一種變換電路及一種不間斷電源的製作方法
2023-10-09 08:56:19 1
本實用新型涉及電子與通信領域，特別是一種變換電路及一種不間斷電源。
背景技術：
在一般工業用的不間斷電源應用中，通常使用如96V或192V的單組電池作為不間斷電源的直流電源。當市電異常時，由不間斷電源中的單組電池為負載設備進行供能。對於數據機房、通信等行業，多採用如360V的雙組電池作為UPS的直流源，當市電異常時，由不間斷電源中的雙組電池為負載設備進行供能，從而達到高效、長時間持續供能的優點。然而在目前使用的不間斷電源中的整流電路中，當出現需使用單組電池或雙組電池進行供能的情況時，即需要一個或兩個直流電源的時候，需開發不同的整流電路使電源供能，即針對不同的電源個數而開發不同的整流電路，造成產品型號繁多等問題，不利於產品開發、生產以及維護等各個環節的工作。
技術實現要素：
本實用新型的目的在於解決現有技術中的問題，提供一種可適用於由一個或兩個直流電源提供能源的變換電路及不間斷電源。
為達成上述目的，本實用新型採用如下技術方案：
一種變換電路，包括整流升壓電路、儲能支路、逆變電路；所述整流升壓電路包括第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端、第一電感、第二電感、第一二極體、第二二極體、第一開關器件、第二開關器件、選擇開關、整流升壓電路的正母線輸出端、整流升壓電路的負母線輸出端和零線；所述第一輸入端通過第一電感分別與第一開關器件的集電極和第一二極體的陽極連接，第一二極體的陰極與整流升壓電路的正母線輸出端連接，第一開關器件的發射極與零線連接；所述第二輸入端通過選擇開關與零線連接；所述第三輸入端通過第二電感分別與第二開關器件的發射極、第二二極體的陰極連接，第二二極體的陽極與整流升壓電路的負母線輸出端連接，第二開關器件的集電極與零線連接；所述儲能支路包括第一電容和第二電容，所述第一電容的一端和第二電容的一端均與零線連接，所述第一電容的另一端與整流升壓電路的正母線輸出端連接，所述第二電容的另一端與整流升壓電路的負母線輸出端連接；所述逆變電路包括正輸入端和負輸入端，所述正輸入端與整流升壓電路的正母線輸出端連接，所述負輸入端與整流升壓電路的負母線輸出端連接。
進一步地，所述第一電容和第二電容均為極性電容，所述第一電容的陰極和第二電容的陽極均與零線連接，所述第一電容的陽極與整流升壓電路的正母線輸出端連接，所述第二電容的陰極與整流升壓電路的負母線輸出端連接。
進一步地，所述選擇開關為繼電器、可控矽或Mos管。
進一步地，所述第一開關器件和第二開關器件同為場效應管，或所述第一開關器件和第二開關器件同為絕緣柵電晶體。
進一步地，所述逆變電路為半橋、全橋、T型三電平或I型三電平。
本實用新型同時還提供一種不間斷電源，包括上述變換電路，還包括直流電源，所述直流電源為一個或兩個；直流電源為一個時，直流電源的正極和負極分別與第一輸入端A 和第三輸入端C連接；直流電源為兩個時，包括第一直流電源和第二直流電源，所述第一直流電源的正極和負極分別與第一輸入端A和第二輸入端B連接，所述第二直流電源的正極和負極分別與第二輸入端B和第三輸入端C連接。
本實用新型所述的技術方案相對於現有技術，取得的有益效果是：
本實用新型的變換電路可適用於一個或兩個直流電源的不間斷電源，滿足不同場合的供電功率應用需求，逆變電路可採用半橋、全橋、T型三電平或I型三電平，對符合正負母線的後級逆變均適合，實現不間斷電源，後級逆變撲的可選性大，適用場合廣，有利於不間斷電源產品的開發，減少相近似產品的重複開發，提高了研發、生產、維護的工作效率。
本實用新型的不間斷電源可適用於一個或兩個直流電源，滿足不同場合的供電功率應用需求，適用場合廣，有利於不間斷電源產品的開發，減少相近似產品的重複開發，提高了研發、生產、維護的工作效率。
附圖說明
此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本實用新型的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用於解釋本實用新型，並不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中：
圖1為本實用新型實施例提供的一種變換電路示意圖；
圖2為本實用新型實施例提供的一種變換電路示意圖；
圖3為本實用新型實施例提供的一種變換電路示意圖；
圖4為本實用新型實施例提供的一種變換電路示意圖；
圖5為本實用新型實施例提供的一種變換電路示意圖；
圖6為本實用新型實施例提供的一種變換電路示意圖；
圖7為本實用新型實施例提供的一種變換電路示意圖；
圖8為本實用新型實施例提供的一種變換電路示意圖；
圖9為本實用新型實施例提供的一種變換電路示意圖；
圖10為本實用新型實施例提供的一種變換電路示意圖；
圖11為本實用新型實施例提供的一種變換電路示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型所要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚、明白，以下結合附圖和實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。
