[发明专利]一种应急电源系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及市电供电技术领域，尤其涉及一种应急电源系统及其控制方法。

背景技术

EPS应急电源主要应用在各类建筑的工作供电和消防供电；医院安全供电；高速公路、隧道、地铁、轻轨、民用机场的供电；电力系统的供电；各类不能断电的生产、实验设备的供电。是一种能向负载设备提供纯净正弦波的高质量供电电源。

目前市场上EPS应急电源集逆变器、充电器及控制器于一体，系统内部设计了电池检测、分路检测回路。其主要部件的工作原理框图参见图1，图1为现有技术中EPS应急电源的结构框图。这种系统架构的特点是含有独立的充电器部分，充电器占用系统一定的成本和体积以及效率损耗等，同时增加了故障概率。此外，通常该充电器容量较小(通常20％左右)，所以电池充电时间较长。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种应急电源系统及其控制方法，旨在解决现有技术中充电器占用系统一定的成本和体积以及效率损耗、故障率高、电池充电时间长的技术问题。

本发明的技术方案实现如下：

提供一种应急电源系统，包括：

切换装置，与市电及交流输出端连接；

用于在应急供电时作为电压源输出且在市电正常供电时作为电流源输出的双向变换器，与所述切换装置连接；

电池，与所述双向变换器连接；

用于对所述应急电源系统进行控制的控制器，与所述切换装置、所述双向变换器及所述电池连接；

支路检测装置，与所述控制器及所述交流输出端连接。

在本发明所述的应急电源系统中，所述双向变换器包括：

逆变器，与所述控制器连接；

受控于所述控制器以作为电压源输出的电压源受控电路，与所述逆变器连接；

受控于所述控制器以作为电流源输出的电流源受控电路，与所述电压源受控电路及所述切换装置连接。

在本发明所述的应急电源系统中，所述控制器包括：

电压控制环，与所述电池连接；

电流控制环，与所述电压控制环连接；

第一模数变换器，与所述电流控制环连接；

第二模数变换器，与所述电压控制环及所述切换装置连接；

第三模数变换器，与所述电流控制环及所述切换装置连接；

SPWM驱动接口，与所述第一模数变换器及所述双向变换器连接。

在本发明所述的应急电源系统中，所述逆变器包括：第一电容、第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管及第六MOS管；对每个MOS管，体二极管的正极连接到该MOS管的源极，体二极管的负极连接到该MOS管的漏极，第一MOS管、第三MOS管和第五MOS管的漏极相连并连接到第一电容的正极，第二MOS管、第四MOS管和第六MOS管的源极相连并连接到第一电容的负极。

在本发明所述的应急电源系统中，所述电压源受控电路包括：第一电感、第二电感、第三电感、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第二电容、第三电容及第四电容；所述第一电感连接至所述第一MOS管及第二MOS管之间，所述第二电感连接至所述第三MOS管及第四MOS管之间，所述第三电感连接至所述第五MOS管及第六MOS管之间，所述第一电阻连接于所述第一电感，所述第二电阻连接于所述第二电感，所述第三电阻连接于所述第三电感，所述第二电容连接于所述第一电阻、第三电容及第四电容，所述第三电容连接于所述第二电阻及第四电容，所述第四电容连接于所述第三电阻。

在本发明所述的应急电源系统中，所述电流源受控电路包括：第一阻抗、第二阻抗及第三阻抗；所述第一阻抗连接于所述第二阻抗及第三阻抗，所述第二阻抗连接于第三阻抗。

另一方面，一种应急电源系统的控制方法，提供如上述应急电源系统，包括：

在应急供电时，控制器控制双向变换器作为电压源输出，从而由电池为交流输出端的负载提供电能；

在市电正常供电时，所述控制器控制切换装置接通市电，从而由市电为交流输出端的负载提供电能；

所述控制器控制双向变换器作为电流源输出，从而由市电为所述电池充电。

在本发明所述的控制方法中，在市电正常供电时，还包括：

所述控制器判断市电电压是否正常，若正常，则所述双向变换器的逆变器停止脉冲输入，由市电为交流输出端的负载供电，并将所述逆变器接通于所述市电。

在本发明所述的控制方法中，还包括：

在市电掉电时，所述双向变换器由电流源输出转换为电压源输出，从而由所述电池为交流输出端的负载提供电能。