[发明专利]一种多源储能直流供电装置及UPS设备

说明书

本发明公开了一种多源储能直流供电装置及UPS设备。本申请的UPS设备的后备电源包括蓄电池和超级电容，考虑到超级电容的循环寿命远高于蓄电池的循环寿命，所以本申请在市电中断时优先使用超级电容为直流母线供电，待超级电容没电时再由蓄电池为直流母线供电，所以本申请在一定程度上降低了蓄电池的使用率，延长了蓄电池的使用寿命；而且，当超级电容和蓄电池中其中一个后备电源出现故障时，另一个后备电源还可为系统提供一定的后备时间保存重要数据，以防止重要数据丢失，从而提高了后备电源整体的后备能力。

技术领域

本发明涉及UPS后备电源领域，特别是涉及一种多源储能直流供电装置及UPS设备。

背景技术

UPS(Uninterruptible Power Supply，不间断电源)设备广泛应用于大风电主控以及变流系统中，以为系统中的负载提供稳定且不间断的电力供应。目前，UPS设备的工作原理为：当市电正常时，UPS设备将市电经AC/DC变换器整流成直流电，而后将直流电经DC/AC变换器逆变成交流电供应给系统负载使用(整流逆变的目的是稳定市电电压)；当市电中断时，UPS设备立即将自身的后备电源储存的直流电接入设备内直流母线(即AC/DC变换器与DC/AC变换器之间的连接线路)，以经DC/AC变换器逆变成交流电继续供应给系统负载使用，从而为系统提供一定的后备时间保存重要数据，以防止重要数据丢失。

现有技术中，UPS设备的后备电源主要采用蓄电池实现。但是，由于蓄电池本身的特性，蓄电池的循环使用寿命较短，易出现电池故障，一旦蓄电池出现故障，UPS设备便失去后备能力，若此情况下市电中断，则会导致电网供电异常，从而出现重要数据因未及时保存而丢失的问题。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域的技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种多源储能直流供电装置及UPS设备，在一定程度上降低了蓄电池的使用率，延长了蓄电池的使用寿命；且提高了后备电源整体的后备能力。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种多源储能直流供电装置，应用于UPS设备，包括蓄电池和超级电容；还包括：

分别与所述UPS设备内的直流母线和所述蓄电池连接的电池充放电电路；

分别与所述直流母线和所述超级电容连接的电容充放电电路；

分别与所述电池充放电电路和所述电容充放电电路连接的控制器，用于当市电正常时，控制所述电池充放电电路和/或所述电容充放电电路，相应从所述直流母线上获取电能为所述蓄电池和/或所述超级电容充电；当市电中断时，控制所述电容充放电电路从所述超级电容中获取电能供给所述直流母线；当所述超级电容的电压降低至预设电容放电电压阈值以下且市电仍中断时，转由控制所述电池充放电电路从所述蓄电池中获取电能供给所述直流母线，直至所述蓄电池的电压降低至预设电池放电电压阈值以下。

优选地，所述电池充放电电路包括第一可控开关和第二可控开关；所述第一可控开关包括第一体二极管和第一开关管，所述第二可控开关包括第二体二极管和第二开关管；其中：

所述第一体二极管的阴极和所述第一开关管的第一端连接且公共端接入所述直流母线的正极，所述第一体二极管的阳极分别与所述第一开关管的第二端、所述第二体二极管的阳极及所述第二开关管的第二端连接，所述第二体二极管的阴极和所述第二开关管的第一端连接且公共端接入所述蓄电池的正极，所述蓄电池的负极接入所述直流母线的负极，所述第一开关管和第二开关管的控制端均与所述控制器连接；

相应的，所述控制器具体用于在控制所述蓄电池进入充电状态时，控制所述第一开关管导通且控制所述第二开关管断开；在控制所述蓄电池进入放电状态时，控制所述第一开关管断开且控制所述第二开关管导通。

优选地，所述电容充放电电路包括：

分别与所述直流母线、所述超级电容及所述控制器连接的降压充电电路；