不停电电源系统技术方案

本发明专利技术涉及一种不停电电源系统，该系统防止了由于隔离交流电源侧与不停电电源系统的继电器的操作延时所造成的输出电压下降，同时避免了交流电源侧和不停电电源系统之间的突发电流。出现短路电流时，并联在连接于交流电源１的输入端子１１上的并联变换器２工作，使得其输出电压变为“０”，同时，串联在输入继电器７和一个输出端子１２之间的串联逆变器３用平滑电容器４作为电源进行补偿操作，使得加在输出端子１２的输出电压值变为输出电压指令值Ｖｏｕｔ↑［＊］。这样使得并联变换器２的输出电压变为“０”，使交流电源１侧和并联变换器２输出侧之间不会产生电位差。因此，在交流电源１侧和并联变换器２之间没有电流流过，同时，施加在输出端子１２的电压通过串联逆变器３将继续保持在输出电压指令值Ｖｏｕｔ↑［＊］。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种不停电电源系统，其可以在稳定交流电源电压的同时为负载供电，与此同时，在上述交流电源的电源中断时，通过使用电能存储装置中的电能进行供电。更具体地说，本专利技术涉及一种可以防止在从正常运行到电源中断下运行的切换过程中供电下降的不停电电源系统。
技术介绍
传统上已经提出了很多这种不停电电源系统。例如，图3所示的配置。图3显示了用于单相电路的这种不停电电源系统的实例。如图3所示，在不停电电源系统100中，输入继电器7连接于输入交流电源1的输入端子11和连接负载6的输出端子12之间。当交流电源1中出现异常时，通过使输入继电器7处于切断状态，使交流电源1与不停电电源系统100隔离。图中参考数字2表示并联变换器，它通过上述输入继电器7并联于输入端子11，并且能够进行整流器操作和逆变器的操作。而且，图中参考数字3表示串联逆变器，它串联于输入继电器7和一个输出端子12之间，进行逆变器操作。在上述并联变换器2和串联逆变器3之间，平滑电容器4和例如电池的电力蓄能装置5并联连接于此。此外，上述并联变换器2和串联逆变器3由控制电路10控制。在控制电路10中，根据由交流电源1供应的并由电压检测器8检测的交流电源电压Vin，和通过电压检测器9检测的上述平滑电容器的端电压Vc进行控制，以进行使负载6上的输出电压变成规定电压。如图4所示，例如，上述并联变换器2和串联逆变器3设置为全桥电路，其中，该全桥电路使用了诸如已知晶体管的半导体开关。对于并联变换器2，这些半导体开关的开-关操作是根据控制电路10输出的门信号PWM1进行的。而且，对于串联逆变器3，根据门信号PWM2进行工作。如图4所示，在并联变换器2或串联逆变器3的输出侧，有时设置一个由电抗器L和电容器C构成的滤波器。此外，在这种配置的不停电电源系统100中，当通过电压检测器8检测的交流电源1的交流电源电压Vin在允许的范围内时，输入继电器7被置于导通状态，并且并联变换器2根据通过电压检测器9检测的平滑电容器4的端电压Vc工作以对平滑电容器4充电和放电，使得电压Vc变为规定电压。这就使交流电源1的交流电源转换为直流电源，以便平滑电容器4的端电压Vc保持在规定的电压。另外，这时操作串联逆变器3使其输出一个补偿电压ΔV补偿过度或缺少的交流电源1，使得施加于负载6的电压为规定电压。这样使得平滑电容器4的直流电源变换为交流电源，负载6的施加电压保持在规定电压。同时，在交流电源1侧出现异常使得来自交流电源1的交流电源电压Vin超出允许范围时，输入继电器7切换到切断状态并且串联逆变器3的工作停止。同时，使并联变换器2执行逆变器操作，以将电力蓄能装置5的直流电源变换为规定的交流电源来施加于负载6。这样即使交流电源1侧被隔离(例如，专利文件1)，也可以使负载6的施加电压保持在规定的电压。JP-A-2002-199620然而，在上述传统的不停电电源系统中，当上述输入继电器7由机械触点形成时，在继电器7中，从接收开关命令到实际操作会产生几毫秒到十几毫秒的操作延时。因此，从电源中断发生到交流电源1侧与不停电电源系统100的隔离的期间，在检测到电源中断，以及控制输入继电器7实际进入切断状态的期间，电源中断后的电源电压将会出现在输入继电器7的负载6侧。在这种状态下，是这样一种情况电源可以继续供给负载，同时串联逆变器3停止工作并且并联变换器2响应电源中断的检测执行逆变器操作。在这种情况下，当交流电源电压Vin由于交流电源1侧短路的出现而超出允许范围内时，例如，在短路状态的交流电源1侧会使并联连接于电源的上述并联变换器2也进入短路状态。因此，这个问题就使施加于负载6的电压不可能保持在规定的电压。此外，用于保持规定电压的并联变换器2的操作，在电源中断后的电源电压和并联变换器2的输出电压间产生了电位差。在一些情况下，这会导致交流电源1和并联变换器2之间产生电流。具体地，由于交流电源1的短路所产生的短路故障中，流过的突发短路电流将在一些情况下会干扰整个不停电电源系统。进一步，当交流电源1侧由于电源中断而进入开路状态时，也会出现一个问题，即尽管交流电源1侧基本上处于无电源状态，电压也会从不停电电源系统100供应于此。因此，本专利技术关注于上述传统系统中未解决的问题，旨在提供一种可以避免由交流电源电压下降造成交流电源侧被隔离时输出电压下降的不停电电源系统。
技术实现思路
为了达到上述目标，根据本专利技术的第一种实施方式的不停电电源系统具有以下特征。该不停电电源系统包括断路装置，其接入供应交流电源的输入端和连接负载的输出端之间，用于隔离上述的交流电源供应侧；并联电力变换装置，连接在断路装置和与上述输入端并联的上述输出端之间；串联电力变换装置，串联接入上述并联电力变换装置的并联连接点和上述输出端之间；和电力蓄能装置，它可以使电能在上述并联电力变换装置和串联电力变换装置之间交换；当上述交流电源供应良好时，上述串联电力变换装置用上述电力蓄能装置作为电源进行工作用于补偿上述交流电源的供应，以使上述输出端的交流电源输出值变为规定的输出值，同时，上述并联电力变换装置进行上述电力蓄能装置的充电和放电，使得存储在电力蓄能装置的电能量为规定的量；不停电电源系统包括检测电源中断的电源中断检测装置。当上述电源中断检测装置检测到电源中断时，上述断路装置将隔离上述交流电源供应侧，同时，上述串联电力变换装置用上述电力蓄能装置作为电源工作，用于在上述输出端输出交流电压输出的全电压，使得上述输出端的交流电源值变为上述规定的输出值。根据本专利技术的第一种实施方式，当供应的交流电源良好时，串联电力变换装置用上述电力蓄能装置作为电源工作，用于补偿供应的交流电源，使得上述输出端的交流电源输出值变为规定的输出值。此外，上述并联电力变换装置进行电力蓄能装置的充电和放电，以使存储于电力蓄能装置的电能量为规定量。因此，当供应的交流电源良好时，在输出端的交流电源输出值保持在规定的输出值。同时，例如当短路故障发生在交流电源供应侧并被电源中断检测装置检测出时，交流电源供应侧由断路装置与不停电电源系统侧隔离。在此，在交流电源供应侧短路发生到响应此短路发生电源中断装置的工作以完成交流电源供应侧的隔离的过程中，并联电力变换装置的交流电源侧也进入短路状态。然而，当短路被检测出时，串联电力变换装置工作，用于在输出端输出不停电电源系统的交流电流输出的全电压，使得输出端的交流电源值变为规定的输出值。因此，即使在操作延时发生持续到直到交流电源供应侧的隔离完成时的情况下，在输出端的交流电源值保持在规定值。此外，根据本专利技术第二种实施方式的不停电电源系统具有以下特征。在一个不停电电源系统中包括断路装置，接入供应交流电源的输入端和连接负载的输出端之间，用于隔离上述的交流电源供应侧；并联电力变换装置，连接在断路装置和与上述输入端并联的上述输出端之间；串联电力变换装置，串联接入上述并联电力变换装置的并联连接点和上述输出端之间；和电力蓄能装置，使电能在上述并联电力变换装置和串联电力变换装置之间交换。当上述交流电源供应良好时，上述串联电力变换装置用上述电力蓄能装置作为电源进行工作用于补偿上述交流电源的供应，以使上述输出端的交流电源输出值变为规定的输出值，同时，对上述并联电力变换装置进行充电和放电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不停电电源系统，该系统包括：断路装置，其接入供应交流电源的输入端和连接负载的输出端之间，用于隔离所述交流电源供应侧；并联电力变换装置，其连接在所述断路装置和与所述输入端并联的所述输出端之间；串联电力变换装置，其串 联接入所述并联电力变换装置的并联连接点和所述输出端之间；和电力蓄能装置，其可以使电能在所述并联电力变换装置和串联电力变换装置之间交换。当所述交流电源供应完好时，所述串联电力变换装置用所述电力蓄能装置作为电源进行工作，用于补偿 所述交流电源的供应，使得所述输出端的交流电源输出值变为规定的输出值，并且所述并联电力变换装置进行所述电力蓄能装置的充电和放电，使得存储在电力蓄能装置的电能量为规定的量，不停电电源系统的特征包括：检测电源中断的电源中断检测装置 ；当所述电源中断检测装置检测到电源中断时，所述断路装置隔离所述交流电源供应侧，并且同时，所述串联电力变换装置用所述电力蓄能装置作为电源工作，以在所述输出端输出交流电流输出的全电压，使得所述输出端的交流电源值变为所述规定的输出值。...

