[发明专利]逆变电源系统

说明书

技术领域

本发明涉及电源技术，尤其涉及一种逆变电源系统。

背景技术

逆变电源系统广泛应用于各种要求可靠供电的场合，如在通信领域，通常采用逆变器或UPS（Uninterruptible Power System）等不间断电源给关键交流负载供电。

逆变电源通常具备3个功率端口：直流（电池）输入口、交流输入口和交流输出口，对应3个功率变换器，分别为：将电池低压升为母线电容高压的DC/DC升压变换器、将市电AC转换成母线电容高压并完成输入功率因素校正的AC-DC PFC变换器、将直流母线电容高压转换成交流（AC）输出的DC-AC逆变器。

在交流市电正常情况下，交流市电经AC-DC PFC变换器及DC-AC逆变器变换成符合规格的交流电，为关键交流负载供电。当市电停电时，电池两端的低电压经DC/DC变换器升至母线电容两端的直流高压，再经DC-AC逆变器变换成符合规格的交流电，为关键交流负载供电，满足关键交流负载的不间断供电要求。

在通信领域，不间断电源一般采用48V蓄电池系统，且由于电池属于二次侧，需要采用隔离变换器将电池电压升为直流母线高压。

48V蓄电池系统中，电池的充放电电压范围通常在36V-60V之间，逆变输出有效值为230V正弦交流电，因此至少需要母线电容两端的电压为230V×1.414=325.22V，而母线电容两端的最高电压一般不超过425V，因此DC/DC隔离变换器输入电压（36V-60V,高低压比值1.67）相对于其输出电压（325V-425V，高低压比值1.3）范围偏宽，不利于DC/DC变换器的设计，如选用脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM）变换器，则需要通过改变占空比来满足输入输出的电压宽范围要求，如当电池电压为60V时，需要降低占空比以保证DC/DC隔离变换器的输出电压低于425V，当电池电压为36V时，需要提高占空比以保证DC/DC隔离变换器的输出电压高于325V，导致PWM变换器的占空比变化范围较大，转换效率低。类似地，如采用普通谐振变换器，则需要改变谐振频率，以满足输入输出的电压宽范围要求，而频率变化范围很大，器件应力高，转换效率同样难以保证。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种逆变电源系统，以在满足输入输出的电压宽范围的同时提高逆变电源系统的转换效率。

第一方面，本发明实施例提供一种逆变电源系统，包括：

电池；

第一母线电容；

第二母线电容，通过第二开关与所述第一母线电容相连；

直流隔离升压电路，一端与所述电池相连，另一端与所述第一母线电容相连，用于将电池电压升为所述第一母线电容上的直流高压；

交直流转换电路，通过第一选择开关与交流电和所述第一母线电容相连；

直交流转换电路，与所述第二母线电容相连；

所述交直流转换电路通过所述第一选择开关与所述交流电导通的情况下，所述第二开关闭合；所述交流电断电且所述第一母线电容上的直流高压小于所述直交流转换电路输出电压乘以1.414的情况下，所述交直流转换电路通过所述第一选择开关与所述第一母线电容导通，对所述第一母线电容上的电压进行升压，同时所述第二开关断开。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述直流隔离升压电路为推挽型或全桥型隔离串联谐振升压电路，工作频率为谐振频率的1倍到1.1倍，电压增益小于或等于1。结合第一方面或其第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述直流隔离升压电路的高压侧为对称型倍压整流电路、全桥型二极管整流电路或单谐振电容倍压整流电路。

结合第一方面或其第一种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述直流隔离升压电路的高压侧为高压金属氧化物硅场效应晶体管MOSFET构成的同步整流电路。

结合第一方面，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述直流隔离升压电路为占空比固定的脉冲宽度调制PWM型升压电路。

结合第一方面或其第一至第四种可能的实现方式中任一种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述系统还包括：

二极管，与所述第二开关并联，阳极与所述第一母线电容相连，阴极与所述第二母线电容相连。