一种不间断电源制造技术

本发明专利技术公开了一种不间断电源，包括子单元和开关管驱动模块，子单元包括第一可控开关和第二可控开关相连形成的第一桥臂，第三可控开关和第四可控开关相连形成的第二桥臂，第五可控开关和第六可控开关相连形成的第三桥臂，第一电感，母线电容，第二电感，第二电容、第一开关和第二开关；不间断电源还包括电池；电池的正极与第二开关的第一端耦合，第二开关的第二端与第一电感的第一端耦合，电池的负极与母线电容的负极耦合；或，电池的正极与母线电容的正极耦合，电池的负极与第二开关的第一端耦合，第二开关的第二端与第一电感的第一端耦合。通过对电池挂接形式的改进，使得电路在电池模式下工作时，第二桥臂中的两个可控开关的控制算法得到简化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力电子器件，特别是涉及一种不间断电源。
技术介绍
如图I所示，为现有的不间断电源(Uninterruptible Power Supply,简称UPS)的电路图，图中，UPS包括子单元，子单元包括第一可控开关Ql、第二可控开关Q2相连形成的第一桥臂，第三可控开关Q3、第四可控开关Q4相连形成的第二桥臂，第五可控开关Q5、第六可控开关Q6相连形成的第三桥臂，第一电感LI，母线电容DC1，第二电感L2，第二电容C2、第一开关SI和第二开关S2 ;第一开关SI的第一端与市电输入稱合,第一开关SI的第二端与第一电感LI的第一端稱合,第一电感LI的第二端与第一桥臂的中点稱合,第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂分别跨接在母线电容DCl的正极和负极，第二桥臂的中点耦合至中线N，第三桥臂的中点与第二电感L2的第一端耦合，第二电感L2的第二端与第二电容C2的第一 端耦合，第二电容C2的第二端耦合至中线N。UPS中还包括电池BATTERY，电池BATTERY的正极通过第二开关S2与第一电感LI的第一端耦合，电池BATTERY的负极与中线耦合。上述UPS电路中，第一电感LI，第一可控开关Q1、第二可控开关Q2、第三可控开关Q3的体内二极管和第四可控开关Q4的体内二极管组成功率因数校正(Power FactorCorrection，简称PFC)电路。第三可控开关Q3、第四可控开关Q4、第五可控开关Q5、第六可控开关Q6和第二电感L2、第二电容C2组成全桥逆变电路。经PFC电路的功率因数校正后，其输入电流成为与输入市电同相位的正弦波且谐波含量较少，PFC电路同时作AC/DC变换器，将输入市电转换为母线电容DCl两端的直流电压，全桥逆变电路则将母线电容DCl两端的直流电压逆变为高质量的正弦电压提供给负载。电路中，由于第三可控开关Q3、第四可控开关Q4组成的第二桥臂被PFC电路和全桥逆变电路共用，因此电路中使用了较少的开关管，电路的成本较低。同时由于PFC电路的整流电流和逆变电路的逆变电流在绝大多数情况下经过第二桥臂的可控开关(Q3或Q4)的方向相反，可以抵消大部分，所以第三可控开关Q3和第四可控开关Q4中流经的电流小，损耗在其上的功率就小，因此电路的损耗也较小。然而上述电路，要实现正常工作，需要复杂的控制算法产生各可控开关的驱动信号以控制各可控开关的工作状态，尤其是电路中第二桥臂的第三可控开关Q3和第四可控开关Q4，因其组成的第二桥臂被PFC电路和全桥逆变电路共用，两可控开关对应的驱动控制算法较复杂。另外，现有的UPS除包括上述子单元之外，还包括开关管驱动模块。如图2所示，为开关管驱动模块的电路图，开关管驱动模块包括前端滤波模块I、中间隔离耦合模块2和后端驱动模块3，前端滤波模块I的输入端接收开关管驱动模块前一级输出的开关管驱动控制信号DRVl，对其进行滤波处理，前端滤波模块I的第一输出端A连接中间隔离耦合模块2的第一输入端C，前端滤波模块I的第二输出端B，也即接地端连接中间隔离耦合模块2的第二输入端D。