專利名稱：變換器的電流控制方法及裝置、不間斷電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種變換器的電流控制方法及裝置、不間斷電源。
背景技術(shù)：
在電能質(zhì)量不高的地區(qū)，大部分在線式不間斷電源(英文！uninterruptiblepower supply，簡稱UPS)是長效機(jī)，需要UPS的電池的容量很大，例如，UPS的電池的容量為100Ah/12V時，對UPS的電池進(jìn)行充電的充電電路功率也需要幾百瓦。為了降低成本和提高功率密度，通常是通過雙向DC變換器，將UPS的電池的直流升壓電路和充電電路集成
在一起。目前，關(guān)于雙向DC變換器的研究很多，圖I為現(xiàn)有的雙向DC變換器的工作原理圖將市電轉(zhuǎn)化為直流電對電容(例如BUS電容)進(jìn)行供電，電容通過整流器Q5-整流器Q8組成的整流電路將直流電轉(zhuǎn)換為脈沖電流，脈沖電流通過變壓器進(jìn)行降壓后，經(jīng)過整流器Ql-整流器Q4組成的整流電路將降壓后的脈沖電流轉(zhuǎn)換為直流電后給UPS的電池進(jìn)行充電；由于整流器Ql-整流器Q4組成整流電路和整流器Q5-整流器Q8組成的整流電路始終處于工作狀態(tài)，當(dāng)停電時，UPS的電池馬上將其存儲的直流電通過整流器Ql-整流器Q4組成的整流電路轉(zhuǎn)化為脈沖電流，脈沖電流通過變壓器進(jìn)行升壓后，經(jīng)過整流器Q5-整流器Q8組成的整流電路將升壓后的脈沖電流轉(zhuǎn)換為直流電后給電容進(jìn)行充電，之后，將電容提供的直流電逆變?yōu)榻涣麟妼ω?fù)載進(jìn)行供電，從而達(dá)到了輸出電壓零中斷的切換目標(biāo)。然而，基于現(xiàn)有的雙向DC變換器，其輸出端都是單電容模式，無法適應(yīng)在線式UPS正負(fù)電容的場景，因此，存在應(yīng)用局限性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種變換器的電流控制方法及裝置、不間斷電源，能夠適應(yīng)在線式UPS正負(fù)電容的場景，擴(kuò)展UPS的應(yīng)用范圍。第一方面，本發(fā)明提供一種變換器，包括電池、第一整流電路、變壓器、第二整流電路和電容，還包括開關(guān)器件；所述第二整流電路包括第一整流單元和第二整流單元，所述電容包括第一電容和第二電容；所述第一整流單元的一端連接所述變壓器的副邊的一端，另一端連接所述第一電容；所述第二整流單元的一端連接所述變壓器的副邊的另一端，另一端連接所述第二電容；所述第一電容的一端連接所述第一整流單元，另一端連接所述第二電容和所述開關(guān)器件；所述第二電容的一端連接所述第二整流單元，另一端連接所述第一電容和所述開關(guān)器件；所述開關(guān)器件的一端連接所述變壓器的副邊中心抽頭，另一端連接所述第一電容和所述第二電容，所述開關(guān)器件與所述第一電容和所述第二電容連接的一端接地。在第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，當(dāng)所述電池處于放電狀態(tài)時，所述開關(guān)器件為閉合狀態(tài)；所述第一整流電路，分別與電池和所述變壓器的原邊連接，用于當(dāng)所述電池處于放電狀態(tài)時，將所述電池輸出的直流電整流為脈沖電流，并將所述脈沖電流傳輸給所述變壓器的原邊；所述變壓器，包括原邊和副邊，所述原邊與所述第一整流電路連接，所述副邊的兩端分別與所述第一整流單元和第二整流單元連接，所述副邊的中心抽頭與所述開關(guān)器件連接，用于將經(jīng)過第一整流電路整流后的脈沖電流進(jìn)行升壓處理，將所述升壓處理后的脈沖電流分別發(fā)送給所述第一整流單元和第二整流單元；·所述第一整流單元，用于將所述升壓處理后的脈沖電流整流后傳輸給第一電容，對所述第一電容進(jìn)行充電；所述第二整流單元，用于將所述升壓處理后的脈沖電流整流后傳輸給第二電容，對所述第二電容進(jìn)行充電。在第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，當(dāng)所述電池處于充電狀態(tài)時，所述開關(guān)器件為開啟狀態(tài)；所述第二整流電路，用于當(dāng)所述第一電容和第二電容處于放電狀態(tài)時，將所述第一電容和第二電容輸出的直流電整流為脈沖電流，并將所述脈沖電流傳輸給所述變壓器的副邊；所述變壓器，用于將經(jīng)過第二整流電路整流后的脈沖電流進(jìn)行降壓處理，將所述降壓處理后的脈沖電流傳輸給所述第一整流電路；所述第一整流電路，用于將所述將壓處理后的脈沖電流整流后傳輸給所述電池，對所述電池進(jìn)行充電。