[发明专利]一种不间断电源拓扑

说明书

技术领域

本发明涉及不间断电源(UPS)领域，特别涉及在线式不间断电源。

背景技术

为了在主电源(例如为市电网)故障时确保例如计算机等电子设备和系统正常工作，通常使用不间断电源系统。不间断电源是一种交流电源供应设备，其可在主电源不正常时瞬间提供交流电力供应，确保电子设备或系统能以紧急电源供电。当主电源出现故障时，不间断电源将系统从主电源运行转换为备用电源(例如为电池等蓄电装置)运行，而在主电源重新开始工作时，从备用电源运行转换为主电源运行。

按照工作方式划分，不间断电源系统可分为在线式(on-line)不间断电源系统和离线式(off-line)不间断电源系统。在线式UPS中，当市电正常时，由市电通过UPS给负载供电，即在借助UPS对市电进行滤波、稳压和稳频调整后，向负载提供更加稳定和洁净的电源，同时，UPS通过充电器把电能存储在电池中。当UPS侦测到市电异常时，切换到电池供电，通过逆变器把电池供给的直流电能变换为交流电能提供给负载，以保证对负载的不间断电力供应。在线式UPS还具有旁路(BYPASS)工作状态，例如在刚开机或UPS发生故障、过载或过热时，可以直接输出经高频滤波后的市电输入，保障对负载的供电。因此，在线式UPS具有无转换时间、输出电源品质高、保护性能好、浪涌抑制能力强等优点。

随着对不间断电源性能要求的提高，需要开发出新的电路拓扑结构，以实现体积小、重量轻、效率高的不间断电源。

发明内容

开发本发明以解决上面提到的问题。根据本发明一实施形态，一种在线式不间断电源拓扑包含：

蓄电装置，用于存储以及供给直流电力；

转换器，用于在主电源运行模式下接收来自主电源的交流电力以进行交流-直流转换，或在蓄电装置运行模式下接收来自蓄电装置的直流电力以进行直流-直流转换，转换器包含：

单相Vienna电路，其包含电感器、第一至第六二极管、第一开关元件以及第一与第二电容器，第一与第三二极管串联连接以构成第一串联支路，第一二极管的阳极与第三二极管的阴极相连以构成第一串联支路的中间节点，第二与第四二极管串联连接以构成第二串联支路，第二二极管的阳极与第四二极管的阴极相连以构成第二串联支路的中间节点，第一开关元件与第一串联支路以及第二串联支路并联连接以构成并联支路，第一开关元件的第一端子与第一二极管的阴极以及第二二极管的阴极相连以构成并联支路的第一端点，第一开关元件的第二端子与第三二极管的阳极以及第四二极管的阳极相连以构成并联支路的第二端点，第五二极管与第一电容器串联连接以构成第三串联支路，第五二极管的阴极与第一电容器的第一端相连以构成第三串联支路的中间节点，第五二极管的阳极连接到并联支路的第一端点，第六二极管与第二电容器串联连接以构成第四串联支路，第六二极管的阳极与第二电容器的第一端相连以构成第四串联支路的中间节点，第六二极管的阴极连接到并联支路的第二端点，第一电容器的第二端和第二电容器的第二端共同连接到第二串联支路的中间节点，电感器的第一端连接到第一串联支路的中间节点，来自主电源的交流电力被供到电感器的第二端和第二串联支路的中间节点，来自蓄电装置的直流电力被供到电感器的第二端和并联支路的第二端点，以及

第二与第三开关元件，其串联连接构成第五串联支路，第二开关元件的第二端与第三开关元件的第一端相连以构成第五串联支路的中间节点，第五串联支路与并联支路并联连接，第五串联支路的中间节点与第二串联支路的中间节点相连接；以及

逆变器，其从第三串联支路的中间节点以及第四串联支路的中间节点接收由转换器转换得到的直流电力并进行直流-交流转换，以便向负载供给交流电力。

本发明所提出的不间断电源拓扑将直流-直流转换器与升压拓扑相结合，为构造小型化、高效率的UPS提供了一种有用的拓扑。

附图说明

附图并入说明书并构成说明书的一部分，其示出了本发明的实施例，并与上面给出的对本发明的一般介绍以及下面给出的对实施例的详细描述一起，用于阐释本发明的原理。在附图中：

图1示出了基于根据本发明一实施例的不间断电源拓扑构建而成的示例性不间断电源的原理框图；

图2示出了根据本发明一实施例的不间断电源拓扑中包含的示例性转换器的结构图；

图3示出了图2所示转换器在电池运行模式下的示例性控制逻辑；

图4示出了图2所示转换器在市电运行模式下的示例性控制逻辑；