在线式不间断电源装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种在线式不间断电源装置，包括滤波装置、电池、交流／直流转换装置、直流／交流转换装置、以及处理装置；其中所述直流／交流转换装置包括低通滤波器和两个自关断电力半导体器件；所述交流／直流转换装置包括低通滤波器、用于储能的电感、两个自关断电力半导体器件、以及用于滤波的电容；所述处理装置在输出端检测到电流谐波时，控制所述直流／交流转换装置的自关断电力半导体器件交替开关切换以产生谐波电流注入市电输出端，以抵消所检测到的电流谐波；并根据所述交流／直流转换装置的输入电流波形及输出电压反馈，控制所述交流／直流转换装置的两个自关断电力半导体器件交替开关切换以使输入电流的波形接近正弦波。

On line uninterrupted power supply device

The present invention relates to an on-line type uninterrupted power supply device, comprising a filter device, battery, AC / DC converter, DC / AC conversion device, and a processing unit; wherein the DC / AC conversion device comprises a low-pass filter and two switching power semiconductor devices; the AC / DC converter device comprises a low-pass filter, inductor, energy storage for two switching power semiconductor devices, as well as for the filter capacitor; the processing device at the output to detect harmonic current, control self turn off switching power semiconductor devices alternately to generate harmonic currents injected into the electricity output end of the DC / AC conversion device, harmonic current to offset the detected; the input current waveform and the output voltage according to the AC / DC conversion device to control the feedback. The two self closing power semiconductor devices alternate switching switches in the AC / DC conversion device so that the input current waveform approaches the sine wave.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种不间断电源装置，尤指 一种改进的在线式不间断电源装置。
技术介绍
不间断电源(UPS)是一种交流电源装置。目前，公知的在线式不间断 电源装置，采用交流-直流、直流-交流的双转换装置。如图2所示，市电输 入先由滤波装置111进行滤波，再经过保险丝112过载保护，再由三相全桥 整流装置113整流，经电容滤波装置115滤成直流电压，电池装置114也经 过三相全桥整流装置113提供直流电压，经过保险丝116送到逆变装置117， 将直流电压采用SPWM ( SINE WAVE PULSE WIDTH MODULATION )控制 技术经工频变压器隔离升压产生正弦波电压，经过继电装置118切换输出净 化的交流电源再经过滤波装置119滤波后输出到客户端供电。但是目前公知 的在线式不间断电源装置UPS存在以下几个问题(1 )整机满负荷运行效率 约80%,轻载时效率更低；(2)输入采用全波整流，输入功率因子(POWER FACTER,简称PF )只有0.6; ( 3 )在系统中产生4艮高的谐波电流影响电网 电力质量。