[发明专利]使用具有差模电感器耦接的UPS模块的UPS系统与方法

说明书

技术领域

本发明主题涉及电力转换设备及方法，并且更特别地涉及不间断电源(UPS)设备及方法。

背景技术

UPS系统通常在诸如数据中心，医疗中心和工业设施的设施中使用。可在这样的设施中使用UPS系统以在主公用电源故障的情况下提供备用电力来维持运行。这些UPS系统通常具有包括由DC连接耦接的整流器和逆变器的“在线”配置，该DC连接还耦接到诸如电池，燃料电池或其它能量存储装置的辅助电源。同样可以使用诸如待机和在线互动式配置的其它配置。

UPS系统可具有包括两个或多个UPS模块的模块结构，每一个UPS模块例如可包括整流器，逆变器和DC/DC转换器以便连接到电池或其它DC电源。模块通常被设计为并联运行以提供可扩展的功率容量，例如，模块可共同耦接到AC源，DC源(例如电池)和/或负载。

在该UPS模块中使用的转换器电路通常是开关模式功率转换器电路。该开关模式转换器的并联布置可能易受到在模块之间显著高频电流的产生的伤害。在并联逆变器布置中，这个问题可通过同步例如在Tassitino,Jr等人的美国专利No.7,405,494中描述的逆变器所使用的PWM周期来解决。在并联的DC/DC电池转换布置中，在电池连接路径中可连接大的电感器以便将电池连接电路的谐振频率移动到DC/DC转换器的PWM频率范围之外。

发明内容

本发明主题的一些实施例提供不间断电源(UPS)系统，该UPS系统包括至少两个UPS模块，该UPS模块具有通过相应的导体共同耦接到电流源/吸收器的相应开关模式功率转换器电路。该系统进一步包括至少一个磁耦接该至少两个导体的差模电感器。

在一些实施例中，开关模式功率转换器电路可包括通过导体共同耦接到DC电源端子的相应DC/DC转换器电路。DC/DC转换器电路可在可变频率处运行和/或可能不同步。该至少两个UPS模块可进一步包括具有耦接到DC/DC转换器中的相应一个的输入以及共同耦接到负载的输出的相应逆变器电路。

在一些实施例中，至少一个差模电感器可包括磁耦接导体的铁氧体芯。该铁氧体芯例如可包括每一个导体穿过其至少一次的铁氧体环。

在进一步实施例中，开关模式功率转换器电路可包括通过导体共同耦接到负载端子的相应逆变器电路。在更进一步实施例中，开关模式功率转换器电路可包括通过导体共同耦接到AC电源端子的相应整流器电路。

根据一些实施例，至少两个UPS模块可包括至少三个UPS模块，该UPS模块具有通过至少三个相应的导体共同耦接到电流源/吸收器的相应开关模式功率转换器电路。至少一个差模电感器可包括多个差模电感器，该差模电感器中的相应一个磁耦接至少三个导体中的相应对。可将至少三个导体中的至少一个磁耦接到少于至少三个导体中的全部剩余导体。

本发明主题的一些实施例提供一种包括至少两个UPS模块的UPS系统。该至少两个UPS模块的每一个包括具有被配置为耦接到负载的输出以及耦接到逆变器电路输入的DC/DC转换器电路。该系统进一步包括至少两个导体，相应的导体将UPS模块的相应开关模式DC/DC转换器电路共同耦接到电池端子以及磁耦接该至少两个导体的至少一个差模电感器。

进一步的实施例提供操作包括至少两个UPS模块和至少两个导体的UPS系统的方法，相应的导体将UPS模块的相应开关模式DC/DC转换器电路共同耦接到电池端子。该方法包括感应耦接该至少两个导体的差分模式。

附图说明

图1是示出根据本发明主题的一些实施例的UPS系统的原理图。

图2是示出根据进一步实施例的UPS系统的原理图。

图3是示出图2的UPS系统中的UPS模块的实现的原理图。

图4是示出根据一些实施例的差模电感器实现的原理图。

图5是示出根据进一步实施例的UPS系统的原理图。

图6和图7示出根据一些实施例的差模电感器布置的示例。

图8是示出根据更进一步实施例的UPS系统的原理图。

图9是示出根据一些实施例的具有用于并联逆变器的差模电感器的UPS系统的原理图。

图10是示出根据一些实施例的具有用于并联整流器的差模电感器的UPS系统的原理图。

具体实施方式