第二方面，本發(fā)明提供一種變換器的電流控制方法，包括當(dāng)電池處于放電狀態(tài)時，將開關(guān)器件置于閉合狀態(tài)；將所述電池輸出的直流電經(jīng)過第一整流電路整流為脈沖電流；將所述脈沖電流經(jīng)過變壓器進(jìn)行升壓處理；將所述升壓處理后的脈沖電流分別經(jīng)過第一整流單元和第二整流單元整流為直流電后傳輸給對應(yīng)的第一電容和第二電容，分別對所述第一電容和第二電容進(jìn)行充電；所述第一整流單元的一端連接所述變壓器的副邊的一端，另一端連接所述第一電容；所述第二整流單元的一端連接所述變壓器的副邊的另一端，另一端連接所述第二電容；所述第一電容的一端連接所述第一整流單元，另一端連接所述第二電容和所述開關(guān)器件；所述第二電容的一端連接所述第二整流單元，另一端連接所述第一電容和所述開關(guān)器件；所述開關(guān)器件的一端連接所述變壓器的副邊中心抽頭，另一端連接所述第一電容和所述第二電容，所述開關(guān)器件與所述第一電容和所述第二電容連接的另一端接地?；诘诙矫?，在第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述方法還包括當(dāng)所述電池處于充電狀態(tài)時，將開關(guān)器件置于開啟狀態(tài)；
將所述第一電容和第二電容輸出的直流電經(jīng)過第二整流電路整流為脈沖電流，并將所述脈沖電流傳輸給所述變壓器；將所述第二整流電路整流后的脈沖電流經(jīng)過所述變壓器進(jìn)行降壓處理，將所述降壓處理后的脈沖電流傳輸給所述第一整流電路；將所述將降壓處理后的脈沖電流整流后傳輸給所述電池，對所述電池進(jìn)行充電；所述第二整流電路包括所述第一整流單元和所述第二整流單元。第三方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種不間斷電源，包括上述變換器。
本發(fā)明實(shí)施例通過將變換器中的變壓器的副邊中心軸頭連接一開關(guān)器件，該開關(guān)器件另一端連接第一電容和第二電容，且該開關(guān)器件與第一電容和第二電容連接的一端接地，從使得當(dāng)電池處于放電狀態(tài)時，將開關(guān)器件置于閉合狀態(tài)；將電池輸出的直流電經(jīng)過第一整流電路整流為脈沖電流；將所述脈沖電流經(jīng)過變壓器進(jìn)行升壓處理；將所述升壓處理后的脈沖電流分別經(jīng)過第一整流單元和第二整流單元整流為直流電后傳輸給對應(yīng)的第一電容和第二電容，分別對所述第一電容和第二電容進(jìn)行充電；由于開關(guān)器件與第一電容和第二電容連接的一端接地，第一電容和第二電容是正負(fù)對稱的電容，因此，本實(shí)施例的變換器可以適用于在線式UPS正負(fù)電容的場景，提高了變換器的應(yīng)用擴(kuò)展性。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為現(xiàn)有的雙向DC變換器的工作原理圖；圖2為本發(fā)明一實(shí)施例提供的變換器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的變換器的工作原理圖；圖4為圖3所示實(shí)施例應(yīng)用的電池放電模式中整流器Ql-整流器Q4的驅(qū)動時序圖；圖5為圖3所示實(shí)施例中電池放電模式的一種電流流動示意圖；圖6為圖3所示實(shí)施例中電池放電模式的又一種電流流動示意圖；圖7為圖3所示實(shí)施例中電池放電模式的又一種電流流動示意圖；圖8為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的變換器的工作原理圖；圖9為圖8所示實(shí)施例應(yīng)用的電池充電模式中整流器Q5-整流器Q8的驅(qū)動時序圖；圖10為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的變換器的工作原理圖；圖11為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的電流控制方法的流程圖；圖12為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的電流控制方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。