[发明专利]双逆变不间断电源实现交直流隔离的方法及电路

说明书

技术领域

本发明涉及逆变不间断电源(UPS)领域，尤其涉及双逆变不间断电源实现 交直流隔离技术。

背景技术

不间断电源(UPS)是一种稳压、纯净、不间断的高品质电源，随着信息技 术的高速发展和计算机的广泛应用，它已成为电力控制系统中不可缺少的电源 装置。在整个电力控制系统中，UPS的后备直流电源取自直流系统中的直流母线； 同时为了不增加直流母线上高频整流模块的工作压力，UPS正常工作时使用的是 交流电网的电源，只有当电网停电才转为直流母线供电(即UPS不是工作于纯 逆变状态)。直流系统负责为电力控制系统中的继电保护、自动装置、信号采 集及事故照明等设备提供可靠的工作电源。为保障整个控制系统的安全、可靠 运行，直流母线必须与交流电网隔离，因此对于UPS来说也必须做到交直流隔 离(即AC-DC隔离)。目前在业界普遍采用的方案，是在UPS的交流输入端增 加一个输入隔离变压器；这种方案虽然实现方法简单，对UPS改动较小，但是 也存在几个缺点：1.变压器体积较大、重量重。2.存在转换效率的问题；由于 隔离变压器的效率一般为92％～95％之间，这样就使得UPS整机效率出现下降； 同时损耗掉的那部份能量将以热能的形式散发掉，给整机的散热系统带来一定 的压力。3.成本造价较高。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种双逆变不间断电源实现交直流隔离的方法 及电路来解决，不仅变压器体积较小，且转换效率更高，成本也更加低廉。

本发明的技术方案是：

本发明的双逆变不间断电源实现交直流隔离的方法，用于将交流输入的交 流逆变电路与直流输入的直流逆变电路进行电气隔离。其中，交流输入电源 (1221)经过整流电路(121)、交流逆变器(122)后，送至输出隔离变压器(T5) 的第一原边绕组(P1)，再经输出隔离变压器(T5)的副边绕组(S)耦合输出， 构成交流逆变通道；直流输入电源(2221)经过逆止装置(221)、直流逆变器 (222)后，送至输出隔离变压器(T5)的第二原边绕组(P2)，再经输出隔离 变压器(T5)的副边绕组(S)耦合输出，构成直流逆变通道。

进一步的，所述的逆止装置(221)是二极管或者可控硅。

所述的交流逆变器和直流逆变器分别使用同一个输出隔离变压器的两组原 边绕组，来实现AC-DC的隔离；所述输出隔离变压器的两组原边绕组与副边绕 组的同名端关系相一致；同时为防止交流逆变通道在工作时，第二原边绕耦合 产生的电压反灌回直流母线，在直流逆变器与直流输入之间加入一逆止装置， 以保证交流逆变器的稳定工作。

进一步的，在所述的交流逆变器(122)与直流逆变器(222)之间设有逆 变器控制单元(30)，负责控制这两个逆变器(122、222)的工作状态并保证两 个逆变器(122、222)的同步切换，通过切换两个逆变器(122、222)的工作 使所述的双逆变不间断电源工作于交流态或直流态。

更进一步的，所述的逆变器控制单元(30)是由一单片机控制输出产生三 角波和正弦波对所述的交流逆变器(122)与直流逆变器(222)进行SPWM调制， 两个逆变器(122、222)在SPWM调制前均有进行驱动信号隔离，该单片机通过 对驱动信号隔离的工作电压进行导通或关闭控制，从而切换两个逆变器(122、 222)的工作。

再进一步的，所述的单片机还进行逆变采样反馈、交流频率采样、交流电 源采样、直流电源采样、BUS电压采样及LED显示和声音报警处理。

本发明的双逆变不间断电源实现交直流隔离的电路是：交流输入电源 (1221)连接整流电路(121)、交流逆变器(122)后，连接于隔离变压器(T5) 的第一原边绕组(P1)，再经输出隔离变压器(T5)的副边绕组(S)耦合输出， 构成交流逆变通道；直流输入电源(2221)连接逆止装置(221)、直流逆变器 (222)后，连接于输出隔离变压器(T5)的第二原边绕组(P2)，再经输出隔 离变压器(T5)的副边绕组(S)耦合输出，构成直流逆变通道。

进一步的，所述的逆止装置(221)是二极管或者可控硅。

进一步的，所述的交流逆变器(122)与直流逆变器(222)之间连接逆变 器控制单元(30)，所述的逆变器控制单元(30)至少包括；