[发明专利]一种不间断电源及其控制方法

权利要求书

1.一种不间断电源，其特征在于，包括一储能单元、一市电输入、一预防掉电单元、一充电单元和一三桥臂拓扑电路；所述储能单元和市电输入分别经充电单元和预防掉电单元与三桥拓臂扑电路电连接；所述储能单元经第一输入切换开关与所述充电单元电连接，所述市电输入经第二输入切换开关与预防掉电单元电连接，所述三桥臂拓扑电路输出端连接一负载；还包括用于测量市电输入电压的第一电压相位检测模块和用于测量输入至负载电压的第二电压相位检测单元，所述第一电压相位检测单元和第二电压相位检测单元经一相差判断单元与一控制单元电连接，所述控制单元与所述第一输入切换开关、第二输入切换开关、充电单元、预防掉电单元和三桥臂拓扑电路电连接。

2.根据权利要求1所述的一种不间断电源，其特征在于，所述三桥臂拓扑包括相互并联的第二桥臂、第三桥臂和第四桥臂，其中第二桥臂由第三开关器件和第四开关器件组成，第三桥臂由第五开关器件和第六开关器件组成，第四桥臂由第七开关器件和第八开关器件组成，第二、第三和第四桥臂均并联接在BUS正母线和BUS负母线之间，BUS正母线和BUS负母线之间还并联有第一电容。

3.根据权利要求2所述的一种不间断电源，其特征在于，所述预防掉电单元由第一单向导电器件和第二单向导电器件反向并联组成，所述预防掉电单元的一端与第二输入切换开关电连接，另一端经一第二电感连接至第二桥臂的中点。

4.根据权利要求3所述的一种不间断电源，其特征在于，所述市电输入的火线与第二输入切换开关电连接，市电输入的零线连接至第三桥臂的中点。

5.根据权利要求2所述的一种不间断电源，其特征在于，所述充电单元包括第一电感以及由第一开关器件和第二开关器件组成的第一桥臂，所述第一电感的输入端与第一输入切换开关连接，第一电感的输出端连接至第一桥臂的中点，所述第一桥臂并联于BUS正母线和BUS负母线之间。

6.根据权利要求5所述的一种不间断电源，其特征在于，所述储能单元正输出端与第一输入切换开关电连接，储能单元的负输出端与BUS负母线连接。

7.根据权利要求2所述的一种不间断电源，其特征在于，所述负载的正输入经一第三电感连接至第四桥臂的中点，负载的负输入端连接至第三桥臂的中点，负载的正输入端和负输入端之间还并联有一第二电容，所述第二电容的输入端与第三电感的输出端连接。

8.一种根据权利要求1所述的不间断电源的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：通过第一电压相位检测单元实时检测市电输入电压相位θ1，通过第二电压相位检测单元实时检测输入负载的电压相位θ2，并将市电输入电压相位θ1和输入负载的电压相位θ2输入至相差检测单元；

步骤S2：通过相差检测单元得到市电输入电压相位θ1和输入负载的电压相位

θ2的相位差Δθ，其中；

步骤S3：若步骤S2中Δθ＜90°，则通过控制单元控制第一输入切换开关保持断开状态，第二输入切换开关保持导通状态，三桥臂拓扑电路处于市电逆变工作状态，即此时市电输入连接至三桥臂拓扑电路；若90°≤Δθ＜180°，则转入步骤S4；

步骤S4：通过控制单元控制第二输入切换开关和预防掉电单元处于断开状态，第一输入切换开关处于导通状态，三桥臂拓扑电路处于电池逆变工作状态，即此时三桥臂拓扑电路的输入由市电输入切换至储能单元输入。

9.根据权利要求8所述的一种不间断电源的控制方法，其特征在于，在所述步骤S4中，控制第一电感先处于储能状态，后处于续流状态；当第一电感处于储能状态时，控制单元控制第一开关器件处于断开状态，第二开关器件处于导通状态，储能单元输入电流依次经过第一输入切换开关、第一电感、第二开关器件形成的回路；当第一电感处于续流状态时，控制单元控制第一开关器件处于导通状态，第二开关器件处于断开状态，储能单元输入电流依次经过第一输入切换开关、第一电感、第一开关器件、第一电容形成的回路。