鑒于 現(xiàn)有的雙向DC變換器無法適應(yīng)在線式UPS正負(fù)電容的場景的問題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種變換器，可以適應(yīng)在線式UPS正負(fù)電容的場景，提高了變換器的應(yīng)用擴(kuò)展性。圖2為本發(fā)明一實(shí)施例提供的變換器的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，具體包括電池
I、第一整流電路2、變壓器3、第二整流電路4、電容5和開關(guān)器件6 ；其中，變壓器3包括原邊31、副邊32和副邊中心抽頭33 ；第二整流電路4包括第一整流單元41和第二整流單元42 ；電容5包括第一電容51和第二電容52;第一整流電路2的一端連接電池1，第一整流電路2的另一端連接變壓器3的原邊31 ；第一整流單元41的一端連接變壓器3的副邊32的一端，第一整流單元41的另一端連接第一電容51 ；第二整流單元42的一端連接變壓器3的副邊32的另一端，第二整流單元42的另一端連接第二電容52 ；第一電容51的一端連接第一整流單兀41,第一電容51的另一端連接第二電容52和開關(guān)器件6 ；第二電容52的一端連接第二整流單元42，第二電容52的另一端連接第一電容51和開關(guān)器件6 ；開關(guān)器件6的一端連接變壓器3的副邊中心抽頭33，開關(guān)器件6的另一端連接第一電容51和第二電容52,開關(guān)器件6與第一電容51和第二電容52連接的一端接地。在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，當(dāng)電池I處于放電狀態(tài)時，開關(guān)器件6為閉合狀態(tài)；第一整流電路2，用于當(dāng)所述電池處于放電狀態(tài)時，將所述電池輸出的直流電整流為脈沖電流，并將所述脈沖電流傳輸給所述變壓器的原邊；變壓器3，用于將經(jīng)過第一整流電路2整流后的脈沖電流進(jìn)行升壓處理，將所述升壓處理后的脈沖電流分別發(fā)送給所述第一整流單元41和第二整流單元42 ；第一整流單元41，用于將所述升壓處理后的脈沖電流整流后傳輸給第一電容51，對所述第一電容51進(jìn)行充電；第二整流單元42，用于將所述升壓處理后的脈沖電流整流后傳輸給第二電容52，對所述第二電容52進(jìn)行充電。在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，當(dāng)電池I處于充電狀態(tài)時，開關(guān)器件6為開啟狀態(tài)；第二整流電路4，用于當(dāng)?shù)谝浑娙?1和第二電容52處于放電狀態(tài)時，將第一電容51和第二電容52輸出的直流電整流為脈沖電流，并將所述脈沖電流傳輸給所述變壓器的副邊；變壓器3，用于將經(jīng)過第二整流電路4整流后的脈沖電流進(jìn)行降壓處理，將所述降壓處理后的脈沖電流傳輸給第一整流電路2 ；第一整流電路2，用于將所述將壓處理后的脈沖電流整流后傳輸給電池1，對電池I進(jìn)行充電。本發(fā)明實(shí)施例通過將變換器中的變壓器的副邊中心軸頭連接一開關(guān)器件，該開關(guān)器件另一端連接第一電容和第二電容，且該開關(guān)器件與第一電容和第二電容連接的一端接地，從使得當(dāng)電池處于放電狀態(tài)時，將開關(guān)器件置于閉合狀態(tài)；將電池輸出的直流電經(jīng)過第一整流電路整流為脈沖電流；將所述脈沖電流經(jīng)過變壓器進(jìn)行升壓處理；將所述升壓處理后的脈沖電流分別經(jīng)過第一整流單元和第二整流單元整流為直流電后傳輸給對應(yīng)的第一電容和第二電容，分別對所述第一電容和第二電容進(jìn)行充電；由于開關(guān)器件與第一電容和第二電容連接的一端接地，第一電容和第二電容是正負(fù)對稱的電容，因此，本實(shí)施例的變換器可以適用于在線式UPS正負(fù)電容的場景，提高了變換器的應(yīng)用擴(kuò)展性。圖3為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的變換器的工作原理圖，如圖3所示，battery為電池，整流器Ql-整流器Q4組成第一整流電路，pl-ml為變壓器的原邊，p2-m2和p3_m3為變壓器的副邊，整流器Q5-整流器Q8組成第二整流電路，m2-p3之間的副邊中心抽頭連接一開關(guān)器件kl，其中，kl例如可以為繼電器，Cl和c2例如可以為BUS電容，其中，Cl和c2連接的一端與kl連接并接地。