一种不间断电源和DC-DC变换器制造技术

本发明专利技术提供一种UPS和DC-DC变换器，其中，UPS包括：整流器、逆变器和DC-DC变换器；DC-DC变换器的输入端连接BUS+、BUS-和N线，这样输入电压较低，DC-DC变换器中的器件可以选择耐压低的器件；并且本DC-DC变换器中的负载不是直接连接第二开关管，而是通过第二电感连接第二开关管，因此，第二开关管上的高频开关波不会影响负载，这样将提高负载的性能和整个电路的抗电磁干扰能力。并且本发明专利技术提供的DC-DC变换器也不像现有技术中的双BUCK拓扑那样结构复杂，因此，本DC-DC变换器相对于双BUCK拓扑来说，器件较少，成本较低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及不间断电源
,特别涉及一种不间断电源(UPS,UninterruptedPower Supply)和直流转直流(DC-DC, Direct Current-Direct Current)变换器。
技术介绍
在线式UPS已经广泛应用于各种供电场合，这种UPS电路一般包括三部分:第一部分，是交流转直流的交直流转换电路，即整流电路；第二部分，是直流转交流的逆变电路；第三部分，是将电池电压转换成第二部分逆变电路所需直流电压的直流转直流电路；UPS充电器是为第三部份中的UPS挂接的电池充电的一种充电装置。目前UPS充电器的设计上，一般采用两种方式:一种是采用隔离方式，如常用的反激、正激或其它隔离电路作为充电电路，这种方式隔离变换体积较大，成本相对较高。另一种是采用非隔离方式，如常用的单BUCK电路、双BUCK电路或BUCK三电平电路。UPS挂接的电池是与主电路拓扑密切相关的，为了提高效率，降低成本，挂接的电池与主电路融合在一起，因此UPS充电器常采用非隔离方式。下面结合附图介绍现有技术中的非隔离方式的UPS充电器。其中图1、图2、图3中的正母线BUS+、负母线BUS-、N线为整流电路的输出端。参见图1，该图为现有技术中单BUCK拓扑的UPS充电器电路图。如图1所示，该拓扑的输入为BUS+和BUS-。该拓扑的工作原理为:当开关管Ql导通时，电流流向为(BUS+) -Ql-Ll-BAT-(BUS-)，BUS+ 和 BUS-经过 LI 给 BAT 充电，LI 同时储能;当 Ql 截止时，电流流向为L1-BAT-(BUS-)-DI，LI释放能量给BAT充电。这种拓扑的缺点是:输入连接BUS+和BUS-，输入电压较高，造成BUCK拓扑中的器件选型耐压较高,这样造成成本较高,损耗较大,效率低。参见图2，该图为现有技术中双BUCK拓扑的UPS充电器电路图。双BUCK拓扑是两个单BUCK拓扑叠加在一起。该UPS充电器包括两个电池BATl和 BAT2。如图2所示，该拓扑的输入为BUS+、BUS-和N线。该拓扑的工作原理为:I)在电网电压的正半周，第二开关管Q2断开，第一开关管Ql工作；Ql导通时，电流流向为(BUS+)-Ql-Ll-BATl-N，BUS+经过LI给BATl充电，LI同时储能；Ql截止时，电流流向为L1-BAT1-N-D1，LI释放能量给BATl充电。2)在电网电压的负半周，Ql断开，Q2工作；Q2导通时，电流流向为N-BAT2-L2-Q2-(BUS-)，BUS-经过LI给BAT2充电，L2同时储能；Q2截止时，电流流向为N-BAT2-L2-D2，L2释放能量给BAT2充电。这种拓扑的相比单BUCK的优点是:输入连接BUS+、BUS_和N线，输入电压低，BUCK拓扑中的器件可以选择耐压低的器件；但是这种拓扑的缺点是:需要两套BUCK电路，器件多，电池也需要两组(BAT1和BAT2)，成本较高；此外，BUS电压较低时，无法满足给电池充电的需求，例如，当单边BUS (BUS+与N线之间，或BUS-与N线之间)的电压低于电池的电压时，便无法给电池充电。参见图3，该图为现有技术中BUCK三电平拓扑的UPS充电器电路图。如图3所示，该拓扑的输入为BUS+、BUS-和N线。该拓扑的工作原理为:I)在电网电压的正半周，第二开关管Q2断开，第一开关管Ql工作。Ql 导通时，电流流向为(BUS+)-Ql-Ll-BAT-D2-N，BUS+ 经过 LI 给 BAT 充电，LI 同时储能；Ql截止时，电流流向为L1-BAT-D2-D1，LI释放能量给BAT充电。2)在电网电压的负半周，Ql断开，Q2工作。Q2 导通时，电流流向为 N-D1-L1-BAT-Q2-(BUS-)，BUS-经过 LI 给 BAT 充电，LI 同时储能；Q2截止时，电流流向为L1-BAT-D2-D1，LI释放能量给BAT充电。该拓扑的缺点是:BAT的负端连接Q2，这样易受到Q2高频开关波的干扰，N线也存在高频开关波的干扰。这样将影响电池的性能和整个电路的电磁兼容性能。