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种在线式不间断电源装置，其包含一个 由处理装置控制的直流/交流转换装置，根据输出端检测到的电流谐波来产 生谐波电流注入市电输出端，以抵消所检测到的电流谐波，从而降低系统 中的谐波电压与谐波电流，使之符合电力法规的规定，实现节能的目的。为实现本专利技术的上述目的，本专利技术的在线式不间断电源装置包括一第一滤波装置，设置于市电输入端，用来对所输入的市电进行滤波；一电池装置，用于提供直流电压；一交流/直流转换装置，其输入端电连接于所述第一滤波装置，用于将 经滤波的交流电压转换为直流电压输出；一直流/交流转换装置，其输入端电连接于所述交流/直流转换装置的输出端，并且与电池装置的输出端电连接，用来将交流/直流转换装置或电 池装置输出的直流电压转换为交流电压；一第二滤波装置，设置于市电输出端，用来对所输出的市电进行滤波; 一电源，用来提供电源给该在线式不间断电源装置的控制电路及驱动 电3各；以及一处理装置；其中所述直流/交流转换装置包括一低通滤波器，以及两个自关断电力半导 体器件；所述处理装置，利用数字信号处理器(DSP)或微处理器(MPU) 来提供PWM信号，在输出端检测到电流谐波时，控制所述直流/交流转换 装置的两个自关断电力半导体器件交替开关切换以产生谐波电流注入市 电输出端，从而抵消所4企测到的电流谐波。本专利技术的另一目的在于提供一种改进的在线式不间断电源装置，其包 含一个由处理装置控制的交流/直流转换装置，根据输入电流波形及输出电 压反馈，来调整输入电流的波形，使输出电流接近正弦波，从而提供输入 功率因子修正。为实现本专利技术的上述目的，该在线式不间断电源装置的所述交流/直流 转换装置包括 一低通滤波器， 一用于储能的电感，两个自关断电力半导的电容；所述处理装置根据所述交流/直流转换装置的输入电流波形及输出 电压反馈，控制所述交流/直流转换装置的两个自关断电力半导体器件交替 开关切换以使输出电流的波形接近正弦波。该在线式不间断电源装置由于采用上述技术方案，利用数字化处理装 置控制交流/直流转换装置及直流交流转换装置，釆用混合运作控制，降低 总的能量的损耗，降低待机功率损耗，并提高输入功率因子，降低总谐波 电流及总谐波电压，在较宽市电电压波动范围内可满载运行，提高供电电 源质量与整机运行效率，实现节能的目的。附图说明图1是根据本专利技术的在线式不间断电源装置的结构方块示意图；以及 图2是现有的在线式不间断电源装置结构方块示意图。具体实施方式请参阅图1，为本专利技术在线式不间断电源装置一较佳具体实施例的结构方块示意图。该在线式不间断电源装置包括一三相平衡开关装置l,由两个独立的第五开关装置11、第六开关装置12组成，设置于市电输入端，用来根据所述的处理装置17检测到市电 输入端的三相电压对所述第五开关装置11或者第六开关装置12进行控 制，从而可选择地电连接较轻负荷的单相电源，以平衡三相供电；一第一开关装置8，设置于市电输入端与输出端之间，用来连接或断 开市电供应与市电输出端的连接；一第一滤波装置2，设置于市电输入端，用来对所输入的市电进行滤波；一电池装置18,用于提供直流电压；一直流/直流转换装置19，设置于所述电池装置18与直流/交流转换 装置7之间，用来在低电池电压时将直流低电压升压为直流高电压；一交流/直流转换装置6,其输入端电连接于所述第一滤波装置2,用 于将经滤波的交流电压转换为直流电压输出；一第一保护装置3，设置于所述的第一滤波装置2与交流/直流转换装 置6之间，防止电路过载及短路保护；一限流保护装置4，设置于所述第一滤波装置2与交流/直流转换装置 6之间，该限流保护装置4包括两个以并联方式电连接的两个独立第三开 关装置41、第四开关装置42，以及与所述第四开关装置42串联电连接的 电阻43，用以限制该在线式不间断电源装置的启动电流，并在电池供电时 完全切离该在线式不间断电源控制装置与系统电网的连接避免UPS的电 磁干扰与电f兹兼容的问题；一直流/交流转换装置7,其输入端电连接于所述交流/直流转换装置6 的输出端，并且与电池装置18的输出端电连接，用来将交流/直流转换装 置6或电池装置18输出的直流电压转换为交流电压；一第二保护装置5，设置于所述的第一滤波装置2与第二滤波装置10 之间，防止电^各过载及短蹈呆护；一第二开关装置9，设置于直流/交流转换装置7与市电输出端之间， 用来连接或断开直流/交流转换装置7与市电输出端的连接；一第二滤波装置10，设置于市电输出端，用来对所输出的市电进行滤波；一电源20,用来提供电源给该不间断电源装置的控制电路及驱动电7路；以及一处理装置17。所述的第一保护装置3、第二保护装置5可采用保险丝或断路器。 