一种不间断电源，其特征是具有防馈电输入开关以及高精度、高效率、低功耗、长寿命智能电压调节与净化模块构成的市电输出回路，具有高效率双向逆变器以及超快速转换时间、无环流的静态转换开关组成的电池浮冲回路和逆变输出回路，解决了传统不间断电源低效率、有转换时间缺陷，为负载提供稳定纯净的电能。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）
Contactless intelligent compensation type ultra low power uninterrupted power supply
An uninterruptible power supply, which is characterized with a anti feeding switch, high precision and high efficiency, low power consumption, long life intelligent voltage regulation and purification module electric output circuit, which has high efficiency and ultra fast bi-directional inverter switching time, the static transfer switch without circulation battery float circuit and inverter output circuit to solve the traditional uninterruptible power supply, low efficiency, conversion time defects, provide a stable pure electricity load.
【技术实现步骤摘要】
本技术属于不间断电源。技术背景UPS电源是一种含有储能装置，以逆变器为主要元件，稳压稳频输出的电源保护设 备。当市电正常输入时，UPS就将市电稳压后供给负载使用，同时对机内电池充电，把能量 储存在电池中；当市电中断(事故停电)或输入故障时，UPS将机内电池的能量转换为220V 交流电继续供负载使用，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。日前市场上供 应的UPS电源设备种类较多，UPS按工作模式可分为后备式、在线式和互动式3大类。后备式UPS电源在市电正常供电时，市电通过交流旁路通道再经转换开关直接向负载提供电源。 机内的逆变器处于停止工作状态，这时的UPS电源实质上相当于一台性能较差的市电稳压 器。它除了对市电电压的幅度波动有所改善外，对电压的频率不稳、波形畸变以及从电网侵 入的干扰等不良影响基本上没有任何改善。只有当市电供电中断或低于逆变启动电压时， 蓄电池才对UPS逆变器供电，并向负载提供稳压、稳额的方波交流电源。后备式UPS具有电 路简单、成本低、可靠性高、效率高的优点，但是其输出电压稳定精度差，由市电转逆工作时 会有一段转换时间，一般不大于10ms。另外受切换电流和动作时间的限制，输出功率一般较 小，一般后备式正弦波输出UPS，容量在2kVA以下，后备式方波输出UPS容量在IkvA以下。在线式UPS电源在市电正常供电时，它首先将市电交流电源经整流变成直流电源，然后进行脉宽 调制、滤波，再将直流电经逆变器重新转换成正弦波交流电源向负载供电。一旦市电中断， 立即改由蓄电池提供的直流电经逆变器向负载提供正弦波交流电源。因此，对在线式UPS 电源而言，在正常情况下，无论有无市电，它都是由UPS电源的逆变器对负载供电，这样就 避免了所有由市电电网电压波动及干扰而带来的影响。显而易见，在线式UPS电源的供电 质量明显优于后备式UPS电源。因为它可以实现对负载的稳频、稳压供电，而且在由市电 供电转换到蓄电池供电时，其转换时间为零。真正给用户提供优质的稳压、稳频的纯净正弦 波电源，从而提供符合网络系统需要的电源保护。但是由于在线式UPS开机后逆变器始终 处于工作状态，因此存在着较大的开关器件损耗，目前在线式UPS的效率最高为85-94%左 右ο互动式UPS电源互动式UPS电源也被称为3端口式UPS电源，使用的是工频变压器。从能量传递的 角度来考虑，其变压器存在3个能量流动的端口 端口 1连接市电输入；端口 2通过双向变 换器与蓄电池相连；端口 3输出。市电供电时，交流电经端口 1流入变压器，在稳压电路的 控制下选择合适的变压器抽头接入，同时在端口 2的双向变换器的作用下借助蓄电池的能 量转换共同调节端口 3上的输出电压，以此来达到比较好的稳压效果；市电掉电时，蓄电池 通过双向变换器经端口 2给变压器供电，维持端口 3上的交流输出。互动式UPS电源在变压器抽头切换的过程中，双向变换器作为逆变器方式工作。