一種不間斷電源的製作方法

2023-07-02 01:03:31 2

專利名稱：一種不間斷電源的製作方法
技術領域：
本發明涉及電子技術領域，特別涉及一種不間斷電源。
背景技術：
在線式不間斷電源(Uninterruptible Power System, UPS)已廣泛應用於各種供電場合，這種UPS電路一般包括三部分第一部分是交流轉直流的交直流轉換電路；第二部分是直流轉交流的逆變電路；第三部分是將電池電壓轉換成第二部分所需直流電壓的直流轉直流電路。UPS 一般要求輸出N線(N線即零線)和輸入N線貫通。由於模塊化UPS的興起， 帶來了並機共用電池組的需求。單電池拓撲較難滿足並機共用電池組的需求，雙電池拓撲則非常便於實現共用電池的功能。UPS產品為提高產品競爭力，一方面提供更多的功能與更高的性能，並且還需要降低成本。基於這一需求，進行元器件的復用不僅可以降低成本、減小體積，還可以提高系統可靠性。因此電池升壓電路與功率因數校正(Power Factor Correction, PFC)電路實現元器件復用的電路已有很多。傳統的雙電池雙增壓(boost)PFC拓撲的電池充電電路需要單獨設計，電路元件使用率較低，電路規模也較大。

發明內容
本發明實施例提供了一種不間斷電源，用於提高電路元件使用效率，減小電路規模。一種不間斷電源，包括第一功率因數校正PFC電路；第一功率因數校正PFC電路包括整流電路、第一雙向晶閘管、第二雙向晶閘管、第一開關管Q1、第二開關管Q2、第三開關管Q3、第一電池組E1、第二電池組E2、第一二極體D7、第二二極體D8、第一電感LI和第二電感L2，其中，第一開關管Ql、第二開關管Q2以及第三開關管Q3均為絕緣柵型場效應管M0SFET，或者為絕緣柵雙極型電晶體IGBT，其中任一開關管均包含三個連接端第一端， 第二端，第三端，若該開關管為M0SFET，則第一端為漏極，第二端為源極，第三端為柵極，或者，若該開關管為IGBT，則第一端為集電極，其第二端為發射極，第三端為柵極；所述整流電路包括串聯的第一整流元件Dl與第二整流元件D2，所述第一整流元件Dl的陽極與所述第二整流元件D2的陰極相連於第一節點，所述第一節點為所述第一PFC 電路的輸入端，接交流電源的火線L，所述第一整流元件Dl的陰極作為所述整流電路的輸出正極，所述第二整流元件D2的陽極作為所述整流電路的輸出負極；所述的第一開關管Ql跨接於所述整流電路的輸出正極與輸出負極之間，所述第一開關管Ql的第一端接所述整流電路的輸出正極，所述第一開關管Ql的第二端接所述整流電路的輸出負極；所述第一雙向晶閘管的一端與所述第一電池組El的正極相連，所述第一雙向晶閘管的另一端連接所述整流電路的輸出正極，所述第二雙向晶閘管的一端與所述第二電池組E2的負極相連，所述第二雙向晶閘管的另一端連接至所述整流電路的輸出負極；所述第一電池組El的負極與所述第二電池組E2的正極連接於第二節點，所述第二節點接所述交流電源的零線(N)；所述第一電感LI的一端與所述第一二極體D7的陽極，以及所述第二開關管Q2的第一端相連接於一點，所述第一電感LI的另一端接所述整流電路的輸出正極，所述第一二極體D7的陰極為所述第一 PFC電路的輸出正極，所述第二開關管Q2的第二端接所述交流電源的零線(N)；所述第二電感L2的一端與所述第二二極體D8的陰極，以及所述第三開關管Q3的第二端相連接於一點，所述第二電感L2的另一端接所述整流電路的輸出負極，所述第二二極體D8的陽極為所述第一 PFC電路的輸出負極，所述第三開關管Q3的第一端接所述交流電源的零線(N)。從以上技術方案可以看出，本發明實施例具有以下優點使用一個開關管與兩個雙向晶閘管，構成新的電池充電電路，給電池充電；通過將電池充電電路與PFC電路實現器件復用，可以提高電路元件使用效率，減小電路規模，降低成本。