【技术特征摘要】
JP 2003-3-31 2003-0958001.一种不停电电源系统，该系统包括断路装置，其接入供应交流电源的输入端和连接负载的输出端之间，用于隔离所述交流电源供应侧；并联电力变换装置，其连接在所述断路装置和与所述输入端并联的所述输出端之间；串联电力变换装置，其串联接入所述并联电力变换装置的并联连接点和所述输出端之间；和电力蓄能装置，其可以使电能在所述并联电力变换装置和串联电力变换装置之间交换。当所述交流电源供应完好时，所述串联电力变换装置用所述电力蓄能装置作为电源进行工作，用于补偿所述交流电源的供应，使得所述输出端的交流电源输出值变为规定的输出值，并且所述并联电力变换装置进行所述电力蓄能装置的充电和放电，使得存储在电力蓄能装置的电能量为规定的量，不停电电源系统的特征包括检测电源中断的电源中断检测装置；当所述电源中断检测装置检测到电源中断时，所述断路装置隔离所述交流电源供应侧，并且同时，所述串联电力变换装置用所述电力蓄能装置作为电源工作，以在所述输出端输出交流电流输出的全电压，使得所述输出端的交流电源值变为所述规定的输出值。2.一种不停电...

【专利技术属性】
技术研发人员：小林宣之，德田宽和，
申请(专利权)人：富士电机控股株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]