[发明专利]脱机式不间断电源装置

说明书

技术领域

本发明涉及不间断电源装置，尤指一种改进的脱机式不间断电源装置。

背景技术

不间断电源(UPS)是一种交流电源供应器，其可以在市电不正常时瞬间提供交流电。公知的两种脱机式不间断电源，如图4、5所示。图4是一种简单UPS结构，当市电正常时仅将市电通过滤波装置44直接经过继电器45连到输出端，供连接在UPS输出端的负载使用；当市电不正常时(电压过高或过低等)，UPS将其内部的电池41，先经过直流/直流转换装置42(DC/DC converter)转换成高的直流电压，再利用直流/交流转换装置43将此高的直流电压转换成交流电压再经过继电器45切换输出。图5是另一种简单UPS结构，当市电正常时市电输入经过滤波装置51再经过继电器52切换经过工频变压器53直接输出；当市电电压过低，经由继电器52切换工频变压器的绕组抽头，提高电压输出；当停电时，UPS将其内部的电池55，经逆变器54与工频变压器53产生交流电压输出。然而图4与图5两种公知的UPS结构存在一定的缺点：(1)两种UPS结构交流电压输出是一种方波形式，对于电感性负载(如变压器，马达)，此种方波输出，将会造成负载容易损坏；(2)图4所示的UPS结构，只能用在市电电压波动范围较小的场所；(3)图5所示的UPS结构，可用在市电电压波动范围较大的场所，但是采用继电器直接切换工频变压器绕组抽头，切换时会产生尖波电压影响电力供电质量，而且该市电电压的调整器随时在线损耗功率。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种改进的脱机式不间断电源，其提供谐波形状的交流电压输出并实现大电流对电池充电。主要利用控制电路控制直流/直流转换装置的工作方式，在市电停电时提供谐波形状的直流电压，市电正常时对直流电源充电，直流母线上有多余能量时对直流电源充电从而回收能量的三种工作模式。

为实现本发明的上述目的，本发明的脱机式不间断电源，包括：

一交流输入，其被耦合到交流电源；

一交流输出，其被耦合到负载端；

一直流电源，用来提供直流电压；

一直流/直流转换装置，其输入端被耦合到所述直流电源，输出端被耦合到直流母线，该直流/直流转换装置包括一升压电路与一降压电路，一电容，其中所述升压电路包含一升压变压器、两个分别耦合于该升压变压器的初极端与次极端的切换晶体管，以及两个二极管，所述降压电路包含一降压变压器、一耦合于该降压电路的切换晶体管，以及一个二极管；

一直流/交流转换装置，其输入端被耦合到直流母线，输出端被耦合到交流输出，该直流/交流转换装置包括四个切换晶体管以及一滤波电容；

一开关装置，其耦合于交流输出端，用以切换于市电供电与该不间断电源装置供电；以及

一控制电路，其包括一微控制器和一脉冲宽度调变器，所述微控制器输出一谐波参考信号至所述脉冲宽度调变器，所述脉冲宽度调变器产生PWM信号输出至所述直流/直流转换装置；

所述控制电路提供下列运行方式中的至少一种：

第一种，在所述直流电源提供直流电压时，控制所述直流/直流转换装置将直流电源提供的直流电压转换为谐波形状的直流高电压耦合到直流母线上，供给所述直流/交流转换装置直流电压，经转换以提供交流电压输出；

第二种，在所述直流电源不提供直流电压时，控制所述直流/直流转换装置将直流母线上的直流高电压转换为直流电压，对直流电源进行充电；

第三种，在直流母线上有多余能量时，控制所述直流/直流转换装置将直流母线上的多余能量送回直流电源进行充电。

上述技术方案通过微控制器和脉冲宽度调变器对直流/直流转换装置进行控制，将直流电源提供的直流电压转换为谐波形状的直流高电压，再经直流/交流转换装置转换为谐波形状的交流电压输出，有利地减少了对电感性负载的损坏，并且在直流母线上有多余能量时，通过该直流/直流转换装置回收多余能量对直流电源进行充电，有效地利用了电能，实现节能目的。

本发明的另一目的在于提供一种脱机式不间断电源装置，其可以在市电不稳定时，提高输入功因，并通过控制电路控制交流/直流转换装置的动作方式输出谐波形状的直流高电压，从而在该脱机式不间断电源装置的输出端输出谐波形状的交流电压。