為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡要介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發明實施例電路結構示意圖；圖2為本發明實施例電路結構示意圖；圖3為本發明實施例電路結構示意圖；圖4為本發明實施例電路結構示意圖。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步地詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部份實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本發明保護的範圍。需要說明的是，本發明實施例中在器件的前面加了「第一」、「第二」等編號，其只是為了區分相同的功能器件，不作其他限定，不應理解為對本發明實施例的限定。本發明實施例提供了一種不間斷電源，包括第一功率因數校正PFC電路；如圖I 所示，第一功率因數校正PFC電路包括整流電路、第一雙向晶閘管、第二雙向晶閘管、第一開關管Q1、第二開關管Q2、第三開關管Q3、第一電池組E1、第二電池組E2、第一二極體D7、第二二極體D8、第一電感LI和第二電感L2，其中，第一開關管Ql、第二開關管Q2以及第三開關管Q3均為絕緣柵型場效應管M0SFET，或者為絕緣柵雙極型電晶體IGBT，其中任一開關管均包含三個連接端第一端，第二端，第三端，若該開關管為M0SFET，則第一端為漏極，第二端為源極，第三端為柵極，或者，若該開關管為IGBT，則第一端為集電極，其第二端為發射極，第三端為柵極；所述整流電路包括串聯的第一整流元件Dl與第二整流元件D2，所述第一整流元件Dl的陽極與所述第二整流元件D2的陰極相連於第一節點，所述第一節點為所述第一PFC 電路的輸入端，接交流電源的火線L，所述第一整流元件Dl的陰極作為所述整流電路的輸出正極，所述第二整流元件D2的陽極作為所述整流電路的輸出負極；所述的第一開關管Ql跨接於所述整流電路的輸出正極與輸出負極之間，所述第一開關管Ql的第一端接所述整流電路的輸出正極，所述第一開關管Ql的第二端接所述整流電路的輸出負極；所述第一雙向晶閘管的一端與所述第一電池組El的正極相連，所述第一雙向晶閘管的另一端連接所述整流電路的輸出正極，所述第二雙向晶閘管的一端與所述第二電池組E2的負極相連，所述第二雙向晶閘管的另一端連接至所述整流電路的輸出負極；所述第一電池組El的負極與所述第二電池組E2的正極連接於第二節點，所述第二節點接所述交流電源的零線(N)；所述第一電感LI的一端與所述第一二極體D7的陽極，以及所述第二開關管Q2的第一端相連接於一點，所述第一電感LI的另一端接所述整流電路的輸出正極，所述第一二極體D7的陰極為所述第一 PFC電路的輸出正極，所述第二開關管Q2的第二端接所述交流電源的零線(N)；所述第二電感L2的一端與所述第二二極體D8的陰極，以及所述第三開關管Q3的第二端相連接於一點，所述第二電感L2的另一端接所述整流電路的輸出負極，所述第二二極體D8的陽極為所述第一 PFC電路的輸出負極，所述第三開關管Q3的第一端接所述交流電源的零線(N)。可選地，所述第一整流元件Dl和所述第二整流元件D2均為晶閘管，或者均為 MOSFET與二極體串聯的器件。所述第一雙向晶閘管包括反向並聯的第三電開關D3和第五電開關D5、所述第二雙向晶閘管包括反向並聯的第四電開關D4和第六電開關D6那麼第一 PFC電路具體為上述第三電開關D3的陰極、第五電開關D5的陽極以及第一電池組El的正極相連；第三電開關D3的陽極與第五電開關D5的陰極相連，並連接至整流器輸出正極；上述第四電開關D4的陽極、第六電開關D6的陰極以及第二電池組E2的負極相連；第四電開關D4的陰極與第六電開關D6的陽極相連，並連接至整流器輸出負極。本發明實施例使用一個開關管與兩個雙向晶閘管，構成新的電池充電電路，給電池充電；通過將電池充電電路與PFC電路實現器件復用，可以提高電路元件使用效率，減小電路規模，降低成本。