專利名稱：在線互動(dòng)式不斷電供電裝置的充電電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種不斷電供電裝置的充電電路，尤指一種在線互動(dòng)式不斷電供電裝置的充電電路。
(2)背景技術(shù)對(duì)在線式不斷電供電系統(tǒng)(UPS)來(lái)說(shuō)，一般有三種工作模式在線模式、備用電力模式和旁路模式。備用電力供電模式時(shí)由電瓶通過(guò)一逆變器向負(fù)載供電。通常由逆變器將電瓶電壓轉(zhuǎn)換輸出一交流電壓。請(qǐng)參閱圖1，是習(xí)知在線互動(dòng)式不斷電供電裝置的充電電路。當(dāng)正常工作下(在線模式)，一繼電器101或是一開關(guān)電導(dǎo)通，由一主電源102，例如市電直接經(jīng)由導(dǎo)線103，104提供一交流輸出電壓至一負(fù)載(未顯示于圖上)。在該主電源102異常時(shí)，當(dāng)一控制器檢測(cè)到一交流線電壓輸出異常時(shí)，該繼電器101或是該開關(guān)截止導(dǎo)通，而改由一電瓶105經(jīng)由一逆變器106將該電瓶105的直流電壓切換輸出一交流電壓。該交流電壓在經(jīng)由一變壓器107轉(zhuǎn)換出該交流輸出電壓。
在正常工作模式時(shí)，在線式不斷電供電系統(tǒng)(UPS)直接由主電源102輸出該交流輸出電壓，同時(shí)該主電源102經(jīng)由變壓器107以及逆變器106對(duì)電瓶充電。該在線式不斷電供電系統(tǒng)(UPS)是利用變壓器107的漏電感108組成一個(gè)升壓型轉(zhuǎn)換器(Boost Converter)電瓶充電。其詳細(xì)動(dòng)作原理請(qǐng)參照美國(guó)專利第5,302,858號(hào)。
然而，在此線路中必須控制兩個(gè)開關(guān)元件Q3以及Q4導(dǎo)通，使變壓器107在一特定期間短路，對(duì)變壓器107的漏電感進(jìn)行充電。當(dāng)開關(guān)元件Q3以及Q4截止導(dǎo)通時(shí)，漏電感產(chǎn)生電流維持電流連續(xù)，經(jīng)由反平行二極管對(duì)該電瓶105充電。因此在習(xí)知技術(shù)需要利用復(fù)雜線路才能實(shí)現(xiàn)電流控制的目的。
(3)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的第一目的在于提供一種在線互動(dòng)式不斷電供電裝置的充電電路，利用單一控制開關(guān)即可實(shí)現(xiàn)不斷電供電裝置的充電電路對(duì)電瓶進(jìn)行充電。
本發(fā)明的第二目的在于提供一種在線互動(dòng)式不斷電供電裝置的充電電路，利用單一控制開關(guān)即可將不斷電供電裝置的充電電路路徑與其逆變器路徑分開，并使用一限流電阻即可達(dá)到電流控制的目的。
根據(jù)本發(fā)明的第一構(gòu)想提供一種備用電力系統(tǒng)的充電電路，包含一輸出端、一變壓器、一電能儲(chǔ)存供應(yīng)裝置、一逆變器、一第一二極管、一第二二極管以及一充電開關(guān)元件。該輸出端電連接一主電源，用以提供一交流輸出電壓。該變壓器，其二次側(cè)電連接該輸出端。該電能儲(chǔ)存供應(yīng)裝置，用以提供一直流電。該逆變器，其輸出端電連接該變壓器的一次側(cè)，該逆變器的輸入端連接該電能儲(chǔ)存供應(yīng)裝置，且該逆變器是由四個(gè)柵極控制切換開關(guān)元件組成一個(gè)橋式開關(guān)元件，該柵極控制切換開關(guān)元件分別具有一反向并聯(lián)二極管。該第一二極管，其正極端連接該橋式開關(guān)元件的的一輸出端。該第二二極管，其正端連接該橋式開關(guān)元件的的另一輸出端。以及，該充電開關(guān)元件，其第一導(dǎo)電端電連接該第一二極管與該第二二極管的一共陰極端，其第二導(dǎo)電端連接該電能儲(chǔ)存供應(yīng)裝置的負(fù)極，利用該充電開關(guān)元件的導(dǎo)通與截止對(duì)該電能儲(chǔ)存供應(yīng)裝置進(jìn)行充電。
