具有无源平衡的UPS设备制造技术

具有无源平衡的UPS设备。本发明专利技术涉及一种转换器(100，200)，该转换器(100，200)包括具有正极线(120)、浮置中点(122)和负极DC线(121)的DC拆分链路(130)、布置在正极线与浮置中点之间的第一DC电容(108)、布置在负极线(121)与浮置中点(122)之间的第二DC电容(109)、与第一DC电容(108)并联布置的第一电阻器(111)、与第二DC电容(109)并联布置的第二电阻器(112)。第一电阻器(111)和第二电阻器(112)被配置为在转换器(100，200)的预充电阶段期间被接合。200)的预充电阶段期间被接合。200)的预充电阶段期间被接合。

【技术实现步骤摘要】
具有无源平衡的UPS设备


[0001]本专利技术涉及转换器、不间断电源(UPS)设备、用于不间断电源设备的控制器、可切换电阻器提供DC电压平衡的用途、以及用于在转换器中平衡DC拆分链路的电压的方法。

技术介绍

[0002]在具有AC/DC升压器的UPS中，需要对DC链路进行预充电。例如在UPS设备中的转换器可以包括预充电电路，该预充电电路连接到转换器的AC线路和DC线路，以便在转换器启动时对电容进行预充电，以避免用于在接通电路时加载电容器的高电流。特别地，在具有拆分DC链路的单元上，电压平衡可能是一个问题。在4线系统中情况并非如此，因为中点电压是通过键合固定的，但是，在中点浮置的3线分布中，这可能会成为一个问题。典型地，预充电可以通过AC预充电电路来完成，该AC预充电电路对于每一相包括开关、限流电阻器和二极管。然而，这样的电路可能遭受不平衡的电压和电流以及缺乏抵抗故障的能力。