使用電給電池充電，相對於從母線取電給電池充電，少了一次能量轉換，有更高的效率。可選地，上述第一功率因數校正電路中的電開關為晶閘管，或者為由絕緣柵型場效應管MOSFET與二極體串聯得到的器件。本發明實施例中的圖I至4均示意為晶閘管， 不應理解為對本發明實施例的限定。可選地，上述第一功率因數校正電路中，第三電開關D3和第五電開關D5為一個雙向晶閘管、第四電開關D4和第六電開關D6為一個雙向晶閘管。本發明實施例中的圖I至4均示意為兩個反向並聯的晶閘管來代替雙向晶閘管，屬於同功能電路替換因此圖示不應理解為對本發明實施例的限定。可選地，上述第一功率因數校正電路中，開關管為絕緣柵型場效應管(Metal Oxide Semiconductor FET, M0SFET)或者絕緣柵雙極型電晶體(Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT);上述絕緣柵型場效應管MOSFET和絕緣柵雙極型電晶體IGBT均包含三個連接端第一端，第二端，第三端；若開關管為M0SFET，則第一端為MOSFET的漏極，第二端為MOSFET的源極，第三端為MOSFET的柵極；若開關管為IGBT，則第一端為IGBT的集電極， 其第二端為IGBT的發射極，第三端為IGBT的柵極。本發明實施例中的圖I至4均示意為 MOSFET,不應理解為對本發明實施例的限定。進一步地，上述第一功率因數校正電路可以還包括第一電容Cl、第二電容C2 ；上述第一電容Cl的正極與第一二極體D7的陰極相接，第一電容Cl的負極接交流電源的零線(N)；上述第二電容C2的負極與第二二極體D8的陽極相接，第一電容Cl的正極接交流電源的零線(N)。如圖I所示的第一功率因數校正電路，輸入接交流電源的火線或零線。在交流電源正半周時，Dl開通。LI、Q2、D7、Cl構成PFC的boost電路，實現整流，交流電源給Cl充電。Q3、L2、D8、D4、E2、Q1構成CHARGER的boost-buck(升降壓)電路，交流電源給電池E2 充電。整流電路與充電電路相互獨立。圖I至4中黑點處表示兩線連接。其他交叉部分沒有黑點並不表示相連。需要說明的在本發明實施例中電開關D保持常開或者常閉可以由人為控制，全文中「開」是斷開的意思，「閉」是閉合的意思即接通。以下就圖I所示第一功率因數校正電路的電流方向進行說明如下交流電源工作正半周(即火線電壓高於零線電壓)，Dl保持常開，D2保持常閉。整流電路Q2 開通時電流流向L-D1-L1-Q2-N ；Q2 關斷時電流流向L-D1-L1-D7-C1-N ;充電電路Ql 開通時電流流向L-D1-Q1-L2-Q3-N ；Ql關斷時電流流向L2-Q3-E2-D4 ；交流電源工作負半周(即火線電壓低於零線電壓)，D2保持常開，Dl保持常閉。整流電路Q3 開通時電流流向N-Q3-L2-D2-L ；Q3 關斷時電流流向N-C2-D8-L2-D2-L ；充電電路Ql 開通時電流流向N-Q2-L1-Q1-D2-L ；Ql關斷時電流流向L1-D3-E1-Q2 ；可選地，如圖2所示，若上述不間斷電源為三相交流電源(如圖2所示的A\B\C三相交流電源AC)，上述不間斷電源還包括第二PFC電路和第三PFC電路；所述第二PFC電路和所述第三PFC電路以及所述第一PFC電路的輸入端分別接所述三相交流電源的火線(L)， 所述第二 PFC電路和所述第三PFC電路的輸出正極與所述第一 PFC電路的輸出正極連接，所述第二 PFC電路和所述第三PFC電路的輸出負極與所述第一 PFC電路的輸出負極連接； 所述第二 PFC電路和所述第三PFC電路與所述第一 PFC電路共用所述第一電池組El以及所述第二電池組E2。後續實施例將結合圖2對此就此作更詳細的說明。