在线式不间断电源及其控制方法技术

本发明专利技术提供了一种在线式不间断电源及其控制方法，所述在线式不间断电源包括：旁路输入端，其通过旁路开关连接至交流输出端；市电输入端，其依次通过整流器、正负直流母线和逆变器连接至所述交流输出端，所述逆变器的输出端与所述交流输出端之间不具有隔离器件；电容，其两端连接至所述正负直流母线之间；充电器，其包括：第一对输入端，所述第一对输入端的两个接线端子连接至所述旁路输入端；第二对输入端，所述第二对输入端的两个接线端子连接至所述市电输入端；以及连接至所述电容两端的输出端。本发明专利技术的在线式不间断电源减小了在线式不间断电源的体积，且降低了其成本。

【技术实现步骤摘要】
在线式不间断电源及其控制方法
本专利技术涉及不间断电源，具体涉及在线式不间断电源及其控制方法。
技术介绍
在线式不间断电源能够持续不断地给负载进行供电，已经被广泛地用于各个领域。图1是现有技术中的一种在线式不间断电源的电路图。如图1所示，旁路输入端Bin通过双向晶闸管BS11连接至交流输出端ACout，市电输入端ACin依次通过整流开关S12、整流器11、正直流母线121和负直流母线122、逆变器13、熔断器14和隔离器件S13连接至交流输出端ACout。电池15依次通过开关S14、变换器16连接至正、负直流母线121、122。在线式不间断电源1还包括电容C，以及充电器17和检测控制装置18，其中电容C连接在正直流母线121和负直流母线122之间的，充电器17的输入端连接至市电输入端ACin，且输出端连接至正、负直流母线121、122。检测控制装置18用于检测旁路输入端Bin提供的交流电和逆变器输出的交流电的电压和相位，使得逆变器13输出的交流电的电压和相位跟踪旁路输入端Bin提供的交流电的电压和相位。在现有的在线式不间断电源1中，逆变器13的输出端都会配置一个隔离器件S13。例如，在大功率的在线式不间断电源中，隔离器件S13通常选用接触器。接触器S13具有如下几个作用：当电容C未充电且旁路输入端Bin对交流输出端ACout进行供电时，通过控制接触器S13处于断开状态，从而切断逆变器13的输出端和旁路输入端Bin之间的电连接，避免旁路输入端Bin提供的交流电通过双向晶闸管BS11和逆变器13中的二极管对电容C带来涌流或冲击电流。在线式不间断电源1通过断开接触器S13能够随时从逆变器13输出端供电切换至旁路输入端Bin供电。在逆变器13停止工作的情况下，断开接触器S13，且立即控制双向晶闸管BS11导通以启动旁路输入端Bin供电，旁路输入端Bin提供的交流电并不会通过逆变器13中的二极管对电容C带来涌流或冲击电流。而在逆变器13工作的情况下，检测控制装置18通过检测旁路输入端Bin提供的交流电的电压和相位，同时检测逆变器13输出的交流电的电压和相位，控制逆变器输出的交流电的电压和相位跟踪旁路输入端Bin提供的交流电的电压和相位，然后控制双向晶闸管BS11导通以启动旁路输入端Bin供电并断开接触器S13，隔离输出端和逆变器13，避免旁路和逆变器13之间产生环流。当出现整流器11、逆变器13过载、过温或电容C两端过压等非损坏性故障时，可以通过切断接触器S13来断开逆变器13的输出端和交流输出端ACout之间的电连接。因此，目前的在线式不间断电源的逆变器的输出端和交流输出端ACout之间都连接有隔离器件。然而，连接在逆变器13的输出端和交流输出端ACout之间的接触器S13通常具有如下缺点：体积大、价格昂贵、寿命有限、失效率高。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述技术问题，本专利技术的实施例提供了一种在线式不间断电源，包括：旁路输入端，其通过旁路开关连接至交流输出端；市电输入端，其依次通过整流器、正负直流母线和逆变器连接至所述交流输出端，所述逆变器的输出端与所述交流输出端之间不具有隔离器件；电容，其两端连接至所述正负直流母线之间；充电器，其包括：第一对输入端，所述第一对输入端的两个接线端子连接至所述旁路输入端；第二对输入端，所述第二对输入端的两个接线端子连接至所述市电输入端；以及连接至所述电容两端的输出端。优选的，所述在线式不间断电源还包括检测控制装置，其用于检测所述逆变器和所述旁路输入端的交流电的电压和相位，并控制所述逆变器输出的交流电的电压和相位跟踪所述旁路输入端的交流电的电压和相位。优选的，所述在线式不间断电源还包括电池和变换器，所述电池通过所述变换器连接至所述电容两端。优选的，所述在线式不间断电源还包括连接在所述市电输入端和所述整流器之间的整流开关，以及连接在所述逆变器的输出端和所述交流输出端之间的熔断器。优选的，所述旁路开关为双向晶闸管或反向并联的两个晶闸管。本专利技术的一个实施例提供了一种用于如上所述的在线式不间断电源的控制方法，当所述市电输入端无市电时，所述控制方法包括下列步骤：S11)，控制所述充电器工作以对所述电容进行充电；S12)，当所述电容两端的电压达到预定的第一阈值电压时，控制所述充电器停止工作；以及S13)，控制所述旁路开关导通。本专利技术的一个实施例提供了一种用于如上所述的在线式不间断电源的控制方法，所述旁路输入端的交流电对所述交流输出端供电，且当所述市电输入端有市电时，所述控制方法包括下列步骤：S21)，控制所述整流器工作，使得所述电容两端的电压达到其工作电压；S22)，检测所述旁路输入端的交流电的电压和相位；S23)，控制所述逆变器输出交流电至所述交流输出端。优选的，所述步骤S23)包括如下步骤：计算出应当给所述逆变器提供的脉宽调制信号；控制所述旁路开关截止，并给所述逆变器提供所述脉宽调制信号以使得所述逆变器输出的交流电的电压和相位跟踪所述旁路输入端的交流电的电压和相位。优选的，在所述步骤S21)之前还包括如下步骤：检测所述电容两端的电压，如果所述电容两端的电压不小于预定的第二阈值电压，控制所述整流器工作；如果所述电容两端的电压小于预定的第二阈值电压，控制所述充电器工作以使得所述电容两端的电压达到预定的第二阈值电压，控制所述充电器停止工作并控制所述整流器工作。本专利技术的另一个实施例提供了一种用于如上所述的在线式不间断电源的控制方法，当所述旁路输入端无交流电时，所述控制方法包括下列步骤：S31)，控制所述充电器工对作以所述电容进行充电；S32)，当所述电容两端的电压达到预定的第三阈值电压时，控制所述充电器停止工作，并控制所述整流器工作；以及S33)，当所述电容两端的电压达到其工作电压时，控制所述逆变器工作。本专利技术的又一个实施例提供了一种用于如上所述的在线式不间断电源的控制方法，所述市电输入端对所述交流输出端供电，当所述旁路输入端有交流电时，所述控制方法包括下列步骤：S41)，检测所述旁路输入端的交流电和所述逆变器输出的交流电的电压和相位；S42)，控制所述逆变器输出的交流电的电压和相位跟踪所述旁路输入端的交流电的电压和相位；S43)，控制所述旁路开关导通同时控制所述逆变器停止工作。优选的，所述步骤S42)包括：计算出应当给所述逆变器提供的脉宽调制信号，并提供所述脉宽调制信号至所述逆变器使其输出的交流电的电压和相位跟踪所述旁路输入端的交流电的电压和相位。本专利技术的在线式不间断电源省略了连接在逆变器输出端的隔离器件，减小了在线式不间断电源的体积，且降低了其成本。基于本专利技术的控制方法，避免了对上述在线式不间断电源的电容带来涌流或冲击电流，也避免了在旁路输入端和逆变器之间产生环流电流。附图说明以下参照附图对本专利技术实施例作进一步说明，其中：图1是现有技术中的一种在线式不间断电源的电路图。图2是根据本专利技术较佳实施例的在线式不间断电源的电路图。图3是图2所示的在线式不间断电源的第一种转换模式的控制流程图。图4是图2所示的在线式不间断电源的第二种转换模式的控制流程图。图5是图2所示的在线式不间断电源的第三种转换模式的控制流程图。图6是图2所示的在线式不间断电源的第四种转换模式的控制流程图。具体实施方式为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在线式不间断电源，其特征在于，包括：旁路输入端，其通过旁路开关连接至交流输出端；市电输入端，其依次通过整流器、正负直流母线和逆变器连接至所述交流输出端，所述逆变器的输出端与所述交流输出端之间不具有隔离器件；电容，其两端连接至所述正负直流母线之间；充电器，其包括：第一对输入端，所述第一对输入端的两个接线端子连接至所述旁路输入端；第二对输入端，所述第二对输入端的两个接线端子连接至所述市电输入端；以及连接至所述电容两端的输出端。

