[發(fā)明專利]基于耦合電感器的電力設備電路拓撲

在審

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• 申請日: 2020-08-10
• 公開（公告）號: CN112350426A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發(fā)明（設計）人: 普拉迪普·托拉卡納哈利·那迦卜山饒;前德拉塞卡蘭·賈亞拉曼
• 申請（專利權）人: 施耐德電氣IT公司
• 主分類號: H02J9/06
• 分類號: H02J9/06;H02M7/757;H02M7/5387;H02J7/02
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽

根據本公開的基于耦合電感器的電力設備電路拓撲的一方面，提供了一種不間斷電源(UPS)系統(tǒng)。所述UPS系統(tǒng)包括：第一輸入端，配置成用以耦合到輸入電源；第二輸入端，配置成用以耦合到能量存儲設備；輸出端，配置成用以提供輸出電力；電力轉換電路(PCC)，配置成用以轉換從所述輸入電源或從所述能量存儲設備中的至少一個所接收的電力；輸出電路，耦合到所述PCC與所述輸出端；及控制器。所述PCC包括：第一電感器；和與所述第一電感器磁耦合的第二電感器。所述控制器配置成用以控制PCC以：通過所述第一電感器，將源自所述輸入電源的直流電力提供給所述輸出電路；以及通過所述第一電感器和所述第二電感器，將源自所述能量存儲設備的直流電力提供給所述輸出電路。

技術領域

根據本發(fā)明的至少一個示例總體上涉及電力設備。

背景技術

已知使用諸如不間斷電源(uninterruptible power supply；UPS)之類的電力設備來為諸如計算機系統(tǒng)和其他數據處理系統(tǒng)之類的敏感和/或關鍵負載提供穩(wěn)定的、不間斷的電力。已知的不間斷電源包括在線UPS，離線UPS，在線交互式UPS以及其他類型。在線UPS會在交流(AC)電力的主要來源中斷時提供調節(jié)后的AC電力以及備用AC電力。離線UPS通常不提供輸入AC電力的調節(jié)，但在主要AC電力來源中斷時會提供備用AC電力。在線交互式UPS與離線UPS相似，它們在停電時會切換到電池電力，但通常還包括一多抽頭變壓器(multi-tap transformer)，用于調節(jié)UPS所提供的輸出電壓。某些UPS可能包含多個電力轉換階段(power conversion stages)。

發(fā)明內容

根據本揭示的至少一方面，提供了一種不間斷電源(UPS)系統(tǒng)。所述UPS系統(tǒng)包括：一第一輸入端，配置成用以耦合到一輸入電源；一第二輸入端，配置成用以耦合到一能量存儲設備；一輸出端，配置成用以提供輸出電力；一電力轉換電路，配置成用以轉換從所述輸入電源或所述能量存儲設備中的至少一個所接收的電力，所述電力轉換電路包括：一主要分支部分，具有一第一電感器；以及一備用分支部分，具有一第二電感器，所述第二電感器磁耦合到所述第一電感器；一輸出電路，耦合到所述電力轉換電路并耦合到所述輸出端；及一控制器，耦合到所述電力轉換電路和所述輸出電路，并配置成用以：控制所述電力轉換電路，以在一正常操作模式下通過所述第一電感器來將源自所述輸入電源的直流(DC)電力提供給所述輸出電路；以及控制所述電力轉換電路，以在一備用操作模式下通過所述第一電感器和所述第二電感器來將源自所述能量存儲設備的DC電力提供給所述輸出電路。

在一實施例中，所述輸出電路包括：一第一電容器，配置成用以耦合到所述電力轉換電路；及一第二電容器，配置成用以耦合到所述電力轉換電路。在一實施例中，所述主要分支部分包括一第三電感器，及所述備用分支部分包括一第四電感器，以及其中所述第三電感器磁耦合(magnetically coupled)到所述第四電感器。在至少一實施例中，所述第二電感器耦合到一第一開關設備，以及其中所述第四電感器耦合到一第二開關設備。在一些實施例中，所述控制器還配置成用以控制所述第一開關設備來對一第一電容器充電，并且配置成用以控制所述第二開關設備來對一第二電容器進行充電。

在至少一實施例中，所述控制器還配置成用以控制所述第一開關設備以一第一速率對所述第一電容器充電，并且配置成用以控制所述第二開關設備以不同于所述第一速率的一第二速率對所述第二電容器進行充電。在一些實施例中，所述控制器還配置成用以控制所述第一開關設備和所述第二開關設備同時對所述第一電容器和所述第二電容器進行充電。

在一些實施例中，控制所述第一開關設備對所述第一電容器進行充電包括：控制所述第一開關設備以使所述能量存儲設備能夠向所述第二電感器提供電流，其中向所述第二電感器提供電流包括：誘發(fā)橫跨所述第一電感器的電壓；及控制所述第一開關設備以禁止所述能量存儲設備向所述第二電感器提供電流，其中，所述第一電感器配置成用以響應于所述開關設備禁用所述能量存儲設備，進而放電到所述第一電容器。