其中，上述整流器Ql-整流器Q8例如可以為絕緣柵雙極型晶體管(英文Insulated Gate Bipolar Transistor,簡稱IGBT)或金屬氧化物半導(dǎo)體(英文metal oxid semiconductor,簡稱 M0S)晶體管。需要說明的是，在實(shí)際應(yīng)用中，為了變壓器的原邊電路進(jìn)行穩(wěn)壓和濾波，如圖3所 示，在電池和第一整流電路(整流器Ql-整流器Q4)之間串聯(lián)一電感L。在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)市電斷電時，電池battery處于放電狀態(tài)時，開關(guān)器件kl處于閉合狀態(tài)，此時，圖3所示為電流型全橋電路的電池升壓電路。圖4為圖3所示實(shí)施例應(yīng)用的電池放電模式中整流器Ql-整流器Q4的驅(qū)動時序圖，本實(shí)施例中的整流器Ql-整流器Q4分別根據(jù)對應(yīng)的驅(qū)動時序進(jìn)行各自的開關(guān)操作，從而實(shí)現(xiàn)對電池輸出的直流電進(jìn)行整流并輸出脈沖電流；具體實(shí)現(xiàn)時圖5為圖3所示實(shí)施例中電池放電模式的一種電流流動示意圖；如圖5所示,第一種工作模式整流器Ql-整流器Q4同時導(dǎo)通，電感L儲存能量，整流器Ql-整流器Q4組成的整流電路對電池輸出的直流電進(jìn)行整流為脈沖電流，由于該脈沖電流不通過變壓器，此時，變壓器不傳遞電流到變壓器副邊。圖6為圖3所示實(shí)施例中電池放電模式的又一種電流流動示意圖；如圖6所示，第二種工作模式整流器Ql、整流器Q4關(guān)閉，電流通過整流器Q2、整流器Q3和變壓器，此時，整流器Q2、整流器Q3組成的整流電路對電池輸出的直流電進(jìn)行整流為脈沖電流，該脈沖電流通過變壓器原邊和副邊進(jìn)行升壓，當(dāng)沒有對整流器Q5-整流器Q8提供驅(qū)動時序，也就是說，在整流器Q5-整流器Q8的開關(guān)管不工作(開啟的)情況下，則升壓后的脈沖電流直接通過整流器Q5中的二極管和整流器Q8中的二極管分別傳輸給電容C1、C2，當(dāng)對整流器Q5-整流器Q8提供驅(qū)動時序，也就是說，在整流器Q5-整流器Q8的開關(guān)管工作(閉合的)情況下，則升壓后的脈沖電流通過整流器Q5組成的整流電路整流為直流電后傳輸給Cl，通過整流器Q8組成的整流電路整流為直流電后傳輸給C2。需要說明的是，由于在電池放電模式時，開關(guān)kl是閉合的，而且kl和Cl、C2連接的一端是接地的，因此，Cl、C2是正負(fù)電容，從而可以實(shí)現(xiàn)升壓后的脈沖電流通過整流器Q5組成的整流電路和整流器Q8組成的整流電路整流為直流電后，分別傳輸給對應(yīng)的正負(fù)電容Cl和C2。在實(shí)際應(yīng)用中，可以進(jìn)一步利用逆變電路對正負(fù)電容Cl和C2中輸出的直流電逆變?yōu)榻涣麟?，利用該交流電對?fù)載進(jìn)行供電，本發(fā)明對比不作限定。第三種工作模式，如圖5所示，整流器Ql-整流器Q4同時導(dǎo)通，電感L儲存能量，整流器Ql-整流器Q4組成的整流電路對電池輸出的直流電進(jìn)行整流為脈沖電流，由于該脈沖電流不通過變壓器，此時，變壓器不傳遞電流到變壓器副邊。圖7為圖3所示實(shí)施例中電池放電模式的又一種電流流動示意圖；如圖7所示,第四種工作模式整流器Q2、整流器Q3關(guān)閉，電流通過整流器Q1、整流器Q4和變壓器，將能量傳遞到變壓器副邊，此時，整流器Q1、整流器Q4組成的整流電路對電池輸出的直流電進(jìn)行整流為脈沖電流，該脈沖電流通過變壓器原邊和副邊進(jìn)行升壓，當(dāng)沒有對整流器Q5-整流器Q8提供驅(qū)動時序，也就是說，在整流器Q5-整流器Q8的開關(guān)管不工作(開啟的)的情況下，則升壓后的脈沖電流直接通過整流器Q7中的二極管和整流器Q6中的二極管分別傳輸給對應(yīng)的電容C1、C2，當(dāng)對整流器Q5-整流器Q8提供驅(qū)動時序，也就是說，在整流器Q5-整流器Q8的開關(guān)管工作(閉合的)情況下，則升壓后的脈沖電流通過整流器Q7組成的整流電路整流為直流電后傳輸給Cl，通過整流器Q6組成的整流電路整流為直流電后傳輸給C2?！?br> 需要說明的是，由于在電池放電模式時，開關(guān)kl是閉合的，而且kl和Cl、C2連接的一端是接地的，因此，Cl、C2是正負(fù)電容，從而可以實(shí)現(xiàn)升壓后的脈沖電流通過整流器Q7組成的整流電路和整流器Q6組成的整流電路整流為直流電后，分別傳輸給對應(yīng)的正負(fù)電容Cl和C2。