离线式不间断电源制造技术

本实用新型专利技术提供一种离线式不间断电源，包括：连接在交流输入端和交流输出端之间的安全开关；变压器，其一次侧的一端连接至交流输出端的一个端子；在安全开关和交流输出端的另一个端子之间依次连接的第一开关、第二开关和输出开关，第一开关可操作地使得安全开关连接至变压器的一次侧的另一端和抽头之一，第二开关可操作地使得输出开关连接至变压器的一次侧的另一端和抽头之一；第三开关，其连接在变压器的一次侧的另一端与第一开关和第二开关之间的节点之间；以及双向变换器，其可控地将变压器的二次侧的交流电转换为直流电以对可充电电池进行充电，以及将可充电电池的直流电转换为交流电。换为交流电。换为交流电。

【技术实现步骤摘要】
离线式不间断电源


[0001]本技术属于电力电源领域，尤其涉及一种离线式不间断电源。

技术介绍

[0002]离线式不间断电源也称非在线式或后备式不间断电源，在市电正常时，市电直接对负载供电且可充电电池处于充电状态；在市电出现故障时，逆变器切换到工作状态，将可充电电池提供的直流电转变为稳定的交流电输出；当市电电压偏低或偏高时，连接在交流输入端的变压器用于调节市电的电压，从而使得交流输出端具有稳定的输出电压。
[0003]图1是现有技术中的一种离线式不间断电源的电路图。如图1所示，离线式不间断电源1包括在其交流输入端10和交流输出端10
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之间连接的电磁兼容性(EMC)滤波器11；安全开关12，其被构造为双刀单掷继电器或包括安全开关单元121和安全开关单元122；在安全开关12和交流输出端10
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的端子L之间依次连接的第一开关131、第二开关132和输出开关14；变压器Tr1，变压器Tr1的一次侧的一端T1连接在安全开关12和交流输出端10
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的端子N之间，其中第一开关131可操作地使得安全开关12连接至变压器Tr1的一次侧的另一端T2和抽头T3之一，第二开关132可操作地使得输出开关14连接至变压器Tr1的一次侧的另一端T2和抽头T3之一；以及可充电电池16，双向变换器15和辅助供电系统17，可充电电池16通过双向变换器15连接至变压器Tr1的二次侧，辅助供电系统17的输入端连接至可充电电池16两端，其用于给离线式不间断电源1提供各种所需的电压。其中为了简化电路图，图1并未示出用于检测市电电压的市电检测装置，用于检测可充电电池16的充电状态的电池检测装置，以及用于控制双向变换器15的工作状态，以及控制安全开关12、第一开关131、第二开关132、和输出开关14的开关状态的控制装置。
[0004]当市电电压偏高时，离线式不间断电源1被控制为处于自动电压降压调节模式，其中，安全开关12和输出开关14被控制为导通，第一开关131被控制为连接至变压器Tr1的一次侧的端子T2，第二开关132被控制为连接至变压器Tr1的一次侧的抽头T3，由此交流输出端10
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输出电压降低的交流电。同时双向变换器15被控制为将变压器Tr1的二次侧的交流电转换为直流电，以对可充电电池16进行充电，且给辅助供电系统17提供直流电。
[0005]当市电电压偏低时，离线式不间断电源1被控制为处于自动电压升压调节模式，其中，安全开关12和输出开关14被控制为导通，第一开关131被控制为连接至变压器Tr1的一次侧的抽头T3，第二开关132被控制为连接至变压器Tr1的一次侧的端子T2，由此交流输出端10
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输出电压升高的交流电。同时双向变换器15被控制为将变压器Tr1的二次侧的交流电转换为直流电，以对可充电电池16进行充电，且给辅助供电系统17提供直流电。
[0006]当市电电压异常(例如电压过高)或停电时，离线式不间断电源1被控制为处于电池模式。其中，安全开关12被控制为断开，输出开关14被控制为导通，第二开关132被控制连接至变压器Tr1的一次侧的端子T2，双向变换器15被控制为工作，以将可充电电池16的直流电转换为交流电，经过变压器Tr1变压后，在交流输出端10
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得到所需的交流电。同时，可充电电池16给辅助供电系统17提供直流电。
[0007]当市电电压在正常范围内时，离线式不间断电源1被控制为处于正常模式。安全开关12和输出开关14被控制为导通，第一开关131和第二开关132被控制为都连接至变压器Tr1的一次侧的端子T2。同时双向变换器15被控制为将变压器Tr1的二次侧的交流电转换为直流电，以对可充电电池16进行充电，且给辅助供电系统17提供直流电。
