不间断电源系统及其驱动方法技术方案

一种不间断电源系统(10)及其驱动方法，涉及电力转换技术领域，用于解决不间断电源系统(10)输出间断的问题。不间断电源系统(10)包括：第一电力输入端(IN1)，第二电力输入端(IN2)，负载端(O)，旁路(B)，以及至少一条主路(M)。旁路(B)包括第一双向开关(11)；第一双向开关(11)连接第一电力输入端(IN1)和负载端(O)，用于控制第一电力输入端(IN1)与负载端(O)的连通或中断。每条主路(M)均包括母线(15)和逆变输出单元(14)；母线(15)的输入端连接第二电力输入端(IN2)，母线(15)的输出端连接逆变输出单元(14)；逆变输出单元(14)还连接负载负载端(O)，逆变输出单元(14)用于控制是否将从母线(15)的输出端输入的电流进行直流

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】不间断电源系统及其驱动方法


[0001]本申请涉及电力转换
，尤其涉及一种不间断电源系统及其驱动方法。

技术介绍

[0002]一般而言，不间断电源系统(uninterruptible power system，UPS)指的是用于在电能中断或故障的情况下，没有间断地供应电能的自动系统。UPS是用于向诸如计算机之类的电子设备进行供电的组件，这一类电子设备要求电力连续、不中断的供应，即使当电力的电压或频率变化，或者电力瞬间切断时，UPS也能稳定的供应电力，从而降低了电子设备数据被破坏或发生丢失的可能性，并且避免了电子设备的停工或故障。
[0003]通常情况下，UPS包括旁路和主路。理想的UPS，是通过旁路和主路协作来保证电能的不间断输出的。主路的供电特点是信号稳定，但效率较低，损耗高。旁路的供电特点是效率高，但信号稳定性相对主路较差。根据需求不同，UPS通常包括两种供电模式。在一种供电模式下，主路优先供电，旁路作为备份供电电路。在另一种模式下，旁路优先供电，主路作为备份供电电路。
[0004]在旁路优先供电，主路作为备份供电电路的供电模式下，是在旁路供电异常时，主路开始工作。现有技术中常用的一种旁路主路切换供电的方案是：间断切换；即，旁路供电异常后，在旁路和主路切换过程中，旁路和主路均不供电，出现短时间的输出中断。这样一来，由于UPS输出过程中有短时间的输出中断，导致与UPS连接的负载有断电的风险，不能满足用户需求。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种不间断电源系统及其驱动方法，用于解决不间断电源系统输出间断的问题。
[0006]为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：
[0007]本申请的第一方面，提供一种不间断电源系统，包括：第一电力输入端，第二电力输入端，负载端，以及，旁路，旁路包括第一双向开关；第一双向开关连接第一电力输入端和负载端，用于控制第一电力输入端与负载端的连通或中断；至少一条主路，每条主路均包括母线和逆变输出单元；母线的输入端连接第二电力输入端，母线的输出端连接逆变输出单元；逆变输出单元还连接负载负载端，逆变输出单元用于控制是否将从母线的输出端输入的电流进行直流
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交流转换并传输至负载端；其中，逆变输出单元输出的电流的电压值，与第一电力输入端输出的电流的理论电压值不同。
[0008]本申请实施例提供的不间断电源系统，通过逆变输出单元对主路上的电流进行控制，使旁路上的电流的电压正常的情况下，控制主路上电流中断。在旁路上的电流的电压异常的情况下，控制主路连通，向负载端输出电流，以完成旁路和主路供电的切换。而且，以第一电力输入端传输到负载端的电流的电压值骤降，超出下限阈值时，由旁路供电切换为主路供电为例。由于逆变输出单元输出的电流的第一设定电压值(例如210Vac)小于第一电力
输入端输出的电流的理论电压值(例如220Vac)，因此，当第一电力输入端的电流的电压值骤降，骤降到负载端接收到的电流的实际电压值小于逆变输出单元输出的电流的第一设定电压值时，连续性的瞬间切换为由主路向负载端供电。也就是说，旁路向负载端提供的电流的电压值小于主路M向负载端提供的电流的电压值时，自动切换为由主路向负载端提供电流。从而可实现旁路供电到主路供电的无缝切换，保证不间断电源系统输出不间断。另外，本示例提供的UPS是在旁路供电异常时，瞬间切换为由主路供电，在旁路供电时，主路上没有信号流动至负载端。因此不存在主路和旁路共通形成环流的情况，从而可避免出现因两路共通形成的环流而影响UPS系统可靠性风险。
[0009]可选的，逆变输出单元包括逆变器和第一控制器；逆变器连接母线的输出端、负载端以及第一控制器，逆变器在第一控制器的控制下开启，用于将从母线的输出端输入的电流进行直流
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交流转换后，传输至负载端。
[0010]通过将逆变输出单元设置为包括逆变器和第一控制器的结构，可以减少逆变输出单元包含的物理部件，提高逆变输出单元的集成度，减小UPS的体积。
[0011]可选的，主路为两条或两条以上；两条或两条以上主路中的多个第一控制器集成在同一控制单元中。可简化多个第一控制器的分布，以简化UPS的布局。
[0012]可选的，逆变输出单元包括逆变器和第二双向开关；逆变器连接母线的输出端和第二双向开关，用于将从母线的输出端输入的电流进行直流
