專利名稱：一種不間斷電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種不間斷電源。
背景技術(shù)：
如圖1所示，傳統(tǒng)的不間斷電源(UPS)， 一般結(jié)構(gòu)為先AC/DC進(jìn)行 整流，然后再DC/AC進(jìn)行逆變，其電力來源為交流電網(wǎng)。當(dāng)交流電網(wǎng)停 電時(shí)，備用的蓄電池(Battery)通過DC/DC輸出電能。這可以提供備份時(shí) 間的電能，用電設(shè)備的輸入源波形也非常好。但是，當(dāng)發(fā)生停電情況時(shí)除 了蓄電池儲(chǔ)備的一部分可以釋放的電能以外，沒有其他輸入源。此外還有 一個(gè)問題UPS的負(fù)載一般在額定功率的30%—40%。在UPS設(shè)計(jì)時(shí)器 件選擇通常要要考慮到過載情況，按照滿足過載要求設(shè)計(jì)，30%_40%這 么低的負(fù)載長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，UPS的整機(jī)運(yùn)行效率比較低。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是為了克服以上的不足，提出了一種不 間斷電源，可以提高可靠性并提高效率。
本發(fā)明的技術(shù)問題通過以下的技術(shù)方案予以解決
一種不間斷電源，包括整流器、逆變器和蓄電池，所述整流器和蓄電 池的輸出分別耦合到逆變器輸入，還包括太陽(yáng)能電池板，所述太陽(yáng)能電池 板輸出耦合到整流器輸出與逆變器輸入之間。
所述的不間斷電源還包括第一 DC/DC變換器和第一防倒灌器件，所 述太陽(yáng)能電池板輸出經(jīng)第一防倒灌器件耦合到整流器輸出與逆變器輸入之 間，所述第一 DC/DC變換器第一端與蓄電池耦合、第二端耦合到整流器 輸出與逆變器輸入之間。
所述第一防倒灌器件為第一二極管，所述第一二極管陽(yáng)極與太陽(yáng)能電 池板輸出相連、所述第一二極管陰極連接在整流器輸出與逆變器輸入之間。
所述第一防倒灌器件包括第一開關(guān)和檢測(cè)控制器，所述第一開關(guān)第一 端與太陽(yáng)能電池板輸出耦合、所述第一開關(guān)第二端耦合整流器輸出與逆變 器輸入之間，所述檢測(cè)控制器耦合在太陽(yáng)能電池板輸出與第一開關(guān)之間， 所述檢測(cè)控制器檢測(cè)出太陽(yáng)能電池板輸出的電流小于預(yù)設(shè)值時(shí)控制開關(guān)斷
4開。
所述不間斷電源還包括第一 DC/DC變換器和第二 DC/DC變換器，所 述太陽(yáng)能電池板輸出經(jīng)第二 DC/DC變換器耦合到整流器輸出與逆變器輸 入之間，所述第一 DC/DC變換器第一端與蓄電池耦合、第二端耦合到整 流器輸出與逆變器輸入之間。
所述的不間斷電源還包括第二開關(guān)和第一 DC/DC變換器，所述太陽(yáng) 能電池板輸出經(jīng)第二開關(guān)、第一 DC/DC變換器耦合到整流器輸出與逆變 器輸入之間，所述太陽(yáng)能電池板輸出還經(jīng)所述第二開關(guān)與蓄電池相耦合。
所述的不間斷電源還包括還包括第三開關(guān)和第二防倒灌器件和第一 DC/DC變換器，所述太陽(yáng)能電池板輸出經(jīng)第二防倒灌器件、第一 DC/DC 變換器耦合到整流器輸出與逆變器輸入之間，所述蓄電池經(jīng)所述第三開關(guān) 與所述第一 DC/DC變換器耦合。
所述第二防倒灌器件為第三二極管，所述第三二極管陽(yáng)極接太陽(yáng)能電 池板輸出、陰極接在第三開關(guān)與第一 DC/DC變換器之間。
一種不間斷電源，包括整流器、逆變器和蓄電池，所述整流器和蓄電 池的輸出分別耦合到逆變器輸入，還包括太陽(yáng)能電池板、第二逆變器和第 三防倒灌器件，所述太陽(yáng)能電池板輸出經(jīng)第三防倒灌器件與第二逆變器輸 入相耦合，所述第二逆變器輸出為負(fù)載提供電源。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比的有益效果是本發(fā)明提出的改進(jìn)的UPS結(jié) 構(gòu)，該結(jié)構(gòu)以太陽(yáng)能作為傳統(tǒng)UPS的另外一種輸入源，與電網(wǎng)和電池聯(lián)合 供電，可以進(jìn)一步提高UPS的可靠性，提高系統(tǒng)效率，而且該能源是清潔 能源，對(duì)于減少二氧化碳的排放，減少維護(hù)均有好處。