[发明专利]具有正输出降压-升压转换器和在输入电源处的PFC的非隔离AC-DC转换器

说明书

一种电力转换器包括：电池（104），其具有正极端子和负极端子；第一电力输入端（112、114），其用于接收AC输入电力；第二电力输入端，其用于接收来自电池的DC输入电力；第一电力输出端，其用于给电池充电；第二电力输出端，其用于向负载提供电力；整流器电路（210），其耦合到第一电力输入端（112、114）；和非隔离的单级电力转换电路（200），其具有输入端并被配置为降压‑升压转换器。在第二电力输出端处的电力来源于第一电力输入端和/或第二电力输入端。单级电力转换电路被配置为使用公共能量存储元件（228）将AC电压转换为DC电压，并被耦合到第一电力输出端和整流器电路（210）。

技术领域

本发明的实施例一般涉及电力转换，并且更具体地涉及给在不间断电源系统中的电池充电。

背景技术

不间断电源(UPS)用于当主电源或输电干线出现故障时，给电气设备或负载提供备用电力。典型的负载包括计算机系统，但其他负载，例如加热/制冷/通风系统、照明系统、网络交换机和路由器、以及安全和数据中心管理系统也可以由UPS提供电力。为数据中心或工业用途而设计的UPS可以为负载提供1和20kVA之间的备用电力达数小时。

UPS单元通常包括当AC输电干线电力不可使用时用作电源的一个或多个电池。电池提供的DC电力由电力转换电路转换为AC电力，然后其被提供给负载。将AC电力转换为DC电力的电池充电器可以包括在UPS中以当AC输电干线可以使用时给电池充电来保证当需要时备用电力将可以使用。UPS也可以包括用于自动管理UPS的运行和电力转换功能的控制单元。

发明内容

根据一个实施例，一种电力转换器包括：电池，其具有正极端子和负极端子；第一电力输入端，其用于接收交流输入电力；第二电力输入端，其用于接收来自电池的直流输入电力；第一电力输出端，其用于给电池充电；第二电力输出端，其用于向负载提供电力；整流器电路，其耦合到第一电力输入端；和非隔离的单级电力转换电路，其具有输入端并被配置为降压-升压转换器。在第二电力输出端处的电力来源于第一电力输入端和/或第二电力输入端。单级电力转换电路被配置为使用公共能量存储元件将交流电压转换为直流电压，并被耦合到第一电力输出端和整流器电路。

在另一个实施例中，电力转换器可以包括控制电路，其耦合到单级电力转换电路，并被配置为用于控制电力转换电路以在第一电力输入端处提供功率因数校正。

在另一个实施例中，电池的正极端子可以耦合到电力输出端，而电池的负极端子可以耦合到第一电力输入端的中性线。

在另一个实施例中，电力转换器可以包括直流总线，其具有直流电压值并耦合到单级电力转换电路的输入端和整流器电路。电力转换器可以被配置为将单级电力转换电路的输入电压箝位到直流电压值。在另一个实施例中，电力转换器可以包括一对插入在单级电力转换电路的输入端和直流总线之间的二极管。在又一个实施例中，电力转换器可以包括功率校正因数升压转换器电路，其耦合到第一电力输入端和直流总线，并被配置为将交流输入电力转换为直流总线处的直流电力。

在另一个实施例中，整流器电路可以包括桥式整流器。在另一个实施例中，电力转换器可以包括电容元件，其耦合到整流器电路和电力转换电路的输入端。电力转换器可以被配置为用于过滤电力转换电路的输入电压。

在另一个实施例中，整流器电路可以包括桥式整流器，其具有正极端子和负极端子。电池的正极端子可以耦合到第一电力输出端，而电池的负极端子可以耦合到整流器的负极端子。在另一个实施例中，电力转换器可以包括电容元件，其耦合到整流器电路和电力转换电路的输入端。电力转换器可以被配置为用于过滤电力转换电路的输入电压。