上述的直流/直流转换装置19，由DSP控制器产生PWM (PULSE WIDTH MODULATION )控制信号，来控制直流/直流转换装置19内部的 自关断电力半导体器件，将电池直流电压升压转换成高直流电压，检测输 出直流高电压上电压反馈信号121、 122调整PWM宽度，产生固定的直 流高电压输出，该装置只在电池供电直交变换输出模式下才会工作，有市 电时不工作。上述的交流/直流转换装置6，当市电接入时由所述限流保护装置4限 制启动电流，利用半导体器件64， 65内置的旁路二极管组成半桥全波整 流电路，市电正半周经半导体器件64内置的旁路二极管对第二电容66充 电滤成正直力t电压，市电负半周经半导体器件65内置的旁路二极管对第 三电容67充电滤成负直流电压，市电零线电压成为直流电压的零伏端， 等启动电流稳定后由DSP控制器产生PWM控制信号，来控制自关断电力 半导体器件64、 65交替开关切换，又DSP控制器通过电感器63所组成的 升压电路;险测输入电流波形62,及输出直流电压反馈信号121、 122以调 整PWM宽度，使输入电流波形接近正弦波并提供固定的输出直流高电压， 使市电输入功率因子接近1。上述的直流/交流转换装置7，是一典型的半桥逆变(INVERTER)装 置，由自关断电力半导体器件71、 72，第三电感74，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在线式不间断电源装置，包括：　一第一滤波装置（２），设置于市电输入端，用来对所输入的市电进行滤波；　一电池装置（１８），用于提供直流电压；　一交流／直流转换装置（６），其输入端电连接于所述第一滤波装置（２），用于将经滤 波的交流电压转换为直流电压输出；　一直流／交流转换装置（７），其输入端电连接于所述交流／直流转换装置（６）的输出端，并且与电池装置（１８）的输出端电连接，用来将交流／直流转换装置（６）或电池装置（１８）输出的直流电压转换为交流电压；　 　一第二滤波装置（１０），设置于市电输出端，用来对所输出的市电进行滤波；　一电源（２０），用来提供电源给该不间断电源装置的控制电路及驱动电路；以及　一处理装置（１７）；　其特征在于：所述直流／交流转换装置（７）包括一电 感（７４）与一电容（７５）组成的低通滤波器，以及两个自关断电力半导体器件（７１、７２）；　所述处理装置（１７）在输出端检测到电流谐波时，控制所述直流／交流转换装置（７）的两个自关断电力半导体器件（７１、７２）交替开关切换以产生谐波电流 注入市电输出端，从而抵消所检测到的电流谐波。...

【技术特征摘要】
1、一种在线式不间断电源装置，包括一第一滤波装置(2)，设置于市电输入端，用来对所输入的市电进行滤波；一电池装置(18)，用于提供直流电压；一交流/直流转换装置(6)，其输入端电连接于所述第一滤波装置(2)，用于将经滤波的交流电压转换为直流电压输出；一直流/交流转换装置(7)，其输入端电连接于所述交流/直流转换装置(6)的输出端，并且与电池装置(18)的输出端电连接，用来将交流/直流转换装置(6)或电池装置(18)输出的直流电压转换为交流电压；一第二滤波装置(10)，设置于市电输出端，用来对所输出的市电进行滤波；一电源(20)，用来提供电源给该不间断电源装置的控制电路及驱动电路；以及一处理装置(17)；其特征在于所述直流/交流转换装置(7)包括一电感(74)与一电容(75)组成的低通滤波器，以及两个自关断电力半导体器件(71、72)；所述处理装置(17)在输出端检测到电流谐波时，控制所述直流/交流转换装置(7)的两个自关断电力半导体器件(71、72)交替开关切换以产生谐波电流注入市电输出端，从而抵消所检测到的电流谐波。2、 根据权利要求1所述的在线式不间断电源装置，其特征在于所 述交流/直流转换装置(6)包括由一电感(21)与一电容(61)组成的 低通滤波器， 一用于储能的电感(63),两个自关断电力半导体器件(64、 65)，以及用于分别对通过所述自关断电力半导体器件(64、 65)的电压 进行滤波的电容(66、 67);所述处理装置(17)根据所述交流/直流转换装置(6)的输入电流波 形及输出电压反馈，控制所述交流/直流转换装置(6)的两个自关断电力 半导体器件(64、 65)交替开关切换以使输入电流的波形接近正弦波。3、 根据权利要求1或2所述的在线式不间断电源装置，其特征在于 还包括一第一开关装置(8),设置于市电输入端与输出端之间，在市电输入 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：王庆文，
申请(专利权)人：德观电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]