中间隔离耦合模块2的第一输出端F连接后端驱动模块3的输入端I，第二输出端E连接后端驱动模块3的正电源线V+，第三输出端G连接后端驱动模块3的负电源线V-。后端驱动模块3的驱动信号输出端L连接UPS子单元中位于桥臂下端的开关管(如第二可控开关Q2、第四可控开关Q4和第六可控开关Q6)的控制端，后端驱动模块3的中线M连接母线电容DCl的负极。如何对开关管驱动模块进行改进，以降低整个UPS的器件成本，也是本领域技术人员努力的方向。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是弥补上述现有技术的不足，提出一种不间断电源，能相对简化电路中第二桥臂中的第三可控开关Q3和第四可控开关Q4对应的驱动控制算法。本专利技术进一步所要解决的技术问题是弥补上述现有技术的不足，提出一种不间断电源，通过对开关管驱动模块的改进以减小整个UPS的器件成本。本专利技术的技术问题通过以下的技术方案予以解决一种不间断电源，包括子单元和开关管驱动模块，所述子单元包括第一可控开关和第二可控开关相连形成的第一桥臂，第三可控开关和第四可控开关相连形成的第二桥臂，第五可控开关和第六可控开关相连形成的第三桥臂，第一电感，母线电容，第二电感，第二电容、第一开关和第二开关；所述第一开关的第一端与市电输入耦合，所述第一开关的第二端与所述第一电感的第一端耦合，所述第一电感的第二端与所述第一桥臂的中点耦合，所述第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂分别跨接在所述母线电容的正极和负极，所述第二桥臂的中点耦合至中线，所述第三桥臂的中点与所述第二电感的第一端耦合，所述第二电感的第二端与所述第二电容的第一端耦合，所述第二电容的第二端耦合至中线；其特征在于所述不间断电源还包括电池；所述电池的正极与所述第二开关的第一端耦合，所述第二开关的第二端与所述第一电感的第一端耦合，所述电池的负极与所述母线电容的负极耦合；或，所述电池的正极与所述母线电容的正极耦合，所述电池的负极与所述第二开关的第一端耦合，所述第二开关的第二端与所述第一电感的第一端耦合。优选的技术方案中，所述子单元还包括第一电容，所述第一电容第一端与所述电池的正极耦合、第二端与所述电池的负极耦合。进一步优选的技术方案中，所述子单元还包括第三电感，所述第二桥臂的中点通过所述第三电感耦合至中线。所述开关管驱动模块包括前端滤波模块和后端驱动模块，所述前端滤波模块的第一输出端连接所述后端驱动模块的输入端，所述前端滤波模块的接地端直接与所述后端驱动模块的中线相连，所述后端驱动模块的中线与所述子单元中的母线电容(DCl)的负极耦口 ο本专利技术与现有技术对比的有益效果是本专利技术的不间断电源，通过对电池挂接形式的改进，使得电路在电池模式下工作时，第二桥臂中的两个可控开关(Q3、Q4)完全从PFC电路中“释放”出来，则当电路从市电模式切换至电池模式下工作时，不再需要改变两个可控开关(Q3、Q4)的控制算法以避免其烧毁，在电池模式下可控开关(Q3、Q4)的控制算法仍然可延用市电模式下的控制算法，可控开关(Q3、Q4)的控制算法不再如现有中既包括市电模式下控制算法也包括电池模式下控制算法两部分内容，而是简化为仅包括市电模式下控制算法这部分内容。再者，由于电池模式下，两个可控开关(Q3、Q4)完全从PFC电路中“释放”出来，即使仍然按照市电模式和电池模式区分设计两部分的控制算法，由于电池模式下两可控开关(Q3、Q4)仅需负责逆变电路的工作，则两可控开关(Q3、Q4)电池模式下对应的控制算法相对现有技术中电池模式下的控制算法也简化很多，即使按两部分设计控制算法，控制算法整体也能得到简化。进一步地，本专利技术的不间断电源，UPS中的开关管驱动模块，前端滤波模块的接地端与后端驱动模块的中线共地连接，可省去中间隔离耦合模块的使用，降低整个UPS的器件成本。