[实用新型]逆变器和充电器一体模块化H桥串级UPS单/三相系统

说明书

技术领域

本实用新型是逆变器和充电器一体化的模块化H桥串级UPS单相/三相系统，属于电力电子逆变器系统技术领域。

背景技术

从国际和中国市场的搜索结果来看，还没有发现有逆变器和充电器一体化的模块化H桥串级UPS单相/三相系统产品。因此，我们是第一家逆变器和充电器一体化的模块化H桥串级UPS产家。

传统的UPS系统采用的是传统的6管全桥逆变器，使用的是IGBT功率器件和高频率PWM调制控制。其缺陷包括：1）在大功率条件下运行需要进行强制水冷/风冷，并且需要较大的滤波器来滤除谐波。2）如果电池电压较低，传统的UPS产品还需要一个比较笨重的升压变压器来提高输出电压，和电网负载的电压相匹配。3）UPS产品定型之后，不可以修改，不能够用单一的模块来进行单相或者三相应用系统的组态。4）必须要有独立的电池充电器来给电池充电，不能使用逆变器来给电池充电。

发明内容

本实用新型提出的是一种逆变器和充电器一体化的模块化H桥串级UPS单/三相系统，其目的旨在克服现有技术所存在的上述缺陷，使用模块化的H桥来构成UPS逆变器和充电器。

本实用新型的技术解决方案：逆变器和充电器一体化的模块化H桥串级UPS三相负载三相充电系统，其特征是结构包括第一UPS逆变/充电控制主机、第一N个A电池逆变器模块、第一N个B电池逆变器模块、第一N个C电池逆变器模块、第一充电电感、第一切换开关和A、B、C三相负载，其中第一UPS逆变/充电控制主机的控制信号输出/输入端端与第一N个A电池逆变器模块的信号输入/输出端对应相接，第一第N个A电池逆变器模块的信号输出端通过第一切换开关与三相电网中的A相电网上的第一A充电电感器和第一A相负载的信号输入端相接；第一第N个B电池逆变器模块的信号输出端通过第一切换开关与三相电网中的B相电网上的第一B充电电感器和第一B相负载的信号输入端相接；第一第N个C电池逆变器模块的信号输出端通过第一切换开关与三相电网中的C相电网上的第一C充电电感器和第一C相负载的信号输入端相接。

本实用新型的有益效果：1）传统UPS逆变器必须使用高压IGBT/MOSFET等器件来输出高电压，或者使用低压器件和变压器来输出高压。本产品解决了用多个低压模块不使用变压器来组态成单一220V/380V电网电压系统的问题；2）传统UPS逆变器使用高压串联电池组来输出高压，对高压电池组充电的主要问题是电池单元之间的平衡问题。本产品可以监测和控制UPS系统中每一个小的电池单元的充放电问题，可以很好的解决高压串联电池组电池单元不平衡的问题；3）传统UPS没有在现场组态单相系统和三相系统的功能，本产品解决了单相系统和三相系统都可以使用单一模块来组态实现的问题；4）传统UPS逆变器在串连电池单元时，必须使用相同的电池单元，否则会降低整个UPS系统的效率或者UPS系统不能够正常工作，本产品解决了不同品牌的电池可以在一个系统中混用的问题；5）传统UPS需要单独的电池充电器，不使用逆变器从电网上直接给电池充电。本实用新型使用逆变器从电网上直接给电池充电，不需要另外的电池充电器。本设备向外供电时，H桥执行逆变器功能，电池电能通过H桥逆变成交流后向负载供电；在不向外供电，并且需要向UPS电池充电时，H桥执行充电器功能，电网电能通过H桥控制后向电池充电；使用模块化的H桥来构成UPS逆变器/充电器。系统可以检测到每一个H桥模块的工作和故障状态，非常方便UPS系统的日常维护和检修；使用低压功率MOSFET来建造H桥逆变器，不使用昂贵的高压IGBT；本产品使用模块的组态可以输出50/60Hz，120/220V单相和208/380V三相电压；本产品使用接近基波频率的器件开关频率，器件的开关损耗和导通损耗很小，冷却的要求很小，解决传统逆变器的冷却问题；本系统的总体输出谐波很小，只需要很小的滤波器就可以达到谐波的质量要求，解决传统逆变器的滤波器问题；本产品只需要自然冷却或者强制风冷，不需要水冷系统。

附图说明

图1是电池逆变/充电模块结构示意图。

图2是多个H桥的级连连接结构示意图。

图3是三相负载三相充电系统结构框图。

图4是三相负载单相充电系统结构框图。

图5是单相负载单相充电系统结构框图。

具体实施方式