[發明專利]直流UPS電源裝置以及系統

在審

• 申請號: 201710636494.6
• 申請日: 2017-07-27
• 公開（公告）號: CN107332341A
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 方耿
• 申請（專利權）人: 深圳市泰昂能源科技股份有限公司
• 主分類號: H02J9/06
• 分類號: H02J9/06;H02J7/10;H02M3/337
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 徐彥圣

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，尤其是涉及一種直流UPS電源裝置以及系統。

背景技術

不間斷電源(Uninterruptible Power System，簡稱UPS)是將鉛酸免維護等蓄電池與主機相連接，通過主機逆變器等模塊電路將直流電轉換成市電的系統設備。

目前，直流UPS廣泛應用于直流不間斷供電場所，交流供電時，裝置為負荷提供穩定的直流輸出，同時給電池充電；當市電故障時，能夠自動通過蓄電池放電，不間斷輸出直流電。直流UPS的常規電路設計是：交流輸入經濾波器、功率因數校正單元輸出高壓直流，如果電池電壓較低，母線與電池之間需要通過變壓器實現升降壓及電氣隔離，輸入一般需與直流輸出電氣隔離，故主變換器也需要采取高頻隔離變換，若充放電變換器不能夠實現雙向控制，則需要兩個獨立的高頻隔離變換器實現充電及放電功能。

因此，整個直流UPS的常規裝置需要2至3個高頻變換器，而且放電時需要經過兩級隔離變換到輸出，所以電路變換器較多，使邏輯時序控制復雜，造成放電效率降低。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種直流UPS電源裝置以及系統，以解決現有技術中存在的直流UPS的常規裝置需要2至3個高頻變換器，而且放電時需要經過兩級隔離變換到輸出，所以電路變換器較多，使邏輯時序控制復雜，造成放電效率降低的技術問題。

第一方面，本發明實施例提供了一種直流UPS電源裝置，包括：交流輸入電路、直流輸出電路以及電池充放電路；

所述交流輸入電路通過一個變壓器與所述直流輸出電路以及所述電池充放電路耦合連接；

在所述交流輸入電路有電流輸入時，所述交流輸入電路通過所述變壓器向所述直流輸出電路與所述電池充放電路傳遞能量；

在所述交流輸入電路沒有電流輸入時，所述電池充放電路通過所述變壓器向所述直流輸出電路傳遞能量。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，所述交流輸入電路包括功率因數校正電路、直流母線、直流側電容以及諧振轉換電路；

在所述交流輸入電路有電流輸入時，交流電經所述功率因數校正電路轉換為直流電，所述直流電經所述直流母線輸入至所述直流側電容與所述諧振轉換電路。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，所述諧振轉換電路包括：第一開關管、第二開關管、繼電器、諧振電感、諧振電容以及繞組；

在所述交流輸入電路有電流輸入時，所述繼電器閉合，所述第一開關管與所述第二開關管輪流導通，所述諧振電感、所述諧振電容與所述繞組串聯，所述繞組為所述變壓器的初級繞組。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第三種可能的實施方式，其中，在所述交流輸入電路沒有電流輸入時，所述繼電器、所述第一開關管與所述第二開關管關斷，所述繞組為開路狀態。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第四種可能的實施方式，其中，所述諧振轉換電路包括：半橋諧振轉換電路或全橋諧振轉換電路。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第五種可能的實施方式，其中，所述電池充放電路包括雙向升降壓電路與整流電路；

在所述交流輸入電路有電流輸入時，所述整流電路為次級整流電路，所述雙向升降壓電路轉變為降壓變換電路，所述電池充放電路向電池進行充電。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第六種可能的實施方式，其中，在所述交流輸入電路沒有電流輸入時，所述雙向升降壓電路為升壓變換電路，所述整流電路為初級推挽電路，所述初級推挽電路向所述直流輸出電路傳輸電量。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第七種可能的實施方式，其中，所述整流電路包括：全波同步整流電路或橋式整流電路。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第八種可能的實施方式，其中，所述直流輸出電路包括：次級倍壓同步整流電路、次級橋式整流電路與次級非同步整流電路中的一種。

第二方面，本發明實施例還提供一種直流UPS電源系統，包括：充電電池、負載、交流電源以及如第一方面的直流UPS電源裝置；

交流電源用于向所述直流UPS電源裝置中的交流輸入電路輸入交流電；

所述直流UPS電源裝置中的直流輸出電路用于向負載供電；

所述直流UPS電源裝置中的電池充放電路用于向充電電池充電。