附图说明图I是现有技术中不间断电源的电路图；图2是现有技术中不间断电源中的开关管驱动模块电路图； 图3是本专利技术具体实施方式一中不间断电源的电路图；图4a是本专利技术具体实施方式一中不间断电源市电模式下输入正半周输出正半周时PFC电路中第一电感储能时的电流流向图；图4b是本专利技术具体实施方式一中不间断电源市电模式下输入正半周输出正半周时PFC本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不间断电源，包括子单元和开关管驱动模块，所述子单元包括第一可控开关(Q1)和第二可控开关(Q2)相连形成的第一桥臂，第三可控开关(Q3)和第四可控开关(Q4)相连形成的第二桥臂，第五可控开关(Q5)和第六可控开关(Q6)相连形成的第三桥臂，第一电感(L1)，母线电容(DC1)，第二电感(L2)，第二电容(C2)、第一开关(S1)和第二开关(S2)；所述第一开关(S1)的第一端与市电输入耦合，所述第一开关(S1)的第二端与所述第一电感(L1)的第一端耦合，所述第一电感(L1)的第二端与所述第一桥臂的中点耦合，所述第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂分别跨接在所述母线电容(DC1)的正极和负极，所述第二桥臂的中点耦合至中线(N)，所述第三桥臂的中点与所述第二电感(L2)的第一端耦合，所述第二电感(L2)的第二端与所述第二电容(C2)的第一端耦合，所述第二电容(C2)的第二端耦合至中线(N)；其特征在于：所述不间断电源还包括电池；所述电池的正极与所述第二开关(S2)的第一端耦合，所述第二开关(S2)的第二端与所述第一电感(L1)的第一端耦合，所述电池的负极与所述母线电容(DC1)的负极耦合；或，所述电池的正极与所述母线电容(DC1)的正极耦合，所述电池的负极与所述第二开关(S2)的第一端耦合，所述第二开关(S2)的第二端与所述第一电感(L1)的第一端耦合。...

【技术特征摘要】
1.一种不间断电源，包括子单元和开关管驱动模块，所述子单元包括第一可控开关(Ql)和第二可控开关(Q2)相连形成的第一桥臂，第三可控开关(Q3)和第四可控开关(Q4)相连形成的第二桥臂，第五可控开关(Q5)和第六可控开关(Q6)相连形成的第三桥臂，第一电感(LI),母线电容(DC1),第二电感(L2),第二电容(C2)、第一开关(SI)和第二开关(S2);所述第一开关(SI)的第一端与市电输入稱合,所述第一开关(SI)的第二端与所述第一电感(LI)的第一端耦合，所述第一电感(LI)的第二端与所述第一桥臂的中点耦合，所述第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂分别跨接在所述母线电容(DCl)的正极和负极，所述第二桥臂的中点耦合至中线(N)，所述第三桥臂的中点与所述第二电感(L2)的第一端耦合，所述第二电感(L2)的第二端与所述第二电容(C2)的第一端耦合，所述第二电容(C2)的第二端耦合至中线(N);其特征在于所述不间断电源还包括电池； 所述电池的正极与所述第二开关(S2)的第一端耦合，所述第二开关(S2)的第二端与所述第一电感(LI)的第一端耦合，所述电池的负极与所述母线电容(DCl)的负极耦合； 或， 所述电池的正极与所述母线电容(DCl)的正极耦合，所述电池的负极与所述第二开关(S2)的第一端耦合，所述第二开关(S2)的第二端与所述第一电感(LI)的第一端耦合。2.根据权利要求I所述的不间断电源，其特征在于所述子单元还包括第一电容(Cl)，所述第一电容(Cl)第一端与所述电池的正极耦合、第二端与所述电池的负极耦合。3.根据权利要求I所述的不间断电源，其特征在于所述子单元还包括第三电感(L3)，所述第二桥臂的中点通过所述第三电感(L3)耦合至中线(N)。4.根据权利要求I所述的不间断电源，其特征在于所述子单元还包括第三开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪同，
申请(专利权)人：艾默生网络能源有限公司，
类型：发明
国别省市：