直流UPS电源装置以及系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种直流UPS电源装置以及系统，涉及电力电子技术领域，直流UPS电源装置包括交流输入电路、直流输出电路与电池充放电路；交流输入电路通过一个变压器与直流输出电路以及电池充放电路耦合连接；在交流输入电路有电流输入时交流输入电路通过变压器向直流输出电路与电池充放电路传递能量；在交流输入电路没有电流输入时电池充放电路通过变压器向直流输出电路传递能量，解决了现有技术中存在的直流不间断电源(Uninterruptible Power System，简称UPS)的常规装置需要2至3个高频变换器，放电时需要经过两级隔离变换到输出，所以电路变换器较多使逻辑时序控制复杂，造成放电效率降低的技术问题。

DC UPS power supply device and system

The invention provides a UPS DC power supply device and system, relates to the field of power electronics, UPS DC power supply device comprises an AC input circuit, DC output circuit and battery charging circuit; AC input circuit circuit coupled through a transformer with DC output circuit and battery charging; current input through the AC input circuit the transformer to the DC output circuit and the battery charge and discharge circuit of energy transfer in the AC input circuit; the AC input circuit without input current when the battery charge and discharge circuit to transfer energy to the DC output circuit through the transformer, solve the existing technology in DC uninterruptible power supply (Uninterruptible Power System, referred to as UPS) of the conventional device 2 to 3 high frequency converter, when the discharge required two isolation transform to the output, so that more circuit converter The complexity of logic time sequence control leads to the reduction of discharge efficiency.

【技术实现步骤摘要】
直流UPS电源装置以及系统
本专利技术涉及电力电子
，尤其是涉及一种直流UPS电源装置以及系统。
技术介绍
不间断电源(UninterruptiblePowerSystem，简称UPS)是将铅酸免维护等蓄电池与主机相连接，通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。目前，直流UPS广泛应用于直流不间断供电场所，交流供电时，装置为负荷提供稳定的直流输出，同时给电池充电；当市电故障时，能够自动通过蓄电池放电，不间断输出直流电。直流UPS的常规电路设计是：交流输入经滤波器、功率因数校正单元输出高压直流，如果电池电压较低，母线与电池之间需要通过变压器实现升降压及电气隔离，输入一般需与直流输出电气隔离，故主变换器也需要采取高频隔离变换，若充放电变换器不能够实现双向控制，则需要两个独立的高频隔离变换器实现充电及放电功能。因此，整个直流UPS的常规装置需要2至3个高频变换器，而且放电时需要经过两级隔离变换到输出，所以电路变换器较多，使逻辑时序控制复杂，造成放电效率降低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种直流UPS电源装置以及系统，以解决现有技术中存在的直流UPS的常规装置需要2至3个高频变换器，而且放电时需要经过两级隔离变换到输出，所以电路变换器较多，使逻辑时序控制复杂，造成放电效率降低的技术问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种直流UPS电源装置，包括：交流输入电路、直流输出电路以及电池充放电路；所述交流输入电路通过一个变压器与所述直流输出电路以及所述电池充放电路耦合连接；在所述交流输入电路有电流输入时，所述交流输入电路通过所述变压器向所述直流输出电路与所述电池充放电路传递能量；在所述交流输入电路没有电流输入时，所述电池充放电路通过所述变压器向所述直流输出电路传递能量。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述交流输入电路包括功率因数校正电路、直流母线、直流侧电容以及谐振转换电路；在所述交流输入电路有电流输入时，交流电经所述功率因数校正电路转换为直流电，所述直流电经所述直流母线输入至所述直流侧电容与所述谐振转换电路。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述谐振转换电路包括：第一开关管、第二开关管、继电器、谐振电感、谐振电容以及绕组；在所述交流输入电路有电流输入时，所述继电器闭合，所述第一开关管与所述第二开关管轮流导通，所述谐振电感、所述谐振电容与所述绕组串联，所述绕组为所述变压器的初级绕组。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，在所述交流输入电路没有电流输入时，所述继电器、所述第一开关管与所述第二开关管关断，所述绕组为开路状态。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述谐振转换电路包括：半桥谐振转换电路或全桥谐振转换电路。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述电池充放电路包括双向升降压电路与整流电路；在所述交流输入电路有电流输入时，所述整流电路为次级整流电路，所述双向升降压电路转变为降压变换电路，所述电池充放电路向电池进行充电。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，在所述交流输入电路没有电流输入时，所述双向升降压电路为升压变换电路，所述整流电路为初级推挽电路，所述初级推挽电路向所述直流输出电路传输电量。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述整流电路包括：全波同步整流电路或桥式整流电路。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述直流输出电路包括：次级倍压同步整流电路、次级桥式整流电路与次级非同步整流电路中的一种。第二方面，本专利技术实施例还提供一种直流UPS电源系统，包括：充电电池、负载、交流电源以及如第一方面的直流UPS电源装置；交流电源用于向所述直流UPS电源装置中的交流输入电路输入交流电；所述直流UPS电源装置中的直流输出电路用于向负载供电；所述直流UPS电源装置中的电池充放电路用于向充电电池充电。本专利技术实施例提供的技术方案带来了以下有益效果：本专利技术实施例提供的直流UPS电源装置以及系统中，直流UPS电源装置包括电池充放电路、交流输入电路与直流输出电路，交流输入电路通过一个变压器与直流输出电路以及电池充放电路耦合连接，在交流输入电路有电流输入时，交流输入电路通过变压器向直流输出电路与电池充放电路传递能量，而在交流输入电路没有电流输入时，电池充放电路通过变压器向直流输出电路传递能量，通过直流UPS装置内的一个高频隔离变压器，利用电力电子双向变换及控制技术，同时实现交流输入与电池、输出之间，电池与输出之间的能量传递，通过一个高频变压器实现多个变换器的复用，从而解决了现有技术中存在的直流UPS的常规装置需要2至3个高频变换器，而且放电时需要经过两级隔离变换到输出，所以电路变换器较多，使逻辑时序控制复杂，造成放电效率降低的技术问题。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的直流UPS电源装置的结构示意图；图2示出了本专利技术实施例所提供的直流UPS电源装置中，交流输入电路的具体结构示意图；图3示出了本专利技术实施例所提供的直流UPS电源装置中，电池充放电路的具体结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的直流UPS电源装置的另一结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的直流UPS电源系统的结构示意图。图标：1-直流UPS电源装置；11-交流输入电路；12-直流输出电路；13-电池充放电路；111-功率因数校正电路；112-直流母线；113-直流侧电容；114-谐振转换电路；131-双向升降压电路；132-整流电路；2-直流UPS电源系统；21-充电电池；22-负载；23-交流电源。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。目前直流UPS的常规装置需要2至3个高频变换器，而且放电时需要经过两级隔离变换到输出，所以电路变换器较多，使逻辑时序控制复杂，造成放电效率降低，基于此，本专利技术实施例提供的一种直流UPS电源装置以及系统，可以解决现有技术中存在的直流UPS的常规装置需要2至3个高频变换器，而且放电时需要经过两级隔离变换到输出，所以电路变换器较多，使逻辑时序控制复杂，造成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流UPS电源装置，其特征在于，包括：交流输入电路、直流输出电路以及电池充放电路；所述交流输入电路通过一个变压器与所述直流输出电路以及所述电池充放电路耦合连接；在所述交流输入电路有电流输入时，所述交流输入电路通过所述变压器向所述直流输出电路与所述电池充放电路传递能量；在所述交流输入电路没有电流输入时，所述电池充放电路通过所述变压器向所述直流输出电路传递能量。

