一種太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)，包括太陽(yáng)能單元、市電單元、電池、直流/直流升壓?jiǎn)卧椭绷?交流逆變器，其中，太陽(yáng)能單元用于向直流/直流升壓?jiǎn)卧峁┲绷麟姴殡姵爻潆姡须妴卧糜谙蛑绷?交流逆變器提供直流電并為電池充電，電池用于存儲(chǔ)太陽(yáng)能單元和/或市電單元提供的電能，還用于向直流/直流升壓?jiǎn)卧峁┲绷麟姡绷?直流升壓?jiǎn)卧糜谥绷麟娚龎汉筝敵龅街绷?交流逆變器，直流/交流逆變器用于將市電單元和/或直流/直流升壓?jiǎn)卧峁┑闹绷麟娹D(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姴⑤敵鼋o負(fù)載。本發(fā)明在市電中斷并且電池沒(méi)有足夠直流電的情況下，能繼續(xù)為負(fù)載提供電力供應(yīng)，從而維持負(fù)載正常工作，防止負(fù)載軟、硬件受到損壞。
【專利說(shuō)明】—種太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及不間斷電源供電系統(tǒng)，具體涉及一種太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著生產(chǎn)力的發(fā)展，能源危機(jī)和環(huán)境污染成為困擾世界各國(guó)的兩大難題，太陽(yáng)能作為一種廣泛分布的清潔可再生能源有很好的應(yīng)用前景。
[0003]不間斷電源(UninterruptiblePower System/Uninterruptible Power Supply,簡(jiǎn)稱UPS)主要用于給單臺(tái)計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或其它電力電子設(shè)備提供穩(wěn)定、不間斷的電力供應(yīng)，保證這些計(jì)算機(jī)或電力電子設(shè)備的用電穩(wěn)定。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中的不間斷電源系統(tǒng)是通過(guò)市電輸入和蓄電池為負(fù)載提供穩(wěn)定的用電，將市電輸入的電壓或蓄電池輸入的電壓通過(guò)逆變器電路將電壓轉(zhuǎn)換成負(fù)載需要的電壓。當(dāng)市電輸入正常時(shí)，UPS將市電穩(wěn)壓后供應(yīng)給負(fù)載使用，此時(shí)的UPS就是一臺(tái)交流市電穩(wěn)壓器，同時(shí)它還向電池充電；當(dāng)市電中斷時(shí)，UPS立即將電池的直流電能通過(guò)逆變器向負(fù)載繼續(xù)供應(yīng)穩(wěn)定的交流電。
[0005]然而，當(dāng)市電中斷并且蓄電池沒(méi)有儲(chǔ)存足夠直流電的情況下，現(xiàn)有技術(shù)中的不間斷電源系統(tǒng)便不能繼續(xù)為負(fù)載提供電力供應(yīng)，不能使負(fù)載維持正常工作，甚至造成負(fù)載的軟、硬件受到損壞。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中在市電中斷并且電池沒(méi)有儲(chǔ)存足夠直流電的情況下的不間斷電源系統(tǒng)不能繼續(xù)為負(fù)載提供電力供應(yīng)的問(wèn)題。
[0007]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種不間斷電源系統(tǒng)，包括太陽(yáng)能單元、市電單元、電池、直流/直流升壓?jiǎn)卧椭绷?交流逆變器，其特征在于，
[0008]所述太陽(yáng)能單元用于向直流/交流逆變器提供直流電并且為所述電池充電；
[0009]所述市電單元用于向直流/交流逆變器提供直流電并且為所述電池充電；
[0010]所述電池用于存儲(chǔ)所述太陽(yáng)能單元和/或所述市電單元提供的電能，還用于向直流/交流逆變器提供直流電；
[0011]所述直流/直流升壓?jiǎn)卧糜趯⑺鎏?yáng)能單元和/或電池提供的直流電升壓后輸出到所述直流/交流逆變器；
[0012]所述直流/交流逆變器用于將所述市電單元和/或所述直流/直流升壓?jiǎn)卧峁┑闹绷麟娹D(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姴⑤敵鼋o負(fù)載。
[0013]進(jìn)一步地，所述市電單元包括交流/直流升壓子單元，用于將所述市電單元輸入的市電轉(zhuǎn)換成直流電，并將所述直流電升壓后輸出到所述直流/交流逆變器。
[0014]進(jìn)一步地，所述市電單元還包括輸入濾波子單元，用于對(duì)市電單元提供的市電進(jìn)行濾波并輸出給所述交流/直流升壓子單元。[0015]進(jìn)一步地，所述市電單元還包括市電充電器，用于將所述市電單元提供的市電輸入到電池。
[0016]進(jìn)一步地，所述太陽(yáng)能單元包括太陽(yáng)能子單元和最大功率點(diǎn)跟蹤充電器，所述太陽(yáng)能子單元用于提供直流電，所述最大功率點(diǎn)跟蹤充電器用于將所述太陽(yáng)能子單元提供的直流電轉(zhuǎn)換為直流/直流升壓?jiǎn)卧螂姵厮璧碾妷骸?br>
[0017]進(jìn)一步地，所述太陽(yáng)能不間斷系統(tǒng)還包括旁路單元，用于當(dāng)直流/交流逆變器故障時(shí)將市電單元提供的市電輸出到負(fù)載。