在實(shí)際應(yīng)用中，可以進(jìn)一步利用逆變電路對正負(fù)電容Cl和C2中輸出的直流電逆變?yōu)榻涣麟姡迷摻涣麟妼ω?fù)載進(jìn)行供電，本發(fā)明對比不作限定。本實(shí)施例中，在電池放電模式時，開關(guān)kl是閉合的，而且kl和Cl、C2連接的一端是接地的，因此，C1、C2是正負(fù)電容，從而可以實(shí)現(xiàn)升壓后的脈沖電流通過整流器Q7組成的整流電路和整流器Q6組成的整流電路整流為直流電后，分別傳輸給對應(yīng)的正負(fù)電容Cl和C2，從而可以實(shí)現(xiàn)同時對正負(fù)電容進(jìn)行充電。進(jìn)一步地，本實(shí)施例中，通過在電池和第一整流電路(整流器Ql-整流器Q4)之間串聯(lián)一電感L，從而使得輸入電感倍頻，工作頻率為兩倍開關(guān)管的開關(guān)頻率，從而可以減小變壓器的磁芯和銅線尺寸；進(jìn)一步地，本實(shí)施例中，由于每路整流器只承受一半的輸入電流，因此在整流器開通和關(guān)斷時損耗小，尤其是關(guān)斷時漏感尖峰小。圖8為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的變換器的工作原理圖，如圖8所示，battery為電池，整流器Ql-整流器Q4組成第一整流電路，pl-ml為變壓器的原邊，p2-m2和p3_m3為變壓器的副邊，整流器Q5-整流器Q8組成第二整流電路，m2-p3之間的副邊中心抽頭連接一開關(guān)器件kl，其中，kl例如可以為繼電器，Cl和c2例如可以為BUS電容，其中，Cl和c2連接的一端與kl連接并接地。其中，上述整流器Ql-整流器Q8例如可以為IGBT或M0S。需要說明的是，在實(shí)際應(yīng)用中，為了對變壓器的副邊電路進(jìn)行穩(wěn)壓和濾波，如圖8所示，可以在電容Cl與整流器Q5和整流器Q7之間串聯(lián)一電感L，在電容C2與整流器Q6和整流器Q8之間串聯(lián)一電感L。當(dāng)電池battery處于充電狀態(tài)時，開關(guān)器件kl處于開啟狀態(tài)，此時，圖8所示為電壓型全橋電路對電池進(jìn)行充電。圖9為圖8所示實(shí)施例應(yīng)用的電池充電模式中整流器Q5-整流器Q8的驅(qū)動時序圖，本實(shí)施例中的整流器Q5-整流器Q8分別根據(jù)對應(yīng)的驅(qū)動時序進(jìn)行各自的開關(guān)操作，從而利用電容Cl和C2輸出的電流對電池進(jìn)行充電；具體實(shí)現(xiàn)時在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)市電正常時，開關(guān)器件kl處于開啟狀態(tài)，此時，電池battery處于充電狀態(tài)，可以將市電提供的交流電通過逆變器逆變?yōu)橹绷麟妼﹄娙軨l和C2進(jìn)行供電，電容Cl和C2輸出的直流電通過整流器Q5-整流器Q8組成的整流電路整流為脈沖電流，該脈沖電流通過變壓器進(jìn)行降壓處理，當(dāng)沒有對整流器Ql-整流器Q4提供驅(qū)動時序，也就是說，在整流器Ql-整流器Q4的開關(guān)管不工作(開啟的)情況下，則降壓后的脈沖電流直接通過整流器Ql和整流器Q4中的二極管或者通過整流器Q2和整流器Q3中的二極管傳輸給電池，對電池進(jìn)行充電；當(dāng)對整流器Ql-整流器Q4提供驅(qū)動時序，也就是說，在整流器Ql-整流器Q4的開關(guān)管工作(閉合的)情況下，則降壓后的脈沖電流通過整流器Ql和整流器Q4組成的整流電路或者整流器Q2和整流器Q3組成的整流電路整流為直流電后傳輸給電池，對電池進(jìn)行充電。本實(shí)施例中，在電池充電模式時，開關(guān)kl是開啟的，因此，可以將市電給Cl、C2提供的直流電，通過Q5-Q8組成的整流電路整流為脈沖電流后，再通過變壓器的降壓處理后，將降壓后的脈沖電流通過整流器Q1-Q4組成的整流電路整流為直流電后，對電池容進(jìn)行充電，本實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)在通過電容Cl和C2給負(fù)載提供電能的同時，也可以通過電容Cl和C2實(shí)現(xiàn)對電池的充電。