一种不间断电源制造技术

本实用新型专利技术提供一种不间断电源，包括AC/DC模块、DC/AC模块、充电模块、蓄电池、DC/DC模块、控制器及滤波模块；AC/DC模块输入接市电；AC/DC模块输出接DC/AC模块输入；DC/AC模块输入接DC/DC模块输出；DC/AC模块输出接滤波模块输入；滤波模块输出接负载；充电模块输入接市电；充电模块输出接蓄电池输入；蓄电池输出接DC/DC模块输入；控制器控制AC/DC模块、DC/AC模块、以及DC/DC模块主电路运行；DC/AC模块包括第一极性电容、第二极性电容、第三二极管、第四二极管、第三开关管、第四开关管、第五开关管及第六开关管；本实用新型专利技术降低导通损耗，提高市电转换效率；采用三电平技术，降低了开关管的承受电压值；其控制的外围电路大大减少，降低成本。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及中小功率段的不间断电源，特别是一种高效率不间断电源。
技术介绍
现有的中小功率段的UPS系统，如图1所示，主要包括有AC/DC模块，DC/AC模块，DC/DC升压模块，充电模块、蓄电池，以及滤波器。AC/DC模块一般采用有桥PFC电路，由于AC/DC模块采用整流桥式升压电路，而构成整流桥的整流二极管会引起相当大的导通损耗，导致功率变换效率低。有桥PFC电路的电路原理图参见图2。DC/AC模块，通常采用两电平逆变电路结构，这种电路在变换效率上也具有明显的缺点：开关管电压应力大，需要使用高耐压的功率器件；逆变电感量大；两电平之间变换，具有较大的电压变化率dV/dt，即冲击电流，冲击电流使电流电子器件瞬间承受很大的电流和功耗，逆变效率低，还可能损坏器件。两电平逆变电路结构的电路原理图参见图3。传统上，对于AC/DC模块，DC/AC模块以及DC/DC升压模块的控制上，一般做法是分别采用独立专用控制电路，对各模块分别进行环路控制，实现不间断电源的功能。三个独立的控制电路，不仅增加了UPS系统的控制电路，增加成本和空间，而且影响系统的可靠性。
技术实现思路
为了克服以上的不足，本技术提出了一种全高效率的不间断电源（UPS）。采用改进AC/DC电路取代传统的有桥PFC电路，用三电平逆变电路取代两电平逆变电路，提高不间断电源的转换效率。在控制电路上，采用一个DSP控制电路对整个UPS系统进行控制，降低控制电路成本，提高系统的稳定性。本技术采用以下技术方案实现:一种不间断电源，其特征在于：包括AC/DC模块、DC/AC模块、充电模块、蓄电池、DC/DC模块、控制器及滤波模块；所述AC/DC模块输入接市电；所述AC/DC模块输出接所述DC/AC模块输入；所述DC/AC模块输入接所述DC/DC模块输出；所述DC/AC模块输出接所述滤波模块输入；所述滤波模块输出接负载；所述充电模块输入接市电；所述充电模块输出接所述蓄电池输入；所述蓄电池输出接所述DC/DC模块输入；所述控制器控制AC/DC模块、DC/AC模块、以及DC/DC模块主电路运行；所述DC/AC模块包括第一极性电容、第二极性电容、第三二极管、第四二极管、第三开关管、第四开关管、第五开关管及第六开关管；所述第三开关管第二端接所述第四开关管第一端；所述四开关管第二端接所述第五开关管第一端；所述第五开关管第二端接第六开关管第一端；所述第三开关管第一端接第一极性电容正极；第一极性电容负极接地；第一极性电容负极接第二极性电容正极；第二极性电容负极接所述第六开关管第二端；所述第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管第三端由所述控制器驱动；所述第三二极管阴极接所述第三开关管第二端；所述第三二极管阳极接地；所述第三二极管阳极接第四二极管阴极；第四二极管阳极接第五开关管第二端；所述第四开关管第二端接所述滤波模块；所述第三至第六开关管为IGBT或电力MOSFET；所述第三至第六开关管为IGBT时，第三至第六开关管第一端为集电极，第三至第六开关管第二端为发射极，第三至第六开关管第三端为栅极；第三至第六开关管为电力MOSFET时，第三至第六开关管第一端为漏极，第三至第六开关管第二端为源极；第三至第六开关管第三端为栅极。