[0018]進(jìn)一步地，當(dāng)太陽(yáng)能單元、市電單元和電池都正常時(shí)，優(yōu)先使用太陽(yáng)能單元提供的電能供電，當(dāng)負(fù)載需要的功率小于太陽(yáng)能單元提供的最大功率時(shí)，所述負(fù)載需要的能量由太陽(yáng)能單元輸入的電能提供，所述太陽(yáng)能單元將剩余的電能提供給電池，當(dāng)負(fù)載需要的功率大于太陽(yáng)能單元提供的最大功率時(shí)，所述負(fù)載需要的電能由太陽(yáng)能單元和市電單元共同提供。
[0019]進(jìn)一步地，當(dāng)太陽(yáng)能單元和電池正常，市電單元異常時(shí)，當(dāng)負(fù)載需要的功率小于太陽(yáng)能單元輸入的最大功率時(shí)，所述負(fù)載需要的能量由太陽(yáng)能單元輸入的電能提供，所述太陽(yáng)能單元將剩余的電能提供給電池，當(dāng)負(fù)載需要的功率大于太陽(yáng)能單元輸入的最大功率時(shí)，所述負(fù)載需要的電能由太陽(yáng)能單元和電池共同提供。
[0020]進(jìn)一步地，當(dāng)市電單元和電池正常，太陽(yáng)能單元發(fā)生異常時(shí)，所述負(fù)載需要的電能由市電單元輸入的市電提供。
[0021]進(jìn)一步地，當(dāng)太陽(yáng)能單元和市電單元發(fā)生異常，電池正常時(shí)，所述負(fù)載需要的電能由電池提供。
[0022]本發(fā)明實(shí)施例提供的太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)，通過(guò)太陽(yáng)能單元和市電單元分別向直流/交流逆變器提供直流電，并分別為所述電池進(jìn)行充電，通過(guò)直流/直流升壓?jiǎn)卧獙⑻?yáng)能單元和/或電池提供的直流電輸出到直流/交流逆變器，通過(guò)直流/交流逆變器將太陽(yáng)能單元和/或市電單元和/或電池提供的電能輸出到負(fù)載供負(fù)載使用，使得太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)在市電中斷并且電池沒(méi)有儲(chǔ)存足夠直流電的情況下，能繼續(xù)為負(fù)載提供電力供應(yīng)，從而維持負(fù)載正常工作，防止負(fù)載的軟、硬件受到損壞。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0023]下面將通過(guò)參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例，使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更清楚本發(fā)明的上述及其他特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖中:
[0024]圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例中的太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；
[0025]圖1a是本發(fā)明第一實(shí)施例中的太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)第一種工作模式的示意圖；
[0026]圖1b是本發(fā)明第一實(shí)施例中的太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)第二種工作模式的示意圖；
[0027]圖1c是本發(fā)明第一實(shí)施例中的太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)第三種工作模式的示意圖；
[0028]圖1d是本發(fā)明第一實(shí)施例中的太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)第四種工作模式的示意圖；[0029]圖1e是本發(fā)明第一實(shí)施例中的太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)第五種工作模式的示意圖；
[0030]圖1f是本發(fā)明第一實(shí)施例中的太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)第六種工作模式的示意圖；
[0031]圖2a是本發(fā)明第一實(shí)施例中的太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)計(jì)算太陽(yáng)能單元輸出電流的原理圖；
[0032]圖2b是本發(fā)明第一實(shí)施例中的太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)計(jì)算太陽(yáng)能單元輸出電壓的原理圖；
[0033]圖3是本發(fā)明第二實(shí)施例中的太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；
[0034]圖3a是本發(fā)明第二實(shí)施例中的太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)第一種工作模式的示意圖；
[0035]圖3b是本發(fā)明第二實(shí)施例中的太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)第二種工作模式的示意圖；
[0036]圖3c是本發(fā)明第二實(shí)施例中的太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)第三種工作模式的示意圖；
[0037]圖3d是本發(fā)明第二實(shí)施例中的太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)第四種工作模式的示意圖；