進(jìn)一步，本實(shí)施例中，通過在電池和第一整流電路(整流器Ql-整流器Q4)之間串聯(lián)一電感L，從而使得輸入電感倍頻，工作頻率為兩倍開關(guān)管的開關(guān)頻率，從而可以減小變壓器的磁芯和銅線尺寸；進(jìn)一步地，本實(shí)施例中，由于每路整流器只承受一半的輸入電流，因此在整流器開通和關(guān)斷時損耗小，尤其是關(guān)斷時漏感尖峰小。進(jìn)一步地，在電池充電模式時，采用同步整流的方法可以提高電池充電效率。圖10為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的變換器的工作原理圖，如圖10所示，在對電池放電效率要求不高的情況下，例如，可以使用推挽(英文push-pull)的架構(gòu)來同時完成充電和放電功能，具體實(shí)現(xiàn)時例如，在電池放電狀態(tài)時，開關(guān)Kl閉合，電池提供的直流電經(jīng)過Q3組成的整流電路整流為脈沖電流，該脈沖電流通過變壓器進(jìn)行升壓處理，升壓后的脈沖電流經(jīng)過Q5組成的整流電路整流為直流電后給電容Cl充電；或者電池提供的直流電經(jīng)過Q4組成的整流電路整流為脈沖電流，該脈沖電流通過變壓器進(jìn)行升壓處理，升壓后的脈沖電流經(jīng)過Q8組成的整流電路整流為直流電后給電容C2充電；又例如，在電池充電狀態(tài)時，開關(guān)Kl斷開，電容Cl和電容C2提供的直流電通過Q5和Q8組成的整流電路整流為脈沖電流，該脈沖電流經(jīng)過變壓器進(jìn)行降壓處理，降壓后的脈沖電流經(jīng)過Q3組成的整流電路整流為直流電后給電池充電；或者電容Cl和電容C2提供的直流電通過Q6和Q7組成的整流電路整流為脈沖電流，該脈沖電流經(jīng)過變壓器進(jìn)行降壓處理，降壓后的脈沖電流經(jīng)過Q4組成的整流電路整流為直流電后給電池充電。本實(shí)施例中，在電池放電模式時，開關(guān)kl是閉合的，而且kl和Cl、C2連接的一端是接地的，因此，C1、C2是正負(fù)電容，從而可以實(shí)現(xiàn)升壓后的脈沖電流通過整流器Q5組成的整流電路或整流器Q8組成的整流電路整流為直流電后，分別傳輸給對應(yīng)的正負(fù)電容Cl和C2，從而可以實(shí)現(xiàn)同時對正負(fù)電容進(jìn)行充電。進(jìn)一步地，在電池充電模式時，開關(guān)kl是開啟的，因此，可以將市電給Cl、C2提供的直流電，通過Q5-Q8組成的整流電路整流為脈沖電流后，再通過變壓器的降壓處理后，將降壓后的脈沖電流通過整流器Q3或Q4組成的整流電路整流為直流電后，對電池容進(jìn)行充電，本實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)在通過電容Cl和C2給負(fù)載提供電能的同時，也可以通過電容Cl和C2實(shí)現(xiàn)對電池的充電。進(jìn)一步地，由于每路整流器只承受一半的輸入電流，因此在整流器開通和關(guān)斷時損耗小，尤其是關(guān)斷時漏感尖峰小。 進(jìn)一步地，在電池充電模式時，采用同步整流的方法可以提高電池充電效率。圖11為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的電流控制方法的流程圖，結(jié)合圖2所示的變換器 的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖11所示，當(dāng)電池處于放電狀態(tài)時，將圖2所示的變換器中的開關(guān)器件置于閉合狀態(tài)；電流控制方法具體包括101、將電池輸出的直流電經(jīng)過第一整流電路整流為脈沖電流。102、將所述脈沖電流經(jīng)過變壓器進(jìn)行升壓處理。103、將所述升壓處理后的脈沖電流分別經(jīng)過第一整流單元和第二整流單元整流為直流電后傳輸給對應(yīng)的第一電容和第二電容，分別對所述第一電容和第二電容進(jìn)行充電。圖12為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的電流控制方法的流程圖，結(jié)合圖2所示的變換器的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖12所示，當(dāng)所述電池處于充電狀態(tài)時，將圖2所示的變換器中的開關(guān)器件置于開啟狀態(tài)；電流控制方法具體還包括104、將所述第一電容和第二電容輸出的直流電經(jīng)過第二整流電路整流為脈沖電流，并將所述脈沖電流傳輸給所述變壓器。