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明具體實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明具體實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本發(fā)明具體實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是本發(fā)明具體實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是本發(fā)明具體實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7是本發(fā)明具體實(shí)施例6的結(jié)構(gòu)示意圖8是本發(fā)明具體實(shí)施例7的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面通過具體的實(shí)施方式并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。 實(shí)施例l
如圖2所示， 一種不間斷電源，包括整流器、逆變器和蓄電池Battery, 所述整流器和蓄電池的輸出分別耦合到逆變器輸入。所述不間斷電源還包 括太陽(yáng)能電池板，所述太陽(yáng)能電池板輸出耦合到整流器輸出與逆變器輸入 之間。
實(shí)施例2
如圖3所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于所述的不間斷電 源還包括第一 DC/DC變換器和第一防倒灌器件，所述太陽(yáng)能電池板輸出 經(jīng)第一防倒灌器件耦合到整流器輸出與逆變器輸入之間，所述第一 DC/DC 變換器第一端與蓄電池耦合、第二端耦合到整流器輸出與逆變器輸入之間。
在本實(shí)施例中，所述第一防倒灌器件為第一二極管D1，所述第一二極 管陽(yáng)極與太陽(yáng)能電池板輸出相連、所述第一二極管Dl陰極連接在整流器 輸出與逆變器輸入之間。
這樣，當(dāng)沒有太陽(yáng)時(shí)，可以防止市電或/和蓄電池對(duì)太陽(yáng)能電池板進(jìn)行 倒灌。
本實(shí)施例的工作原理如下
市電電網(wǎng)正常時(shí)，如果太陽(yáng)能電池板的電能大于輸出負(fù)載、而且蓄電 池不是在充滿狀態(tài)時(shí)，控制整流器不輸出電能。太陽(yáng)能電能一部分通過逆
變器提供給負(fù)載，另一部分電能通過第一 DC/DC變換器給蓄電池充電。 可以通過調(diào)節(jié)蓄電池充電電流來實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池板的最大功率輸出(Max power point tracking, 簡(jiǎn)禾爾MPPT)。
市電電網(wǎng)正常時(shí)，如果太陽(yáng)能電池板的電能大于輸出負(fù)載、而且蓄電 池處在充滿狀態(tài)，太陽(yáng)能電能一部分通過逆變器提供給負(fù)載，另一部分可 以通過整流器回饋電網(wǎng)，這樣的話，通過調(diào)整回饋電網(wǎng)的電能來實(shí)現(xiàn)太陽(yáng) 能電池板的MPPT。
市電電網(wǎng)正常時(shí)，如果太陽(yáng)能電池板的電能小于輸出負(fù)載時(shí)，而且蓄 電池不是在充滿狀態(tài)，控制整流器電流和為蓄電池充電電流的大小能實(shí)現(xiàn) 太陽(yáng)能電池板的MPPT。
市電電網(wǎng)正常時(shí)，如果太陽(yáng)能電池板的電能小于輸出負(fù)載時(shí)，蓄電池 處在充滿狀態(tài)，控制整流器電流來實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池板的MPPT。
市電電網(wǎng)不正常時(shí)，整流器不工作。當(dāng)太陽(yáng)能電池板的電能大于輸出負(fù)載時(shí)，蓄電池處不是在充滿狀態(tài)，太陽(yáng)能電能一部分通過逆變器提供給負(fù)載， 一部分用來給蓄電池充電。通過調(diào)節(jié)蓄電池的充電電流來實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)
能電池板的MPPT。
市電電網(wǎng)不正常時(shí)，整流器不工作。當(dāng)太陽(yáng)能電池板的電能大于輸出負(fù)載時(shí)，蓄電池處在充滿狀態(tài)，太陽(yáng)能電能通過逆變器提供給負(fù)載。
市電電網(wǎng)不正常時(shí)，整流器不工作。當(dāng)太陽(yáng)能電池板的電能小于輸出負(fù)載時(shí)，蓄電池和太陽(yáng)能電能共同提供給負(fù)載?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)蓄電池的放電電流來實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池板的MPPT。
