升压电路的控制方法技术

本发明专利技术为一种升压电路的控制方法，其适用于一不断电电源供应系统，该不断电电源供应系统包含一电池模组、一包含多个切换元件的升压电路，且该不断电电源供应系统于一电池供电模式下运作。该控制方法包含下列步骤：检测该电池模组的一输出电压值及该升压电路的一稳态设定值；于该电池模组的该输出电压值小于该升压电路的该稳态设定值时，输出一第一切换信号以控制该升压电路的该多个切换元件运作，以使该升压电路的输出电压大于该电池模组的输出电压；于该电池模组的该输出电压值大于该升压电路的该稳态设定值时，输出一切换信号以控制该升压电路的该多个切换元件运作，以使该升压电路的输出电压实质上等于该电池模组的输出电压。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种控制方法，尤指一种适用于在线型不断电电源供应系统的。
技术介绍
不断电电源供应系统(UPS)是一种连接在市电电源与负载之间的装置，而不断电电源供应系统的主要目的在于当市电电源发生异常时，用来紧急提供负载运作所需的电源，以确保负载的正常运作。为了更有效更安全的保护重要电子装置，不断电电源供应系统已被普遍应用来确保各种电子装置的正常运作，而目前的不断电电源供应系统电路架构大致上可区分为在线型(On-Line)、电源互动型(Line-Interactive)以及离线型(Off-Line)三种。请参阅图1(a)，其显示已知在线型不断电电源供应系统的电路方块示意图。如图所示，在线型不断电电源供应系统10主要包含交流/直流转换器(AC/DC converter)101、直流/直流转换器102、直流/交流转换器103、开关元件104、开关元件105、电池模组106、控制电路107、旁路(bypass)108以及充电电路109，用以提供负载11运作所需的电压。交流/直流转换器101用来接收市电交流电压Vin，并将市电交流电压Vin转换成直流电压。充电电路109系与交流/直流转换器101电连接，用以接收交流/直流转换器101输出的直流电压，并将直流电压转换成电池模组106所需的直流电压，用以对电池模组106进行充电。至于，开关元件104、开关元件105以及直流/直流转换器102受控于控制电路107，控制电路107通过检测市电交流电压Vin以及电池模组106所能输出的电压来控制开关元件104及开关元件105的开关状态。其中，旁路(Bypass)108适用于当在线型不断电电源供应系统10内部的电路发生故障而无法提供负载11所需的电压时，控制电路107将控制开关元件104切换至旁路(Bypass)108回路，改由市电直接提供负载11运作所需的电压。请参阅图1(b)及(c)，其为已知使用双直流电压的半桥单相在线型不断电电源供应系统以及三相在线型不断电电源供应系统的部分电路示意图，如图1(b)及(c)所示，当市电正常供电时(称为AC模式)，交流/直流转换器101其作用为先将市电交流电源Vin整流成直流电压，再由使用双升压形式的直流/直流转换器102将直流电压升高并稳压，最后由直流/交流转换器103将直流电压转换成交流电压Vout并传送至负载11(如图1(a)所示)。至于，直流/直流转换器102则通过其内部的切换元件S1及S2的切换频率，以使交流/直流转换器101所输出的直流电压升高，请参阅图1(d)，其为切换元件S1及S2的控制时序图，由图中可知，在AC模式下切换元件S1及S2两者之间采用交互切换的方式来运作，且切换元件S1及S2本身的切换频率使用高频切换的方式，由图中可知，在工作周期T1的时间内，切换元件S2完全处于关闭的状态，而切换元件S1则以高频率切换的方式不断重复进行导通及关闭的动作，反之，在工作周期T2的时间内，切换元件S1完全处于关闭的状态，而切换元件S2则以高频率切换的方式不断重复进行导通及关闭的切换动作，因此可通过切换元件S1及S2高频交互切换的方式将电池模组106输入直流/直流转换器102的直流电压升高。反之，当市电无法正常供电而需改由电池模组106输出直流电压时(称为DC模式)，电池模组106所输出的直流电压VBAT将经由直流/直流转换器102升压后传输至直流/交流转换器103，再经由直流/交流转换器103转换为交流输出电压Vout，最后，经由开关元件104输出至负载11。