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交流转换后，传输至第二双向开关；第二双向开关还连接负载端，用于控制是否将逆变器输出的电流传输至负载端。
[0013]通过将逆变输出单元设置为包括逆变器和第二双向开关的结构，在第一电力输入端输入的信号正常的情况下，第二双向开关反压截止。在第一电力输入端输入的信号异常的情况下，第二双向开关直接自然导通，自动切换为主路供电，无需判断过程，也无需单独的控制部件，提高UPS的智能性。
[0014]可选的，主路为两条或两条以上；两条或两条以上主路中，至少一条主路中的逆变输出单元输出的电流的电压值，大于第一电力输入端输出的电流的理论电压值；至少一条主路中逆变输出单元输出的电流的电压值，小于第一电力输入端输出的电流的理论电压值。
[0015]这样一来，旁路供电电压骤降，超出下限阈值时，可切换为一条主路供电。旁路供电电压骤增，超出上限阈值时，可切换为另一条主路供电。因此，既能进行超低压保护，又能进行超高压保护，可以同时避免UPS输出的电流的电压值过低或过高，导致与UPS连接的负载损坏。
[0016]可选的，第一双向开关包括第一可控硅整流器和第二可控硅整流器；第一可控硅整流器的阳极连接第一电力输入端，第一可控硅整流器的阴极连接负载端；第二可控硅整流器的阳极连接负载端，第二可控硅整流器的阴极连接第一电力输入端。结构简单，技术成熟，成本低。
[0017]可选的，第二双向开关包括第三可控硅整流器和第四可控硅整流器；第三可控硅整流器的阳极连接逆变器，第三可控硅整流器的阴极连接负载端；第四可控硅整流器的阳极连接负载端，第四可控硅整流器的阴极连接逆变器。结构简单，技术成熟，成本低。
[0018]可选的，主路还包括整流器和电池单元；整流器，连接第二电力输入端以及母线的输入端，用于将从第二电力输入端输入的电流进行交流
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直流转换后，传输至母线的输入
端；电池单元连接母线的输入端，用于接收并存储母线的输入端的电流，还用于将存储在其内的电流输出至母线的输入端。
[0019]可在第一电力输入端和第二电力输入端输入的电流均异常的情况下，仍能通过电池单元放电，来确保UPS的稳定输出。
[0020]第二方面，提供一种不间断电源系统的驱动方法，不间断电源系统包括：第一电力输入端，第二电力输入端，负载端，以及，旁路，旁路包括第一双向开关，第一双向开关连接第一电力输入端和负载端；第一主路，第一主路包括母线和逆变输出单元，母线的输入端连接第二电力输入端，母线的输出端连接逆变输出单元；逆变输出单元还连接负载端；不间断电源系统的驱动方法，包括：第一状态下：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种不间断电源系统，其特征在于，包括：第一电力输入端，第二电力输入端，负载端，以及，旁路，所述旁路包括第一双向开关；所述第一双向开关连接所述第一电力输入端和所述负载端，用于控制所述第一电力输入端与所述负载端的连通或中断；至少一条主路，每条所述主路均包括母线和逆变输出单元；所述母线的输入端连接所述第二电力输入端，所述母线的输出端连接所述逆变输出单元；所述逆变输出单元还连接所述负载端，所述逆变输出单元用于控制是否将从所述母线的输出端输入的电流进行直流
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交流转换并传输至所述负载端；其中，所述逆变输出单元输出的电流的电压值，与所述第一电力输入端输出的电流的理论电压值不同。2.根据权利要求1所述的不间断电源系统，其特征在于，所述逆变输出单元包括逆变器和第一控制器；所述逆变器连接所述母线的输出端、所述负载端以及所述第一控制器，所述逆变器在所述第一控制器的控制下开启，用于将从所述母线的输出端输入的电流进行直流
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交流转换后，传输至所述负载端。3.根据权利要求2所述的不间断电源系统，其特征在于，所述主路为两条或两条以上；所述两条或两条以上主路中的多个所述第一控制器集成在同一控制单元中。4.根据权利要求1所述的不间断电源系统，其特征在于，所述逆变输出单元包括逆变器和第二双向开关；所述逆变器连接所述母线的输出端和所述第二双向开关，用于将从所述母线的输出端输入的电流进行直流
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交流转换后，传输至所述第二双向开关；所述第二双向开关还连接所述负载端，用于控制是否将所述逆变器输出的电流传输至所述负载端。5.根据权利要求1
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4中任意一项权利要求所述的不间断电源系统，其特征在于，所述主路为两条或两条以上；所述两条或两条以上主路中，至少一条所述主路中的所述逆变输出单元输出的电流的所述电压值，大于所述第一电力输入端输出的电流的所述理论电压值；至少一条所述主路中所述逆变输出单元输出的电流的所述电压值，小于所述第一电力输入端输出的电流的所述理论电压值。6.根据权利要求1
