[发明专利]三桥臂拓扑装置、控制方法、以及不间断电源系统

说明书

本发明提供一种三桥臂拓扑装置、控制方法、以及不间断电源系统，三桥臂拓扑装置通过复用电压转换电路，这样，不需要额外添加充电器即可对电池组实现充电功能。另外，无论在市电供电模式还是电池供电模式，电压转换电路和三桥臂变化电路均参与工作，即三桥臂拓扑装置的所有器件均参与工作。当将该三桥臂拓扑装置应用于电池低压大电流不间断电源系统时，可以提高该系统的器件复用率，避免器件设计冗余，进而降低了电池低压大电流不间断电源系统的成本。

技术领域

本发明涉及不间断电源技术，尤其涉及一种三桥臂拓扑装置、控制方法、以及不间断电源系统。

背景技术

在线式不间断电源(Uninterrupted Power Supply，简称：UPS)系统是指不管电网电压是否正常，负载所用的交流电压都要经过逆变电路的一种UPS系统。按照功率划分，在线式UPS系统分为在线式中小功率UPS系统和在线式大功率UPS系统。在线式中小功率UPS系统通常是指功率位于1千瓦至3千瓦之间的在线式UPS系统。

电池低压大电流UPS系统是一种在线式中小功率UPS系统，该UPS系统的电池组具有较少节数的电池，在使用该电池组为负载供电时，该电池组可以输出低电压大电流的电能。由于电池低压大电流UPS系统所使用的电池组中电池节数少，因此，电池低压大电流UPS系统在线式中小功率UPS领域被广泛应用。然而，现有电池低压大电流UPS系统的器件复用率较低，导致电池低压大电流UPS系统的成本较高。

发明内容

本发明提供一种三桥臂拓扑装置、控制方法、以及不间断电源系统，用于解决现有电池低压大电流UPS系统的器件复用率较低的技术问题。

第一方面，本发明提供了一种三桥臂拓扑装置，所述三桥臂拓扑装置包括：电池组、电压转换电路、切换开关和三桥臂变换电路；

所述三桥臂变换电路包括：第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂、第一电感、第二电感、直流母线电容、第一电容；所述第一桥臂包括串联的第一开关管和第二开关管；所述第二桥臂包括串联的第三开关管和第四开关管；所述第三桥臂包括串联的第五开关管和第六开关管；所述第一桥臂、所述第二桥臂、所述第三桥臂和所述直流母线电容并联连接在母线正输出端和母线负输出端之间；所述第一桥臂的中点与所述第一电感的第一端连接，所述第一电感的第二端作为所述三桥臂拓扑装置的正电压输入端连接；所述第二桥臂的中点作为所述三桥臂拓扑装置的负电压输入端连接；所述第三桥臂的中点与所述第二电感的第一端连接，所述第二电感的第二端为所述三桥臂拓扑装置的输出端，分别与负载和所述第一电容的第一端连接，所述第一电容的第二端与所述负电压输入端连接；

所述电池组与所述电压转换电路的第一端连接，所述电压转换电路的第二端的正极通过所述切换开关分别与所述母线正输出端和所述正电压输入端连接，所述电压转换电路的第二端的负极与所述母线负输出端连接，市电交流电源的火线通过所述切换开关与所述正电压输入端连接，所述市电交流电源的零线与所述负电压输入端连接；所述切换开关，用于在市电供电模式时，控制所述电压转换电路为所述电池组充电；在电池供电模式时，控制所述电压转换电路为所述电池组放电。

第一种可能的实现方式，所述切换开关包括：第一开关、第二开关和平衡元器件；所述电压转换电路的第二端的正极与所述第一开关的固定端连接，所述第一开关的第一选择端与所述平衡元器件的第一端连接，所述平衡元器件的第二端与所述母线正输出端连接，所述第一开关的第二选择端与所述正电压输入端连接，所述第二开关的第一端与所述市电交流电源的火线连接，所述第二开关的第二端与所述正电压输入端连接，所述电压转换电路的第二端的负极与所述母线负输出端连接；所述平衡元器件，用于平衡母线与所述电压转换电路之间的电压；在所述市电供电模式时，所述第一开关的固定端与所述第一开关的第一选择端连通，所述第二开关闭合；在所述电池供电模式时，所述第一开关的固定端与所述第一开关的第二选择端连通，所述第二开关断开。