:圖4所示，本實(shí)施例與實(shí)施例2的不同之處在于所述第一防倒灌器件包括第一開關(guān)SW1和檢測(cè)控制器，所述第一開關(guān)第一端與太陽(yáng)能電池板輸出耦合、所述第一開關(guān)第二端耦合整流器輸出與逆變器輸入之間，所述檢測(cè)控制器耦合在太陽(yáng)能電池板輸出與第一開關(guān)之間，所述檢測(cè)控制器檢測(cè)出太陽(yáng)能電池板電壓大于整流器輸出電壓時(shí)閉合開關(guān)，當(dāng)太陽(yáng)能電池板輸出的電流小于預(yù)設(shè)值時(shí)控制開關(guān)斷開。所述第一開關(guān)可以是繼電器。所述第一開關(guān)還可以是場(chǎng)效應(yīng)管等具有開關(guān)性質(zhì)的器件SW。
實(shí)施例4
如圖5所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于所述不間斷電源，還包括第一 DC/DC變換器和第二 DC/DC變換器，所述太陽(yáng)能電池板輸出經(jīng)第二 DC/DC變換器耦合到整流器輸出與逆變器輸入之間，所述第一DC/DC變換器第一端與蓄電池耦合、第二端耦合到整流器輸出與逆變器輸入之間。這樣，當(dāng)太陽(yáng)能電池板輸出的電能較小時(shí)就可以通過第二DC/DC變換器升壓后提供給逆變器。通過控制第二 DC/DC變換器還可以調(diào)整太陽(yáng)能電池板的工作狀態(tài)，如MPPT狀態(tài)或非MPPT狀態(tài)。
實(shí)施例5
如圖6所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于本實(shí)施例的不間斷電源還包括第二開關(guān)和第一 DC/DC變換器，所述太陽(yáng)能電池板輸出經(jīng)第二開關(guān)、第一 DC/DC變換器耦合到整流器輸出與逆變器輸入之間，所述太陽(yáng)能電池板輸出還經(jīng)所述第二開關(guān)與蓄電池相耦合。
本實(shí)施例中太陽(yáng)能電池板和蓄電池共用第一 DC/DC變換器，可節(jié)約成本。在本實(shí)施例中當(dāng)太陽(yáng)能電池的電壓大于Battery電壓時(shí)可以把第二開關(guān)SW2導(dǎo)通，當(dāng)太陽(yáng)能電流小于0時(shí)切斷第二開關(guān)SW2。實(shí)施例6
如圖7所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于本實(shí)施例中的不
間斷電源還包括第三開關(guān)sw3、第二防倒灌器件和第一 DC/DC變換器。所述太陽(yáng)能電池板輸出經(jīng)第二防倒灌器件、第一 DC/DC變換器耦合到整流器輸出與逆變器輸入之間，所述蓄電池經(jīng)所述第三開關(guān)sw3與所述第二DC/DC變換器耦合。
在圖7中第二防倒灌器件為第二二極管D2，當(dāng)然也可以參照實(shí)施例3。本實(shí)施例中太陽(yáng)能電池板能給蓄電池充電。當(dāng)蓄電池充滿后斷開第三開關(guān)SW3，太陽(yáng)能電池板通過第二 DC/DC變換器向逆變器處提供電能。
實(shí)施例7
如圖8所示， 一種不間斷電源，包括整流器、逆變器和蓄電池，所述整流器和蓄電池的輸出分別耦合到逆變器輸入，還包括太陽(yáng)能電池板、第二逆變器和第三防倒灌器件，所述太陽(yáng)能電池板輸出經(jīng)第三防倒灌器件與第二逆變器輸入相耦合，所述第二逆變器輸出為負(fù)載提供電源。
在圖8中第三防倒灌器件為第三二極管D3，當(dāng)然也可以參照實(shí)施例4。第三防倒灌器件可以防止負(fù)載向太陽(yáng)能電池板反灌電能。
本實(shí)施例的工作原理簡(jiǎn)述如下如果負(fù)載大于太陽(yáng)能電池板可提供的電能，逆變器和太陽(yáng)能電池板共同為負(fù)載提供電能。如果負(fù)載小于太陽(yáng)能電池板可提供的電能，太陽(yáng)能電池板單獨(dú)為負(fù)載提供電能。多余的太陽(yáng)能電池電能可以通過把逆變器變?yōu)檎鞣绞?，用來為蓄電池電池充電或者把整流器變?yōu)槟孀児ぷ鞣绞?，?shí)現(xiàn)電能回饋電網(wǎng)。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
8
權(quán)利要求