[0038]圖3e是本發(fā)明第二實(shí)施例中的太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)第五種工作模式的示意圖；
[0039]圖3f是本發(fā)明第二實(shí)施例中的太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)第六種工作模式的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。可以理解的是，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對(duì)本發(fā)明的限定。另外還需要說(shuō)明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部?jī)?nèi)容。
[0041]圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例中的太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示，該不間斷電源系統(tǒng)可應(yīng)用于政府機(jī)構(gòu)、金融機(jī)構(gòu)或數(shù)據(jù)中心等機(jī)構(gòu)的單臺(tái)計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或其他電力電子設(shè)備中，從而提供穩(wěn)定、不間斷的電力供應(yīng)，保證這些計(jì)算機(jī)或電力電子設(shè)備的用電穩(wěn)定，所述不間斷電源系統(tǒng)包括:太陽(yáng)能單元11、市電單元12、電池13、直流/直流升壓?jiǎn)卧?4和直流/交流逆變器15。
[0042]所述太陽(yáng)能單元11用于向直流/直流升壓?jiǎn)卧?4提供直流電并且為所述電池13充電，所述太陽(yáng)能單元11提供的電能沒(méi)有地域的限制，無(wú)論陸地或海洋，無(wú)論高山或島嶼，都處處皆有，可直接開(kāi)發(fā)和利用，便于采集，且無(wú)須開(kāi)采和運(yùn)輸，開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能不會(huì)污染環(huán)境，因此，利用太陽(yáng)能單元11來(lái)提供電能對(duì)于不間斷電源系統(tǒng)有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。
[0043]所述市電單元12用于向直流/交流逆變器14提供直流電并且為所述電池13充電，所述市電也就是工頻交流電，是從政府的電網(wǎng)里面提取的電力資源，全世界的市電有不相同的電壓標(biāo)準(zhǔn)，如我國(guó)一般為220V (伏),美國(guó)為IlOV (伏)。
[0044]所述電池13用于存儲(chǔ)所述太陽(yáng)能單元11和/或所述市電單元12提供的電能，還用于向直流/直流升壓14提供直流電，所述電池13可以為密封式免維護(hù)鉛酸蓄電池。
[0045]所述直流/直流升壓?jiǎn)卧?4用于將所述太陽(yáng)能單元11和/或電池13提供的直流電升壓后輸出到所述直流/交流逆變器15。
[0046]所述直流/交流逆變器15用于將所述太陽(yáng)能單元11和/或所述直流/直流升壓?jiǎn)卧?4提供的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姴⑤敵鼋o負(fù)載。
[0047]優(yōu)選的，圖1a是本發(fā)明第一實(shí)施例中的太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)第一種工作模式的示意圖，如圖1a所示，圖中帶箭頭的線表示所述太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)中電能的流向，帶“ X ”的線表示所述太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)中電能不通過(guò)，當(dāng)太陽(yáng)能單元11、市電單元12和電池13都正常時(shí)，優(yōu)先使用太陽(yáng)能單元11提供的電能供電，當(dāng)負(fù)載需要的功率小于太陽(yáng)能單元11輸入的最大功率時(shí)，所述負(fù)載需要的能量由太陽(yáng)能單元11輸入的電能提供，所述太陽(yáng)能單元11將剩余的電能提供給電池13，例如:所述太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)測(cè)得該太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)輸出端的輸出電壓Vo為220V，輸出電流1為2A，測(cè)得所述太陽(yáng)能單元11的輸出電壓Vol為110V，輸出電流1l為10A，那么負(fù)載的功率為Pl=VoX1=440W，太陽(yáng)能單元11提供的功率為P2=Vol X 1l=IlOOff,比較負(fù)載所需要的功率和所述太陽(yáng)能單元11能夠提供的最大功率可知，負(fù)載所需要的功率小于所述太陽(yáng)能單元11能夠提供的最大功率。所述太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)在這種工作模式下，負(fù)載需要的能量由太陽(yáng)能單元11輸入的電能經(jīng)過(guò)直流/直流升壓?jiǎn)卧?4后將太陽(yáng)能單元11提供的電能升壓后輸出到直流/交流逆變器15，所述直流/交流逆變器15將直流電轉(zhuǎn)化為交流電以后輸出到負(fù)載，所述太陽(yáng)能單元將剩余的電能提供給電池13，所述市電單元12可以通過(guò)小功率的市電充電器將市電輸入到所述電池13。