105、將所述第二整流電路整流后的脈沖電流經(jīng)過所述變壓器進(jìn)行降壓處理，將所述降壓處理后的脈沖電流傳輸給所述第一整流電路。106、將所述將降壓處理后的脈沖電流整流后傳輸給所述電池，對所述電池進(jìn)行充電。本發(fā)明實(shí)施例通過將變換器中的變壓器的副邊中心軸頭連接一開關(guān)器件，該開關(guān)器件另一端連接第一電容和第二電容，且該開關(guān)器件與第一電容和第二電容連接的一端接地，從使得當(dāng)電池處于放電狀態(tài)時，將開關(guān)器件置于閉合狀態(tài)；將電池輸出的直流電經(jīng)過第一整流電路整流為脈沖電流；將所述脈沖電流經(jīng)過變壓器進(jìn)行升壓處理；將所述升壓處理后的脈沖電流分別經(jīng)過第一整流單元和第二整流單元整流為直流電后傳輸給對應(yīng)的第一電容和第二電容，分別對所述第一電容和第二電容進(jìn)行充電；由于開關(guān)器件與第一電容和第二電容連接的一端接地，第一電容和第二電容是正負(fù)對稱的電容，因此，本實(shí)施例的變換器可以適用于在線式UPS正負(fù)電容的場景，提高了變換器的應(yīng)用擴(kuò)展性。進(jìn)一步地，本發(fā)明實(shí)施例，通過將第一電容和第二電容提供的直流電經(jīng)過上述變換器的工作電路對電池進(jìn)行充電，因此可以實(shí)現(xiàn)電流的雙向控制。本發(fā)明另一實(shí)施例提供一種不間斷電源，包括上述圖2所示的變換器。對于變換器的相關(guān)描述參考圖2所示實(shí)施例中的詳細(xì)內(nèi)容，不再贅述。
其中，不間斷電源中還包括逆變器，所述逆變器與所述第一電容和第二電容連接；其中，第一電容和第二電容通過上述圖2所示的變換器中的開關(guān)器件設(shè)置為正負(fù)電容。當(dāng)市電斷電時，可以將電池提供的直流電通過上述變換器的工作電路對第一電容和第二電容進(jìn)行充電，之后，將第一電容和第二電容提供的直流電經(jīng)過逆變器轉(zhuǎn)換為交流電，從而可以使用該交流電對負(fù)載進(jìn)行供電。當(dāng)市電正常時，可以將交流電通過逆變器轉(zhuǎn)換為直流電給第一電容和第二電容，通過將第一電容和第二電容提供的直流電經(jīng)過上述變換器的工作電路對電池進(jìn)行充電。因此，本實(shí)施例可以適用于在線式不間斷電源的正負(fù)電容的場景。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述各方法實(shí)施例的全部或部分步驟可以通 過程序指令相關(guān)的硬件來完成。前述的程序可以存儲于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中。該程序在執(zhí)行時，執(zhí)行包括上述各方法實(shí)施例的步驟；而前述的存儲介質(zhì)包括R0M、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。最后應(yīng)說明的是以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
權(quán)利要求
1.一種變換器，包括電池、第一整流電路、變壓器、第二整流電路和電容，其特征在于，還包括開關(guān)器件； 所述第二整流電路包括第一整流單元和第二整流單元，所述電容包括第一電容和第二電容； 所述第一整流單元的一端連接所述變壓器的副邊的一端，另一端連接所述第一電容；所述第二整流單元的一端連接所述變壓器的副邊的另一端，另一端連接所述第二電容； 所述第一電容的一端連接所述第一整流單元，另一端連接所述第二電容和所述開關(guān)器件；所述第二電容的一端連接所述第二整流單元，另一端連接所述第一電容和所述開關(guān)器件； 所述開關(guān)器件的一端連接所述變壓器的副邊中心抽頭，另一端連接所述第一電容和所述第二電容，所述開關(guān)器件與所述第一電容和所述第二電容連接的一端接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變換器，其特征在于當(dāng)所述電池處于放電狀態(tài)時，所述開關(guān)器件為閉合狀態(tài)； 所述第一整流電路，分別與電池和所述變壓器的原邊連接，用于當(dāng)所述電池處于放電狀態(tài)時，將所述電池輸出的直流電整流為脈沖電流，并將所述脈沖電流傳輸給所述變壓器的原邊； 