專利名稱：一種單逆變器串并聯(lián)ups電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及不間斷電源，具體涉及ー種單逆變器串并聯(lián)UPS電源。
背景技術(shù)：
UPS電源即不間斷電源，是ー種含有儲能裝置，以逆變器為主要組成部分的恒壓恒頻的不間斷電源，分為后備式、在線互動式、在線式和雙逆變器串并聯(lián)UPS。后備式UPS的逆變器市電正常時不工作，市電異常時逆變器工作，市電工作時只有簡單的濾波或抽頭式穩(wěn)壓；在線互動式和后備式一祥，只是變換器長期工作，市電正常時變換器為充電器，市電異常時為逆變器；在線互動式UPS具有很高的供電質(zhì)量，市電工作時 經(jīng)整流器將市電整成直流電，然后通過逆變器逆變出高質(zhì)量的正弦交流電供電給負載，但是通過整流和逆變雙變換效率低。而雙逆變器串并聯(lián)UPS在市電工作時由串聯(lián)逆變器穩(wěn)壓工作補償市電的電壓和失真，變換功率小，效率高抗過載能力強，當(dāng)市電正常時并聯(lián)逆變器為充電器給蓄電池充電，當(dāng)市電異常時，通過轉(zhuǎn)換關(guān)閉串聯(lián)逆變器，快速轉(zhuǎn)換為并聯(lián)逆變器逆變輸出，但是，雙逆變器串并聯(lián)UPS沒有在線式UPS那么好的供電質(zhì)量和零切換，且成本較聞。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題，就是提供ー種單逆變器串并聯(lián)UPS電源，其エ作效率高，負載能力強，成本低廉。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采取的技術(shù)方案如下ー種單逆變器串并聯(lián)UPS電源，包括市電輸入、整流電路、充電電路、蓄電池組、逆變器和控制電路，逆變器包括逆變變換電路和變壓濾波電路，其特征在于還包括切換電路，所述市電輸入依次連接切換電路、變壓濾波電路后輸出，市電輸入還依次連接整流電路、逆變變換電路和變壓濾波電路后輸出；蓄電池組連接于整流電路和逆變變換電路之間；所述控制電路分別與逆變變換電路、切換電路相連；當(dāng)市電輸入正常時，市電輸入通過切換電路和變壓濾波電路串聯(lián)供給輸出端負載，同時市電輸入還通過整流電路整流，再由控制電路調(diào)節(jié)逆變變換電路逆變變換輸出補償電壓，矢量疊加在市電輸入的電壓上后輸出；市電輸入還通過整流電路給蓄電池組充電；當(dāng)市電輸入異常時，由控制電路控制切換電路切換，使變壓濾波電路與輸出端負載并聯(lián)，同時蓄電池組放電輸出至逆變器，逆變出交流電供給輸出端負載。本實用新型所述單逆變器串并聯(lián)UPS電源還包括軟啟動電路，該軟啟動電路連接于整流電路和逆變變換電路之間。在上述基礎(chǔ)上，本實用新型可作如下改進本實用新型所述逆變變換電路主要包括由四個IGBT管構(gòu)成的IGBT逆變橋，所述控制電路的控制信號輸出端與IGBT逆變橋的柵極相連，以通過控制電路輸出逆變控制信號SPWM驅(qū)動波至IGBT逆變橋的柵極，調(diào)節(jié)逆變變換電路變換輸出的補償電壓。本實用新型所述單逆變器串并聯(lián)UPS電源還包括采樣電路，該采樣電路的輸入端分別連接切換電路的采樣輸出端、充電電路的采樣輸出端；所述采樣電路的采樣信號輸出至控制電路。本實用新型相比于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果本實用新型在市電正常時，逆變器串聯(lián)在負載回路上，當(dāng)市電異常時(電池逆變吋)則通過切換電路，將逆變器轉(zhuǎn)換為并聯(lián)在輸出端負載上，將蓄電池的電壓逆變輸出供電給負載，似的本UPS電源工作范圍寬，效率高，負載能力強，并且具有エ藝簡単，成本低，可靠性高的特點。
