一种UPS模块及UPS系统技术方案

本发明专利技术涉及一种UPS模块及UPS系统，该UPS模块包括DC/DC单元、及依次连接的PFC单元、逆变单元和充电器，所述PFC单元包括相连接的整流电路和斩波电路，其特征在于，在交流市电异常时，所述斩波电路的第一桥臂将所述蓄电池的输出电压转化为第一直流电压，并输出至逆变单元的第一输入端，所述DC/DC单元将所述蓄电池的输出电压转化为第二直流电压，并输出至逆变单元的第二输入端，所述逆变单元将所述第一直流电压和第二直流单元逆变为交流电压。实施本发明专利技术的技术方案，提高了效率，节省了空间和成本。

【技术实现步骤摘要】
一种UPS模块及UPS系统
本专利技术涉及电力电子技术，更具体地说，涉及一种UPS模块及UPS系统。
技术介绍
UPS（UninterruptiblePowerSupply，不间断电源）广泛应用于电力、电信、金融、政府、制造等多个行业，它可以保障在停电之后继续工作一段时间，使用户不致因停电而影响工作或丢失数据，还可以消除市电上的电涌、瞬间高电压、瞬间低电压、电线噪声和频率偏移等“电源污染”。图1是现有技术的一种UPS模块的电路图，该UPS模块用于为蓄电池进行充放电，且包括PFC单元100、逆变单元200、充电器300和DC/DC单元400，其中，PFC单元100包括整流电路和斩波电路。在交流市电正常时，整流电路对交流市电电压进行整流，斩波电路通过改变开关管的通断比将整流后的电压转化为稳定直流电压，该斩波电路包括两个桥臂，其中，斩波电路的上桥臂用于将交流市电的正半周整流后的电压转化为一个稳定直流电压，斩波电路的下桥臂用于将交流市电的负半周整流后的电压转化为另一个稳定直流电压，这两个稳定的直流电压相加后即为该斩波电路最终输出的稳定直流电压。逆变单元200对该稳定直流电压进行逆变，以向负载供电且通过充电器300为蓄电池进行充电。在交流市电异常时，DC/DC单元400将蓄电池的输出电压转化为直流电压，逆变单元200将该直流电压逆变为交流电压，该交流电压为负载供电。然而，在这种UPS系统中，PFC单元100和DC/DC单元400是完全隔离开的，虽然这种完全隔离的设计对于多个UPS模块并联以共用蓄电池的情况，可以提高系统的可靠性，但实际上，由于DC/DC单元400与PFC单元100完全隔离，没有耦合回路，在交流市电异常时，DC/DC单元400的需要功率较大，因此必然导致UPS模块的成本和空间较大，且效率较低。下面以一个例子来说明：假设该UPS模块的负载的功率为P，PFC单元100的上桥臂的功率至少需要P/2，PFC单元100的下桥臂的功率也至少需要P/2，而DC/DC单元400的功率至少需要P，因此在设计DC/DC单元400时，必然要求按照功率P来选择元件，这样必然导致UPS模块的空间和成本都很大，而且效率很低。因此，这种完全隔离的UPS模块从成本、空间和效率的角度来讲都不是最优的选择。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述UPS模块的完全隔离而导致成本高、空间大、效率低缺陷，提供一种成本低、空间小、效率高的UPS模块。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种UPS模块，用于对蓄电池进行充放电，包括DC/DC单元、及依次连接的PFC单元、逆变单元和充电器，所述PFC单元包括相连接的整流电路和斩波电路，在交流市电异常时，所述斩波电路的第一桥臂将所述蓄电池的输出电压转化为第一直流电压，并输出至逆变单元的第一输入端，所述DC/DC单元将所述蓄电池的输出电压转化为第二直流电压，并输出至逆变单元的第二输入端，所述逆变单元将所述第一直流电压和第二直流单元逆变为交流电压。在本专利技术所述的UPS模块中，所述第一桥臂为上桥臂，所述第二桥臂为下桥臂；或，所述第一桥臂为下桥臂，所述第二桥臂为上桥臂。