[发明专利]一种具有宽输入电压范围的不间断电源

说明书

技术领域

本发明涉及电源技术领域，更具体地说，涉及一种具有宽输入电压范围的 不间断电源。

背景技术

不间断电源(Uninterruptible Power Supply，简称为UPS)是一种恒频、 稳压、纯净、不间断的高品质电源，随着信息技术的高速发展和计算机的广泛 应用，它已成为许多重要场合不可缺少的电源装置。图1给出了通常的UPS 电路拓扑，一般的双变换UPS由整流器(AC/DC)和逆变器构成(DC/AC)。输 入电压在正常的范围内波动，整流器将母线稳定在一定数值，逆变器稳定工作， 保证输出电压的品质。当输入电压高于或低于一定值，UPS将切换到电池工作， 母线仍稳定在规定的范围，逆变器正常工作，保证重要设备不受影响。通常整 流器的输入电压范围是+/-15％，超出范围则转到电池供电。现在常见的整 流器拓扑可以分为降压式整流器和升压式整流器。

如图2所示，是降压式整流器的电路图。降压式将较宽范围变化的输入电 压稳定在较低的母线电压，保证在最低输入电压时母线电压仍可以受控而稳 定，常用可控硅(Silicon Controlled Rectifier，简称为SCR)全控桥整流 器。它的特点是：输入功率因数不太高，一般在0.9左右；输入谐波电流大； 输入电压较高时，仍可以工作，当输入电压低于一定值，UPS将转电池工作。

如图3所示，是升压式整流器的电路图。升压式整流器将较宽范围变化的 输入电压稳定在较高的母线电压，保证在最高输入电压时母线电压仍高于输入 电压峰值，使母线电压稳定受控。当输入电压高于设计上限时，输入接触器跳 开，转电池工作。常用绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar  Transistor，简称为IGBT)开关整流器。它的特点是：输入功率因数高；输 入谐波电流小；输入电压低时，仍可以工作，当输入电压高于一定值，UPS将 转电池工作。

由上述的工作原理可见，降压式整流器UPS输入电压低于设计值时将转电 池工作，而升压式整流器UPS在输入电压太高时将转电池工作。两者均有其固 有的范围限制，由于成本和性能的原因，两种整流器的电压范围均不是特别宽， 一般在+/-15％左右。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有UPS的上述输入电压范围有限的 缺陷，提供一种具有宽输入电压范围的不间断电源。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种具有宽输入电压范 围的不间断电源，包括交流输入端、整流器、电池支路、逆变器和输出端，整 流器的输入端与交流输入端相连，电池支路并联在整流器的输出端，逆变器的 输入端与整流器的输出端相连，逆变器的输出端为交流输出，所述整流器包括 交流-交流转换器和升压式整流器，所述交流-交流转换器的输出端与所述升压 式整流器的输入端相连；还包括控制电路，当交流输入端的输入电压高于升压 式整流器的工作上限时，所述控制电路控制交流-交流转换器完成降压功能； 当交流输入端的输入电压低于升压式整流器的工作上限时，所述控制电路控制 升压式整流器完成升压功能。

在本发明所述的具有宽输入电压范围的不间断电源中，所述交流-交流转 换器包括交流开关和降压变换器；所述交流开关用于当交流输入端的输入电压 低于升压式整流器的工作上限时实现完全接通和当交流输入端的输入电压高 于升压式整流器的工作上限时交流调压的功能。

在本发明所述的具有宽输入电压范围的不间断电源中，所述交流开关由硅 控整流器SCR组成。

在本发明所述的具有宽输入电压范围的不间断电源中，所述交流-交流转 换器进行降压时，所述控制电路根据母线电压的高低调节交流开关的导通时 间，形成稳定的交流电压后送入升压式整流器进行整流，得到稳定的直流母线 电压。

在本发明所述的具有宽输入电压范围的不间断电源中，所述升压式整流器 包括功率因数校正电路和升压变换器。

在本发明所述的具有宽输入电压范围的不间断电源中，所述升压变换器由 IGBT PWM整流器构成。

在本发明所述的具有宽输入电压范围的不间断电源中，所述升压式整流器 进行升压时，控制电路控制交流开关处于完全接通状态，由升压变换器稳定母 线电压。

在本发明所述的具有宽输入电压范围的不间断电源中，所述电池支路并联 在所述升压式整流器输出端。