需要說明的是，圖2中第二 PFC電路和第三PFC電路可以與圖I所示的PFC電路相同，然後復用電池組，也可以與圖I所示PFC電路不同，圖2給出的示例為不同的情況，需要說明的是與圖I所示PFC電路不同的PFC電路可以是任意現有技術中的PFC電路本發明實施例對此不予限定，現有技術中的PFC電路並不限於圖2中所示的PFC電路的連接關係； 所述第三PFC電路與所述第一 PFC電路相同；或所述第三PFC電路與所述第二 PFC電路相同。該與圖I的PFC電路不同的PFC具體包括第二整流電路、第二五電開關D25、第二六電開關D26、第二一開關管Q21，第二二開關管Q22、第二七二極體D27、第二八二極體D28、第二一電感L21、第二二電感L22 ;第一開關管Q1、第二一開關管Q21以及第二二開關管Q22均為絕緣柵型場效應管M0SFET，或者為絕緣柵雙極型電晶體IGBT，其中任一開關管均包含三個連接端第一端，第二端，第三端，若該開關管為M0SFET，則第一端為漏極，第二端為源極，第三端為柵極，或者，若該開關管為IGBT，則第一端為集電極，其第二端為發射極，第三端為柵極；所述第二五電開關D25 和第二六電開關D26均為晶閘管，或者均為MOSFET與二極體串聯的器件；所述第二整流電路包括串聯的第二一整流元件D21與第二二整流元件D22，所述第二一整流元件D21的陽極與第二二整流元件D22的陰極相連作為所述第二 PFC電路的輸入端，接交流電源的火線(L)，所述第第二一整流元件D21的陰極作為所述第二整流電路的輸出正級，所述第二二整流元件D22的陽極作為所述第二整流電路的輸出負級；所述第二五電開關D25的一端與第一電池組El的正極相連，所述第二五電開關 D25的另一端連接所述第二整流電路的輸出正極；所述第二六電開關D26的一端與所述第二電池組E2的負極相連，所述第二六電開關D26的另一端連接至所述整流電路的輸出負極；所述第二一電感L21的一端與所述第二七二極體D27的陽極以及所述第二一開關管Q21的第一端連接與一點，所述第二一電感L21的另一端連接所述第二整流電路的輸出正極，所述第二七二極體D27的陰極為所述第二 PFC電路的輸出正極，所述第二一開關管 Q21的第二端接交流電源的零線(N)；所述第二二電感L22的一端與所述第二八二極體D28的陰極，以及所述第二二開關管Q22的第二端連接於一點，所述第二二電感L22的另一端接所述第二整流電路的輸出負極，所述第二八二極體D28的陽極為所述第二 PFC電路的輸出負極，所述第二二開關管 Q22的第一端接所述交流電源的零線(N)。進一步地，所述第二 PFC電路還包括第二一電容C21、第二二電容C22 ;所述第二一電容C21的正極與所述第二七二極體D27的陰極相接，所述第二一電容C21的負極接所述交流電源的零線(N);所述第二二電容C22的負極與所述第二七二極體D27的陽極相接，所述第二二電容C22的正極接所述交流電源的零線(N)。本實施例中輸入分別接三相交流電源的火線或零線，獨立控制的三相PFC由三套單相PFC並聯構成，輸出母線接到一起，共用電池組。在圖2所示的PFC電路中，上面的一相集成有充電電路與圖I所示PFC電路相同，中間和下面的兩相PFC沒有集成充電電路，可D26的是電開關,標號為Q21 C22的為電容。圖2所示的上路
以採用任意的PFC電路。三相相互獨立工作，整流電路工作原理相同。A相的充電電路獨立，電流方向以A相為例交流電源工作正半周，Dll保持常開，D12保持常閉。整流電路Qll 開通時電流流向A_D11-LlI-QlI-N ；Qll 關斷時電流流向A_D11-Ll 1-D17-C11-N ；充電電路QlO 開通時電流流向A-D11-Q10-L12-Q12-N ;QlO 關斷時電流流向L12-Q12-N-E2-D14 ；交流電源工作負半周，D12保持常開，Dll保持常閉。