根據(jù)上述的構(gòu)想，其中該電能儲(chǔ)存供應(yīng)裝置是為一電瓶。
根據(jù)上述的構(gòu)想，其中該柵極控制切換開關(guān)元件是為一功率金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)，且該反向并聯(lián)二極管是為該功率MOSFET的寄生反向并聯(lián)二極管。
根據(jù)上述的構(gòu)想，其中該備用電力系統(tǒng)的充電電路還包含一固定開關(guān)，連接于該主電源與該輸出端之間，根據(jù)一控制信號(hào)決定電連接導(dǎo)通該主電源與該輸出端或是截止導(dǎo)通該主電源與該輸出端。
根據(jù)上述的構(gòu)想，其中該備用電力系統(tǒng)是為一在線互動(dòng)式不斷電供電裝置。
根據(jù)上述的構(gòu)想，其中該備用電力系統(tǒng)還包含一限流電阻，串連連接該充電開關(guān)元件。
根據(jù)本發(fā)明的第二構(gòu)想提供一種備用電力系統(tǒng)的充電電路，包含一輸出端、一變壓器、一電能儲(chǔ)存供應(yīng)裝置、一逆變器、一橋式整流器以及一充電開關(guān)元件。其中，該輸出端電連接一主電源，用以提供一交流輸出電壓。該變壓器，其二次側(cè)電連接該輸出端。該電能儲(chǔ)存供應(yīng)裝置，用以提供一直流電。該逆變器，其輸出端電連接該變壓器的一次側(cè)，該逆變器的輸入端連接該電能儲(chǔ)存供應(yīng)裝置，且該逆變器是由四個(gè)柵極控制切換開關(guān)元件組成一個(gè)橋式開關(guān)元件，該柵極控制切換開關(guān)元件分別具有一反向并聯(lián)二極管。該橋式整流器，其輸入端并連連接該逆變器的該輸出端。以及，該充電開關(guān)元件，并連連接該橋式整流器的輸出端，利用該充電開關(guān)元件的導(dǎo)通與截止對(duì)該電能儲(chǔ)存供應(yīng)裝置進(jìn)行充電。
根據(jù)上述的構(gòu)想，其中該電能儲(chǔ)存供應(yīng)裝置是為一電瓶。
根據(jù)上述的構(gòu)想，其中該柵極控制切換開關(guān)元件是為一功率MOSFET，且該反向并聯(lián)二極管是為該功率MOSFET的寄生反向并聯(lián)二極管。
根據(jù)上述的構(gòu)想，其中該備用電力系統(tǒng)的充電電路還包含一固定開關(guān)，連接于該主電源與該輸出端之間，根據(jù)一控制信號(hào)決定電連接導(dǎo)通或該主電源與該輸出端是截止導(dǎo)通該主電源與該輸出端。
根據(jù)上述的構(gòu)想，其中該備用電力系統(tǒng)是為一在線互動(dòng)式不斷電供電裝置。
根據(jù)上述的構(gòu)想，其中該備用電力系統(tǒng)還包含一限流電阻，串連連接該充電開關(guān)元件。
為更清楚理解本發(fā)明的目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
(4)
圖1是習(xí)知在線互動(dòng)式不斷電供電裝置的充電電路示意圖。
圖2是本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的在線互動(dòng)式不斷電供電裝置的充電電路示意圖。
圖3是本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的在線互動(dòng)式不斷電供電裝置的充電電路示意圖。
