[发明专利]一种UPS蓄电池的充放电电路及方法

说明书

本申请公开了一种UPS蓄电池充放电电路及方法，该电路包括：双向DC/DC变换器、数字控制器和直流母线；其中，UPS中的蓄电池的第一端与双向DC/DC变换器的第一端相连，蓄电池的第二端与数字控制器的第一端相连，数字控制器的第二端与双向DC/DC变换器的第二端相连，双向DC/DC变换器的第三端与直流母线的第一端相连，直流母线的第二端与数字控制器的第三端相连；数字控制器用于控制双向DC/DC变换器的蓄电池电压端和直流母线电压端之间的能量进行传递，以使双向DC/DC变换器直流母线侧的中点电位平衡。通过本申请中的UPS蓄电池充放电电路，可以解决现有技术中UPS直流母线侧存在的中点电位不平衡的问题。

技术领域

本发明涉及UPS充放电技术领域，特别涉及一种UPS蓄电池的充放电电路及方法。

背景技术

随着科学技术的不断发展，供电网络的负载越来越复杂，如果供电电网受到外界因素的干扰，会导致电网的供电质量发生异常，甚至会给人们带来严重的经济损失。UPS(Uninterruptible Power System/Uninterruptable Power，不间断电源)是一种能够不间断地向用户提供供电能力的电源，成为当下的研究热点。

如图1所示，是三相在线式UPS的结构示意图。三相在线UPS主要分为三个部分，分别为整流模块、逆变模块和蓄电池模块。如图2所示，是直流母线与蓄电池模块的结构示意图，在图2当中，BUS+为正直流母线电压、BUS-为负直流母线电压、N为直流母线的中点电位、C1为正母线电容、C2为负母线电容、SCR1/SCR2为开关晶闸管、BT1/BT2为蓄电池组。在图2当中，三电平变换器直流母线侧通常存在中点电位不平衡的问题，如果不加以控制，不仅会损坏UPS中的功率器件，而且，还会降低直流母线电容的寿命、降低整流模块和逆变模块的可靠性。由此可见，如何提供一种UPS蓄电池充放电电路，以使得变换器直流母线侧的中点电位平衡，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种UPS蓄电池充放电电路及方法，以使得变换器直流母线侧的中点电位平衡。其具体方案如下：

一种UPS蓄电池的充放电电路，包括：

双向DC/DC变换器、数字控制器和直流母线；

其中，UPS中的蓄电池的第一端与所述双向DC/DC变换器的第一端相连，所述蓄电池的第二端与所述数字控制器的第一端相连，所述数字控制器的第二端与所述双向DC/DC变换器的第二端相连，所述双向DC/DC变换器的第三端与所述直流母线的第一端相连，所述直流母线的第二端与所述数字控制器的第三端相连；

所述数字控制器用于根据所述双向DC/DC变换器的蓄电池电压端的电压和直流母线电压端的电压，调整所述双向DC/DC变换器的蓄电池电压端和直流母线电压端之间的能量流动方向，以使所述双向DC/DC变换器直流母线侧的中点电位平衡。

优选的，所述双向DC/DC变换器包括：

续流二极管、第一功率开关管、第二功率开关管、第三功率开关管、第四功率开关管、第五功率开关管、功率电感、第一电容和第二电容；

其中，所述第一功率开关管的第二端分别与所述功率电感的第一端和所述续流二极管的第一端相连，所述功率电感的第二端分别与所述第二功率开关管的第一端和所述第四功率开关管的第二端相连，所述第四功率开关管的第一端与所述第一电容的第一端相连，所述第一电容的第二端与所述第二电容的第一端相连，所述第二电容的第二端与所述第五功率开关管的第二端相连，所述第五功率开关管的第一端与所述第三功率开关管的第二端相连，所述第三功率开关管的第一端与所述第二功率开关管的第二端相连，所述第二功率开关管的第二端与所述第一电容的第二端相连；

并且，所述第一功率开关管的第一端为所述双向DC/DC变换器的第一端，所述续流二极管的第二端和所述第三功率开关管的第二端共同组成所述双向DC/DC变换器的第二端。