整流電路Ql2 開通時電流流向N-Q12-L12-D12-A ；Q12 關斷時電流流向N-C12-D18-L12-D12-A ;充電電路QlO 開通時電流流向N-Q11-L11-Q10-D12-A ；QlO 關斷時電流流向L11-D13_E11-N-QlI ；圖2所示的中路和下路的PFC電路中，標號D21 Q23的是開關管,標號為LI L2的為電感,標號為C21廣 PFC電路與圖I所示相同，只是修改了標號，其中Dll D16的是電開關，標號為Qll Q13 的是開關管，標號為Lll L12的為電感,標號為Cll C12的為電容。本發明實施例使用一個開關管與兩個雙向晶閘管，構成新的電池充電電路，給電池充電；通過將電池充電電路與PFC電路實現器件復用，可以提高電路元件使用效率，減小電路規模，降低成本。使用市電(交流輸入電)給電池充電，相對於從母線取電給電池充電， 少了一次能量轉換，有更高的效率。可選地，如圖3所示的A\B\C三相交流電源AC，上述另外兩個PFC電路中至少有一個為權利要求I上述的PFC電路。後續實施例將結合圖3就此作更詳細說明。三個PFC電路分別接三相交流電源的火線或零線，獨立控制的三相PFC由三套單相PFC並聯構成，輸出母線接到一起，共用電池組。三相獨立工作，一次會有兩路正Boost和一路負Boost或者兩路負Boost和一路正Boost同時工作。每相的充電電路均可獨立工作，相互不幹涉。三相相互獨立工作，工作原理相同，以A相為例交流電源工作正半周，Dll保持常開，D12保持常閉。整流電路Qll 開通時電流流向A_D11-LlI-QlI-N ；Qll 關斷時電流流向A_D11-Ll 1-D17-C11-N ；充電電路QlO 開通時電流流向A-D11-Q10-L12-Q12-N ;QlO 關斷時電流流向L12-Q12-N-E2-D14 ；交流電源工作負半周，D12保持常開，Dll保持常閉。整流電路
Ql2 開通時電流流向N-Q12-L12-D12-A ；Q12 關斷時電流流向N-C12-D18-L12-D12-A ;充電電路QlO 開通時電流流向N-Q11-L11-Q10-D12-A ；QlO 關斷時電流流向L11-D13_E11-N-QlI ；圖3所示的上中路和下路的PFC電路均與圖I所示相同，只是修改了標號，其中 Dll D16、D21 D26、D31 D36的是電開關，標號為Qll Q13、Q21 Q23、Q31 Q33 的是開關管，標號為Lll L12、L21 L22、L31 L32的為電感，標號為Cll C12、C21 C22、C31 C32的為電容。本發明實施例使用一個開關管與兩個雙向晶閘管，構成新的電池充電電路，給電池充電；通過將電池充電電路與PFC電路實現器件復用，可以提高電路元件使用效率，減小電路規模，降低成本。使用電給電池充電，相對於從母線取電給電池充電，少了一次能量轉換，有更高的效率。可選地，若上述交流電源為三相交流電源(如圖4所示的A\B\C三相交流電源 AC)，第一功率因數校正電路改變為其單相整流器改為三相整流器，三相整流器包括第一電開關D1、第二電開關D2、 第四一電開關D41、第四二電開關D42、第四三電開關D43、第四四電開關D44 ;上述第一電開關Dl的陽極與第二電開關D2的陰極相連，相連點接三相交流電源的一相(A相)；上述第四一電開關D41的陽極與第四二電開關D42的陰極相連，相連點接三相交流電源的一相(B 相)；上述第四三電開關D43的陽極與第四四電開關D44的陰極相連，相連點接三相交流電源的一相C相)；上述第一電開關Dl的陰極、第四一電開關D41的陰極以及第四三電開關 D43的陰極三點相連，其為三相整流器的輸出正極；上述第二電開關D2的陽極、第四二電開關D42的陽極以及第四四電開關D44的陽極三點相連，其為三相整流器的輸出負極。