[發明專利]一種混合燃料電池和超級電容器的不間斷供電系統及方法

在審

• 申請號: 201810501918.2
• 申請日: 2018-05-23
• 公開（公告）號: CN108683247A
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發明（設計）人: 詹躍東;朱小清;李莉
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: H02J9/06
• 分類號: H02J9/06;H02J7/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種混合燃料電池和超級電容器的不間斷供電系統及方法，包括市電、功率變換系統、后備電源和負載；本發明采用了燃料電池和超級電容器作為不間斷供電系統的后備電源，當市電斷電后，小容量的長壽命超級電容器能瞬間為負載供電，避免了燃料電池直接帶負載冷啟動，縮小不間斷供電系統的響應時間，提高燃料電池的安全和壽命；有源功率因數校正電路采用成熟的平均電流模式、恒頻率控制和電壓外環電流內環雙閉環控制，具有體積小、功耗低、效率高、功率因數高、總諧波失真小、安全可靠等優點，并能保證長時間不間斷供電，本發明功率管的控制實現較為簡單，二極管和功率管的數量較少，成本低、效率高、安全可靠性高。

技術領域

本發明涉及一種不間斷供電系統，具體涉及一種混合燃料電池和超級電容器作為后備電源的不間斷供電系統，屬于不間斷供電電源研究領域。

背景技術

UPS(Uninterruptable Power System)稱為不間斷供電系統，是一種含有儲能裝置，并且以逆變器等功率變換器組成的恒壓、頻率不變的不間斷電源，隨著各種信息系統在各個行業的應用，UPS得到了迅猛的發展。不間斷電源(UPS)的工作原理為：當市電正常供電時，不間斷電源(UPS)將市電穩壓后供給負載使用，并且給不間斷電源內的后備電源電池充電，使后備電源保持足夠的電能；當市電斷電或者電壓突降時，不間斷電源(UPS)瞬時響應，將后備電源中的能量轉換為和市電同頻率、電壓幅值相同的220V交流電供給負載使用，保護負載不受斷電或電壓不穩定的影響。不間斷電源(UPS)的分類主要有后背式、在線式和在線互動式三大類，不同的負載工作需求可以選擇不同類型的不間斷電源(UPS)。

不間斷電源(UPS)最普遍的后備電源一般是蓄電池，目前的不間斷電源(UPS)主電路中功率管和二極管較多，成本較高，控制方法比較復雜。

發明內容

本發明的目的在于提供一種混合燃料電池和超級電容器作為后備電源的不間斷供電系統(UPS)及方法，適用于不間斷供電系統中，為需要安全、可靠、持續電能的特殊設備或系統提供不間斷的電源。

本發明一種混合燃料電池和超級電容器的不間斷供電系統，包括市電、功率變換系統、后備電源和負載；

所述功率變換系統包括功率因數校正電路、逆變器、電池充電器和直流變換器；所述后備電源包括超級電容器、燃料電池和切換開關；所述市電輸出端分別連接功率變換系統中功率因數校正電路的輸入端和電池充電器的輸入端，所述逆變器的輸入端分別連接功率因數校正電路的輸出端和直流變換器的輸出端，所述逆變器的輸出端連接負載，所述功率變換系統中電池充電器的輸出端連接后備電源中超級電容器輸入端，所述超級電容器的輸出端和燃料電池輸出端分別連接切換開關的輸入端，所述切換開關的輸出端連接直流變換器的輸入端。

所述功率因數校正電路包括第一電感、第一功率管、第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管、第五二極管、第六二極管、第一電容、第二電容、第二功率管，所述逆變器包括第三功率管、第二電感、第三電容，所述電池充電器和直流變換器共用一個DC/DC升壓器，所述切換開關包括第一雙向可控硅SCR1和第二可控硅SCR2；