具有正输出降压-升压转换器和在输入电源处的PFC的非隔离AC-DC转换器制造技术

一种电力转换器包括：电池（104），其具有正极端子和负极端子；第一电力输入端（112、114），其用于接收AC输入电力；第二电力输入端，其用于接收来自电池的DC输入电力；第一电力输出端，其用于给电池充电；第二电力输出端，其用于向负载提供电力；整流器电路（210），其耦合到第一电力输入端（112、114）；和非隔离的单级电力转换电路（200），其具有输入端并被配置为降压-升压转换器。在第二电力输出端处的电力来源于第一电力输入端和/或第二电力输入端。单级电力转换电路被配置为使用公共能量存储元件（228）将AC电压转换为DC电压，并被耦合到第一电力输出端和整流器电路（210）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种电力转换器包括：电池（104），其具有正极端子和负极端子；第一电力输入端（112、114），其用于接收AC输入电力；第二电力输入端，其用于接收来自电池的DC输入电力；第一电力输出端，其用于给电池充电；第二电力输出端，其用于向负载提供电力；整流器电路（210），其耦合到第一电力输入端（112、114）；和非隔离的单级电力转换电路（200），其具有输入端并被配置为降压-升压转换器。在第二电力输出端处的电力来源于第一电力输入端和/或第二电力输入端。单级电力转换电路被配置为使用公共能量存储元件（228）将AC电压转换为DC电压，并被耦合到第一电力输出端和整流器电路（210）。【专利说明】具有正输出降压-升压转换器和在输入电源处的PFC的非隔罔AC-DC转换器专利技术背景1.专利
本专利技术的实施例一般涉及电力转换，并且更具体地涉及给在不间断电源系统中的电池充电。2.相关技术的讨论不间断电源(UPS)用于当主电源或输电干线出现故障时，给电气设备或负载提供备用电力。典型的负载包括计算机系统，但其他负载，例如加热/制冷/通风系统、照明系统、网络交换机和路由器、以及安全和数据中心管理系统也可以由UPS提供电力。为数据中心或工业用途而设计的UPS可以为负载提供I和20kVA之间的备用电力达数小时。UPS单元通常包括当AC输电干线电力不可使用时用作电源的一个或多个电池。电池提供的DC电力由电力转换电路转换为AC电力,然后其被提供给负载。将AC电力转换为DC电力的电池充电器可以包括在UPS中以当AC输电干线可以使用时给电池充电来保证当需要时备用电力将可以使用。UPS也可以包括用于自动管理UPS的运行和电力转换功能的控制单元。
技术实现思路
根据一个实施例，一种电力转换器包括:电池，其具有正极端子和负极端子；第一电力输入端，其用于接收交流输入电力；第二电力输入端，其用于接收来自电池的直流输入电力；第一电力输出端，其用于给电池充电；第二电力输出端，其用于向负载提供电力；整流器电路，其耦合到第一电力输入端；和非隔离的单级电力转换电路，其具有输入端并被配置为降压-升压转换器。在第二电力输出端处的电力来源于第一电力输入端和/或第二电力输入端。单级电力转换电路被配置为使用公共能量存储元件将交流电压转换为直流电压，并被耦合到第一电力输出端和整流器电路。在另一个实施例中，电力转换器可以包括控制电路，其耦合到单级电力转换电路，并被配置为用于控制电力转换电路以在第一电力输入端处提供功率因数校正。在另一个实施例中，电池的正极端子可以耦合到电力输出端，而电池的负极端子可以I禹合到第一电力输入端的中性线。在另一个实施例中，电力转换器可以包括直流总线，其具有直流电压值并耦合到单级电力转换电路的输入端和整流器电路。电力转换器可以被配置为将单级电力转换电路的输入电压箝位到直流电压值。在另一个实施例中，电力转换器可以包括一对插入在单级电力转换电路的输入端和直流总线之间的二极管。在又一个实施例中，电力转换器可以包括功率校正因数升压转换器电路，其耦合到第一电力输入端和直流总线，并被配置为将交流输入电力转换为直流总线处的直流电力。在另一个实施例中，整流器电路可以包括桥式整流器。在另一个实施例中，电力转换器可以包括电容元件，其耦合到整流器电路和电力转换电路的输入端。电力转换器可以被配置为用于过滤电力转换电路的输入电压。在另一个实施例中，整流器电路可以包括桥式整流器，其具有正极端子和负极端子。电池的正极端子可以耦合到第一电力输出端，而电池的负极端子可以耦合到整流器的负极端子。在另一个实施例中，电力转换器可以包括电容元件，其耦合到整流器电路和电力转换电路的输入端。