所述變壓器，包括原邊和副邊，所述原邊與所述第一整流電路連接，所述副邊的兩端分別與所述第一整流單元和第二整流單元連接，所述副邊的中心抽頭與所述開關(guān)器件連接，用于將經(jīng)過第一整流電路整流后的脈沖電流進(jìn)行升壓處理，將所述升壓處理后的脈沖電流分別發(fā)送給所述第一整流單元和第二整流單元； 所述第一整流單元，用于將所述升壓處理后的脈沖電流整流后傳輸給第一電容，對所述第一電容進(jìn)行充電； 所述第二整流單元，用于將所述升壓處理后的脈沖電流整流后傳輸給第二電容，對所述第二電容進(jìn)行充電。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變換器，其特征在于，當(dāng)所述電池處于充電狀態(tài)時，所述開關(guān)器件為開啟狀態(tài)； 所述第二整流電路，用于當(dāng)所述第一電容和第二電容處于放電狀態(tài)時，將所述第一電容和第二電容輸出的直流電整流為脈沖電流，并將所述脈沖電流傳輸給所述變壓器的副邊； 所述變壓器，用于將經(jīng)過第二整流電路整流后的脈沖電流進(jìn)行降壓處理，將所述降壓處理后的脈沖電流傳輸給所述第一整流電路； 所述第一整流電路，用于將所述將壓處理后的脈沖電流整流后傳輸給所述電池，對所述電池進(jìn)行充電。
4.一種基于權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述變換器的電流控制方法,其特征在于,包括 當(dāng)電池處于放電狀態(tài)時，將開關(guān)器件置于閉合狀態(tài)； 將所述電池輸出的直流電經(jīng)過第一整流電路整流為脈沖電流； 將所述脈沖電流經(jīng)過變壓器進(jìn)行升壓處理； 將所述升壓處理后的脈沖電流分別經(jīng)過第一整流單元和第二整流單元整流為直流電后傳輸給對應(yīng)的第一電容和第二電容，分別對所述第一電容和第二電容進(jìn)行充電；所述第一整流單元的一端連接所述變壓器的副邊的一端，另一端連接所述第一電容；所述第二整流單元的一端連接所述變壓器的副邊的另一端，另一端連接所述第二電容； 所述第一電容的一端連接所述第一整流單元，另一端連接所述第二電容和所述開關(guān)器件；所述第二電容的一端連接所述第二整流單元，另一端連接所述第一電容和所述開關(guān)器件； 所述開關(guān)器件的一端連接所述變壓器的副邊中心抽頭，另一端連接所述第一電容和所述第二電容，所述開關(guān)器件與所述第一電容和所述第二電容連接的另一端接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，還包括 當(dāng)所述電池處于充電狀態(tài)時，將開關(guān)器件置于開啟狀態(tài)； 將所述第一電容和第二電容輸出的直流電經(jīng)過第二整流電路整流為脈沖電流，并將所述脈沖電流傳輸給所述變壓器； 將所述第二整流電路整流后的脈沖電流經(jīng)過所述變壓器進(jìn)行降壓處理，將所述降壓處理后的脈沖電流傳輸給所述第一整流電路； 將所述將降壓處理后的脈沖電流整流后傳輸給所述電池，對所述電池進(jìn)行充電； 所述第二整流電路包括所述第一整流單元和所述第二整流單元。
6.一種不間斷電源，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的變換器。
全文摘要
本發(fā)明提供變換器的電流控制方法及裝置、不間斷電源，變換器包括電池、第一整流電路、變壓器、第二整流電路和電容，還包括開關(guān)器件；第二整流電路包括第一整流單元和第二整流單元，電容包括第一電容和第二電容；第一整流單元的一端連接變壓器的副邊的一端，另一端連接第一電容；第二整流單元的一端連接變壓器的副邊的另一端，另一端連接第二電容；第一電容的一端連接第一整流單元，另一端連接第二電容和開關(guān)器件；第二電容的一端連接第二整流單元，另一端連接第一電容和開關(guān)器件；開關(guān)器件的一端連接變壓器的副邊中心抽頭，另一端連接第一電容和第二電容，開關(guān)器件與第一電容和第二電容連接的另一端接地；能夠適應(yīng)在線式UPS正負(fù)電容的場景。
文檔編號H02M3/28GK102916584SQ20121041962
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月29日
發(fā)明者甘健宏, 杜坤 申請人:華為技術(shù)有限公司