圖I是本實用新型單逆變器串并聯(lián)UPS電源的連接示意框圖；圖2是本實用新型單逆變器串并聯(lián)UPS電源的電路原理示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進ー步的詳細說明。如圖I所示的ー種單逆變器串并聯(lián)UPS電源，它包括市電輸入、整流電路、充電電路、蓄電池組、逆變器、控制電路、切換電路、軟啟動電路和采樣電路，市電輸入依次連接切換電路、變壓濾波電路后輸出，市電輸入還依次連接整流電路、逆變變換電路和變壓濾波電路后輸出；蓄電池組連接于整流電路和逆變變換電路之間；控制電路分別與逆變變換電路、切換電路相連；軟啟動電路連接于整流電路和逆變變換電路之間；采樣電路的輸入端分別連接切換電路的采樣輸出端、充電電路的采樣輸出端；采樣電路的采樣信號輸出至控制電路，控制電路根據(jù)采樣電路的采樣信號來控制切換電路的切換、控制對逆變變換電路發(fā)出的逆變控制信號、控制充電電路充電。當(dāng)市電輸入正常時，市電輸入通過切換電路和變壓濾波電路串聯(lián)供給輸出端負載，同時市電輸入還通過整流電路整流，再由控制電路調(diào)節(jié)逆變變換電路逆變變換輸出補償電壓，矢量疊加在市電輸入的電壓上后輸出；市電輸入還依次通過整流電路、充電電路給蓄電池組充電；當(dāng)市電輸入異常時，由控制電路控制切換電路切換，使變壓濾波電路與輸出端負載并聯(lián)，同時蓄電池組通過放電電路放電輸出至逆變器，逆變出交流電供給輸出端負載。如圖2所示，本實施例中，整流電路由輸入由電抗器LI、四個整流ニ極管Dl、D2、D3、D4組成。LI為消除整流器的諧波改善輸入的功率因數(shù)；四個整流ニ極管D1、D2、D3、D4將輸入的交流電整流為直流電；電阻Rl、繼電器RY2和電容Cl構(gòu)成軟啟動電路，電容Cl為濾波電容，用于平滑整流后的直流電壓；當(dāng)開機時繼電器RY2不吸合，由Rl限流給濾波電容Cl充電，當(dāng)電容充滿電后，才會閉合繼電器RY2的觸點，短接限流電阻R1，使整流電路與逆變變換電路接通。逆變器包括變壓濾波電路和逆變變換電路，即由總線熔斷器Fl、四個IGBT管Q1A、Q1B、QIC、QlD構(gòu)成的IGBT逆變橋、變壓器Tl和濾波電容器C2組成。IGBT逆變橋和電容C3構(gòu)成逆變變換電路，變壓器Tl和濾波電容器C2組成變壓濾波電路。總線熔斷器Fl用于保護逆變器過流或短路；控制電路的控制信號輸出端與IGBT逆變橋的柵極相連，以通過控制電路輸出逆變控制信號SPWM驅(qū)動波至IGBT逆變橋的柵極，進行橋式斬波變換，調(diào)節(jié)逆變變換電路變換輸出的補償電壓。變壓器Tl和濾波電容器C2是將斬波變換SPWM電壓進行電壓轉(zhuǎn)換并濾成純凈的交流電。切換電路由單刀雙擲繼電器RYl組成，其具有1-2觸點和1-3觸點，是對UPS進行市電逆變補償運行和電池逆變運行的切換。當(dāng)市電輸入正常時，控制電路將繼電器RYl切換到1-2觸點，將逆變器串聯(lián)在負載回路上，通過調(diào)節(jié)SPWM的電壓，將市電的輸入電壓和逆變電壓串聯(lián)進行矢量疊加，輸出穩(wěn)定的交流電；當(dāng)市電輸入高時，逆變器輸出一個和輸入反相的補償交流電壓進行疊加，使輸出電壓穩(wěn)定；當(dāng)市電輸入低時，逆變器輸出一個和輸入正相的補償交流電壓進行疊加，使輸出電壓穩(wěn)定；同時逆變器還補償輸入電壓的諧波，保證輸出電壓的純凈穩(wěn)定；當(dāng)市電輸入異常時(電池逆變時)則繼電器RYl切換到1-3觸點，將逆變器并聯(lián)在輸出端負載回路上，蓄電池組放電輸出至逆變器，逆變出交流電供給輸出端負載。充電電路主要由熔斷器F2、IGBT管Q2A、續(xù)流ニ極管D6、儲能電感L2和濾波電容C4組成，用于給蓄電池組充電。市電(165 275V)工作時，整理電路整流出的直流電壓在230 388VDC，經(jīng)熔斷器F2送給IGBT管Q2A、續(xù)流ニ極管D6、儲能電感L2和濾波電容C4組成的BUCK變換電路，降壓為220VDC的浮充電壓，經(jīng)RSl給電池充電，當(dāng)測量充電電流達到設(shè)定值時，轉(zhuǎn)為恒流模式充電，直到電池充到220VDC時轉(zhuǎn)為浮充電壓；充電電路是通過充電電流和充電電壓采樣雙閉環(huán)調(diào)節(jié)，以控制IGBT管Q2A的PWM脈沖信號。電池放電電路主要由電池開關(guān)K4和逆止ニ極管D5組成。