一种不间断电源（ＵＰＳ），从外部ＡＣ电压源接收能量，并且即使从上述外部ＡＣ电压源接收的交流电压不规则或者被暂时中断，上述ＵＰＳ也能向负载输出连续的稳定电压；上述不间断电源包括： －连接到上述ＡＣ电压源的一个电池充电装置，用于从上述ＡＣ电压源接收电压输入，并且在其输出端提供ＤＣ电压，以向一个可充电电池充电，作为正常操作中的储备能量； －与上述电池充电装置的输出以及上述可充电电池连接的高频ＤＣ／ＡＣ转换器电路，用于将其输入端的ＤＣ电压转换为其输出端的高频的ＡＣ电压； －与上述高频ＤＣ／ＡＣ转换器电路的输出端连接的一个高频变压器，用于提高其输出端处的高频ＡＣ电压； －连接到上述高频变压器的输出的第一整流电路，用于在其输出处向该负载提供一个ＤＣ电压； －第二整流电路，其接收来自上述ＡＣ电源的输入电压并且其输出并联连接到第一整流电路的输出，其中在正常操作中它向该负载输出ＤＣ电压； －连接到上述两个整流电路的输出的滤波电路，用于平滑向该负载释放的该ＤＣ电压； －连接到上述滤波电路的输出的低频ＤＣ／ＡＣ转换器电路，用于将从上述滤波电路输出的ＤＣ电压转换为该电路输出的ＡＣ电压； －包括第一开关和第二开关的开关装置，每个开关具有一第一电极，一第二电极和一公共电极；由此上述第一开关可响应第一控制信号被可控制地切换，以选择从连接到上述ＡＣ电源的其第一电极释放上述ＡＣ电压，或是从连接到上述第二开关的公共电极的其第二电极释放上述电压，以向被连接到上述第一开关的公共电极上的负载提供能量；由此上述第二开关也可响应第二控制信号被可控制地切换，以选项从连接到上述低频ＤＣ／ＡＣ转换器的输出的其第一电极释放上述交流电压，或是从连接到上述滤波电路的输出的其第二电极释放ＤＣ电压；以及 －连接到上述开关装置的一个控制装置，用于向上述开关装置提供第一和第二控制信号；上述控制装置包括一个电压检测装置，用于监视上述交流电源的电压等级，以及连接到负载输入的一个负载特性分析装置，用于分析以及确定该负载是否对交变电流的频率变化敏感； －由此，上述控制装置响应上述ＡＣ电源的电压等级以及负载特性为上述开关装置的第一开关和第二开关建立控制信号。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电源，更具体地涉及具有DC电压输出的不间断电源。
技术介绍
通常地，不间断电源由电池来供电，因此称为“备用UPS”，通常具有小于3KVA的容量。如图1中所示，UPS包括一个电池充电器，该充电器将电源的能量转换入该电池，一个低频率电源转换器，一个低频率的变压器以及一个自动的开关。当普通电源的电力短缺时，该电池支持该低频电源转换器以产生频率与主电压频率(50Hz或者60Hz)相等的AC电压。来自该低频AC电压转换器的该AC电压并不是一个完整的正弦波形并且被提升到与主电压电源相同的级别。随后，从该低频变压器来的AC电压被通过该自动开关加到负载上。该自动开关根据该主电源的条件作出响应自动地在主电源电压和该低频变压器之间进行切换。现有技术的缺陷在于该低频变压器通常是又大又重。另外，该传输时间，例如用于从主电源到电池的传输的切换时间，相对比较长。通常在该主电源短缺后大约4-10ms。因此，电源的间断可能导致电气设备的故障，特别是对于电压变化敏感的设备例如计算机。另外，个人计算机中的电源以及显示监视器主要包括整流器和电容器，导致其功率系数小于1(大约在0.6)。该低功率系数特性降低了该电源的整体效率。例如，为了提供电源到一个300瓦的负载，一个功率系数为0.6的电源不得不对该负载提供500VA的复数功率。这样就增加了它的整体尺寸和重量。并且该电源的输出被扭曲导致该电流的波形变为近似的方形而不是正弦曲线，造成了该变压器的能量损失以及谐波畸变(有时达40％)。另外该谐波频率经常会干扰该显示器和其他外部设备的运行。当前，现有技术UPS在制作中已经不采用既大又重的低频变压器，目的就是为了减小尺寸和重量。如图2中所表示，一个低频变压器被一个高频DC/AC转换器所取代，该转换器把从电池(或电池充电装置)来的直流电流转换为高频的交流，并且随后该交流被输入到一个高频变压器中，该变压器比同等电力的低频变压器更小，更轻，并且更有效率。该高频变压器输出高电压的交流，并且随后经整流电路进行整流。从这一点来看，该高电压的直流重新被低频DC/AC转换器转换为低频即50Hz的交流。尽管有轻便的优点，然而在该最后一级的低频DC/AC转换器电路中仍然有一些能量损失。由于该电源的低P.F.特性，设计这样的电源至少需要在该转换器电路中使用一对大的开关装置，这样就增加了制造成本。传统的UPS(不间断电源)系统具有功率系数校正电路(PFC)以提高应用到该主线路的该功率系数。该系统的例子见于美国专利No.5,901,057“在高电压环境中具有容错功能的不间断电源”(BRAND等人)，公布于1999年5月4日；美国专利No.5,532,918“高功率系数切换DC电源”(MAYRAND等人)，公布于1996年7月2日；美国专利No.5,764,504(BRAND等人)，公布于1998年6月9日；美国专利No.5,691,890“具有系数校正电路的电源”(HYDE)，公布于1997年11月25日；以及英国专利GB2 287 843“离线的不间断电源”，所有这些都被提供在这里作为参考。