【技术特征摘要】
1.一种在线式不间断电源，其特征在于，包括：旁路输入端，其通过旁路开关连接至交流输出端；市电输入端，其依次通过整流器、正负直流母线和逆变器连接至所述交流输出端，所述逆变器的输出端与所述交流输出端之间不具有隔离器件；电容，其两端连接至所述正负直流母线之间；充电器，其包括：第一对输入端，所述第一对输入端的两个接线端子连接至所述旁路输入端；第二对输入端，所述第二对输入端的两个接线端子连接至所述市电输入端；以及连接至所述电容两端的输出端。2.根据权利要求1所述的在线式不间断电源，其特征在于，所述在线式不间断电源还包括检测控制装置，其用于检测所述逆变器和所述旁路输入端的交流电的电压和相位，并控制所述逆变器输出的交流电的电压和相位跟踪所述旁路输入端的交流电的电压和相位。3.根据权利要求1所述的在线式不间断电源，其特征在于，所述在线式不间断电源还包括电池和变换器，所述电池通过所述变换器连接至所述电容两端。4.根据权利要求1所述的在线式不间断电源，其特征在于，所述在线式不间断电源还包括连接在所述市电输入端和所述整流器之间的整流开关，以及连接在所述逆变器的输出端和所述交流输出端之间的熔断器。5.根据权利要求1所述的在线式不间断电源，其特征在于，所述旁路开关为双向晶闸管或反向并联的两个晶闸管。6.一种用于如权利要求1至5中任一项所述的在线式不间断电源的控制方法，其特征在于，当所述市电输入端无市电时，所述控制方法包括下列步骤：S11)，控制所述充电器工作以对所述电容进行充电；S12)，当所述电容两端的电压达到预定的第一阈值电压时，控制所述充电器停止工作；以及S13)，控制所述旁路开关导通。7.一种用于如权利要求1至5中任一项所述的在线式不间断电源的控制方法，其特征在于，所述旁路输入端的交流电对所述交流输出端供电，且当所述市电输入端有市电时，所述控制方法包括下列步骤：S21)，控制所述整流器工作，使得所述电容两端的电压达到其工作电压；S22)，检测所述旁路输入端...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑大为，李化良，徐忠勇，
申请(专利权)人：伊顿公司，
类型：发明
国别省市：美国,US