[0048]圖1b是本發(fā)明第一實(shí)施例中的太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)第二種工作模式的示意圖，如圖1b所示，圖中帶箭頭的線表示所述太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)中電能的流向，帶“ X ”的線表示所述太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)中電能不通過(guò)，當(dāng)太陽(yáng)能單元11、市電單元12和電池13都正常時(shí)，當(dāng)負(fù)載需要的功率大于太陽(yáng)能單元11輸入的最大功率時(shí)，所述負(fù)載需要的能量由太陽(yáng)能單元11和市電單元12共同提供。例如:所述太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)測(cè)得該系統(tǒng)的輸出電壓Vo為220V，輸出電流1為10A，測(cè)得太陽(yáng)能單元11的輸出電壓Vol為110V，輸出電流1l為10A，那么負(fù)載的功率為Pl=VoX1=2200W，太陽(yáng)能單元11提供的功率為P2=Vol X 1l=IlOOff,比較負(fù)載所需要的功率和太陽(yáng)能單元11能夠提供的最大功率可知，所述負(fù)載需要的功率大于太陽(yáng)能單元11提供的最大功率，所述太陽(yáng)能單元11將1100W電能供給負(fù)載使用，所述負(fù)載需要的另外1100W電能由市電單元12提供，此外，所述市電單元12可以通過(guò)小功率的市電充電器將市電輸入到所述電池13，這樣做好處在于防止太陽(yáng)能單元11提供的功率突然變小時(shí)，負(fù)載所需的功率能夠迅速?gòu)乃鍪须妴卧?2補(bǔ)充進(jìn)來(lái)，此夕卜，能夠防止太陽(yáng)能單元11長(zhǎng)時(shí)間不能提供電能或者太陽(yáng)能單元11提供的功率長(zhǎng)時(shí)間小于負(fù)載而不能對(duì)蓄電池充電時(shí)，所述電池13的電量不為零。
[0049]優(yōu)選的，圖1c是本發(fā)明第一實(shí)施例中的太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)第三種工作模式的示意圖，如圖1c所示，圖中帶箭頭的線表示所述太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)中電能的流向，帶“ X ”的線表示所述太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)中電能不通過(guò)，當(dāng)太陽(yáng)能單元11和電池13正常，所述市電單元12異常時(shí)，當(dāng)負(fù)載需要的功率小于太陽(yáng)能單元11輸入的最大功率時(shí)，所述負(fù)載需要的能量由太陽(yáng)能單元11輸入的電能經(jīng)過(guò)直流/直流升壓?jiǎn)卧?4后將太陽(yáng)能單元11提供的電能升壓后輸出到直流/交流逆變器15，所述直流/交流逆變器15將直流電轉(zhuǎn)化為交流電以后輸出到負(fù)載，所述太陽(yáng)能單元11將剩余的電能提供給電池13進(jìn)行充電。
[0050]圖1d是本發(fā)明第一實(shí)施例中的太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)第四種工作模式的示意圖，如圖1d所示，圖中帶箭頭的線表示所述太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)中電能的流向，帶“ X ”的線表示所述太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)中電能不通過(guò)，當(dāng)太陽(yáng)能單元11和電池13正常，市電單元12發(fā)生異常時(shí)，當(dāng)負(fù)載需要的功率大于太陽(yáng)能單元11輸入的最大功率時(shí)，所述負(fù)載需要的電能由太陽(yáng)能單元11和電池13共同提供。
[0051]優(yōu)選的，圖1e是本發(fā)明第一實(shí)施例中的太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)第五種工作模式的示意圖，如圖1e所示，圖中帶箭頭的線表示所述太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)中電能的流向，帶“ X ”的線表示所述太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)中電能不通過(guò)，當(dāng)市電單元12和電池13正常，太陽(yáng)能單元11發(fā)生異常時(shí)，所述負(fù)載需要的電能由市電單元12輸入的市電提供。所述市電單元12提供的市電足以滿足所述負(fù)載使用，此時(shí)所述市電單元12可以通過(guò)小功率充電器對(duì)所述電池13進(jìn)行充電。