即 相比於圖I所示的第一功率因數校正電路，本實施例的第一功率因數校正電路還包括第四一電開關D41、第四二電開關D42、第四三電開關D43、第四四電開關D44;上述第四一電開關D41的陽極與第四二電開關D42的陰極相連，構成整流器；第四一電開關D41的陰極作為整流器的輸出正極；第四二電開關D42的陽極作為整流器的輸出負極；第四一電開關D41 與第四二電開關D42相連的連接點作為整流器的輸入，接三相交流電源的火線(L)或零線 (N);上述第四三電開關D43的陽極與第四四電開關D44的陰極相連，構成整流器；第四三電開關D43的陰極作為整流器的輸出正極；第四四電開關D44的陽極作為整流器的輸出負極；第四三電開關D43與第四四電開關D44相連的連接點作為整流器的輸入，接三相交流電源的火線(L)或零線(N)。後續實施例將結合圖4就此作更詳細說明。本實施例的PFC 電路輸入分別接三相交流電源的火線和零線，交流電源輸入經過三相全橋整流後送給一套 PFC電路，該PFC電路除整流電路部分以外其他與圖I所示電路結構相同。整流電路可以同時兩相工作，但在給電池充電時，只能有一相交流電源參與整流，給母線供電。三相輸入， 各相電路工作原理相同。對於兩相同時參與整流，電池充電電路不工作，具體為同一時刻， 三相交流電源中，電壓最大值所在相與電壓最小值所在相參與整流工作。以電壓最大值為 A相，電壓最小值為B相為例DUD42 保持常開，D2、D41、D43、D44 保持常閉。
A相整流
Q2開通時電流流向A-D1-L1-Q2-N ；
Q2關斷時電流流向=A-Dl-Ll-Dll-Cl-N ；
B相整流
Q3開通時電流流向N-Q3-L2-D42-B ；
Q3關斷時電流流向N-C2-D12-L2-D42-B ；
對於單相參與整流，電池充電電路工作，以為A相為例
A相正半周，Dl保持常開，D2、D41、D42、D43、D44保持常閉。
整流電路
Q2開通時電流流向A-D1-L1-Q2-N ；
Q2關斷時電流流向=A-Dl-Ll-Dll-Cl-N ；
充電電路
Ql開通時電流流向A-D1-Q1-L2-Q3-N ；
Ql關斷時電流流向L2-Q3-N-E2-D8 ；
A相負半周，D2保持常開，Dl、D41、D42、D43、D44保持常閉。
整流電路
Q3開通時電流流向N-Q3-L2-D2-A ；
Q3關斷時電流流向N-C2-D12-L2-D2-A ；
充電電路
Ql開通時電流流向N-Q2-L1-Q1-D2-A ；
Ql關斷時電流流向:L1-D7-E1-N-Q2。
本發明實施例使用一個開關管與兩個雙向晶閘管，構成新的電池充電電路，給電池充電;通過將電池充電電路與PFC電路實現器件復用，可以提高電路元件使用效率，減小
電路規模，降低成本。使用電給電池充電，相對於從母線取電給電池充電，少了一次能量轉換，有更高的效率。 值得注意的是，以上僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明實施例揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應該以權利要求的保護範圍為準。
權利要求
1.一種不間斷電源，其特徵在於，包括第一功率因數校正PFC電路，所述第一 PFC電路包括整流電路、第一雙向晶閘管、第二雙向晶閘管、第一開關管(Ql)、第二開關管(Q2)、第三開關管(Q3)、第一電池組(El)、第二電池組(E2)、第一二極體(D7)、第二二極體(D8)、第一電感(LI)和第二電感(L2)，其中，第一開關管(Ql)、第二開關管(Q2)以及第三開關管 (Q3)均為絕緣柵型場效應管M0SFET，或者為絕緣柵雙極型電晶體IGBT，其中任一開關管均包含三個連接端第一端，第二端，第三端，若該開關管為M0SFET，則第一端為漏極，第二端為源極，第三端為柵極，或者，若該開關管為IGBT，則第一端為集電極，其第二端為發射極， 