[發明專利]使用具有差模電感器耦接的UPS模塊的UPS系統與方法

在審

• 申請號: 201380058931.0
• 申請日: 2013-11-13
• 公開（公告）號: CN104782023A
• 公開（公告）日: 2015-07-15
• 發明（設計）人: J·D·布蘭德梅耶;J·歐利弗
• 申請（專利權）人: 伊頓公司
• 主分類號: H02J9/06
• 分類號: H02J9/06;G11C11/00;H02M1/00;H02M1/44
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 魏子翔;楊曉光

技術領域

本發明主題涉及電力轉換設備及方法，并且更特別地涉及不間斷電源(UPS)設備及方法。

背景技術

UPS系統通常在諸如數據中心，醫療中心和工業設施的設施中使用。可在這樣的設施中使用UPS系統以在主公用電源故障的情況下提供備用電力來維持運行。這些UPS系統通常具有包括由DC連接耦接的整流器和逆變器的“在線”配置，該DC連接還耦接到諸如電池，燃料電池或其它能量存儲裝置的輔助電源。同樣可以使用諸如待機和在線互動式配置的其它配置。

UPS系統可具有包括兩個或多個UPS模塊的模塊結構，每一個UPS模塊例如可包括整流器，逆變器和DC/DC轉換器以便連接到電池或其它DC電源。模塊通常被設計為并聯運行以提供可擴展的功率容量，例如，模塊可共同耦接到AC源，DC源(例如電池)和/或負載。

在該UPS模塊中使用的轉換器電路通常是開關模式功率轉換器電路。該開關模式轉換器的并聯布置可能易受到在模塊之間顯著高頻電流的產生的傷害。在并聯逆變器布置中，這個問題可通過同步例如在Tassitino,Jr等人的美國專利No.7,405,494中描述的逆變器所使用的PWM周期來解決。在并聯的DC/DC電池轉換布置中，在電池連接路徑中可連接大的電感器以便將電池連接電路的諧振頻率移動到DC/DC轉換器的PWM頻率范圍之外。

發明內容

本發明主題的一些實施例提供不間斷電源(UPS)系統，該UPS系統包括至少兩個UPS模塊，該UPS模塊具有通過相應的導體共同耦接到電流源/吸收器的相應開關模式功率轉換器電路。該系統進一步包括至少一個磁耦接該至少兩個導體的差模電感器。

在一些實施例中，開關模式功率轉換器電路可包括通過導體共同耦接到DC電源端子的相應DC/DC轉換器電路。DC/DC轉換器電路可在可變頻率處運行和/或可能不同步。該至少兩個UPS模塊可進一步包括具有耦接到DC/DC轉換器中的相應一個的輸入以及共同耦接到負載的輸出的相應逆變器電路。

在一些實施例中，至少一個差模電感器可包括磁耦接導體的鐵氧體芯。該鐵氧體芯例如可包括每一個導體穿過其至少一次的鐵氧體環。

在進一步實施例中，開關模式功率轉換器電路可包括通過導體共同耦接到負載端子的相應逆變器電路。在更進一步實施例中，開關模式功率轉換器電路可包括通過導體共同耦接到AC電源端子的相應整流器電路。

根據一些實施例，至少兩個UPS模塊可包括至少三個UPS模塊，該UPS模塊具有通過至少三個相應的導體共同耦接到電流源/吸收器的相應開關模式功率轉換器電路。至少一個差模電感器可包括多個差模電感器，該差模電感器中的相應一個磁耦接至少三個導體中的相應對?？蓪⒅辽偃齻€導體中的至少一個磁耦接到少于至少三個導體中的全部剩余導體。

本發明主題的一些實施例提供一種包括至少兩個UPS模塊的UPS系統。該至少兩個UPS模塊的每一個包括具有被配置為耦接到負載的輸出以及耦接到逆變器電路輸入的DC/DC轉換器電路。該系統進一步包括至少兩個導體，相應的導體將UPS模塊的相應開關模式DC/DC轉換器電路共同耦接到電池端子以及磁耦接該至少兩個導體的至少一個差模電感器。

進一步的實施例提供操作包括至少兩個UPS模塊和至少兩個導體的UPS系統的方法，相應的導體將UPS模塊的相應開關模式DC/DC轉換器電路共同耦接到電池端子。該方法包括感應耦接該至少兩個導體的差分模式。

附圖說明

圖1是示出根據本發明主題的一些實施例的UPS系統的原理圖。

圖2是示出根據進一步實施例的UPS系統的原理圖。

圖3是示出圖2的UPS系統中的UPS模塊的實現的原理圖。

圖4是示出根據一些實施例的差模電感器實現的原理圖。

圖5是示出根據進一步實施例的UPS系統的原理圖。

圖6和圖7示出根據一些實施例的差模電感器布置的示例。

圖8是示出根據更進一步實施例的UPS系統的原理圖。

圖9是示出根據一些實施例的具有用于并聯逆變器的差模電感器的UPS系統的原理圖。

圖10是示出根據一些實施例的具有用于并聯整流器的差模電感器的UPS系統的原理圖。

具體實施方式