(5)具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖2是本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的在線互動(dòng)式不斷電供電裝置的充電電路示意圖。如圖2所示，一種在線互動(dòng)式不斷電供電裝置的充電電路，包含一輸出端203，204、一變壓器207、一電瓶205、一逆變器206、一第一二極管D5、一第二二極管D6以及一充電開關(guān)元件Q5。該輸出端203，204電連接一主電源202，用以提供一交流輸出電壓。該變壓器207，其二次側(cè)電連接該輸出端203，204。該電瓶205，用以提供一直流電。該逆變器206，其輸出端是電連接該變壓器207的一次側(cè)，該逆變器206的輸入端連接該電瓶205，且該逆變器206是由四個(gè)柵極控制切換開關(guān)元件Q1，Q2，Q3，Q4組成一個(gè)橋式開關(guān)元件，該柵極控制切換開關(guān)元件Q1，Q2，Q3，Q4分別具有一反向并聯(lián)二極管D1，D2，D3，D4。該第一二極管D5，其正極端連接該橋式開關(guān)元件的的一輸出端。該第二二極管D6，其正端是連接該橋式開關(guān)元件的的另一輸出端。以及，該充電開關(guān)元件Q5，其第一導(dǎo)電端電連接該第一二極管D5與該第二二極管D6的一共陰極端，其第二導(dǎo)電端是連接該電瓶205的負(fù)極，利用該充電開關(guān)元件Q5的導(dǎo)通與截止對(duì)該電瓶205進(jìn)行充電。
其中，該柵極控制切換開關(guān)元件可為一功率MOSFET，且該反向并聯(lián)二極管可為該功率MOSFET的寄生反向并聯(lián)二極管。該在線互動(dòng)式不斷電供電裝置的充電電路還包含一固定開關(guān)201，連接于該主電源202與該輸出端203之間，根據(jù)一控制信號(hào)決定電連接導(dǎo)通或該主電源202與該輸出端203截止導(dǎo)通該主電源202與該輸出端203。
另外，該在線互動(dòng)式不斷電供電裝置的充電電路還包含一限流電阻R1，串連連接該充電開關(guān)元件Q5。
該在線互動(dòng)式不斷電供電裝置正常市電供電情況下，該充電電路其工作原理如下當(dāng)該充電開關(guān)元件Q5導(dǎo)通時(shí)，該主電源202正半周輸出時(shí)，該第一二極管D5與該反向并聯(lián)二極管D3導(dǎo)通，使變壓器207在一特定期間短路，對(duì)變壓器207的漏電感208進(jìn)行充電。當(dāng)該充電開關(guān)元件Q5截止導(dǎo)通時(shí)，漏電感產(chǎn)生電流維持電流連續(xù)，經(jīng)由反平行二極管D2，D3對(duì)該電瓶205充電。
當(dāng)該充電開關(guān)元件Q5導(dǎo)通時(shí)，該主電源202負(fù)半周輸出時(shí)，該第二二極管D6與該反向并聯(lián)二極管D4導(dǎo)通，使變壓器207在一特定期間短路，對(duì)變壓器207的漏電感208進(jìn)行充電。當(dāng)該充電開關(guān)元件Q5截止導(dǎo)通時(shí)，漏電感產(chǎn)生電流維持電流連續(xù)，經(jīng)由反平行二極管D1，D4對(duì)該電瓶205充電。
在本較佳實(shí)施例中，可輕易設(shè)計(jì)該限流電阻R1的大小用以限制充電電流的大小。
請(qǐng)參閱圖3，它是本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的在線互動(dòng)式不斷電供電裝置的充電電路示意圖。如圖3所示，一種在線互動(dòng)式不斷電供電裝置的充電電路，包含一輸出端303，304、一變壓器307、一電瓶305、一逆變器306、一橋式整流器309以及一充電開關(guān)元件Q5。其中，該輸出端303，304電連接一主電源302，用以提供一交流輸出電壓。該變壓器307，其二次側(cè)電連接該輸出端303，304。該電瓶305是用以提供一直流電。該逆變器306，其輸出端電連接該變壓器307的一次側(cè)，該逆變器306的輸入端連接該電瓶305，且該逆變器306是由四個(gè)柵極控制切換開關(guān)元件Q1，Q2，Q3，Q4組成一個(gè)橋式開關(guān)元件，該柵極控制切換開關(guān)元件Q1，Q2，Q3，Q4分別具有一反向并聯(lián)二極管D1，D2，D3，D4。該橋式整流器309，其輸入端并連連接該逆變器306的該輸出端。以及，該充電開關(guān)元件Q5，是并連連接該橋式整流器的輸出端，利用該充電開關(guān)元件Q5的導(dǎo)通與截止對(duì)該電瓶305進(jìn)行充電。其中該柵極控制切換開關(guān)元件Q1，Q2，Q3，Q4可為功率MOSFET，且該反向并聯(lián)二極管D1，D2，D3，D4可為該功率MOSFET的寄生反向并聯(lián)二極管。該在線互動(dòng)式不斷電供電裝置的充電電路還包含一固定開關(guān)301，連接于該主電源302與該輸出端303之間，根據(jù)一控制信號(hào)決定電連接導(dǎo)通該主電源302與該輸出端303或是截止導(dǎo)通該主電源302與該輸出端303。
