[发明专利]多电源输入变换器装置及不断电电源供应系统

说明书

技术领域

本发明关于一种多电源输入变换器装置的不断电电源供应系统和该多电源输入变换器装置，尤指一种以交流开关所构成，以实现高功率密度的多电源输入变换装置，以及具有该多电源输入变换装置的不断电电源供应系统。

背景技术

图10为传统不断电电源供应系统(UPS)的架构方块图，该系统由一交流转直流及功率因数校正装置102、一直流转直流装置104、一电瓶105、一直流转交流装置106及一输出滤波装置107所构成；当市电101正常供应时，控制开关103处于截止状态，该直流转直流装置104不工作，因此该UPS启动为在线模式(Line Mode)，此模式由该交流转直流及功率因数校正装置102将交流电源转换为直流电源，经过该直流转交流装置106及输出滤波装置107，转换为一交流输出电源109以提供负载；当市电101供应异常或中断时，该控制开关103即切换而处于导通状态，此时该UPS则启动为备用电力模式(Battery Mode)，本模式改由该电瓶105输出的直流电源经过该直流转直流装置104升压后，再经该直流转交流装置106及输出滤波装置107，将升压后的直流电源转换为交流输出电源109以提供负载；如此一来，即可对负载提供不间断电源的保护作用。另外该UPS还具有一用以保护内部电路用的旁路(bypass)输出路径108。

由上述可知，传统的UPS必须根据在线模式与备用电力模式的不同特性，而为该两模式分别设置该交流转直流及功率因数校正装置与直流转直流装置以及其个别的电流路径，因此传统不断电电源供应系统所使用的电子元件与电路设计较为复杂，功率密度低，成本较高。

为此，有厂商为节省电子元件的设计，研发出一种将交流转直流装置与直流转直流装置电路结合的交直流输入转换装置，请参阅图11所示，为举例设计该交直流输入转换装置110可对应连接两相电源输入时，其包括四个储能电感L11、L12、L21、L22、四个半导体开关元件S11、S12、S21、S22、四个整流二极体D111、D211、D121、D221以及两储能电容C1、C2，其无论是工作在线模式或备用电力模式，均是通过控制该些半导体开关元件S11、S12、S21、S22的导通与关闭，以控制电流的路径，而对应达到如传统UPS内的交流转直流电路与直流转直流电路的功能；若应用在三相电源输入时，则采用六个储能电感、六个半导体开关元件、六个整流二极体以及两储能电容。

虽然上述交直流输入转换装置与传统UPS相比使用较精简的电子元件，以相对提高功率密度，但是其所使用的半导体开关元件仍过多，因此所需的隔离控制驱动电路也多，如何能进一步精简所使用的可控开关电子元件，仍是业界有待努力的方向。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种多电源输入变换器装置，以及具有该多电源输入变换器装置的不断电电源供应系统，其中该多电源输入变换器装置可用作各类不间断电源、交流和直流应急电源等的前端输入，并以较为精简的可控开关电子元件构成，因此不但控制简单，且较少的使用元件也使制造成本更为低廉。

为达成上述目的所采取的一主要技术手段是令前述多电源变换器装置包括：

两输入端，各输入端与一独立电源连接；

两储能电感，分别连接该两输入端，以供储存及释放电能；

一参考地电位端，连接该两独立电源；

两交流开关电路，分别对应该两储能电感，各交流开关电路的一端电连接该对应储能电感相对连接其对应输入端的另一端，而各交流开关电路的另一端则电连接该参考地电位端；

两整流电路，分别电连接该两交流开关电路和对应的储能电感的连接节点；

两储能装置，均具有一正极与一负极，其中一储能装置以其负极连接另一储能装置的正极而为一连接节点，且此连接节点连接该参考地电位端，此两储能装置上未互相连接的正极和负极通过该两整流电路而连接该两交流开关电 路；

一控制单元，连接该两交流开关电路，通过控制该两交流开关电路的导通与关闭，以使该两储能电感储存来自该两输入端的电能及向对应的储能装置释放电能。

而为达成上述目的所采取的另一主要技术手段是令上述不断电电源供应系统包括：

该两独立电源是两独立交流电源，该两输入端分别连接该两独立交流电源的在线端，该参考地电位端连接该两独立交流电源的中性线端；

两个电池，其一端分别连接该两输入端，另一端则均连接该参考地电位端；

两个开关，分别连接该两电池与对应的输入端之间；