[0052]優(yōu)選的，圖1f是本發(fā)明第一實(shí)施例中的太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)第六種工作模式的示意圖，如圖1f所示，圖中帶箭頭的線表示所述太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)中電能的流向，帶“ X ”的線表示所述太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)中電能不通過(guò)，當(dāng)太陽(yáng)能單元11和市電單元12發(fā)生異常，所述電池13正常時(shí)，所述負(fù)載需要的電能由電池13提供的直流電提供。所述電池13可以根據(jù)不同的負(fù)載具有不同的容量，即根據(jù)不同的負(fù)載設(shè)置不同的電池?cái)?shù)目，例如:3K容量太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)需要配備6節(jié)12V的電池，當(dāng)電池13被充滿時(shí)，其提供的能量能夠滿足負(fù)載的需求。
[0053]上述實(shí)施例提供的太陽(yáng)能不間斷系統(tǒng)能夠自動(dòng)監(jiān)測(cè)負(fù)載所需要的功率和太陽(yáng)能單元11能夠提供的最大功率，通過(guò)分別跟蹤測(cè)量太陽(yáng)能單元和負(fù)載的電流和電壓，便可以知道太陽(yáng)能單元11和負(fù)載的功率。圖2a為本發(fā)明實(shí)施例提供的太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)中測(cè)量太陽(yáng)能單元11的輸出電流的原理圖，包括電流傳感器21、第一分壓電阻R22、第二分壓電阻R23、第一電容C24、第二電容C25、第三電容C26和第四電容C27，如圖2a所示，所述電流傳感器21用于將一個(gè)電流源(即圖1中太陽(yáng)能單元11的輸出電流)轉(zhuǎn)換為一個(gè)電壓源(即圖2a中的I+和1-)，此電壓信號(hào)通過(guò)第一分壓電阻R22和第二分壓電阻R23分壓后得到一個(gè)為0-3.3V之間的電壓，所述太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)的控制芯片采集所述0-3.3V之間的電壓信號(hào)，通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)部的算法能夠獲得太陽(yáng)能單元11的輸出電流。由于控制芯片只能夠采樣電壓，不能采樣電流，因此需要把電流源轉(zhuǎn)換為電壓源后進(jìn)行處理。
[0054]圖2b為上述實(shí)施例提供的太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)中測(cè)量太陽(yáng)能單元11的輸出電壓的原理圖，包括第三分壓電阻R28和第四分壓電阻R29，如圖2b所示，將太陽(yáng)能單元11的輸出電壓通過(guò)第三分壓電阻R28和第四分壓電阻R29分壓后得到一個(gè)0-3.3V之間的電壓(圖2b中的V+)，然后該太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)的控制芯片采集所述0-3.3V之間的電壓后，通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)部的算法能夠獲得太陽(yáng)能單元11的輸出電壓。
[0055]獲得太陽(yáng)能單元I的輸出電流和輸出電壓后，將所述輸出電流和輸出電壓相乘，便獲得太陽(yáng)能單元11提供的功率。
[0056]上述實(shí)施例中，計(jì)算負(fù)載功率的方法與計(jì)算太陽(yáng)能單元功率的方法相同，在此不再贅述。[0057]本發(fā)明實(shí)施例提供的太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)，通過(guò)太陽(yáng)能單元向直流/直流升壓?jiǎn)卧峁┲绷麟姴⑾螂姵爻潆?，通過(guò)市電單元向直流/交流逆變器提供直流電并為電池充電，通過(guò)直流/直流升壓?jiǎn)卧獙⑻?yáng)能單元和/或電池提供直流電升壓后輸出到直流/交流逆變器，通過(guò)直流/交流逆變器將太陽(yáng)能單元和/或市電單元和/或電池提供的電能輸出到負(fù)載供負(fù)載使用，使得太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)在市電中斷并且電池沒(méi)有儲(chǔ)存足夠直流電的情況下，能繼續(xù)為負(fù)載提供電力供應(yīng)，從而維持負(fù)載正常工作，防止負(fù)載的軟、硬件受到損壞。
[0058]圖3是本發(fā)明第二實(shí)施例中的不間斷電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，如圖3所示，該實(shí)施例提供的不間斷電源系統(tǒng)以上述實(shí)施例為基礎(chǔ)，所述不間斷電源系統(tǒng)包括:太陽(yáng)能單元31、市電單元32、電池33、直流/直流升壓?jiǎn)卧?4、直流/交流逆變器35和旁路單元36。其中，所述太陽(yáng)能單元31包括太陽(yáng)能子單元311和最大功率點(diǎn)跟蹤充電器312，所述市電單元32包括輸入濾波子單元321、交流/直流升壓子單元322和市電充電器323。
[0059]所述太陽(yáng)能子單元311與所述最大功率點(diǎn)跟蹤充電器313連接，用于向直流/直流升壓?jiǎn)卧?4提供直流電并且為所述電池33充電，所述最大功率點(diǎn)跟蹤充電器313連接于太陽(yáng)能子單元311和電池33之間，用于將所述太陽(yáng)能子單元311提供的直流電轉(zhuǎn)換為直流/直流升壓?jiǎn)卧?4或電池33所需的電壓。