在本技术一实施例中，所述AC/DC模块包括第一电感、第一二极管、第二二极管、第一开关管、第二开关管；所述第一电感一端接市电火线；所述第一电感另一端分别接第一开关管第一端及第一二极管阳极；第一开关管第二端接第二开关管第二端；第二开关管第一端接市电零线；第一开关管第三端接第二开关管第三端并由所述控制器同一信号驱动；第一二极管阴极接所述第一极性电容正极；第二二极管阳极接所述第二极性电容负极；第二二极管阴极接第一二极管阳极；所述第一开关管、第二开关管为IGBT或电力MOSFET；所述第一开关管、第二开关管为IGBT时，所述第一开关管、第二开关管第一端为集电极，所述第一开关管、第二开关管第二端为发射极，所述第一开关管、第二开关管第三端为栅极；所述第一开关管、第二开关管为电力MOSFET时，所述第一开关管、第二开关管第一端为漏极，所述第一开关管、第二开关管第二端为源极；所述第一开关管、第二开关管第三端为栅极。在本技术一实施例中，所述AC/DC模块包括第一电感、第一开关管、第二开关管、第七开关管、第八开关管；所述第一电感一端接市电火线；所述第一电感另一端分别接第一开关管第一端及第七开关管第一端；第一开关管第二端接第二开关管第一端；第二开关管第二端接市电零线；第一开关管第三端接第二开关管第三端并由所述控制器同一信号驱动；第七开关管第二端接所述第一极性电容正极第八开关管第一端接所述第二极性电容负极；第八开关管第二端接第七开关管第一端；第七开关管第三端和第八开关管第三端分别由所述控制器不同的信号驱动；所述第一开关管、第二开关管、第七开关管、第八开关管为IGBT或电力MOSFET；所述第一开关管、第二开关管、第七开关管、第八开关管为IGBT时，所述第一开关管、第二开关管、第七开关管、第八开关管第一端为集电极，所述第一开关管、第二开关管、第七开关管、第八开关管第二端为发射极，所述第一开关管、第二开关管、第七开关管、第八开关管第三端为栅极；所述第一开关管、第二开关管、第七开关管、第八开关管为电力MOSFET时，所述第一开关管、第二开关管、第七开关管、第八开关管第一端为漏极，所述第一开关管、第二开关管、第七开关管、第八开关管第二端为源极；所述第一开关管、第二开关管、第七开关管、第八开关管第三端为栅极。进一步的，所述滤波模块所述滤波模块包括第二电感及第三极性电容；所述第二电感一端接所述第四开关管的第二端；所述第二电感的另一端接第三极性电容的正极；所述第三极性电容的正极接所述负载的正极；所述第三极性电容的负极分别接接地及所述负载的负极。较佳的，所述控制器为一DSP控制器。与现有技术相比，本技术具有以下优点：一、AC/DC整流模块，采用无桥PFC拓扑，将传统整流桥替换成低导通阻值的场效应管，降低导通损耗，提高市电转换效率；二、DC/AC逆变模块，采用三电平技术，降低了开关管的承受电压值，可选用低耐压、低导通阻抗的功率器件，降低器件损耗，进一步提高电路变换效率。由于引入第三电平（零电平），减小了开关管的电压变化率dV/dt，减小了电磁污染，同时降低了滤波器的尺寸，降低UPS的体积；三、采用一个DSP控制器对三个拓扑进行控制，其控制的外围电路大大减少，降低成本。整个UPS仅有一个控制器控制，其各个拓扑的逻辑配合度，控制执行速度，软件分析能力均有所优化，避免不同控制器之间出现冲突，可提高UPS系统的可靠性。附图说明图1为传统的UPS系统结构原理框图。图2为有桥PFC电路的电路原理图。图3为两电平逆变电路结构的电路原理图。图4为本技术的原理框图。图5为本技术一实施例的电路原理图。