蓄电池供电，因此能实现输出电 压的不间断，同样在由市电供电到电池供电的切换过程中也能做到没有转换时间。互动式 UPS电源的电路实现简单，没有单独的充电器，带来的是生产成本的降低和可靠性的提高。 这类产品在市电供电工作时也不存在AC/DC、DC/AC的转换，使整机效率有所提高。互动式 UPS很好地结合了后备式UPS和在线式UPS的许多优点，是一种很不错的变换形式。但是由 于它使用的是工频变压器，同样有笨重、体积大的问题。智能型UPS是当今UPS的一大发展趋势，随着UPS在网络系统上应用，网络管理者 强调整个网络系统为保护对象，希望整个网络系统在供电系统出现故障时，仍然可以继续 工作而不中断。因此UPS内部配置微处理器使之智能化是UPS的新趋势，UPS内部硬件与 软件的结合，大幅度提高了 UPS的功能，可以监控UPS的运行工作状态，如UPS输出电压频 率，电网电压频率、电池状态以及故障记录等。还可以通过软件对电池进行检测、自动放电 充电，以及遥控开关机等。网络管理者就可以根据信息资料分析供电质量，依据实际情况 采取相应的措施。当UPS检测出供电电网中断时，UPS自动切换到电池供电，在电池供电能 力不足时立即通知服务器做关机的准备工作并在电池耗尽前自行关机。智能型UPS通过接 口与计算机进行通讯，从而使网络管理员能够监控UPS，因此其管理软件的功能就显得极其 重要。
技术实现思路
为了克服现有的不间断电源存在的效率低、容量小、体积大而且市电与逆变的切 换需要一定的时间的不足，本技术设计出一种高精度、大容量、长寿命以及高集成度的 调压净化模块，从而设计出一种效率很高、体积很小并且实现了市电与逆变的不间断切换 的智能型高效节能不间断电源(UPS-HPR)。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是市电经过输入开关进入高精度 智能调压模块，通过智能网络控制器控制STS静态开关选通市电输出回路，然后为负载提 供高精度稳定的正弦电压波形；与此同时通过高精度智能调压模块输出的稳定电压，经过 双向逆变器为电池进行浮充电。当市电异常时，由电池输出直流电平经过双向逆变器输出 稳定、纯净的正弦波，并由智能网络控制器控制STS静态开关选通逆变输出回路，为负载提 供稳定交流电源；同时有智能网络控制器关断输入开关，防止双向逆变器向电网馈电。当市 电正常的时候，因为经过逆变器的能量只为电池充电，因此能量消耗很少，大部分能量直接 经过调压模块供给负载，使得效率比一般在线式UPS大幅度提高；当市电异常时，虽然启动 了逆变器，但是因为省去了整流器的功率损耗，也大大提高了效率。同时，由于采用了 STS 静态开关实现了由市电回路向逆变回路的无间断切换。本高精度智能调压模块采用三个补偿变压器，将其次级串入到主回路中，当市电 输入电压波动或负载变化时，通过真有效值转换芯片LTC1966将交流电压值直接转换为直 流电压值，然后经过精密放大器送入单片机进行采样，单片机经过逻辑判断通过达林顿阵 列ULN2003输出高低电平用以控制多全桥切换电路中的相应晶闸管的通断，实现补偿变压 器线圈的不同组合，从而对市电电压的正、负波动值进行有级补偿。当市电电压大于标称值 时进行负补偿，当市电电压低于标称值时进行正补偿。本技术的有益效果是，通过采用高精度智能调压模块，大幅度提高了不间断电源的效率，达到了节能减排的社会效应，并且使用了双向逆变器，使电路结构简单，体积 减小。附图说明图1所示对UPS整体结构与工作原理的信息描述。图2所示对智能调压模块的基本硬件结构与工作原理的信息描述。具体实施方式在图1中，当市电100存在时，经过101输入开关进入102智能调压模块，通过103 智能网络控制器控制106STS静态开关选通市电输出回路，为负载提供107高精度稳定的正 弦电压波形；与此同时通过102输出的稳定电压，经过105双向逆变器(当有市电时，逆变 方向为AC-DC，当市电异常时，逆变方向为DC-AC)为104电池进行浮充电。当市电100异常时，由104电池输出直流电平经过105双向逆变器输出高精度、稳 定、纯净的正弦波，并由103智能网络控制器控制106STS静态开关选通逆变输出回路，为负 载提供稳定交流电源；同时有103关断101输入开关，防止本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种不间断电源，其特征是具有防馈电输入开关以及高精度、高效率、低功耗、长寿命智能电压调节与净化模块构成的市电输出回路， 具有高效率双向逆变器以及超快速转换时间、无环流的静态转换开关组成的电池浮冲回路和逆变输出回路。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：臧安，
申请(专利权)人：天津市爱和德电源系统有限公司，
类型：实用新型
国别省市：12[]
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