[发明专利]一种宽输入范围的不间断电源整流电路及其工作方法

说明书

本发明公开了一种宽输入范围的不间断电源整流电路，该整流电路包括有受控可变换导通情况的可控整流全桥、控制器与滤波电容，可控整流桥的两输入端分别与单相电源的零线和火线连接，可控整流桥的两输出端分别与滤波电容的两端连接，控制器与可控整流全桥的控制极连接。相比于现有技术，本发明提供的整流电路将现有技术中的由二极管组成的不可控全桥更换为可控整流全桥，利用控制器对可控整流全桥的控制，改变了全电路对市电输入电压的容忍度，从而彻底抛弃原整流电路中主要为保证电路的可靠性而设置的输入变压器，整个电路简洁实用可靠，适用更宽市电输入范围的不间断电源工作环境。

技术领域

本发明属于不间断电源制造领域，特别涉及一种宽输入范围的不间断电源整流电路及其工作方法。

背景技术

不间断电源，即UPS(Uninterruptible Power System/Uninterruptible PowerSupply)，是通过整流电路和逆变电路的两次变换，将普通的市电交流电力变换成为高标准的交流电力，并通过可重复蓄能的蓄电池与逆变电路相连接，以实现市电中断时的连续不间断供电，为计算机、计算机网络系统、数据中心或其它高端电子设备提供稳定、优质的电力供应和连续不间断的供电保障，在许多行业已经得到越来越广泛的应用。

现有的工频双转换UPS具有结构简单，性能稳定，可靠性高等优点，其系统的基本拓扑结构如图1所示；现有的工频双转换UPS的基本工作原理为：当市电电压正常时，交流市电经由整流器整流，为逆变器提供直流电量，并经逆变器将直流电量重新逆变成为优质的交流电后输出；市电输入在正常电压范围时，市电输入经充电器对蓄电池充电，保证蓄电池中存蓄足够电量；当市电停电或电压过低时，市电输入经由整流器整流的直流电量无法继续维持逆变器的正常逆变输出，此时蓄电池组存储的直流电量将会自动完成接续(部分或全部接替市电整流电量)，为逆变器提供持续不间断的直流电量，保证逆变器在市电变化的过程中始终保持为负载设备提供优质交流电输出。

普通的整流电路分为不可控整流电路和可控整流电路，其中不可控型整流电路采用二极管作为整流器件，具有简单、实用、稳定的电路特点，而可控整流电路则采用可控硅等作为整流器件，在实现整流目的的同时，还能达到对整流电压稳压输出的目的。在整流电路的实际应用中，单相整流通常采用不可控整流方式，三相整流则较多采用可控整流方式，而单相整流不采用可控整流的主要原因在于即使采用单相可控整流方式，其输出的直流稳定电压值也较低，很难满足实际需要，不具备实用性。

就UPS系统中的整流器而言，在现有的工频双转换UPS的输入整流技术中，单相输入型UPS的整流电路也普遍采用二极管全桥整流的不可控整流方式，如图2为现有单相输入型UPS系统中的整流电路；在该整流电路中包括有一个输入变压器T1、一组由四个二极管(D1/D2/D3/D4)组成的整流桥和一个滤波电容C1；技术人员通过选择适当的输入变压器T1的变压比，该整流电路工作时，市电输入将输入电压幅值为Ua的交流市电，通过输入变压器T1将其调节为幅值Ub的交流电，以满足UPS对整流器输入电压的适用范围要求；而四个二极管D1/D2/D3/D4组成的整流桥则用于将电压幅值为Ub的交流电变换成为电压峰值不高于1.4142*Ub的脉动直流电，并经过滤波电容C1的平滑作用后，为逆变器提供一个幅值不高于1.414*Ub的直流母线(DC BUS)电量。