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种不间断电源和DC-DC变换器，该DC-DC变换器能够提高整个电路的电磁兼容性能，同时其中的器件可以选择耐压低的器件，并且器件较少，成本较低。本专利技术实施例提供一种UPS，包括:整流器、逆变器和直流转直流DC-DC变换器；所述整流器的输入端连接电网，输出端连接所述逆变器和所述DC-DC变换器；所述整流器用于将电网提供的交流电转换为直流电，并将直流电输出给所述逆变器或所述DC-DC变换器；所述逆变器的输入端连接所述整流器的输出端；所述逆变器用于将从所述整流器获得的直流电逆变为交流电；所述DC-DC变换器的输入端连接所述整流器的输出端，输出端连接所述电池；所述DC-DC变换器用于将所述整流器输出的电源为电池进行充电；所述整流器的输出端包括正母线BUS+、负母线BUS-和N线；所述电池的输出端连接所述整流器，所述电池输出的电压经过所述整流器升压后为所述逆变器提供直流电；所述DC-DC变换器包括:第一电容、第二电容、第三电容、第一开关管、第二开关管、第一电感、第二电感、第三开关管和第四开关管；正母线BUS+经过第一开关管连接第一节点，负母线BUS-经过第二开关管连接第二节点；第一电容的两端分别连接BUS+和N线；第二电容的两端分别连接BUS-和N线之间；第三开关管连接于第一节点和N线之间；第四开关管连接于第二节点和N线之间；第一节点和第二节点之间依次连接串联的第一电感、电池和第二电感；第三电容的两端分别连接第一节点和第二节点；或者，第三电容并联在电池的两端；或者，第三电容的一端连接第一节点，另一端连接电池和第二电感的公共端；或者，第三电容的一端连接第二节点，另一端连接电池和第一电感的公共端。本专利技术实施例提供一种DC-DC变换器，包括:第一电容、第二电容、第三电容、第一开关管、第二开关管、第一电感、第二电感、第三开关管和第四开关管；正母线BUS+经过第一开关管连接第一节点，负母线BUS-经过第二开关管连接第二节点；第一电容的两端分别连接BUS+和N线；第二电容的两端分别连接BUS-和N线之间；第三开关管连接于第一节点和N线之间；第四开关管连接于第二节点和N线之间；第一节点和第二节点之间依次连接串联的第一电感、负载和第二电感；第三电容的两端分别连接第一节点和第二节点；或者，第三电容并联在负载的两端；或者，第三电容的一端连接第一节点，另一端连接负载和第二电感的公共端；或者，第三电容的一端连接第二节点，另一端连接负载和第一电感的公共端。可见本专利技术实施例通过提供一种UPS电源以及一种DC-DC变换器，将DC-DC变换器的输入端连接BUS+、BUS-和N线，这样输入电压较低，其中的器件可以选择耐压低的器件；并且本本专利技术实施例提供的DC-DC变换器中的电池或负载不是直接连接第二开关管，而是通过第二电感连接第二开关管，因此，第二开关管上的高频开关波不会影响负载，这样将提高负载的性能和整个电路的抗电磁干扰能力。并且本专利技术实施例提供的DC-DC变换器也不像现有技术中的双BUCK拓扑那样结构复杂，因此，本DC-DC变换器相对于双BUCK拓扑来说，器件较少，成本较低。附图说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不间断电源，其特征在于，包括：整流器、逆变器和直流转直流DC?DC变换器；所述整流器的输入端连接电网，输出端连接所述逆变器和所述DC?DC变换器；所述整流器用于将电网提供的交流电转换为直流电，并将直流电输出给所述逆变器或所述DC?DC变换器；所述逆变器的输入端连接所述整流器的输出端；所述逆变器用于将从所述整流器获得的直流电逆变为交流电；所述DC?DC变换器的输入端连接所述整流器的输出端，输出端连接所述电池；所述DC?DC变换器用于将所述整流器输出的电源为电池进行充电；所述整流器的输出端包括正母线BUS+、负母线BUS?和N线；所述电池的输出端连接所述整流器，所述电池输出的电压经过所述整流器升压后为所述逆变器提供直流电；所述DC?DC变换器包括：第一电容、第二电容、第三电容、第一开关管、第二开关管、第一电感、第二电感、第三开关管和第四开关管；正母线BUS+经过第一开关管连接第一节点，负母线BUS?经过第二开关管连接第二节点；第一电容的两端分别连接BUS+和N线；第二电容的两端分别连接BUS?和N线之间；第三开关管连接于第一节点和N线之间；第四开关管连接于第二节点和N线之间；第一节点和第二节点之间依次连接串联的第一电感、电池和第二电感；第三电容的两端分别连接第一节点和第二节点；或者，第三电容并联在电池的两端；或者，第三电容的一端连接第一节点，另一端连接电池和第二电感的公共端；或者，第三电容的一端连接第二节点，另一端连接电池和第一电感的公共端。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘培国，费珍福，周亚男，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：