1.一種不間斷電源，包括整流器、逆變器和蓄電池，所述整流器和蓄電池的輸出分別耦合到逆變器輸入，其特征在于還包括太陽(yáng)能電池板，所述太陽(yáng)能電池板輸出耦合到整流器輸出與逆變器輸入之間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的不間斷電源，其特征在于還包括第一 DC/DC 變換器和第一防倒灌器件，所述太陽(yáng)能電池板輸出經(jīng)第一防倒灌器件耦合到整流器輸出與逆變器輸入之間，所述第一 DC/DC變換器第一端與蓄電 池耦合、第二端耦合到整流器輸出與逆變器輸入之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的不間斷電源，其特征在于所述第一防倒灌器件為第一二極管，所述第一二極管陽(yáng)極與太陽(yáng)能電池板輸出相連、所述第 一二極管陰極連接在整流器輸出與逆變器輸入之間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的不間斷電源，其特征在于所述第一防倒灌器件包括第一開關(guān)和檢測(cè)控制器，所述第一開關(guān)第一端與太陽(yáng)能電池板輸出 耦合、所述第一開關(guān)第二端耦合整流器輸出與逆變器輸入之間，所述檢測(cè) 控制器耦合在太陽(yáng)能電池板輸出與第一開關(guān)之間，所述檢測(cè)控制器檢測(cè)出 太陽(yáng)能電池板輸出的電流小于預(yù)設(shè)值時(shí)控制開關(guān)斷開。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的不間斷電源，其特征在于還包括第一 DC/DC 變換器和第二 DC/DC變換器，所述太陽(yáng)能電池板輸出經(jīng)第二 DC/DC變換 器耦合到整流器輸出與逆變器輸入之間，所述第一 DC/DC變換器第一端 與蓄電池耦合、第二端耦合到整流器輸出與逆變器輸入之間。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的不間斷電源，其特征在于還包括第二開關(guān)和 第一DC/DC變換器，所述太陽(yáng)能電池板輸出經(jīng)第二開關(guān)、第一DC/DC變 換器耦合到整流器輸出與逆變器輸入之間，所述太陽(yáng)能電池板輸出還經(jīng)所 述第二開關(guān)與蓄電池相耦合。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的不間斷電源，其特征在于還包括第三開關(guān)和 第二防倒灌器件和第一 DC/DC變換器，所述太陽(yáng)能電池板輸出經(jīng)第二防 倒灌器件、第一 DC/DC變換器耦合到整流器輸出與逆變器輸入之間，所 述蓄電池經(jīng)所述第三開關(guān)與所述第一 DC/DC變換器耦合。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的不間斷電源，其特征在于所述第二防倒灌器 件為第三二極管，所述第三二極管陽(yáng)極接太陽(yáng)能電池板輸出、陰極接在第 三開關(guān)與第一 DC/DC變換器之間。
9. 一種不間斷電源，包括整流器、逆變器和蓄電池，所述整流器和蓄電 池的輸出分別耦合到逆變器輸入，其特征在于還包括太陽(yáng)能電池板、第 二逆變器和第三防倒灌器件，所述太陽(yáng)能電池板輸出經(jīng)第三防倒灌器件與 第二逆變器輸入相耦合，所述第二逆變器輸出為負(fù)載提供電源。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種不間斷電源，包括整流器、逆變器和蓄電池，整流器和蓄電池的輸出分別耦合到逆變器輸入，還包括太陽(yáng)能電池板，太陽(yáng)能電池板輸出耦合到整流器輸出與逆變器輸入之間。本發(fā)明還公開了一種不間斷電源，包括整流器、逆變器和蓄電池，整流器和蓄電池的輸出分別耦合到逆變器輸入，還包括太陽(yáng)能電池板、第二逆變器和第三防倒灌器件，太陽(yáng)能電池板輸出經(jīng)第三防倒灌器件與第二逆變器輸入相耦合，第二逆變器輸出為負(fù)載提供電源。本發(fā)明提出的改進(jìn)的UPS結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)以太陽(yáng)能作為傳統(tǒng)UPS的另外一種輸入源，與電網(wǎng)和電池聯(lián)合供電，可以進(jìn)一步提高UPS的可靠性，提高系統(tǒng)效率，而且該能源是清潔能源，對(duì)于減少二氧化碳的排放，減少維護(hù)均有好處。
文檔編號(hào)H02J7/02GK101651355SQ200910109359
公開日2010年2月17日 申請(qǐng)日期2009年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月17日
發(fā)明者恒 余, 梁恒毅, 鄭大鵬 申請(qǐng)人:艾默生網(wǎng)絡(luò)能源有限公司