[发明专利]直流UPS电源装置以及系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其是涉及一种直流UPS电源装置以及系统。

背景技术

不间断电源(Uninterruptible Power System，简称UPS)是将铅酸免维护等蓄电池与主机相连接，通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。

目前，直流UPS广泛应用于直流不间断供电场所，交流供电时，装置为负荷提供稳定的直流输出，同时给电池充电；当市电故障时，能够自动通过蓄电池放电，不间断输出直流电。直流UPS的常规电路设计是：交流输入经滤波器、功率因数校正单元输出高压直流，如果电池电压较低，母线与电池之间需要通过变压器实现升降压及电气隔离，输入一般需与直流输出电气隔离，故主变换器也需要采取高频隔离变换，若充放电变换器不能够实现双向控制，则需要两个独立的高频隔离变换器实现充电及放电功能。

因此，整个直流UPS的常规装置需要2至3个高频变换器，而且放电时需要经过两级隔离变换到输出，所以电路变换器较多，使逻辑时序控制复杂，造成放电效率降低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种直流UPS电源装置以及系统，以解决现有技术中存在的直流UPS的常规装置需要2至3个高频变换器，而且放电时需要经过两级隔离变换到输出，所以电路变换器较多，使逻辑时序控制复杂，造成放电效率降低的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种直流UPS电源装置，包括：交流输入电路、直流输出电路以及电池充放电路；

所述交流输入电路通过一个变压器与所述直流输出电路以及所述电池充放电路耦合连接；

在所述交流输入电路有电流输入时，所述交流输入电路通过所述变压器向所述直流输出电路与所述电池充放电路传递能量；

在所述交流输入电路没有电流输入时，所述电池充放电路通过所述变压器向所述直流输出电路传递能量。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述交流输入电路包括功率因数校正电路、直流母线、直流侧电容以及谐振转换电路；

在所述交流输入电路有电流输入时，交流电经所述功率因数校正电路转换为直流电，所述直流电经所述直流母线输入至所述直流侧电容与所述谐振转换电路。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述谐振转换电路包括：第一开关管、第二开关管、继电器、谐振电感、谐振电容以及绕组；

在所述交流输入电路有电流输入时，所述继电器闭合，所述第一开关管与所述第二开关管轮流导通，所述谐振电感、所述谐振电容与所述绕组串联，所述绕组为所述变压器的初级绕组。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，在所述交流输入电路没有电流输入时，所述继电器、所述第一开关管与所述第二开关管关断，所述绕组为开路状态。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述谐振转换电路包括：半桥谐振转换电路或全桥谐振转换电路。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述电池充放电路包括双向升降压电路与整流电路；

在所述交流输入电路有电流输入时，所述整流电路为次级整流电路，所述双向升降压电路转变为降压变换电路，所述电池充放电路向电池进行充电。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，在所述交流输入电路没有电流输入时，所述双向升降压电路为升压变换电路，所述整流电路为初级推挽电路，所述初级推挽电路向所述直流输出电路传输电量。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述整流电路包括：全波同步整流电路或桥式整流电路。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述直流输出电路包括：次级倍压同步整流电路、次级桥式整流电路与次级非同步整流电路中的一种。

第二方面，本发明实施例还提供一种直流UPS电源系统，包括：充电电池、负载、交流电源以及如第一方面的直流UPS电源装置；

交流电源用于向所述直流UPS电源装置中的交流输入电路输入交流电；

所述直流UPS电源装置中的直流输出电路用于向负载供电；

所述直流UPS电源装置中的电池充放电路用于向充电电池充电。