请再参阅图1(d)，在DC模式下切换元件S1及S2同样使用高频切换的方式来运作，如图所示，在工作周期T1的时间内，切换元件S2完全处于导通的状态，而切换元件S1则以高频率切换的方式不断重复进行导通及关闭的动作，反之，在工作周期T2的时间内，切换元件S1完全处于导通的状态，而切换元件S2则以高频率切换的方式不断重复进行导通及关闭的切换动作，因此会通过切换元件S1及S2高频切换的方式将电池模组106输入直流/直流转换器102的直流电压升高，而此种高频切换控制方式仅适用于直流/直流转换器102正负直流侧P1及P2的稳压设定值大于电池模组106的输出电压VBAT。因此，当上述电路应用于较低的电压系统及较高电池电压的条件下时，此切换控制方式将不适用，举例而言，当负载11所需的运作电压为120V，而电池模组106内部串联12个电池且每个电池输出12V的电压时，直流侧电压依输出电压及较佳的转换效率设定为±DC220V，电池模组106的输出电压VBAT＝144V，根据图1(d)所示的直流/直流转换器102的切换元件S1及S2的切换控制方式，电池模组106的输出电压VBAT＝144V将升压为±DC220V，即直流/直流转换器102正直流侧P1的输出电压VDC+＝220V，而负直流侧P2的输出电压VDC-＝-220V，而直流/直流转换器102的正负直流侧P1及P2的输出电压VDC+及VDC-经由直流/交流转换器103转换后将输出120V的交流电压，以提供给负载11。当负载11所需的运作电压为220V，而电池模组106内部串联20个电池且每个电池输出12V的电压时，直流侧电压依输出电压及较佳的转换效率设定为±DC360V，电池模组106的输出电压VBAT＝240V，根据图1(d)所示的直流/直流转换器102的切换元件S1及S2的高频切换控制方式，电池模组106的输出电压VBAT＝240V将升压为±360V的直流电压，即直流/直流转换器102正直流侧P1的输出电压VDC+＝360V，而负直流侧P2的输出电压VDC-＝-360V，而直流/直流转换器102的正负直流侧P1及P2的输出电压VDC+及VDC-经由直流/交流转换器103转换后将输出220V的交流电压，以提供给负载11。由于，在DC模式下直流/直流转换器102的切换元件S1及S2使用高频切换的方式，因此直流/直流转换器102正负直流侧P1及P2的输出电压VDC+及VDC-会大于电池模组106的输出电压VBAT，因此，当负载11需要较低的运作电压，即直流/直流转换器102正负直流侧的稳压设定值需小于电池模组106的输出电压的情况时，已知不断电电源供应系统10将无法满足这项要求，举例而言，当负载11所需的运作电压为120V的交流电压，但是电池模组106内部串联20个电池时，直流侧电压依输出电压设定及较佳的转换效率为±DC220V，由于已知双升压直流/直流转换器102转换后的输出电压VDC+及VDC-一定会大于电池模组106的输出电压VBAT，因此电池模组106的输出电压VBAT＝240V将升压为较高的直流电压，而经由直流/交流转换器103转换后将输出120V的交流电压，以提供给负载11，此种方式的转换效率较低且直流侧电解电容的耐压亦须较高。而且，已知直流/直流转换器102的切换元件S1及S2的切换方式为高频脉冲宽度调制，故其切换损失较大，整体效率较低。因此，如何发展一种可改善上述已知技术缺失的，实为目前迫切需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种，通过控制直流/直流转换器的切换元件的切换频率的方式，使得直流/直流转换器转换后的输出电压实质上等于电池模组的输出电压，以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种升压电路的控制方法，其适用于一不断电电源供应系统，该不断电电源供应系统系包含一电池模组、一包含多个切换元件的升压电路，且该不断电电源供应系统于一电池供电模式下运作，该控制方法包含下列步骤：检测该电池模组的一输出电压值及该升压电路 的一稳态设定值；于该电池模组的该输出电压值小于该升压电路的该稳态设定值时，输出一第一切换信号以控制该升压电路的该多个切换元件运作，以使该升压电路的输出电压大于该电池模组的输出电压；以及于该电池模组的该输出电压值大于该升压电路 的该稳态设定值时，输出一第二切换信号以控制该升压电路的该多个切换元件运作，以使该升压电路的输出电压实质上等于该电池模组的输出电压。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡文哲，廖仁诠，
申请(专利权)人：台达电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]