該在線互動(dòng)式不斷電供電裝置正常市電供電情況下，該充電電路其工作原理如下當(dāng)該充電開關(guān)元件Q5導(dǎo)通時(shí)，該主電源302正半周輸出時(shí)，該橋式整流器309的二極管D7與二極管D8導(dǎo)通，使變壓器307在一特定期間短路，對(duì)變壓器307的漏電感308進(jìn)行充電。當(dāng)該充電開關(guān)元件Q5截止導(dǎo)通時(shí)，漏電感產(chǎn)生電流維持電流連續(xù)，經(jīng)由反平行二極管D2，D3對(duì)該電瓶305充電。
當(dāng)該充電開關(guān)元件Q5導(dǎo)通時(shí)，該主電源302負(fù)半周輸出時(shí)，該橋式整流器309的二極管D6與二極管D9導(dǎo)通，使變壓器307在一特定期間短路，對(duì)變壓器307的漏電感308進(jìn)行充電。當(dāng)該充電開關(guān)元件Q5截止導(dǎo)通時(shí)，漏電感產(chǎn)生電流維持電流連續(xù)，經(jīng)由反平行二極管D1，D4對(duì)該電瓶305充電。
在本較佳實(shí)施例中，利用一限流電阻R1，串連連接該充電開關(guān)元件Q5，藉由設(shè)計(jì)該限流電阻R1的大小，可輕易限制充電電流的大小。
綜合上述，本發(fā)明提出了一種在線互動(dòng)式不斷電供電裝置的充電電路，利用單一控制開關(guān)即可實(shí)現(xiàn)不斷電供電裝置的充電電路對(duì)電瓶進(jìn)行充電。在本發(fā)明的在線互動(dòng)式不斷電供電裝置的充電電路中，利用單一控制開關(guān)即可將不斷電供電裝置的充電電路路徑與其逆變器路徑分開，并使用一限流電阻即可達(dá)到電流控制的目的。
權(quán)利要求
1.一種備用電力系統(tǒng)的充電電路，其特征在于，包含一輸出端，電連接一主電源，用以提供交流輸出電壓；一變壓器，其二次側(cè)電連接該輸出端；一電能儲(chǔ)存供應(yīng)裝置，用以提供直流電；一逆變器，其輸出端電連接該變壓器的一次側(cè)，該逆變器的輸入端連接該電能儲(chǔ)存供應(yīng)裝置，且該逆變器是由四個(gè)柵極控制切換開關(guān)元件組成一個(gè)橋式開關(guān)元件，該柵極控制切換開關(guān)元件分別具有一反向并聯(lián)二極管；一第一二極管，其正極端連接該橋式開關(guān)元件的的一輸出端；一第二二極管，其正端連接該橋式開關(guān)元件的另一輸出端；以及一充電開關(guān)元件，其第一導(dǎo)電端電連接該第一二極管與該第二二極管的一共陰極端，其第二導(dǎo)電端連接該電能儲(chǔ)存供應(yīng)裝置的負(fù)極，利用該充電開關(guān)元件的導(dǎo)通與截止對(duì)該電能儲(chǔ)存供應(yīng)裝置進(jìn)行充電。
2.如權(quán)利要求1所述的備用電力系統(tǒng)的充電電路，其特征在于，該電能儲(chǔ)存供應(yīng)裝置是為一電瓶。
3.如權(quán)利要求1所述的備用電力系統(tǒng)的充電電路，其特征在于，該柵極控制切換開關(guān)元件是為一功率金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，且該反向并聯(lián)二極管是為該功率金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的寄生反向并聯(lián)二極管。
