[发明专利]后备式不间断电源无延时同步切换电路及方法

说明书

技术领域

本发明涉及不间断电源技术领域，尤其涉及一种后备式不间断电源的无延时同步切换电路及方法。

背景技术

随着信息处理技术和微电子等精密技术的蓬勃发展，对供电系统质量和可靠性的要求也越来越高，在一些用电质量要求较高的场合，急需一种电压稳定、能同步跟踪电网频率、高可靠性的交流不间断电源。不间断电源系统（UPS，Uninterruptible Power System）是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源，当市电输入正常时，UPS将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS就是一台交流市电稳压器，同时它还向机内电池充电；当市电中断时，UPS立即将机内电池的电能，通过逆变转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。

从技术上讲，UPS分为三类：后备式（也称为离线式）、在线式和在线互动式。后备式正弦波UPS平时处于蓄电池充电状态，在停电时逆变器紧急切换到工作状态，将电池提供的直流电转变为稳定的交流电输出，适用于用电质量不高又要求不能断电的负载，它由充电器、逆变器、蓄电池组、静态开关等组成。后备式不间断电源的切换方式是采用继电器或电子开关，但通常无法在后备电源和电网电源间实现无延时的同步切换,会造成电源提供无法平顺的现象。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明的目的是提供一种后备式不间断电源的无延时同步切换电路及方法，以实现在后备电源和电网电源间的无延时同步切换。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

一种后备式不间断电源的无延时同步切换电路，应用于备用AC逆变控制电路输出与电网电源输出之间的无延时同步切换，其中：

所述备用AC逆变控制电路的输出通过一输出滤波电感（T2）和输出滤波电容（C1）输出电压；

所述同步切换电路包括一个电网AC同步取样电路，所述电网输出作为所述电网AC同步取样电路的输入，所述电网AC同步取样电路的输出作为所述备用AC逆变控制电路的输入；

所述电网电源与所述备用AC逆变控制电路之间设有一开关电路，所述开关电路通过一驱动电路进行驱动。

上述无延时同步切换电路，其中：

所述驱动电路包括一光耦合器，所述光耦合器的一端通过并联一输入滤波电容与驱动供电电源连接，所述光耦合器的供电端连接一CMOS管组，所述光耦合器另一端通过一中间电阻和所述备用AC逆变控制电路连接，所述光耦合器还有一端接地；

所述CMOS管组跨接在所述备用AC逆变控制电路与所述电网电源之间。

上述无延时同步切换电路，其中，所述CMOS管组的源极和栅极分别相接。

上述无延时同步切换电路，其中：

所述电网AC同步取样电路包括一电压互感器，第一电阻，第二电阻,第一稳压二极管，第二稳压二极管，第一运算放大器和第二运算放大器；

所述电压互感器的初级线圈接收从所述电网电源输入的电源，所述电压互感器的次级线圈一端通过所述第一电阻连接所述第一运算放大器的同相输入端，所述第一电阻朝向所述第一运算放大器的一端同时通过所述第一稳压二极管接地；

所述电压互感器的次级线圈另一端通过所述第二电阻连接所述第二运算放大器的同相输入端，所述第二电阻朝向所述第二运算放大器的一端同时通过所述第二稳压二极管接地；

所述第一运算放大器的反向输入端和输出端连通，和所述第二运算放大器的反向输入端和输出端连通。

上述无延时同步切换电路，其中，所述电压互感器的次级线圈的中心抽头接地，所述电压互感器的次级线圈的中心抽头的上端为同相端，下端为反向端。

一种如上述任意一项所述无延时同步切换方法，其中，包括下列步骤：

上电后，所述备用AC逆变控制电路两端输出一个完整周期波电压；

当电网供电正常时，所述电网AC同步取样电路同步输出两个同步信号；

所述备用AC逆变控制电路收到所述同步信号后，所述备用AC逆变控制电路调整电压输出相位直至所述备用AC逆变控制电路的输出电压与所述电网AC同步取样电路的输出电压同步，所述CMOS管组导通，所述备用AC逆变控制电路关闭自身电压输出；

当所述电网AC同步取样电路输出的两个同步信号超出设定的范围，则判断为电网供电不正常，所述备用AC逆变控制电路输出控制信号将CMOS管组断开，同时输出与所述电网电源同步的电压。