市電正常運行時，整流電壓高于電池電壓，此時由逆止ニ極管D5反向阻斷；當(dāng)市電中斷時，蓄電池電壓通過電池開關(guān)K4和逆止ニ極管D5送到直流總線，然后通過總線熔斷器Fl送給IGBT逆變橋進行SPWM橋式斬波變換，再經(jīng)變壓器Tl和濾波電容器C2變換濾波，輸出純凈的交流電。開關(guān)Kl為輸入開關(guān)，采用小型斷路器，用于手動控制交流輸入的通斷并作為輸入過流短路脫扣保護；開關(guān)K3為輸出開關(guān)，也可采用小型斷路器，用于手動控制交流輸出的通斷并作為輸出過流短路脫扣保護；開關(guān)K2為手動旁路開關(guān)，采用小型斷路器，用于負載不斷電地進行UPS電源的檢修維護，開關(guān)K2串接在交流輸入和負載端之間。當(dāng)需進行UPS電源的檢修維護時，閉合旁路開關(guān)K2，此時交流輸入直接供電給負載，然后斷開輸入開關(guān)Kl和輸出開關(guān)K3，使UPS電源內(nèi)部斷開與交流輸入和負載的連接，實現(xiàn)在線不停電維修。上述實施例僅為本實用新型的較佳實施例，并非用來限定本實用新型的實施范圍；即凡依本實用新型內(nèi)容所作的變化與變型，都為本實用新型權(quán)利要求所要求保護的范圍所涵蓋。
權(quán)利要求1.ー種單逆變器串并聯(lián)UPS電源，包括市電輸入、整流電路、充電電路、蓄電池組、逆變器和控制電路，逆變器包括逆變變換電路和變壓濾波電路，其特征在于還包括切換電路，所述市電輸入依次連接切換電路、變壓濾波電路后輸出，市電輸入還依次連接整流電路、逆變變換電路和變壓濾波電路后輸出；蓄電池組連接于整流電路和逆變變換電路之間；所述控制電路分別與逆變變換電路、切換電路相連； 當(dāng)市電輸入正常時，市電輸入通過切換電路和變壓濾波電路串聯(lián)供給輸出端負載，同時市電輸入還通過整流電路整流，再由控制電路調(diào)節(jié)逆變變換電路逆變變換輸出補償電壓，矢量疊加在市電輸入的電壓上后輸出；市電輸入還通過整流電路給蓄電池組充電； 當(dāng)市電輸入異常吋，由控制電路控制切換電路切換，使變壓濾波電路與輸出端負載并聯(lián)，同時蓄電池組放電輸出至逆變器，逆變出交流電供給輸出端負載。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單逆變器串并聯(lián)UPS電源，其特征在于所述單逆變器串并聯(lián)UPS電源還包括軟啟動電路，該軟啟動電路連接于整流電路和逆變變換電路之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單逆變器串并聯(lián)UPS電源，其特征在于所述逆變變換電路主要包括由四個IGBT管構(gòu)成的IGBT逆變橋，所述控制電路的控制信號輸出端與IGBT逆變橋的柵極相連，以通過控制電路輸出逆變控制信號SPWM驅(qū)動波至IGBT逆變橋的柵極，調(diào)節(jié)逆變變換電路變換輸出的補償電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的單逆變器串并聯(lián)UPS電源，其特征在于所述單逆變器串并聯(lián)UPS電源還包括采樣電路，該采樣電路的輸入端分別連接切換電路的采樣輸出端、充電電路的采樣輸出端；所述采桿電路的采樣信號輸出至控制電路。
專利摘要本實用新型公開了一種單逆變器串并聯(lián)UPS電源，包括市電輸入、整流電路、充電電路、蓄電池組、逆變器和控制電路，逆變器包括逆變變換電路和變壓濾波電路，其特征在于還包括切換電路，所述市電輸入依次連接切換電路、變壓濾波電路后輸出，市電輸入還依次連接整流電路、逆變變換電路和變壓濾波電路后輸出；蓄電池組連接于整流電路和逆變變換電路之間；所述控制電路分別與逆變變換電路、切換電路相連；本實用新型的UPS電源工作效率高，負載能力強，成本低廉。
文檔編號H02J9/06GK202663185SQ20122032969
公開日2013年1月9日 申請日期2012年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月9日
發(fā)明者潘世高, 羅蜂, 黃敏 申請人:佛山市柏克新能科技股份有限公司