4.如權(quán)利要求1所述的備用電力系統(tǒng)的充電電路，其特征在于，該備用電力系統(tǒng)的充電電路還包含一固定開關(guān)，連接于該主電源與該輸出端之間，根據(jù)一控制信號(hào)決定電連接導(dǎo)通或該主電源與該輸出端是截止導(dǎo)通該主電源與該輸出端。
5.如權(quán)利要求1所述的備用電力系統(tǒng)的充電電路，其特征在于，該備用電力系統(tǒng)是為一在線互動(dòng)式不斷電供電裝置。
6.如權(quán)利要求1所述的備用電力系統(tǒng)的充電電路，其特征在于，該備用電力系統(tǒng)還包含一限流電阻，串連連接該充電開關(guān)元件。
7.一種備用電力系統(tǒng)的充電電路，其特征在于，包含一輸出端，電連接一主電源，用以提供交流輸出電壓；一變壓器，其二次側(cè)電連接該輸出端；一電能儲(chǔ)存供應(yīng)裝置，用以提供直流電；一逆變器，其輸出端電連接該變壓器的一次側(cè)，該逆變器的輸入端連接該電能儲(chǔ)存供應(yīng)裝置，且該逆變器是由四個(gè)柵極控制切換開關(guān)元件組成一個(gè)橋式開關(guān)元件，該柵極控制切換開關(guān)元件分別具有一反向并聯(lián)二極管；一橋式整流器，其輸入端并連連接該逆變器的該輸出端；以及一充電開關(guān)元件，并連連接該橋式整流器的輸出端，利用該充電開關(guān)元件的導(dǎo)通與截止對(duì)該電能儲(chǔ)存供應(yīng)裝置進(jìn)行充電。
8.如權(quán)利要求7所述的備用電力系統(tǒng)的充電電路，其特征在于，該電能儲(chǔ)存供應(yīng)裝置是為一電瓶。
9.如權(quán)利要求7所述的備用電力系統(tǒng)的充電電路，其特征在于，該柵極控制切換開關(guān)元件是為一功率金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，且該反向并聯(lián)二極管是為該功率金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的寄生反向并聯(lián)二極管。
10.如權(quán)利要求7所述的備用電力系統(tǒng)的充電電路，其特征在于，該備用電力系統(tǒng)的充電電路還包含一固定開關(guān)，連接于該主電源與該輸出端之間，根據(jù)一控制信號(hào)決定電連接導(dǎo)通或該主電源與該輸出端截止導(dǎo)通該主電源與該輸出端。
11.如權(quán)利要求7所述的備用電力系統(tǒng)的充電電路，其特征在于，該備用電力系統(tǒng)是為一在線互動(dòng)式不斷電供電裝置。
12.如權(quán)利要求7所述的備用電力系統(tǒng)的充電電路，其特征在于，該備用電力系統(tǒng)還包含一限流電阻，串連連接該充電開關(guān)元件。
全文摘要
一種在線互動(dòng)式不斷電供電裝置的充電電路，包含一輸出端，電連接一主電源以提供一交流輸出電壓；一變壓器，其二次側(cè)電連接輸出端；一電能儲(chǔ)存供應(yīng)裝置，提供一直流電；一逆變器，其輸出端電連接變壓器的一次側(cè)，其輸入端連接電能儲(chǔ)存供應(yīng)裝置，且逆變器是由四個(gè)柵極控制切換開關(guān)元件組成一個(gè)橋式開關(guān)元件，柵極控制切換開關(guān)元件分別具有一反向并聯(lián)二極管；一第一二極管，其正極端連接橋式開關(guān)元件的一輸出端；一第二二極管，其正端連接橋式開關(guān)元件的另一輸出端；一充電開關(guān)元件，其第一導(dǎo)電端電連接第一二極管與第二二極管的一共陰極端，其第二導(dǎo)電端連接電能儲(chǔ)存供應(yīng)裝置的負(fù)極，利用充電開關(guān)元件的導(dǎo)通與截止對(duì)電能儲(chǔ)存供應(yīng)裝置進(jìn)行充電。
文檔編號(hào)H02J7/00GK1549418SQ03130910
公開日2004年11月24日 申請(qǐng)日期2003年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月7日
發(fā)明者許照陽(yáng), 林鴻杰 申請(qǐng)人:臺(tái)達(dá)電子工業(yè)股份有限公司