[实用新型]一种双输入不间断开关电源

说明书

技术领域

本实用新型涉及电压转换装置，具体涉及一种双输入不间断开关电源(Uninterruptible Switching Power Supply，缩写USPS)。

背景技术

在节能减排的大潮流下，电压转换装置的效率也在不断提升。出现很多线路拓扑。而以IT行业为代表的应用领域，存在相当庞大的断电保护的市场需求。而这些需求，目前仍由传统的“非典型串联”的断电保护装置（如AC UPS和充电器即HVDC UPS）所占据。用户和市场对于“非典型串联”的UPS的功能利用率比AC断电的几率还低的现实视而不见，实际上造成极大地浪费而不自知。其典型的应用形态是IDC机房，动辄以数百KVA的UPS冗余的集中式供电保护系统，由于这种集中式UPS事故导致整个网络中断，造成巨大损失的案例比比皆是。而且建造成本少则数百万多则数千万，而每年还要浪费电能数千万度，等效CO2排放数以万吨计。

数字设备如电脑、安防监控系统等，往往也需要选择一种双输入不间断开关电源（USPS），以维持设备不间断运行，避免停电导致的数据丢失损失。要在一个电源内实行两路能源输入，有各种可能，如一个小型化的充电器加电池再经过DC/DC变换；或者用一个AC/DC与一个DC/DC并联，这些常规方法，在效率、体积、成本方面都不尽人意。

发明内容

为避免现有技术存在的上述不足，本实用新型提供一种双输入不间断开关电源（USPS），其采用主能源回路和第二能源回路主从冗余交叠转换的工作方式，能为负载提供持续不断的稳定电压，实现自我在线不间断功能。

本实用新型提供的一种双输入不间断开关电源，包括：

主变压器，含有初级线圈和带中间抽头的次级线圈；

主回路，包含连接在高压直流总线和高压地之间的高压开关网络，以及从该高压开关网络的第一端到第二端依次连接的谐振电感、所述的初级线圈和谐振电容；

同步整流滤波回路，包含全波整流电路、连接于全波整流电路输出端（E）的滤波电感和滤波电容，该全波整流电路由两个同步整流管和所述次级线圈构成；

低压直流变换电路，含有低压开关管、隔离二极管及低压直流源，三者依次串联在所述全波整流电路的输出端(E)与低压地之间；以及

数字控制单元，其提供两组同步的驱动脉冲，一组驱动脉冲DrH’、DrL’控制所述高压开关网络，另一组驱动脉冲DrH、DrL控制所述的两个同步整流管以及所述低压开关管；其第一采样输入端连接所述同步整流滤波回路输出端，第二采样输入端连接一个隔离采样单元，用于采样所述高压直流总线的电压，根据该电压的变化自动选择主回路或直流变换电路工作。

其中，所述驱动脉冲DrH’、DrL’是所述另一组驱动脉冲中的驱动脉冲DrH、DrL分别经过一隔离电路形成的脉冲信号；所述驱动脉冲DrH和驱动脉冲DrL的反相信号相与形成的组合信号控制所述的低压开关管。

所述高压直流总线上的直流电由AC整流滤波获得，当高压直流总线和高压地之间的电压为额定电压时，所述主回路通过同步整流输出回路向负载提供电能；当高压直流总线和高压地之间的电压为95%-85%额定电压时，所述主回路和低压直流变换电路交替向负载提供电能；当高压直流总线和高压地之间的电压低于85%额定电压时，全部从直流变换电路向负载提供电能。

在上述双输入不间断开关电源中，还包括一个电容器，跨接在所述的高压直流总线和高压地之间，用于在所述主回路和同步直流变换电路转换时防止瞬态突变。

在一种方案中，所述的高压开关网络采用由四个高压开关管两两串联后再并联构成的全桥开关网络，所述的高压开关网络的第一端和第二端分别为全桥的两个中点。

在另一种方案中，所述的高压开关网络采用由两个高压开关管串联构成的半桥开关网络，所述的高压开关网络的第一端为半桥的中点，所述的高压开关网络的第二端为半桥开关网络与高压地的连接端。

在第三种方案中，所述高压开关网络采用由两个高压开关管组成的推挽开关网络。 

 本实用新型优点如下：本实用新型双输入不间断开关电源采用主能源回路和第二能源回路主从冗余交叠转换的工作方式，在不影响AC-DC电源的工作效率的前提下，实现了第二能源（低压直流源）热备份，能为负载提供持续不断的稳定电压，实现了自我在线不间断功能。提高了可靠性和效率。