[发明专利]一种不间断电源

说明书

【技术领域】

本发明涉及电力电子器件，特别是涉及一种不间断电源。

【背景技术】

如图1所示，为现有的不间断电源(Uninterruptible Power Supply，简称UPS)的电路图，图中，UPS包括子单元，子单元包括第一可控开关Q1、第二可控开关Q2相连形成的第一桥臂，第三可控开关Q3、第四可控开关Q4相连形成的第二桥臂，第五可控开关Q5、第六可控开关Q6相连形成的第三桥臂，第一电感L1，母线电容DC1，第二电感L2，第二电容C2、第一开关S1和第二开关S2；第一开关S1的第一端与市电输入耦合，第一开关S1的第二端与第一电感L1的第一端耦合，第一电感L1的第二端与第一桥臂的中点耦合，第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂分别跨接在母线电容DC1的正极和负极，第二桥臂的中点耦合至中线N，第三桥臂的中点与第二电感L2的第一端耦合，第二电感L2的第二端与第二电容C2的第一端耦合，第二电容C2的第二端耦合至中线N。UPS中还包括电池BATTERY，电池BATTERY的正极通过第二开关S2与第一电感L1的第一端耦合，电池BATTERY的负极与中线耦合。

上述UPS电路中，第一电感L1，第一可控开关Q1、第二可控开关Q2、第三可控开关Q3的体内二极管和第四可控开关Q4的体内二极管组成功率因数校正(Power Factor Correction，简称PFC)电路。第三可控开关Q3、第四可控开关Q4、第五可控开关Q5、第六可控开关Q6和第二电感L2、第二电容C2组成全桥逆变电路。经PFC电路的功率因数校正后，其输入电流成为与输入市电同相位的正弦波且谐波含量较少，PFC电路同时作AC/DC变换器，将输入市电转换为母线电容DC1两端的直流电压，全桥逆变电路则将母线电容DC1两端的直流电压逆变为高质量的正弦电压提供给负载。电路中，由于第三可控开关Q3、第四可控开关Q4组成的第二桥臂被PFC电路和全桥逆变电路共用，因此电路中使用了较少的开关管，电路的成本较低。同时由于PFC电路的整流电流和逆变电路的逆变电流在绝大多数情况下经过第二桥臂的可控开关(Q3或Q4)的方向相反，可以抵消大部分，所以第三可控开关Q3和第四可控开关Q4中流经的电流小，损耗在其上的功率就小，因此电路的损耗也较小。

然而上述电路，要实现正常工作，需要复杂的控制算法产生各可控开关的驱动信号以控制各可控开关的工作状态，尤其是电路中第二桥臂的第三可控开关Q3和第四可控开关Q4，因其组成的第二桥臂被PFC电路和全桥逆变电路共用，两可控开关对应的驱动控制算法较复杂。

另外，现有的UPS除包括上述子单元之外，还包括开关管驱动模块。如图2所示，为开关管驱动模块的电路图，开关管驱动模块包括前端滤波模块1、中间隔离耦合模块2和后端驱动模块3，前端滤波模块1的输入端接收开关管驱动模块前一级输出的开关管驱动控制信号DRV1，对其进行滤波处理，前端滤波模块1的第一输出端A连接中间隔离耦合模块2的第一输入端C，前端滤波模块1的第二输出端B，也即接地端连接中间隔离耦合模块2的第二输入端D。中间隔离耦合模块2的第一输出端F连接后端驱动模块3的输入端I，第二输出端E连接后端驱动模块3的正电源线V+，第三输出端G连接后端驱动模块3的负电源线V-。后端驱动模块3的驱动信号输出端L连接UPS子单元中位于桥臂下端的开关管(如第二可控开关Q2、第四可控开关Q4和第六可控开关Q6)的控制端，后端驱动模块3的中线M连接母线电容DC1的负极。

如何对开关管驱动模块进行改进，以降低整个UPS的器件成本，也是本领域技术人员努力的方向。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题是：弥补上述现有技术的不足，提出一种不间断电源，能相对简化电路中第二桥臂中的第三可控开关Q3和第四可控开关Q4对应的驱动控制算法。

本发明进一步所要解决的技术问题是：弥补上述现有技术的不足，提出一种不间断电源，通过对开关管驱动模块的改进以减小整个UPS的器件成本。

本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：