[0008]图2是图1所示的离线式不间断电源在正常模式下可充电电池被充满电后的等效电路图。如图2所示，交流输入端10的市电通过EMC滤波器11，以及导通的安全开关12、第一开关131、第二开关132和输出开关14后传输至交流输出端10
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。一方面，安全开关12和交流输出端10
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的端子L之间的3个开关的触点降低电能效率。另一方面，变压器Tr1的一次侧与交流输出端10
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电连接，因此变压器Tr1具有较大的空载损耗。再者，变压器Tr1一直工作，且双向变换器15被控制为一直工作，可充电电池16充满电后一直处于浮充电状态。当可充电电池16一直处于浮充电状态时，可充电电池16的正极板会失活，产生大量的PbSO4并被吸收到负极板上。这将导致其活性降低，且内阻升高，进而可充电电池16的容量将迅速下降，寿命将大大减少。
[0009]为了解决上述问题，中国专利申请CN110061559A和CN110061560A提供了一种离线式不间断电源，其全部内容通过引用包含在本文中。例如图3所示，其与图1基本相同，相似的附图标记表示相同或相似的部件，区别在于，离线式不间断电源2还包括充电器28和第三开关29。第三开关29包括与安全开关22的第二安全开关单元222连接的公共端子，电连接至输出开关24和交流输出端20
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的端子L之间的第一切换端子S1，以及与第一开关231的公共端子连接的第二切换端子S2。第三开关29可操作地使得安全开关22连接至第一开关231和交流输出端20
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的端子L之一，安全开关22用于实现反馈保护功能。充电器28的输入端通过安全开关22连接至交流输入端20，即其输入端的一个端子连接至第一安全开关单元221和交流输出端20
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的一个端子N之间，输入端的另一个端子连接至第二安全开关单元222和第三开关29之间，充电器28的输出端连接至辅助供电系统27的输入端。其中为了简化电路图，图3同样未示出用于检测市电电压的市电检测装置，用于检测可充电电池26的充电状态的电池检测装置，以及控制装置，其用于控制充电器28和双向变换器25的工作状态，以及控制安全开关22、第一开关231、第二开关232、第三开关29和输出开关24的开关状态。对于这种离线式不间断电源，给电池充电(充电模式)时，第三开关29被配置为使得安全开关22连接至第一开关231，双向变换器25工作，给电池26充电的同时给辅助供电系统27供电；当电池充饱时(充饱模式)，将第三开关29被配置为使得安全开关22连接至输出开关24和交流输出端20
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的端子L之间，同时断开输出开关24，从而将变压器Tr2与市电断开，这就消除了变压器的空载损耗，大大降低了成本。然而，图3所示的离线式不间断电源在充电模式和充饱模式之间切换时，第三开关29和输出开关24必需联动，这就要求第三开关29和输出开关24都需要增加倍压电路和退磁电路，增加了控制面板的复杂度和布局难度；另外，由于第三开关29的第一切换端子S1和第二切换端子S2都需要流经电流，存在两个粘死风险：1)带电流切换第三开关29，只能照顾一侧电流为零；2)第三开关29在释放时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种离线式不间断电源，其特征在于，包括：交流输入端，被配置为能够连接至市电；交流输出端，被配置为能够连接至负载；连接在所述交流输入端和所述交流输出端之间的安全开关；变压器，其一次侧的一端连接至所述交流输出端的一个端子；在所述安全开关和所述交流输出端的另一个端子之间依次连接的第一开关、第二开关和输出开关，所述第一开关可操作地使得所述安全开关连接至所述变压器的一次侧的另一端和抽头之一，所述第二开关可操作地使得所述输出开关连接至所述变压器的一次侧的另一端和抽头之一；第三开关，其连接在所述变压器的一次侧的所述另一端与所述第一开关和所述第二开关之间的节点之间；以及双向变换器，其可控地将所述变压器的二次侧的交流电转换为直流电以对可充电电池进行充电，以及将所述可充电电池的直流电转换为交流电。2.根据权利要求1所述的离线式不间断电源，其特征在于，所述离线式不间断电源还包括：充电器，其输入端连接至所述交流输入端，且可控地将所述交流输入端的交流电转...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈开鑫，徐和义，徐忠勇，利全东，吴朋，
申请(专利权)人：伊顿智能动力有限公司，
类型：新型
国别省市：