电力转换器可以被配置为用于过滤电力转换电路的输入电压。根据一个实施例，电力转换器包括:电池；第一电力输入端，其用于接收交流输入电力；第二电力输入端，其用于接收来自电池的直流输入电力；第一电力输出端，其用于给电池充电；第二电力输出端，其用于向负载提供源于第一电力输入端和第二电力输入端中的至少一个的电力；整流器电路，其耦合到第一电力输入端；和装置，其耦合到整流器电路用于将交流电压转换为第一电力输出端处的直流电压。在另一个实施例中，电力转换器可以包括控制电路，其耦合到用于将交流电压转换成直流电压的所述装置。电力转换器可以被配置为用于控制电力转换器使得在电力输入端执行功率因数校正。在另一个实施例中，电池可以具有耦合到第一电力输出端的正极端子和耦合到第一电力输入端的中性线的负极端子。在另一个实施例中，整流器电路可以包括桥式整流器，其具有正极端子和负极端子。该电池可以具有耦合到第一电力输出端的正极端子和耦合到整流器的负极端子的负极端子。根据另一个实施例，一种对电池进行充电的方法包括:在非隔离的单级降压-升压电路的输入端处接收整流的交流输入电压；使用降压-升压电路将整流的交流输入电压转换成直流输出电压；使用直流输出电压对电池进行充电；提供来源于整流的交流输入电压和直流输出电压中的至少一个的交流输出电压；和操作降压-升压电路的多个开关以在交流电力输入端处提供功率因数校正。在另一个实施例中，该方法可以包括使用直流箝位电路将输入的电压箝位到降压-升压电路的输入。在另一个实施例中，该方法可以包括:当通过降压-升压电路的电感器的电流达到预定峰值时，关断多个开关中的每一个；而当通过电感器的电流为零时，接通多个开关中的每一个。在另一个实施例中，可以使用平均电流模式控制操作多个开关以控制降压-升压电路中的电流。在另一个实施例中，电池可以具有耦合到交流电力输入端的中性线的负极端子。在又一个实施例中，电池的负极端子可以耦合到整流器电路的负极端子。【专利附图】【附图说明】附图不旨在按比例绘制。在附图中，在各图中示出的每个相同的或近似相同的部件用相同的附图标记来表示。为了清楚起见，在每个附图中，不是每个部件都被标记。在附图中:图1是根据本专利技术的一个实施例的不间断电源的功能框图；图2是根据本专利技术的一个实施例的电力转换电路的原理图；图3是根据本专利技术的另一个实施例的电力转换电路的原理图；图4是根据本专利技术的又一个实施例的电力转换电路的原理图；图5是用于控制图2、图3和/或图4的电力转换电路的控制电路的原理图；和图6A-6B是表示应用到图2的电力转换电路的临界导电模式电流控制方法的示例性模拟的曲线图。【具体实施方式】本专利技术的实施方式的应用不受限于它们在下面的描述中所阐述的或者附图所示的部件的构造细节和部件布置方面细节的应用。本专利技术的实施方式能够具有其他实施方式且能够以各种方式被实践或者被执行。而且，本文使用的词组和术语用于描述性目的，且不应视为限制性的。本文使用的“包括”、“包含”或“具有”、“含有”、“涉及”和其变体，意在涵盖其后所列项和其等价项以及附加项。本公开内容的各种实施例涉及用于不间断电源(UPS)的电力转换，包括到负载(例如，电池或其它电力存储设备)的电力分配，例如，对电池进行充电。本公开内容的实施例不限于用于UPS，并且一般可以与其它电源或电力系统一起使用。如本领域技术人员将能够理解的，在交流电力系统中的有功功率与表观功率的比值被称为功率因数。其中功率因数小于一个单位(I )，负载被认为具有使通过负载汲取的一些功率将被返本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力转换器，包括:电池，其具有正极端子和负极端子；第一电力输入端，其用于接收交流输入电力；第二电力输入端，其用于接收来自所述电池的直流输入电力；第一电力输出端，其用于给所述电池充电；第二电力输出端，其用于向负载提供源于所述第一电力输入端和所述第二电力输入端中的至少一个的电力；整流器电路，其耦合到所述第一电力输入端；及非隔离的单级电力转换电路，其具有输入端并被配置为降压‑升压转换器，以使用公共能量存储元件将交流电压转换为直流电压，所述单级电力转换电路耦合到所述第一电力输出端，并且在所述电力转换电路的输入端处耦合到所述整流器电路。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅林德·迪拉斯克，D·克里基克，
申请(专利权)人：施耐德电气IT公司，
类型：发明
国别省市：美国;US