[发明专利]用于改进电源装置以支持负载的控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明一般涉及电源技术领域，尤其涉及用于改进电源装置以支持负载的控制方法及系统。

背景技术

目前，电源装置通常用于保障各种用电设备停电之后继续工作一段时间，以使用户能够进行紧急处理，例如在计算机领域中，用户能够及时的保存数据，使用户不会因为停电而影响工作或丢失数据。电源装置在计算机系统、网络和通信系统等各种实际应用中，可以作为应急电源来使用，防止突然断电而影响正常工作，可能给系统造成损害。

有源式功率因数校正电路通常用于处理电源谐波问题及功率因数劣化问题，从而提高供电品质及能源使用效率。有源式功率因数校正电路即是使用有源元件如功率元件、二极管等，除可调整输出电压，也可以大幅提高功率因数，然而由于电路复杂度增加，因此需配合良好的控制以维持系统平衡。

安规电容用于这样的场合，即电容器失效后，不会导致电击。它包括了X电容和Y电容。X电容是跨接在电力线两线(L-N)之间的电容，一般选用金属薄膜电容；Y电容是分别跨接在电力线两线和地之间(L-E，N-E)的电容，一般是成对出现。基于漏电流的限制，Y电容值不能太大，一般X电容是uF级，Y电容是nF级。X电容抑制差模干扰，Y电容抑制共模干扰。在交流电源输入端，一般需要增加3个安全电容来抑制EMI传导干扰。

交流电源输入分为3个端子：火线(L)/零线(N)/地线(G)。在火线和地线之间以及在零线和地线之间并接的电容，一般统称为Y电容。这两个Y电容连接的位置比较关键，必须需要符合相关安全标准，以防引起电子设备漏电或机壳带电，容易危及人身安全及生命。它们都属于安全电容，从而要求电容值不能偏大，而耐压必须较高。一般情况下，工作在亚热带的机器，要求对地漏电电流不能超过0.7mA；工作在温带机器，要求对地漏电电流不能超过0.35mA。因此，Y电容的总容量一般都不能超过4700PF。

在火线和零线抑制之间并联的电容，一般称之为X电容。由于这个电容连接的位置也比较关键，同样需要符合相关安全标准。X电容同样也属于安全电容之一。根据实际需要，X电容的容值允许比Y电容的容值大，但此时必须在X电容的两端并联一个安全电阻，用于防止电源线拔插时，由于该电容的充放电过程而致电源线插头长时间带电。安全标准规定，当正在工作之中的机器电源线被拔掉时，在两秒钟内，电源线插头两端带电的电压(或对地电位)必须小于原来额定工作电压的30％。

通常，X电容多选用纹波电流比较大的聚脂薄膜类电容。这种类型的电容，体积较大，但其允许瞬间充放电的电流也很大，而其内阻相应较小。普通电容纹波电流的指标都很低，动态内阻较高。用普通电容代替X电容，除了电容耐压无法满足标准之外，纹波电流指标也难以符合要求。

目前广泛使用的离线式电源装置，例如离线式不间断电源(UPS，Uninterrupted Power Supply)广泛应用于各个领域。当市电存在时，离线式电源装置的充电器对蓄电池充电并浮充。市电掉电时，离线式电源装置的输出转换开关断开电网，接通逆变器，继续向负载供电。此时逆变器工作，由它将直流电压(电池供给)变成符合负载要求的交流电压。

图1是现有技术中方波电源装置的示意图。所述方波电源装置包括：继电器、电池以及逆变器。当市电正常供电时，继电器保持与市电线路I/P-L的正常连接，通过市电输入线路I/P-L和I/P-N对负载进行供电。同时，在市电正常供电时，对方波电源装置中的电池进行充电，以使得在市电故障时能够由电池对负载进行供电。当市电掉电、或市电故障时，继电器断开与市电线路线路I/P-L的连接，并与逆变器的输出端INV-L相连，电池输出电能至逆变器，逆变器输出方波，并通过线路INV-L和INV-N对负载进行供电。逆变器的输出如INV O/P的方波波形所示。

图2是现有技术中另一种方波电源装置的示意图。所述方波电源装置包括：继电器、电池、逆变器以及变压器。当市电正常供电时，继电器保持与市电线路线路I/P-L的正常连接，通过市电输入线路I/P-L和I/P-N对负载进行供电。同时，在市电正常供电时，对方波电源装置中的电池进行充电，以使得在市电故障时能够由电池对负载进行供电。当市电掉电、或市电故障时，继电器断开与市电线路线路I/P-L的连接，并与逆变器的输出端INV-L相连，电池输出电能至逆变器，逆变器通过变压器进行电压调节并输出方波，由通过线路INV-L和INV-N对负载进行供电。逆变器的输出如INV O/P的方波波形所示。