技术实现思路
本专利技术中的UPS系统的专利技术目的是提供一种具有功率系数接近于1的输出、高效率、体积小且重量轻并且产生的干扰比较低的电源。另外，可选择该UPS以根据负载的特性来提供DC电压或者AC电压，所述负载特性是指对频率的变化敏感或者对频率的变化不敏感。此专利技术中的该UPS系统包括一个备用电池，一个电池充电装置或者一个电池充电器，一个高频率的DC/AC转换器，一个高频率的变压器，其特征在于还包括一个负载特性分析装置，能够分析并且确定该连接的负载对频率变化的灵敏度。在该连接负载对频率变化不敏感的情况下，例如，具有一个开关电源的个人计算机，该UPS将输出直流电压到该负载。在电源短缺的情况下，该UPS能够直接地提供直流电源到负载。因此任何转移周期中的波动和电流尖峰均可以被消除。另外，由于在DC/AC转换器中没有损失所以能够获得高效率。例如，如果该负载是使用变压器作为输入部分的旧的监视器。众所周知的是如果被输入直流电压，该监视器将会被短路。反之，在该负载特性分析装置已经确定该负载对频率变化敏感之后，该UPS将同典型的UPS一样输出交流电压到该负载。在本专利技术的第二种实施方式中，如果本专利技术被用作用于对频率变化不敏感的负载的UPS，这些负载例如是计算机或者具有开关电源的监视器，该UPS将直接输出直流电压到负载。本专利技术的第二种实施方式使用很少的元件并且是有效的。另外，本专利技术的另外一种实施方式公开了一种还包括一个功率系数校正器或者PFC的UPS。该PFC电路目的是提高该UPS的功率系数。在本专利技术的另外一个实施方式中，具有直流电压输入的电池充电器被加入到具有PFC的UPS中。本专利技术旨在提供装置以在转移周期中减少干扰——在从电池或者主线路吸取能量之间进行自动切换(也叫“转移时间”)。本专利技术的另一个目标是在UPS中提供一负载分析装置，以使该UPS能够确定该连接的负载对频率的变化是否敏感。在该连接的负载对频率的变化不敏感的情况下，该UPS将自启动时提供直流电压到该负载，以便在转移时间中平滑地、无电源中断地切换电能到负载。本专利技术的目标在参考了附图和细节的描述后会变得很清楚。附图说明现在将参照附图以及实施例对本专利技术的优选的实施方式进行描述图1是使用低频率变压器的典型的备用UPS的电路图；图2是使用高频DC/AC转换器以及高频变压器的典型的备用UPS的电路图；图3是根据本专利技术的UPS的第一实施例，其使用一个负载分析装置；图4是根据本专利技术的UPS的第二实施例，其用于对频率变化不敏感的负载；图5是图3中的UPS的改进，进一步包括一个功率系数校正电路；图6是图4中的UPS的改进，进一步包括一个功率系数校正电路；图7是图5中的UPS的改进，具有一个DC/DC电池充电器电路；图8是图6中的UPS的改进，具有一个DC/DC电池充电器电路。具体实施例方式下面将参照附图对本专利技术进行描述，从而使本专利技术更加清楚。同样的元件或者部件被指定以同样的号码。这里没有任何限制。本专利技术的范围取决于附加的权利要求。图3是根据本专利技术的UPS的第一种实施方式，其使用一个负载特性分析装置。下面是其组件自动开关1(SW1)和自动开关2(SW2)，它们都被连接到主配电器220V。该负载特性分析电路12将分析负载特性对于电流变化的灵敏度。该控制装置32是逻辑电路或者可编程微型控制器，其功能是检验外部分配器的状态以及控制该自动开关1(SW1)和该自动开关2(SW2)的选择以按照指定对负载进行放电。该控制装置32接收从可以由离散的元件组成的该负载特性分析装置12来的信号，这些离散的元件可以是单独的二极管或者与微处理器和/或由电流检测器一起组成的数字信号处理(DSP)，其包括电流检测器和电压检测器(图中没有示出)用于检测应用于该负载的输出电压。它将对向负载放电的输出电流波形和输出电压波形进行分析并且与指定的状或者模式进行比较。该DSP随后向该控制装置32发出一个信号。它将确定该负载特性，以便于控制如何向指定的负载输出电压。负载分析的以及决定该负载是否对频率变化敏感的过程是本领域技术中众所周知的，所以不会再进一步描述。在图3中，号码14表示交变电流本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：苏塔特·帕托姆诺普洪，皮塞奴·杜昂塔奴，
申请(专利权)人：泰国国家科技发展署，
类型：发明
国别省市：
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