在本专利技术所述的UPS模块中，所述斩波电路的上桥臂包括第一电感、第二二极管、第一电解电容和反并联二极管的第一开关管；所述斩波电路的下桥臂包括第二电感、第三二极管、第二电解电容和反并联二极管的第二开关管；所述斩波电路还包括开关，其中，所述第一电感的第一端连接所述整流电路的第一输出端，所述第一电感的第二端连接所述第二二极管的阳极及第一开关管的第二端，所述第二二极管的阴极连接第一电解电容的正端及逆变单元的第一输入端，第一电解电容的负端及第一开关管的第三端一并连接中线，所述第二电感的第一端连接所述整流电路的第二输出端，所述第二电感的第二端连接所述第三二极管的阴极及第二开关管的第三端，所述第三二极管的阳极连接第二电解电容的负端及所述逆变单元的第二输入端，第二电解电容的正端及第二开关管的第二端连接中线，所述蓄电池的正端通过开关接所述第一电感的第一端，所述蓄电池的正端还连接所述DC/DC单元的第一输入端，所述蓄电池的负端连接所述中线及所述DC/DC单元的第二输入端，所述DC/DC单元的第一输出端连接所述逆变单元的第二输入端，所述DC/DC单元的第二输出端连接所述中线。在本专利技术所述的UPS模块中，所述斩波电路的上桥臂包括第一电感、第二二极管、第一电解电容和反并联二极管的第一开关管；所述斩波电路的下桥臂包括第二电感、第三二极管、第二电解电容和反并联二极管的第二开关管；所述斩波电路还包括开关，其中，所述第一电感的第一端连接所述整流电路的第一输出端，所述第一电感的第二端连接所述第二二极管的阳极及第一开关管的第二端，所述第二二极管的阴极连接第一电解电容的正端及逆变单元的第一输入端，第一电解电容的负端及第一开关管的第三端一并连接中线，所述第二电感的第一端连接所述整流电路的第二输出端，所述第二电感的第二端连接所述第三二极管的阴极及第二开关管的第三端，所述第三二极管的阳极连接第二电解电容的负端及所述逆变单元的第二输入端，第二电解电容的正端及第二开关管的第二端连接中线，所述蓄电池的负端通过开关接所述第二电感的第一端，所述蓄电池的负端还连接所述DC/DC单元的第二输入端，所述蓄电池的正端连接所述中线及所述DC/DC单元的第一输入端，所述DC/DC单元的第一输出端连接所述逆变单元的第一输入端，所述DC/DC单元的第二输出端连接所述中线。在本专利技术所述的UPS模块中，所述DC/DC单元包括反并联二极管的第十一开关管、反并联二极管的第十二开关管、第一变压器、第四二极管、第五二极管、第五电容和第六电感，其中，第十一开关管的第二端为DC/DC单元的第一输入端，第十二开关管的第三端为DC/DC单元的第二输入端，第十一开关管的第三端和第十二开关管的第二端一并接第一变压器初级绕组的同名端，第一变压器初级绕组的非同名端通过相串联的第五电容和第六电感连接第十二开关管的第三端，第一变压器第一次级绕组的同名端接第四二极管的阳极，第一变压器第二次级绕组的非同名端接第五二极管的阳极，第四二极管的阴极和第五二极管的阴极一并接中线，第一变压器第一次级绕组的非同名端和第一变压器第二次级绕组的同名端一并接逆变单元的输入端。在本专利技术所述的UPS模块中，所述DC/DC单元包括反并联二极管的第九开关管、反并联二极管的第十开关管、反并联二极管的第十一开关管、反并联二极管的第十二开关管、第一变压器、第四二极管、第五二极管、第五电容和第六电感，其中，第九开关管的第二端与第十一开关管的第二端连接，且为DC/DC单元的第一输入端，第十开关管的第三端与第十二开关管的第三端连接，且为DC/DC单元的第二输入端，第九开关管的第三端和第十开关管的第二端一并通过相串联的第六电感和第五电容连接第一变压器初级绕组的非同名端，第十一开关管的第三端和第十二开关管的第二端一并接第一变压器初级绕组的同名端，第一变压器第一次级绕组的同名端接第四二极管的阳极，第一变压器第二次级绕组的非同名端接第五二极管的阳极，第四二极管的阴极和第五二极管的阴极一并接中线，第一变压器第一次级绕组的非同名端和第一变压器第二次级绕组的同名端本