专利名称：实现ups零环流并联联机的电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及不间断电源(UPS)领域，尤其涉及UPS的并联联机应用。
背景技术：
不间断电源(UPS)是一种恒频、稳压、纯净、不间断的高品质电源，随着信息技术 的高速发展和计算机的广泛应用，它已成为许多重要场合不可缺少的电源装置。 一台UPS 可以一次防止断电的发生，但是如果UPS损坏则无法避免断电发生。因此需要UPS的并联联
机应用进行二次保护。UPS的并联备份系统则应用于更为重要的场合，要求更高的可靠性； 如何提高UPS并联备份可靠性是各个公司单位的研究开发重点；目前国内外采用技术都是 输出直接并联的方式，这样它必须满足同频同相、均压均流以及各种逻辑的控制要求；需再 原有单机的基础上增加很多控制和保护电路，其中包含有很多的公共部分电路，它们之间 会互相影响，比如其中一台出现电流采样异常或计算错误或通讯异常等，必将引起该机环 流过大或其它异常，则会出现保护甚至炸机等，同时也会使另一台出现工作异常，因此其故 障率是累加关系，而不是理想的认为互为备份关系，也是目前大多厂商并联UPS故障率采 用并联备份后其故障率不降反升的主要原因。
实用新型内容因此，针对已有技术的不足，本实用新型提出一种更加简单合理的UPS零环流并
联联机的电路来解决。 本实用新型的技术方案是 实现UPS零环流并联联机的电路，包括2个UPS，其中每个UPS均有备用旁路的输 出通道和交流输入或者蓄电池输入经过电源变换电路的输出通道。其中，2个UPS的备用 旁路的输出通道分别连接第一电子开关单元输出至隔离变压器的输入侧，电源变换电路的 输出通道分别连接第二电子开关单元输出至隔离变压器的输入侧，每个UPS的电源变换电 路上还分别连接有并联控制单元和设有第三电子开关单元，第三电子开关单元亦连接于隔 离变压器的输入侧，所述的并联控制单元输出控制第一电子开关单元、第二电子开关单元、 第三电子开关单元的控制极；其中，第一UPS的并联控制单元通过通讯线缆连接于第二UPS 的并联控制单元，第一UPS的第三电子开关单元通过电线缆串联第二UPS的第三电子开关 单元，第一隔离变压器的输出侧和第二隔离变压器的输出侧串联后输出。 进一步的，所述的隔离变压器均为2 : l的隔离变压器。 进一步的，所述的电子开关单元是可控硅(SCR)。或者，所述的电子开关单元是绝 缘栅双极型晶体管(IGBT)。 所述第一UPS和第二UPS的第一电子开关单元、第二电子开关单元、第三电子开关 单元的输出均是连接于所述隔离变压器的输入侧线圈第一端，输入侧线圈第二端接地，第 一隔离变压器的输出侧线圈与其输入侧线圈第一端的同名端为火线输出端，第一隔离变压 器的输出侧线圈的另一端串联于第二隔离变压器的输出侧与其输入侧线圈第一端的同名端，第二隔离变压器的输出侧线圈与其输入侧线圈第一端的异名端为零线输出端。 本实用新型采用的输出不直接并联而是经过变压器变压后串联连接再输出，它较
输出直接并联方式，省去均压均流的控制电路，该电路要求均流均压、有功无功电流的计算
和反馈控制，涉及部件多，要求很高的实时性，对原有电路结构变化大，这样开发周期就长，
稳定性无法保证；而本实用新型控制方法则和单机变化不大，又省去复杂的电路控制，其
故障率自然大大降低，又不可能产生环流，因此较直接并联方案有，可靠性高、零环流、超隔
离、均流好的优点；它增加了变压器，成本会上升，但是在要求极为重要场合有极高推崇价值。
图1是本实用新型的电路原理图。
具体实施方式现结合附图和具体实施方式
对本实用新型进一步说明。 参阅图1所示是本实用新型的实现UPS零环流并联联机的电路的一个实施例。其 中，包括2个不间断电源(UPS) ， UPS 1和UPS2，UPS1上设有备用旁路的输出通道121和交流 输入1221或者蓄电池输入1222经过电源变换电路(AC/DC变换电路131和DC/AC变换电 路132)的输出通道122， UPS2上设有备用旁路的输出通道221和交流输入2221或者蓄电 池输入2222经过电源变换电路(AC/DC变换电路231和DC/AC变换电路232)的输出通道 222。其中，UPS1的备用旁路的输出通道121分别连接第一电子开关单元111输出至第一隔 离变压器15的输入侧，UPS2的备用旁路的输出通道221分别连接第一电子开关单元211输 出至第二隔离变压器25的输入侧。UPS1的电源变换电路的输出通道122分别连接第二电 子开关单元112输出至第一隔离变压器15的输入侧，UPS2的电源变换电路的输出通道222 分别连接第二电子开关单元212输出至第二隔离变压器25的输入侧。UPS1和UPS2的电 源变换电路上还分别连接有并联控制单元133和233以及设分别有第三电子开关单元113 和213，UPS1的第三电子开关单元113亦连接于第一隔离变压器15的输入侧，UPS2的第三 电子开关单元213亦连接于第二隔离变压器25的输入侧。UPS1的并联控制单元133输出 端134控制第一电子开关单元111、第二电子开关单元112、第三电子开关单元113的控制 极141、142、143，UPS2的并联控制单元233输出端234控制第一电子开关单元211、第二电 子开关单元212、第三电子开关单元213的控制极241、242、243。