第三端為柵極；所述整流電路包括串聯的第一整流元件(Dl)與第二整流元件(D2)，所述第一整流元件(Dl)的陽極與所述第二整流元件(D2)的陰極相連於第一節點，所述第一節點為所述第一PFC電路的輸入端，接交流電源的火線(L)，所述第一整流元件(Dl)的陰極作為所述整流電路的輸出正極，所述第二整流元件(D2)的陽極作為所述整流電路的輸出負極；所述的第一開關管(Ql)跨接於所述整流電路的輸出正極與輸出負極之間，所述第一開關管(Ql)的第一端接所述整流電路的輸出正極，所述第一開關管(Ql)的第二端接所述整流電路的輸出負極；所述第一雙向晶閘管的一端與所述第一電池組(El)的正極相連，所述第一雙向晶閘管的另一端連接所述整流電路的輸出正極，所述第二雙向晶閘管的一端與所述第二電池組 (E2)的負極相連，所述第二雙向晶閘管的另一端連接至所述整流電路的輸出負極；所述第一電池組(El)的負極與所述第二電池組(E2)的正極連接於第二節點，所述第二節點接所述交流電源的零線(N)；所述第一電感(LI)的一端與所述第一二極體(D7)的陽極，以及所述第二開關管(Q2) 的第一端相連接於一點，所述第一電感(LI)的另一端接所述整流電路的輸出正極，所述第一二極體(D7)的陰極為所述第一 PFC電路的輸出正極，所述第二開關管(Q2)的第二端接所述交流電源的零線(N)；所述第二電感(L2)的一端與所述第二二極體(D8)的陰極，以及所述第三開關管(Q3) 的第二端相連接於一點，所述第二電感(L2)的另一端接所述整流電路的輸出負極，所述第二二極體(D8)的陽極為所述第一 PFC電路的輸出負極，所述第三開關管(Q3)的第一端接所述交流電源的零線(N)。
2.根據權利要求I所述的不間斷電源，其特徵在於，所述第一整流元件(Dl)和所述第二整流元件(D2)均為晶閘管，或者均為MOSFET與二極體串聯的器件。
3.根據權利要求I所述的不間斷電源，其特徵在於，所述第一PFC電路還包括第一電容(Cl)、第二電容(C2)；所述第一電容(Cl)的正極與所述第一二極體(D7)的陰極相接，所述第一電容(Cl)的負極接所述交流電源的零線(N)；所述第二電容(C2)的負極與所述第二二極體(D8)的陽極相接，所述第一電容(Cl)的正極接所述交流電源的零線(N)。
4.根據權利要求I至3任一所述的不間斷電源，其特徵在於，當所述交流電源為三相交流電源時，所述不間斷電源還包括第二 PFC電路和第三PFC電路；所述第二 PFC電路和所述第三PFC電路以及所述第一 PFC電路的輸入端分別接所述三相交流電源的火線(L)，所述第二 PFC電路和所述第三PFC電路的輸出正極與所述第一 PFC 電路的輸出正極連接，所述第二 PFC電路和所述第三PFC電路的輸出負極與所述第一 PFC 電路的輸出負極連接；所述第二 PFC電路和所述第三PFC電路與所述第一 PFC電路共用所述第一電池組(El) 以及所述第二電池組(E2)。
5.根據權利要求4所述的不間斷電源，其特徵在於，所述第二 PFC電路與所述第一 PFC電路相同；或所述第二 PFC電路包括第二整流電路、第二五電開關(D25)、第二六電開關(D26)、第二一開關管(Q21)，第二二開關管(Q22)、第二七二極體(D27)、第二八二極體(D28)、第二一電感(L21)、第二二電感(L22);第一開關管(Ql)、第二一開關管(Q21)以及第二二開關管(Q22)均為絕緣柵型場效應管M0SFET，或者為絕緣柵雙極型電晶體IGBT，其中任一開關管均包含三個連接端 第一端，第二端，第三端，若該開關管為M0SFET，則第一端為漏極，第二端為源極，第三端為柵極，或者，若該開關管為IGBT，則第一端為集電極，其第二端為發射極，第三端為柵極；所述第二五電開關(D25)和第二六電開關(D26)均為晶閘管，或者均為MOSFET與二極體串聯的器件；所述第二整流電路包括串聯的第二一整流元件(D21)與第二二整流元件(D22)，所述第二一整流元件(D21)的陽極與第二二整流元件(D22)的陰極相連作為所述第二 PFC電路的輸入端，接交流電源的火線(L)，所述第第二一整流元件(D21)的陰極作為所述第二整流電路的輸出正級，所述第二二整流元件(D22)的陽極作為所述第二整流電路的輸出負級； 所述第二五電開關(D25)的一端與第一電池組(El)的正極相連，所述第二五電開關 (D25)的另一端連接所述第二整流電路的輸出正極；所述第二六電開關(D26)的一端與所述第二電池組(E2)的負極相連，所述第二六電開關(D26)的另一端連接至所述整流電路的輸出負極；所述第二一電感(L21)的一端與所述第二七二極體(D27)的陽極以及所述第二一開關管(Q21)的第一端連接與一點，所述第二一電感(L21)的另一端連接所述第二整流電路的輸出正極，所述第二七二極體(D27)的陰極為所述第二PFC電路的輸出正極，所述第二一開關管(Q21)的第二端接交流電源的零線(N)；所述第二二電感(L22)的一端與所述第二八二極體(D28)的陰極，以及所述第二二開關管(Q22)的第二端連接於一點，所述第二二電感(L22)的另一端接所述第二整流電路的輸出負極，所述第二八二極體(D28)的陽極為所述第二 PFC電路的輸出負極，所述第二二開關管(Q22)的第一端接所述交流電源的零線(N)。
6.根據權利要求5所述的不間斷電源，其特徵在於，所述第二PFC電路還包括第二一電容(C21)、第二二電容(C22)；所述第二一電容(C21)的正極與所述第二七二極體(D27)的陰極相接，所述第二一電容(C21)的負極接所述交流電源的零線(N)；所述第二二電容(C22)的負極與所述第二七二極體(D27)的陽極相接，所述第二二電容(C22)的正極接所述交流電源的零線(N)。
7.根據權利要求5或6所述的不間斷電源，其特徵在於，所述第三PFC電路與所述第一 PFC電路相同；或所述第三PFC電路與所述第二 PFC電路相同。
8.根據權利要求I至3任一所述的不間斷電源，其特徵在於，當所述不間斷電源為三相交流電源時，所述第一 PFC電路還包括第四一電開關(D41)、第四二電開關(D42)、第四三電開關(D43)、第四四電開關 (D44)；所述第四一電開關(D41)的陽極與第四二電開關(D42)的陰極相連，構成整流器；第四一電開關(D41)的陰極作為整流器的輸出正極；第四二電開關(D42)的陽極作為整流器的輸出負極；第四一電開關(D41)與第四二電開關(D42)相連的連接點作為整流器的輸入， 接三相交流電源的火線(L)或零線(N)；所述第四三電開關(D43)的陽極與第四四電開關(D44)的陰極相連，構成整流器；第四三電開關(D43)的陰極作為整流器的輸出正極；第四四電開關(D44)的陽極作為整流器的輸出負極；第四三電開關(D43)與第四四電開關(D44)相連的連接點作為整流器的輸入， 接三相交流電源的火線(L)或零線(N)。
9.根據權利要求I至5任意一項所述功率因數校正電路，其特徵在於，所述第一雙向晶閘管包括反向並聯的第三電開關(D3)和第五電開關(D5)、所述第二雙向晶閘管包括反向並聯的第四電開關(D4)和第六電開關(D6)；所述第三電開關(D3)的陰極、第五電開關(D5)的陽極以及第一電池組(El)的正極相連；第三電開關(D3)的陽極與第五電開關(D5)的陰極相連，並連接至整流器輸出正極；所述第四電開關(D4)的陽極、第六電開關(D6)的陰極以及第二電池組(E2)的負極相連；第四電開關(D4)的陰極與第六電開關(D6)的陽極相連，並連接至整流器輸出負極。
全文摘要
本發明實施例公開了一種不間斷電源，包括整流電路、第一雙向晶閘管、第二雙向晶閘管、第一開關管Q1、第二開關管Q2、第三開關管Q3、第一電池組E1、第二電池組E2、第一二極體D7、第二二極體D8、第一電感L1和第二電感L2.使用一個開關管與兩個雙向晶閘管，構成新的電池充電電路，給電池充電；通過將電池充電電路與PFC電路實現器件復用，可以提高電路元件使用效率，減小電路規模，降低成本。
文檔編號H02M1/42GK102593910SQ201210053518
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月2日 優先權日2012年3月2日
發明者劉培國, 王偉峰, 費珍福 申請人:華為技術有限公司