图6为本技术一实施例的改进AC/DC电路原本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不间断电源，其特征在于：包括AC/DC模块、DC/AC模块、充电模块、蓄电池、DC/DC模块、控制器及滤波模块；所述AC/DC模块输入接市电；所述AC/DC模块输出接所述DC/AC模块输入；所述DC/AC模块输入接所述DC/DC模块输出；所述DC/AC模块输出接所述滤波模块输入；所述滤波模块输出接负载；所述充电模块输入接市电；所述充电模块输出接所述蓄电池输入；所述蓄电池输出接所述DC/DC模块输入；所述控制器控制AC/DC模块、DC/AC模块、以及DC/DC模块主电路运行；所述DC/AC模块包括第一极性电容、第二极性电容、第三二极管、第四二极管、第三开关管、第四开关管、第五开关管及第六开关管；所述第三开关管第二端接所述第四开关管第一端；所述四开关管第二端接所述第五开关管第一端；所述第五开关管第二端接第六开关管第一端；所述第三开关管第一端接第一极性电容正极；第一极性电容负极接地；第一极性电容负极接第二极性电容正极；第二极性电容负极接所述第六开关管第二端；所述第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管第三端由所述控制器驱动；所述第三二极管阴极接所述第三开关管第二端；所述第三二极管阳极接地；所述第三二极管阳极接第四二极管阴极；第四二极管阳极接第五开关管第二端；所述第四开关管第二端接所述滤波模块输入；所述第三至第六开关管为IGBT或电力MOSFET；所述第三至第六开关管为IGBT时，第三至第六开关管第一端为集电极，第三至第六开关管第二端为发射极，第三至第六开关管第三端为栅极；第三至第六开关管为电力MOSFET时，第三至第六开关管第一端为漏极，第三至第六开关管第二端为源极；第三至第六开关管第三端为栅极。...

【技术特征摘要】
1.一种不间断电源，其特征在于：包括AC/DC模块、DC/AC模块、充电模块、蓄电池、DC/DC模块、控制器及滤波模块；
所述AC/DC模块输入接市电；所述AC/DC模块输出接所述DC/AC模块输入；所述DC/AC模块输入接所述DC/DC模块输出；所述DC/AC模块输出接所述滤波模块输入；所述滤波模块输出接负载；所述充电模块输入接市电；所述充电模块输出接所述蓄电池输入；所述蓄电池输出接所述DC/DC模块输入；所述控制器控制AC/DC模块、DC/AC模块、以及DC/DC模块主电路运行；
所述DC/AC模块包括第一极性电容、第二极性电容、第三二极管、第四二极管、第三开关管、第四开关管、第五开关管及第六开关管；
所述第三开关管第二端接所述第四开关管第一端；所述四开关管第二端接所述第五开关管第一端；所述第五开关管第二端接第六开关管第一端；所述第三开关管第一端接第一极性电容正极；第一极性电容负极接地；第一极性电容负极接第二极性电容正极；第二极性电容负极接所述第六开关管第二端；所述第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管第三端由所述控制器驱动；所述第三二极管阴极接所述第三开关管第二端；所述第三二极管阳极接地；所述第三二极管阳极接第四二极管阴极；第四二极管阳极接第五开关管第二端；所述第四开关管第二端接所述滤波模块输入；所述第三至第六开关管为IGBT或电力MOSFET；所述第三至第六开关管为IGBT时，第三至第六开关管第一端为集电极，第三至第六开关管第二端为发射极，第三至第六开关管第三端为栅极；第三至第六开关管为电力MOSFET时，第三至第六开关管第一端为漏极，第三至第六开关管第二端为源极；第三至第六开关管第三端为栅极。
2.根据权利要求1所述的不间断电源，其特征在于：所述AC/DC模块包括第一电感、第一二极管、第二二极管、第一开关管、第二开关管；
所述第一电感一端接市电火线；所述第一电感另一端分别接第一开关管第一端及第一二极管阳极；第一开关管第二端接第二开关管第二端；第二开关管第一端接市电零线；第一开关管第三端接第二开关管第三端并由所述控制器同一信号驱动；第一二极管阴极接所述第一极性电容正极；第二二极管阳极接所述第二极性电容负极；第二二极管...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟伟龙，曾奕彰，王定富，石学雷，
申请(专利权)人：漳州科华技术有限责任公司，
类型：新型
国别省市：福建;35