如圖1所示，其示出了本實用新型實施例提供的變換電路示意圖，圖中僅示出了主要電路部分，對於本領域技術人員所熟知的其它部分未予示出。該變換電路包括整流升壓電路、儲能支路和逆變電路。
整流升壓電路包括第一輸入端A、第二輸入端B、第三輸入端C、第一電感L1、第二電感L2、第一二極體D1、第二二極體D2、第一開關器件Q1、第二開關器件Q2、選擇開關SA、整流升壓電路正母線輸出端BUS+、整流升壓電路負母線輸出端BUS-、零線N。
儲能支路包括第一電容C1、第二電容C2，第一電容C1和第二電容C2均為極性電容。
逆變電路包括正輸入端和負輸入端。
第一輸入端A通過第一電感L1分別與第一開關器件Q1的集電極和第一二極體D1的陽極連接，第一二極體D1的陰極和第一電容C1的陽極均與整流升壓電路正母線的輸出端 BUS+連接，第一開關器件Q1的發射極和第一電容C1的陰極均與零線N連接；第二輸入端B通過選擇開關SA與零線N連接；所述第三輸入端C通過第二電感L2分別與第二開關器件Q2的發射極、第二二極體D2的陰極連接，第二二極體D2的陽極和第二電容C2的陰極均與整流升壓電路負母線的輸出端BUS-連接，第二開關器件Q2的集電極和第二電容 C2的陽極均與零線N連接。逆變電路的正輸入端與整流升壓電路的正母線輸出端BUS+連接，逆變電路負輸入端與整流升壓電路的負母線輸出端BUS-連接。
其中，選擇開關SA為繼電器、可控矽或Mos管。
其中，第一開關器件Q1和第二開關器件Q2同為場效應管，或第一開關器件Q1和第二開關器件Q2同為絕緣柵電晶體。該不間斷電源電路還包括控制電路(未示出)，該控制電路可以產生控制信號於第一開關器件Q1和第二開關器件Q2的控制極，該控制電路可以控制第一開關器件Q1和第二開關器件Q2按照預定策略在不同的開通和關斷狀態之間切換。
其中，逆變電路為半橋、全橋、T型三電平或I型三電平。
在具體的實施例中，第一電感器L1、第一二極體D1和第一開關器件Q1組成正向變換電路，用於對電源輸出的直流電壓轉換為正向電壓加在第一電容C1的兩端。第二電感器L2、第二二極體D2和第二開關器件Q2組成負向變換電路，用於對電源輸出的直流電壓轉換為負向電壓加在第二電容C2的兩端。
將上述變換電路用於不間斷電源，工作原理如下：
直流電源為兩個時，控制選擇開關SA開通，第一直流電源的正極和負極分別與第一輸入端A和第二輸入端B連接，第二直流電源的正極和負極分別與第二輸入端B和第三輸入端C連接，在第一輸入端A和第二電源B之間接入第一直流電源，在第二電源B和第三電源C之間接入第二直流電源，等效電路如圖2所示，控制電路可以採用以下控制方式控制開關器件的開通與關斷實現對整流升壓電路正負母線的升壓：
控制第一開關器件Q1開通和第二開關器件Q2關斷，第一電感L1儲能，儲能迴路如圖3所示；控制第一開關器件Q1關斷和第二開關器件Q2關斷，第一電容C1兩端的電壓升高，並由整流升壓電路正母線的輸出端BUS+輸出增高后的電壓，續流迴路如圖4所示；控制第一開關器件Q1關斷和第二開關器件Q2開通，第二電感L2儲能，儲能迴路如圖5 所示；控制第一開關器件Q1關斷和第二開關器件Q2關斷，第二電容C2兩端的電壓升高，並由整流升壓電路負母線的輸出端BUS-輸出增高后的電壓，續流迴路如圖6所示。
直流電源為一個時，控制選擇開關SA斷開，直流電源的正極和負極分別與第一輸入端A和第三輸入端C連接，第一輸入端A輸出端輸出正向電流，第三電源C輸出端輸出負向電流，等效電路如圖7所示，控制電路可以採用以下控制方式控制開關器件的開通與關斷實現對整流升壓電路正負母線的升壓：
控制第一開關器件Q1開通，第二開關器件Q2開通，第一電感L1、第二電感L2儲能，儲能迴路如圖8所示；控制第一開關器件Q1關斷，第二開關器件Q2開通，第一電容C1兩端的電壓升高，並由整流升壓電路正母線的輸出端BUS+輸出增高后的電壓，續流迴路如圖9所示；控制第一開關器件Q1開通，第二開關器件Q2開通，第一電感L1、第二電感L2儲能，儲能迴路如圖10所示；控制第一開關器件Q1開通，第二開關器件Q2 關斷，第二電容C2兩端的電壓升高，並由整流升壓電路負母線的輸出端BUS-輸出增高后的電壓，續流迴路如圖11所示。
具體實施例中，直流電源可為單組電池或雙組電池。
本實用新型的電路可適用於一個或兩個直流電源提供能源的不間斷電源，滿足不同場合的供電功率應用需求，逆變電路可採用半橋、全橋、T型三電平或I型三電平，對符合正負母線的後級逆變均適合，實現不間斷電源，後級逆變撲的可選性大，適用場合廣，有利於不間斷電源產品的開發，減少相近似產品的重複開發，提高了研發、生產、維護的工作效率。
本實用新型的不間斷電源可適用於一個或兩個直流電源，滿足不同場合的供電功率應用需求，適用場合廣，有利於不間斷電源產品的開發，減少相近似產品的重複開發，提高了研發、生產、維護的工作效率。
上述說明示出並描述了本實用新型的優選實施例，如前所述，應當理解本實用新型並非局限於本文所披露的形式，不應看作是對其他實施例的排除，而可用於各種其他組合、修改和環境，並能夠在本文所述實用新型構想範圍內，通過上述教導或相關領域的技術或知識進行改動。而本領域人員所進行的改動和變化不脫離本實用新型的精神和範圍，則都應在本實用新型所附權利要求的保護範圍內。