其中，UPS1的并联控制单 元133通过通讯线缆连接于UPS2的并联控制单元233，用于并机控制的数据传输。UPS1的 第三电子开关单元113通过电线缆串联UPS2的第三电子开关单元213 (A-A连线)，第一隔 离变压器15的输出侧和第二隔离变压器25的输出侧串联后输出。 具体的，UPS1的第一电子开关单元111、第二电子开关单元112、第三电子开关单 元113的输出均是连接于第一隔离变压器15的输入侧线圈第一端151，输入侧线圈第二端 152接地，UPS2的第一电子开关单元211、第二电子开关单元212、第三电子开关单元213的 输出均是连接于第二隔离变压器25的输入侧线圈第一端251 ，输入侧线圈第二端252接地。 第一隔离变压器15的输出侧线圈与其输入侧线圈第一端151的同名端153为火线L输出 端，第一隔离变压器的15输出侧线圈的另一端154串联于第二隔离变压器25的输出侧与其输入侧线圈第一端251的同名端253，第二隔离变压器25的输出侧线圈与其输入侧线圈 第一端251的异名端254为零线N输出端。 所述的第一隔离变压器15和第二隔离变压器25均为2 :1的隔离变压器，负责1/2 电压输出，通过它实现负载均分、零环流、超隔离目的。 所述的电子开关单元是可控硅(SCR)。或者，所述的电子开关单元是绝缘栅双极 型晶体管(IGBT)。绝缘栅双极型晶体管IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)，是由 BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导 体器件，兼有M0SFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。 本实用新型是并联同步控制和对SCR的逻辑控制。同步控制单元它负责实现两机 同频同相要求。SCR的控制SCR1与SCR2是非的关系，SCR2开通时则两机的SCR1关断，即 有一台切换到逆变态时则两台的旁路都必须关断；SCR3关闭条件是只有两台都切换到逆 变态时，其它都为开通。并机线实现以上控制信号的传输。 尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应 该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节 上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
权利要求实现UPS零环流并联联机的电路，包括2个UPS，其中每个UPS均有备用旁路的输出通道和交流输入或者蓄电池输入经过电源变换电路的输出通道，其特征在于2个UPS的备用旁路的输出通道分别连接第一电子开关单元输出至隔离变压器的输入侧，电源变换电路的输出通道分别连接第二电子开关单元输出至隔离变压器的输入侧，每个UPS的电源变换电路上还分别连接有并联控制单元和设有第三电子开关单元，第三电子开关单元亦连接于隔离变压器的输入侧，所述的并联控制单元输出控制第一电子开关单元、第二电子开关单元、第三电子开关单元的控制极；其中，第一UPS的并联控制单元通过通讯线缆连接于第二UPS的并联控制单元，第一UPS的第三电子开关单元通过电线缆串联第二UPS的第三电子开关单元，第一隔离变压器的输出侧和第二隔离变压器的输出侧串联后输出。
2. 根据权利要求1所述的实现UPS零环流并联联机的电路，其特征在于所述的隔离变压器均为2 : i的隔离变压器。
3. 根据权利要求1所述的实现UPS零环流并联联机的电路，其特征在于所述的电子开关单元是可控硅(SCR)。
4. 根据权利要求1所述的实现UPS零环流并联联机的电路，其特征在于所述的电子 开关单元是绝缘栅双极型晶体管(IGBT)。
5. 根据权利要求1所述的实现UPS零环流并联联机的电路，其特征在于所述第一UPS 和第二 UPS的第一电子开关单元、第二电子开关单元、第三电子开关单元的输出均是连接 于所述隔离变压器的输入侧线圈第一端，输入侧线圈第二端接地，第一隔离变压器的输出 侧线圈与其输入侧线圈第一端的同名端为火线输出端，第一隔离变压器的输出侧线圈的另 一端串联于第二隔离变压器的输出侧与其输入侧线圈第一端的同名端，第二隔离变压器的 输出侧线圈与其输入侧线圈
专利摘要本实用新型涉及不间断电源(UPS)领域，尤其涉及UPS的并联联机应用。本实用新型的实现UPS零环流并联联机的电路是在原单机UPS的基础上增加一条并机线、几条连接电缆、一只可控硅或IGBT、一台隔离变压器，以及内部增加并联控制单元电路；并联控制单元它主要负责保证两机同步，即同频同相输出，以及负责UPS的SCR1、SCR2、SCR3触发导通逻辑，来实现零环流并联系统控制。本实用新型的控制电路简单，不用繁琐的均流均压、有功无功电流的计算和反馈控制，以及防反灌等各种保护电路，这样能有效减少公共电路，可靠性大大提高，并还有零环流、超隔离、轻松实现均衡功率输出等优点，以及即使并机线脱落也不会炸机等情况发生。
文档编号H02J7/02GK201478869SQ20092019387
公开日2010年5月19日 申请日期2009年8月28日 优先权日2009年8月28日
发明者巫良生, 林火土, 陈文全 申请人:厦门普罗太克科技有限公司