技术实现思路

[0003]因此，本专利技术的目的可以是提供一种改进转换器的电路。
[0004]该问题由独立权利要求的主题解决。实施例由从属权利要求、以下描述和附图提供。
[0005]所描述的实施例类似地涉及转换器、不间断电源(UPS)设备、用于不间断电源设备的控制器、可切换电阻器提供DC电压平衡的用途、以及用于在转换器中平衡DC拆分链路的电压的方法。尽管可能未详细描述，但实施例的不同组合可以产生协同效应。
[0006]此外，应当注意，本专利技术的关于方法的所有实施例都可以按照所描述的步骤的顺序来执行，然而这不必是该方法的步骤的唯一和基本顺序。在不背离相应方法实施例的情况下，本文中提出的方法可以以所公开的步骤的另一顺序执行，除非在下文中明确提及相反。
[0007]技术术语按其常识使用。如果传达某些术语的特定含义，则在下文中将在使用这些术语的上下文中给出术语的定义。
[0008]根据第一方面，提供了一种转换器，该转换器包括具有正极线、浮置中点和负极DC线的DC拆分链路、布置在正极线与中点之间的第一DC电容、布置在负极线与中点之间的第二DC电容、与第一DC电容并联布置的第一电阻器和与第二DC电容并联布置的第二电阻器。第一电阻器和第二电阻器被配置为至少在转换器的预充电阶段期间被接合。
[0009]中点是浮置的，因此不接地。如果没有电阻器，正极线与负极线之间的电压可能会以任何比率拆分，从而导致不希望的不平衡。电阻器使得能够平衡拆分DC链路中的电压，即，正极线和中点的电压相对于中点与负极线之间的电压，特别是在接通转换器之后立即对电容器进行预充电期间。由于电阻器电路是无源的，所以平衡是安全的，并且通过简单布置来执行而没有切换延迟，或者没有在例如有源元件的控制不可用或在此时不可用的情况下的延迟。即，当有源平衡电路不工作或尚未工作时，无源平衡可以特别地提供平衡，例如，
在启动转换器时的转换器的预充电阶段，或用于支持有源平衡装置。因此，还提供了无源DC电压平衡装置的接合以促进有源转换器根据操作条件的需要进行平衡。因此，电阻器可以在预充电阶段之后保持接通或重新接通。在某些操作条件下这可能是这种情况，例如，有源平衡不稳定，用于支持有源平衡，或用于在例如功率短时中断或关闭转换器或UPS时对DC电容放电。
[0010]在本公开中，两个电阻器的布置被指定为“电阻器电路”。它可以被实现作为AC预充电电路的补充，AC预充电电路通常可以布置为具有串联限流电阻器和AC输入接合继电器的三相二极管桥。
[0011]此外，对于“电容”或“电容器”，在本公开全文中是指DC拆分链路的DC电容或DC电容器。
[0012]根据一个实施例，转换器还包括与第一电阻器串联布置的第一可切换触点和与第二电阻器串联布置的第二可切换触点。换言之，第一电阻器和第一可切换触点串联布置在正极线与浮置中点之间，使得它们与第一电容并联。因此，第二电阻器和第二可切换触点串联布置在浮置中点与负极线之间，使得它们与第二电容并联。触点允许接合或解除接合电阻器，并且因此允许由电阻器执行的无源平衡。
[0013]根据一个实施例，第一可切换触点和第二可切换触点被配置为同时被切换。这可以确保在例如无意中仅接合一个电阻器时不会发生不平衡。
[0014]根据一个实施例，第一触点和第二触点是单个开关中的部分。换言之，触点是同一开关的触点，因此只需要一个控制信号就可以同时切换它们。
[0015]根据一个实施例，可切换触点是“常通”(normal
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on)类型。即，如果没有控制信号可用，则触点闭合，使得它们将正极线或负极线之间的电流通过电阻器传导到中点。
[0016]根据一个实施例，开关是机电继电器。机电继电器可以是“常通”类型，使得开关无需激活信号即可闭合，并且提供耦合而没有损耗，从而不会在两条路径之间引入任何差异或不平衡。
[0017]根据一个实施例，当预充电完成时，开关(即，开关的触点)断开。在这种情况下，电阻器的无源平衡停止。例如，当有源平衡电路可操作时或当达到电容处的电压阈值时，预充电可以定义为完成。另一时间点可以是预充电电路解除接合时。然而，这个时间点不一定与开关断开的时间点重合。
[0018]以这种方式，提供了无源DC电压平衡装置，该装置在拆分DC链路拓扑中从DC链路预充电阶段的开始直到有源转换器的启动而被接合。通过闭合开关，即断开例如继电器，当预充电完成时，在正常转换器操作期间上述无源平衡的后续隔离通过开关装置(例如，继电器)来获取。
[0019]根据一个实施例，转换器是整流器。在这种情况下，预充电电路是所谓的AC预充电电路。然而，根据另外的实施例，转换器也可以是DC
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DC转换器。在这种情况下，可以以类似的方式使用由DC电源(诸如电池)供电的2极有源转换器进行预充电。
[0020]根据一个实施例，第一电阻器和第二电阻器的值相等。具有相同的值是平衡的先决条件。
[0021]根据一个实施例，第一DC电容和第二DC电容各自由至少一个电容器实现。DC拆分链路包括例如在DC拆分链路的正极部分中并且对应地在DC拆分链路的负极部分中的电解
电容器的并联连接，该电解电容器在浮置中点处连接。
[0022]根据另一方面，提供了一种用于如本文所述的转换器的控制器，该控制器被配置为切换第一可切换触点和第二可切换触点。如上所述，当预充电完成时，触点可以关断，即，从闭合状态切换到断开状态。例如，当预充电电路解除接合时，或当电容器具有预定义阈值电压时，或当有源平衡电路工作时，控制器可以同时切换触点。控制器还可以被配置为切换，即，接合和解除接合预充电电路。控制器可以是模拟或数字电路，并且可以包括逻辑元件。逻辑元件可以包括硬连线和/或可编程逻辑。逻辑元件可以被包含在微处理器、CPLD、FPGA或其他可编程电子设备中。指令可以存储在诸如EEPROMS、其他存储器等存储器设备中。
[0023]根据另一方面，提供了一种包括如本文所述的转换器和控制器的不间断电源设备。
[0024本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种转换器(100，200)，包括：DC拆分链路(130)，具有正极线(120)、浮置中点(122)和负极DC线(121)；第一DC电容(108)，布置在所述正极线与所述浮置中点之间；第二DC电容(109)，布置在所述负极线(121)与所述浮置中点(122)之间；第一电阻器(111)，与所述第一DC电容(108)并联布置；第二电阻器(112)，与所述第二DC电容(109)并联布置；其中所述第一电阻器(111)和所述第二电阻器(112)被配置为至少在所述转换器(100，200)的预充电阶段期间被接合。2.根据权利要求1所述的转换器(100，200)，其中所述转换器(100，200)还包括与所述第一电阻器(111)串联布置的第一可切换触点(113)和与所述第二电阻器(112)串联布置的第二可切换触点(114)。3.根据权利要求1或2所述的转换器(100，200)，其中所述第一可切换触点(113)和所述第二可切换触点(114)被配置为同时被切换。4.根据前述权利要求中任一项所述的转换器(100，200)，其中所述第一可切换触点(113)和所述第二可切换触点(114)是单个开关(115)中的部分。5.根据前述权利要求中任一项所述的转换器(100，200)，其中所述可切换触点(113，114)为“常通”类型。6.根据权利要求4或5所述的转换器(100，200)，其中所述开关(115)是机电继电器。7.根据权利要求4至6中任一项所述的转换器(100，200)，其中所述开关(115)被配置为在所述预充电完成时被断开。8.根据前述权利要求中任一项所述的转换器(100，200)，其中所述转换器是整流器。9.根据前述权利要求中任一项所述的转换器(100，200)，其中所述转换器是DC
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【专利技术属性】
技术研发人员：洛伦佐，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：