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种UPS模块，用于对蓄电池进行充放电，包括DC/DC单元、及依次连接的PFC单元、逆变单元和充电器，所述PFC单元包括相连接的整流电路和斩波电路，其特征在于，在交流市电异常时，所述斩波电路的第一桥臂将所述蓄电池的输出电压转化为第一直流电压，并输出至逆变单元的第一输入端，所述DC/DC单元将所述蓄电池的输出电压转化为第二直流电压，并输出至逆变单元的第二输入端，所述逆变单元将所述第一直流电压和所述第二直流电压逆变为交流电压；其中，所述第一桥臂为上桥臂，第二桥臂为下桥臂；或所述第一桥臂为下桥臂，所述第二桥臂为上桥臂；所述斩波电路的上桥臂包括第一电感(L1)、第二二极管(D2)、第一电解电容(C1)和反并联二极管的第一开关管(Q1)；所述斩波电路的下桥臂包括第二电感(L2)、第三二极管(D3)、第二电解电容(C2)和反并联二极管的第二开关管(Q2)；所述斩波电路还包括第三开关(S3)。2.根据权利要求1所述的UPS模块，其特征在于，所述第一电感(L1)的第一端连接所述整流电路的第一输出端，所述第一电感(L1)的第二端连接所述第二二极管(D2)的阳极及第一开关管(Q1)的第二端，所述第二二极管(D2)的阴极连接第一电解电容(C1)的正端及逆变单元的第一输入端，第一电解电容(C1)的负端及第一开关管(Q1)的第三端一并连接中线，所述第二电感(L2)的第一端连接所述整流电路的第二输出端，所述第二电感(L2)的第二端连接所述第三二极管(D3)的阴极及第二开关管(Q2)的第三端，所述第三二极管(D3)的阳极连接第二电解电容(C2)的负端及所述逆变单元的第二输入端，第二电解电容(C2)的正端及第二开关管(Q2)的第二端连接中线，所述蓄电池的正端通过第三开关(S3)接所述第一电感(L1)的第一端，所述蓄电池的正端还连接所述DC/DC单元的第一输入端，所述蓄电池的负端连接所述中线及所述DC/DC单元的第二输入端，所述DC/DC单元的第一输出端连接所述逆变单元的第二输入端，所述DC/DC单元的第二输出端连接所述中线。3.根据权利要求1所述的UPS模块，其特征在于，所述第一电感(L1)的第一端连接所述整流电路的第一输出端，所述第一电感(L1)的第二端连接所述第二二极管(D2)的阳极及第一开关管(Q1)的第二端，所述第二二极管(D2)的阴极连接第一电解电容(C1)的正端及逆变单元的第一输入端，第一电解电容(C1)的负端及第一开关管(Q1)的第三端一并连接中线，所述第二电感(L2)的第一端连接所述整流电路的第二输出端，所述第二电感(L2)的第二端连接所述第三二极管(D3)的阴极及第二开关管(Q2)的第三端，所述第三二极管(D3)的阳极连接第二电解电容(C2)的负端及所述逆变单元的第二输入端，第二电解电容(C2)的正端及第二开关管(Q2)的第二端连接中线，所述蓄电池的负端通过第三开关(S3)接所述第二电感(L2)的第一端，所述蓄电池的负端还连接所述DC/DC单元的第二输入端，所述蓄电池的正端连接所述中线及所述DC/DC单元的第一输入端，所述DC/DC单元的第一输出端连接所述逆变单元的第一输入端，所述DC/DC单元的第二输出端连接所述中线。4.根据权利要求1所述的UPS模块，其特征在于，所述DC/DC单元包括反并联二极管的第十一开关管(Q11)、反并联二极管的第十二开关管(Q12)、第一变压器(T1)、第四二极管(D4)、第五二极管(D5)、第五电容(C5)和第六电感(L6)，其中，第十一开关管(Q11)的第二端为DC/DC单元的第一输入端，第十二开关管(Q12)的第三端为DC/DC单元的第二输入端，第十一开关管(Q11)的第三端和第十二开关管(Q12)的第二端一并接第一变压器(T1)初级绕组的同名端，第一变压器(T1)初级绕组的非同名端通过相串联的第五电容(...

【专利技术属性】
技术研发人员：路亚新，肖学礼，冯尚民，林清森，陈勇兵，
申请(专利权)人：力博特公司，
类型：发明
国别省市：