【技术特征摘要】
1.一种直流UPS电源装置，其特征在于，包括：交流输入电路、直流输出电路以及电池充放电路；所述交流输入电路通过一个变压器与所述直流输出电路以及所述电池充放电路耦合连接；在所述交流输入电路有电流输入时，所述交流输入电路通过所述变压器向所述直流输出电路与所述电池充放电路传递能量；在所述交流输入电路没有电流输入时，所述电池充放电路通过所述变压器向所述直流输出电路传递能量。2.根据权利要求1所述的直流UPS电源装置，其特征在于，所述交流输入电路包括功率因数校正电路、直流母线、直流侧电容以及谐振转换电路；在所述交流输入电路有电流输入时，交流电经所述功率因数校正电路转换为直流电，所述直流电经所述直流母线输入至所述直流侧电容与所述谐振转换电路。3.根据权利要求2所述的直流UPS电源装置，其特征在于，所述谐振转换电路包括：第一开关管、第二开关管、继电器、谐振电感、谐振电容以及绕组；在所述交流输入电路有电流输入时，所述继电器闭合，所述第一开关管与所述第二开关管轮流导通，所述谐振电感、所述谐振电容与所述绕组串联，所述绕组为所述变压器的初级绕组。4.根据权利要求3所述的直流UPS电源装置，其特征在于，在所述交流输入电路没有电流输入时，所述继电器、所述第一开关管与所述第二开关管关断，所述绕组为开路状态...

【专利技术属性】
技术研发人员：方耿，
申请(专利权)人：深圳市泰昂能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44