[实用新型]在线交互式不断电装置及充电器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种在线交互式不断电装置及充电器，尤指一种利用一共享切换开关受控于高频PWM信号与低频消隐信号，以达到充电与突波消除的在线交互式不断电装置及充电器。

背景技术

近年来随着信息产业的蓬勃发展，个人计算机、通讯设备、工作站等各式各样的硬件设备正广泛地运用在社会各阶层。由于信息本身即是一种具有高附加价值的产物，因此人们无不想尽办法以确保信息的安全与计算机系统的正常运作，因此对电源质量的要求也越来越严格。由于电力电子设备大量地被使用，其所产生的谐波导致电力质量不良及天灾等等因素，造成公用电力无法保证提供高质量的稳定电源，不断电电源供应系统(UPS)随即成为计算机或通讯系统所不可或缺的必要配备。

UPS依动作形式可分成离线式(Off-Line)、在线式(On-Line)及在线交互式(Line-Interactive)三种。其中，离线式UPS价格低，但是无法改善电力质量不良的问题，而在线式UPS虽可以提供纯净的交流电输出，但其价格相当昂贵，另外，在线交互式UPS综合了两者优点，其价格低且可以改善电力质量不良的问题，而被广为使用。

请参考图1，为传统在线交互式UPS架构示意图。此种在线交互式UPS包括：一EMI单元10、一自耦变压器11、一整流器13、一电池17、一充电器15、一换流器16。EMI单元10接收一交流市电AC，用以防止交流市电AC产生的电磁干扰。自耦变压器11具有第一绕组(未标示)、第二绕组(未标示)及第三绕组(未标示)，其中自耦变压器11的第一绕组经由一主要继电器101与一升压继电器102耦接于EMI单元10，同时，自耦变压器11的第一绕组经由一降压继电器103耦接于一负载2。

另外，整流器13耦接于自耦变压器11的第三绕组。充电器15耦接于整流器13与电池17，且在交流市电AC正常供电时，对该电池17充电。换流器16耦接于自耦变压器11的第二绕组与电池17，在交流市电AC断电时，换流器16转换电池17的电压成为一交流备援电压AC1给自耦变压器11的第二绕组。

请参考图2，为传统在线交互式UPS的充电器电路示意图。充电器15包括了一切换开关Q1、一稳压器150、一输出电容CO及一输出二极管DO。切换开关Q1的一端耦接于该整流器13，另一端则耦接于一参考端G。稳压器150的输入端耦接于整流器13，输出稳定的一充电电压VO。输出电容CO的一端耦接于稳压器150的输出端，输出电容CO另一端则耦接于该参考端G。输出二极管DO的阳极耦接于稳压器150的输出端，输出二极管DO的阴极耦接于电池17。借此，在交流市电AC正常供电时，稳压器150输出稳定的充电电压VO对电池17充电。并且，在交流市电AC断电时，切换开关Q1受控于一低频消隐信号S1，以消除该换流器16动作所产生的突波(spike)。

传统的在线交互式UPS使用稳压器150在交流市电AC正常供电时对电池17充电。传统的在线交互式UPS使用的稳压器150其型号为LM317，其工作在低频且充电效率大致在40％到50％。由于稳压器150工作在低频，并且工作中会产生较高的热量，因而导致整体充电的效率与功率因素大大的降低。同时，传统的在线交互式UPS受限于稳压器150的规格，而无法适时的提高电流对电池17充电，导致电池17无法取得适当的充电量。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种在线交互式不断电装置及充电器。其中在线交互式不断电装置在交流市电正常供电时，利用高频PWM控制充电器中的切换开关，以对电池进行充电，而达到高充电效率、高功率因素、成本下降、充电量范围大且稳定等优点。

本实用新型的在线交互式不断电装置包括一市电供应单元、一整流器、一电池、一充电器及一换流器。市电供应单元在第一操作模式时，将一交流市电供应给一负载。整流器耦接于该市电供应单元，整流该交流市电成为一直流电压。充电器耦接于该整流器与该电池，利用高频PWM切换该直流电压，以输出一充电电压对该电池充电。换流器耦接于该市电供应单元与该电池，换流器在第二操作模式时，转换该电池的电压成为一交流备援电压给该市电供应单元。