總線之間；第二功率變流器，其經由所述第一總線和所述第二總線操作地耦合到所述第一功率變流器，其中所述第二功率變流器包括至少三個分支，其中所述至少三個分支包括多個開關單元，以及其中所述多個開關單元包括至少兩個半導體開關和儲能裝置；直流鏈路，其操作地耦合在所述第一總線與所述第二總線之間的；以及能量源，其經由第三功率變流器、變壓器和第四功率變流器的其中一個或多個操作地耦合到所述第二功率變流器、所述直流鏈路或操作地耦合到所述第二功率變流器和所述直流鏈路兩者。

優選地，將所述變壓器和所述第四功率變流器組合以形成隔離的模塊化單元。進一步地，所述隔離的模塊化單元還包括所述第二功率變流器的所述多個開關單元的至少其中之一。

優選地，所述直流鏈路包括操作地串聯耦合的多個電容器。

優選地，所述能量源經由所述第三功率變流器、所述變壓器和所述第四功率變流器的其中一個或多個操作地耦合到所述第二功率變流器的所述至少三分分支中的所述多個開關單元的每一個開關單元。