[0060]所述市電單元32用于向直流/交流逆變器35提供直流電并且為所述電池33充電，所述市電單元32提供的市電經(jīng)過(guò)所述輸入濾波子單元321進(jìn)行濾波后輸出到所述交流/直流升壓子單元322，所述交流/直流升壓子單元322連接于所述輸入濾波子單元321與直流/交流逆變器35之間，用于將經(jīng)過(guò)濾波后的市電轉(zhuǎn)換成直流電，并將所述直流電升壓后輸出到所述直流/交流逆變器35，所述市電充電器323連接于所述輸入濾波子單元321和電池33之間，用于將所述市電單元32提供的市電輸入到電池33。
[0061]所述電池33用于存儲(chǔ)所述太陽(yáng)能單元31和/或所述市電單元32提供的電能，還用于向直流/直流升壓?jiǎn)卧?4提供直流電。
[0062]所述直流/直流升壓?jiǎn)卧?4，用于將所述太陽(yáng)能單元31和/或電池33提供的直流電升壓后輸出到所述直流/交流逆變器35。
[0063]所述直流/交流逆變器35用于將所述市電單元32和/或直流/直流升壓?jiǎn)卧?4提供的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姴⑤敵鼋o負(fù)載。
[0064]所述旁路單元36的輸入端連接于輸入濾波子單元321和交流/直流升壓?jiǎn)卧?22之間，輸出端與直流/交流逆變單元35連接，用于當(dāng)負(fù)載發(fā)生過(guò)載或直流/交流逆變器35發(fā)生故障時(shí)將市電單元32提供的市電輸出給負(fù)載。在不影響負(fù)荷供電的情況下，對(duì)所述太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)進(jìn)行檢修和維護(hù)。
[0065]優(yōu)選的，所述太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)還包括輸出濾波單元37，與所述直流/交流逆變器35連接，用于對(duì)輸出電壓進(jìn)行濾波，從而為負(fù)載提供高質(zhì)量的電能。
[0066]優(yōu)選的，圖3a是本發(fā)明第二實(shí)施例中的太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)第一種工作模式的示意圖，如圖3a所示，圖中帶箭頭的線表示所述太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)中電能的流向，帶“ X ”的線表示所述太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)中電能不通過(guò)，當(dāng)市電單元32、太陽(yáng)能單元31輸入和電池33都正常的情況下，優(yōu)先使用太陽(yáng)能單元31提供的電能為所述太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)供電，當(dāng)負(fù)載需要的功率小于太陽(yáng)能單元31提供的最大功率時(shí)，太陽(yáng)能子單元311輸入的電能經(jīng)過(guò)最大功率點(diǎn)跟蹤充電器312將所述電能輸入到所述直流/直流升壓?jiǎn)卧?4，將所述太陽(yáng)能子單元311提供的電能升壓到合適的直流電壓，并輸出到直流/交流逆變器35后轉(zhuǎn)化為交流電，再將所述交流電輸出到輸出濾波單元37進(jìn)行濾波后供給負(fù)載使用，所述太陽(yáng)能子單元311將多余的一部分電能通過(guò)最大功率點(diǎn)跟蹤充電器312發(fā)送給所述電池33進(jìn)行充電。
[0067]圖3b是本發(fā)明第二實(shí)施例中的太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)第二種工作模式的示意圖，如圖3b所示，圖中帶箭頭的線表示所述太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)中電能的流向，帶“ X ”的線表示所述太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)中電能不通過(guò)，當(dāng)太陽(yáng)能單元31、市電單元32和電池33都正常時(shí)，當(dāng)負(fù)載的功率大于太陽(yáng)能單元31提供的最大功率時(shí)，太陽(yáng)能子單元311提供的電能經(jīng)過(guò)所述最大功率點(diǎn)跟蹤充電器312將所述電能輸出到直流/直流升壓?jiǎn)卧?4，將太陽(yáng)能子單元311提供的電能升壓到合適的直流電壓，并輸出到直流/交流逆變器35后轉(zhuǎn)化為交流電壓，再將所述交流電壓輸出到輸出濾波單元37進(jìn)行濾波后供給負(fù)載使用，負(fù)載所需要的另一部分電能則由市電單元32輸入的市電經(jīng)過(guò)輸入濾波單元321濾波后輸出到交流/直流升壓?jiǎn)卧?22，將所述市電轉(zhuǎn)化為直流電壓并升壓到合適的電壓后輸出到直流/交流逆變器35，所述直流/交流逆變器35將升壓后的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，并輸出到輸出濾波單元37進(jìn)行濾波后供給負(fù)載，從而滿足了負(fù)載的用電需求。