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5中任意一项权利要求所述的不间断电源系统，其特征在于，所述第一双向开关包括第一可控硅整流器和第二可控硅整流器；所述第一可控硅整流器的阳极连接所述第一电力输入端，所述第一可控硅整流器的阴极连接所述负载负载端；所述第二可控硅整流器的阳极连接所述负载负载端，所述第二可控硅整流器的阴极连接所述第一电力输入端。7.根据权利要求4所述的不间断电源系统，其特征在于，所述第二双向开关包括第三可控硅整流器和第四可控硅整流器；所述第三可控硅整流器的阳极连接所述逆变器，所述第三可控硅整流器的阴极连接所述负载端；
所述第四可控硅整流器的阳极连接所述负载端，所述第四可控硅整流器的阴极连接所述逆变器。8.根据权利要求1
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7中任意一项权利要求所述的不间断电源系统，其特征在于，所述主路还包括整流器和电池单元；所述整流器，连接所述第二电力输入端以及所述母线的输入端，用于将从所述第二电力输入端输入的电流进行交流
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直流转换后，传输至所述母线的输入端；所述电池单元连接所述母线的输入端，用于接收并存储所述母线的输入端的电流，还用于将存储在其内的电流输出至所述母线的输入端。9.一种不间断电源系统的驱动方法，其特征在于，所述不间断电源系统包括：第一电力输入端，第二电力输入端，负载端，以及，旁路，所述旁路包括第一双向开关，所述第一双向开关连接所述第一电力输入端和所述负载端；第一主路，所述第一主路包括母线和逆变输出单元，所述母线的输入端连接所述第二电力输入端，所述母线的输出端连接所述逆变输出单元；所述逆变输出单元还连接所述负载端；所述不间断电源系统的驱动方法，包括：第一状态下：所述旁路中所述第一双向开关导通，所述第一电力输入端的电流经所述第一双向开关传输至所述负载端；第二状态下：所述第一双向开关控制所述第一电力输入端与所述负载端中断；同时，所述第一主路中所述逆变输出单元将从所述母线的输出端输入的电流进行直流
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交流转换，并将电压值为第一电压值的电流传输至所述负载端；其中，所述第一主路中所述逆变输出单元输出的电流的所述第一电压值与所述第一电力输入端输出的电流的理论电压值不同。10.根据权利要求9所述的不间断电源系统的驱动方法，其特征在于，所述第一主路中所述逆变输出单元包括逆变器和第一控制器，所述逆变器连接所述母线的输出端、所述负载端以及所述第一控制器；所述不间断电源系统的驱动方法，还包括：所述第一主路中所述逆变器输出的电流的所述第一电压值小于所述第一电力输入端向所述负载端输出的电流的理论电压值；所述第一主路中所述第一控制器实时检测所述负载端输出的电流的实际电压值，并判断所述实际电压值是否大于所述第一电压值；在所述实际电压值大于所述第一电压值的情况下，进入所述第一状态，所述第一主路中所述第一控制器控制所述逆变器截止；在所述实际电压值小于所述第一电压值的情况下，进入所述第二状态；所述第一主路中所述逆变输出单元将从所述母线的输出端输入的电流进行直流
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交流转换，并将电压值为第一电压值的电流传输至所述负载端，包括：所述第一主路中所述第一控制器控制所述逆变器开启，所述逆变器将从所述第一主路中所述母线的输出端输入的电流进行直流
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交流转换，并将电压值为所述第一电压值的电流传输至所述负载端。
11.根据权利要求9所述的不间断电源系统的驱动方法，其特征在于，所述第一主路中所述逆变输出单元包括逆变器和第一控制器，所述逆变器连接所述母线的输出端、所述负载端以及所述第一控制器；所述不间断电源系统的驱动方法，还包括：所述第一主路中所述逆变器输出的电流的所述第一电压值大于所述第一电力输入端向所述负载端输出的电流的理论电压值；所述第一主路中所述第一控制器实时检测所述负载端输出的电流的实际电压值，并判断所述实际电压值是否小于所述第一电压值；在所述实际电压值小于所述第一电压值的情况下，进入所述第一状态，所述第一主路中所述第一控制器控制所述逆变器截止；在所述实际电压值大于所述第一电压值的情况下，进入所述第二状态；所述第一主路中所述逆变输出单元将从所述母线的输出端输入的电流进行直流
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交流转换，并将电压值为第一电压值的电流传输至所述负载端，包括：所述第一主路中所述第一控制器控制所述逆变器开启，所述逆变器将从所述第一主路中所述母线的输出端输入的电流进行直流
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交流转换，并将电压值为所述第一电压值的电流传输至所述负载端。12.根据权利要求10所述的不间断电源系统的驱动方法，其特征在于，所述不间断电源系统还包括第二主路，所述第二主路包括逆变输出单元和母线，所述逆变输出单元包括逆变器和第一控制器，所述逆变器连接所述母...

【专利技术属性】
技术研发人员：张春涛，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：