[0068]優(yōu)選的，圖3c是本發(fā)明第二實(shí)施例中的太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)第三種工作模式的示意圖，如圖3c所示，圖中帶箭頭的線表示所述太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)中電能的流向，帶“ X ”的線表示所述太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)中電能不通過(guò)，當(dāng)所述市電單元32發(fā)生異常，所述電池33和所述太陽(yáng)能單元31正常時(shí)，當(dāng)負(fù)載的功率小于太陽(yáng)能單元31能提供的最大功率，則太陽(yáng)能子單元311輸入的電能經(jīng)過(guò)最大功率點(diǎn)跟蹤充電器312將所述電能輸入到所述直流/直流升壓?jiǎn)卧?4，將太陽(yáng)能子單元311輸入的電能升壓到合適的直流電壓，并輸出到直流/交流逆變器35后轉(zhuǎn)化為交流電，再將所述交流電輸出到輸出濾波單元37進(jìn)行濾波后供給負(fù)載使用，所述太陽(yáng)能子單元311將多余的一部分電能通過(guò)最大功率點(diǎn)跟蹤充電器312發(fā)送給所述電池33進(jìn)行充電。
[0069]圖3d是本發(fā)明第二實(shí)施例中的太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)第四種工作模式的示意圖，如圖3d所示，圖中帶箭頭的線表示所述太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)中電能的流向，帶“ X ”的線表示所述太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)中電能不通過(guò)，當(dāng)所述市電單元32發(fā)生異常，所述電池33和所述太陽(yáng)能單元31正常時(shí)，當(dāng)負(fù)載的功率大于太陽(yáng)能單元31提供的最大功率，則太陽(yáng)能子單元311提供的電能經(jīng)過(guò)所述最大功率點(diǎn)跟蹤充電器312將所述電能輸出到直流/直流升壓?jiǎn)卧?4，將太陽(yáng)能子單元311提供的電能升壓到合適的直流電壓，并輸出到直流/交流逆變器35，將所述直流電轉(zhuǎn)化為交流電，再將所述交流電輸出到輸出濾波單元37進(jìn)行濾波后供給負(fù)載使用，負(fù)載所需要的另一部分電能則由電池33輸入的直流電經(jīng)過(guò)直流/直流升壓?jiǎn)卧?4后輸出到直流/交流逆變器35將所述直流電轉(zhuǎn)化為交流電，再將所述交流電輸出到輸出濾波單元37進(jìn)行濾波后供給負(fù)載使用，從而滿足負(fù)載的供電需求。
[0070]優(yōu)選的，圖3e是本發(fā)明第二實(shí)施例中的太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)第五種工作模式的示意圖，如圖3e所示，圖中帶箭頭的線表示所述太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)中電能的流向，帶“ X ”的線表示所述太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)中電能不通過(guò)，當(dāng)市電單元32正常，電池33正常，太陽(yáng)能單元31發(fā)生異常時(shí)，負(fù)載所需的能量由市電單元32輸入的市電經(jīng)過(guò)輸入濾波單元321濾波后輸出到交流/直流升壓?jiǎn)卧?22，將所述市電轉(zhuǎn)化為直流電壓并升壓到合適的電壓后輸出到直流/交流逆變器35，所述直流/交流逆變器35將升壓后的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，并輸出到輸出濾波單元37進(jìn)行濾波后供給負(fù)載，同時(shí)，市電單元32將一部分電能通過(guò)市電充電器323后對(duì)電池33進(jìn)行充電。
[0071]優(yōu)選的，圖3f是本發(fā)明第二實(shí)施例中的太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)第六種工作模式的示意圖，如圖3f所示，圖中帶箭頭的線表示所述太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)中電能的流向，帶“ X ”的線表示所述太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)中電能不通過(guò)，當(dāng)市電單元32發(fā)生異常，電池33正常，太陽(yáng)能單元31發(fā)生異常時(shí)，所述太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)工作在電池模式下，此時(shí)負(fù)載所需的電能由電池33輸入的直流電經(jīng)過(guò)直流/直流升壓?jiǎn)卧?4后輸出到直流/交流逆變器35將所述電池提供的直流電轉(zhuǎn)化為交流電，再將所述交流電輸出到輸出濾波單元37進(jìn)行濾波后供給負(fù)載使用，從而滿足負(fù)載的供電需求。
[0072]本發(fā)明實(shí)施例提供的太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)，通過(guò)太陽(yáng)能單元向負(fù)載和電池提供太陽(yáng)能，通過(guò)市電單元向負(fù)載和電池提供市電，并通過(guò)直流/交流逆變器將太陽(yáng)能單元和/或市電單元和/或電池提供的能量輸出到負(fù)載供負(fù)載使用，使得太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)在市電中斷并且電池沒(méi)有儲(chǔ)存足夠直流電的情況下，能繼續(xù)為負(fù)載提供電力供應(yīng)，從而維持負(fù)載正常工作，防止負(fù)載的軟、硬件受到損壞。
[0073]注意，上述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例及所運(yùn)用技術(shù)原理。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)理解，本發(fā)明不限于這里所述的特定實(shí)施例，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)能夠進(jìn)行各種明顯的變化、重新調(diào)整和替代而不會(huì)脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，雖然通過(guò)以上實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了較為詳細(xì)的說(shuō)明，但是本發(fā)明不僅僅限于以上實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的情況下，還可以包括更多其他等效實(shí)施例，而本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求范圍決定。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)，包括太陽(yáng)能單元、市電單元、電池、直流/直流升壓?jiǎn)卧椭绷?交流逆變器，其特征在于， 所述太陽(yáng)能單元用于向直流/直流升壓?jiǎn)卧峁┲绷麟姴⑶覟樗鲭姵爻潆姡? 所述市電單元用于向直流/交流逆變器提供直流電并且為所述電池充電； 所述電池用于存儲(chǔ)所述太陽(yáng)能單元和/或所述市電單元提供的電能，還用于向直流/直流升壓?jiǎn)卧峁┲绷麟姡? 所述直流/直流升壓?jiǎn)卧糜趯⑺鎏?yáng)能單元和/或電池提供的直流電升壓后輸出到所述直流/交流逆變器； 所述直流/交流逆變器用于將所述市電單元和/或所述直流/直流升壓?jiǎn)卧峁┑闹绷麟娹D(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姴⑤敵鼋o負(fù)載。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)，其特征在于，所述市電單元包括交流/直流升壓子單元，用于將所述市電單元輸入的市電轉(zhuǎn)換成直流電，并將所述直流電升壓后輸出到所述直流/交流逆變器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)，其特征在于，所述市電單元還包括輸入濾波子單元，用于對(duì)市電單元提供的市電進(jìn)行濾波并輸出給所述交流/直流升壓子單J Li ο
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)，其特征在于，所述市電單元還包括市電充電器，用于將所述市電單元提供的市電輸入到電池。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽(yáng)能單元包括太陽(yáng)能子單元和最大功率點(diǎn)跟蹤充電器，所述太陽(yáng)能子單元用于提供直流電，所述最大功率點(diǎn)跟蹤充電器用于將所述太陽(yáng)能子單元提供的直流電轉(zhuǎn)換為直流/直流升壓?jiǎn)卧螂姵厮璧碾妷骸?br>
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽(yáng)能不間斷系統(tǒng)還包括旁路單元，用于當(dāng)直流/交流逆變器故障時(shí)將市電單元提供的市電輸出到負(fù)載。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)太陽(yáng)能單元、市電單元和電池都正常時(shí)，優(yōu)先使用太陽(yáng)能單元提供的電能供電，當(dāng)負(fù)載需要的功率小于太陽(yáng)能單元提供的最大功率時(shí)，所述負(fù)載需要的能量由太陽(yáng)能單元輸入的電能提供，所述太陽(yáng)能單元將剩余的電能提供給電池，當(dāng)負(fù)載需要的功率大于太陽(yáng)能單元提供的最大功率時(shí)，所述負(fù)載需要的電能由太陽(yáng)能單元和市電單元共同提供。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)太陽(yáng)能單元和電池正常，市電單元異常時(shí)，當(dāng)負(fù)載需要的功率小于太陽(yáng)能單元輸入的最大功率時(shí)，所述負(fù)載需要的能量由太陽(yáng)能單元輸入的電能提供，所述太陽(yáng)能單元將剩余的電能提供給電池，當(dāng)負(fù)載需要的功率大于太陽(yáng)能單元輸入的最大功率時(shí)，所述負(fù)載需要的電能由太陽(yáng)能單元和電池共同提供。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)市電單元和電池正常，太陽(yáng)能單元發(fā)生異常時(shí)，所述負(fù)載需要的電能由市電單元輸入的市電提供。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能不間斷電源系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)太陽(yáng)能單元和市電單元發(fā)生異常，電池正常時(shí)，所述負(fù)載需要的電能由電池提供。
【文檔編號(hào)】H02J7/35GK103779956SQ201410037015
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月24日
【發(fā)明者】封寧波, 尹曉娟, 聶文強(qiáng), 古元, 白維, 鄭蘭, 李靜靜 申請(qǐng)人:佛山市新光宏銳電源設(shè)備有限公司