专利名称：不间断电源系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及双路供电技术领域，尤其涉及一种不间断电源系统 (Uninterruptible Power System，简禾尔 UPS)。
背景技术：
随着电气化的广泛应用，在众多领域中都存在不可断电的重要设备。为保证这些 重要设备获得不间断的电源供电，目前通常采用UPS对其进行供电。在UPS中，当其中一路 电源供电发生中断时，立即采用另一路电源作为供电输出。因此，UPS需要采用双路供电切 换装置在双路电源之间进行切换。图1为现有的第一种UPS的电路结构示意图。如图1所示，该UPS包括旁路供 电支路、逆变供电支路、输出端和双路供电切换装置，其中，逆变供电支路包括市电输入电 路、直流输入电路和逆变单元，该切换装置具体为一个静态开关。在第一种UPS中，采用一 个静态开关作为双路供电切换装置，在旁路供电支路与逆变供电支路之间进行切换。当该 静态开关发生故障时，则无法成功完成切换操作，甚至会导致UPS供电输出中断，从而导致 由该UPS供电的设备失电。并且，在对UPS进行维护时，如果需要静态开关退出UPS,则无法 保证UPS输出状态保持不变。因此，现有的第一种UPS采用一个静态开关作为双路供电切 换装置，供电的可靠性差。图2为现有的第二种UPS的电路结构示意图。如图2所示，该UPS采用模块化电 路，具体地，该UPS包括旁路供电支路、市电输入电路、直流输入电路、输出端以及一个以上 并联的相同的供电模块，其中每个供电模块包括一个逆变单元和一个静态开关。参见图2， 第二种UPS中，双路供电切换装置为多个供电模块静态开关并联，因此导致UPS的系统结构 复杂，增加了 UPS的整体系统的故障点，降低了 UPS供电的可靠性。并且，当其中一个供电模 块的静态开关发生故障时，需要将此供电模块退出UPS系统，导致UPS系统的总功率降低。总之，现有的UPS供电的可靠性差。
实用新型内容本实用新型提供一种UPS，以解决现有技术中的缺陷，提高UPS供电的可靠性。本实用新型提供一种UPS，包括输出旁路电源信号的旁路供电支路、输出逆变电 源信号的逆变供电支路和双路供电切换装置；所述双路供电切换装置包括两个或两个以上切换模块，其中，每一个切换模块包 括分别接收旁路电源信号和逆变电源信号的两个输入端，输出端，收发并联控制信号的并 联控制端；所述两个或两个以上切换模块的输出端相互连接。如上所述的UPS，其中，所述每一个切换模块还包括连接所述旁路电源信号和所 述输出端的第一可控开关，连接所述逆变电源信号和所述输出端的第二可控开关，连接所 述第一可控开关、所述第二可控开关和所述并联控制端的控制器；所述控制器根据所述并 联控制信号控制所述第一可控开关和所述第二可控开关。[0010] 如上所述的UPS，其中，所述每一个切换模块中，所述控制器还接收所述旁路电源 信号和所述逆变电源信号，检测所述旁路电源信号与所述逆变电源信号的状态，获得第一 电源检测结果。 所述每一个切换模块中，所述控制器还检测所述第一可控开关与所述第二可控开 关的开合状态，获得第一开关检测结果。如上所述的UPS，其中，所述每一个切换模块中，所述控制器还检测该切换模块的 状态，当检测到该切换模块发生故障时，控制该切换模块的所述第一可控开关和所述第二 可控开关断开。如上所述的UPS，其中，所述每一个切换模块中，所述控制器包括相互连接的第一控制单元和第二控制 单元；所述第一控制单元接收所述旁路电源信号和所述逆变电源信号，检测所述旁路电 源信号与所述逆变电源信号的状态，并连接所述第一可控开关和所述第二可控开关，检测 所述第一可控开关和所述第二可控开关的状态；所述第二控制单元连接所述并联控制端和所述第一控制单元，收发并联控制信 号，并连接所述第一可控开关和所述第二可控开关，检测所述第一可控开关和所述第二可 控开关的开合状态。如上所述的UPS，其中，所述两个或两个以上切换模块包括一个主切换模块和一个以上从切换模块；所 述主切换模块产生所述并联控制信号；所述主切换模块的并联控制端发送所述并联控制信 号；所述一个以上从切换模块的并联控制端接收所述并联控制信号；或，所述双路供电切换装置还包括连接所述两个或两个以上切换模块的并联控制端 的第二控制器；所述第二控制器产生所述并联控制信号；所述两个或两个以上切换模块的 并联控制端接收所述并联控制信号。如上所述的UPS，其中，所述主切换模块的控制器根据自身的第一电源检测结果和/或第一开关检测结 果生成所述并联控制信号；或，所述第二控制器，接收所述旁路电源信号和所述逆变电源信号，检测所述旁路电 源信号与所述逆变电源信号的状态，获得第二电源检测结果，检测所述第一可控开关与所 述第二可控开关的开合状态，获得第二开关检测结果，根据第二电源检测结果和/或所述 第二开关检测结果生成所述并联控制信号。如上所述的UPS，其中，所述每一个切换模块中的控制器根据所述并联控制信号，对所述每一个切换模块 中的第一可控开关进行同步控制，并对所述每一个切换模块中的第二可控开关进行同步控 制，所述第一可控开关与所述第二可控开关的开合状态相反；或，所述主切换模块中的控制器根据所述并联控制信号，控制所述主切换模块中的所述第一可控开关和所述第二可控开关的开合状态变化，所述一个以上从切换模块中的控制 器根据所述并联控制信号，控制所述一个以上从切换模块中的所述第一可控开关和所述第 二可控开关保持断开状态。如上所述的UPS，其中，所述两个或两个以上切换模块为静态开关。由上述技术方案可知，本实用新型提供的UPS中，双路供电切换装置中包括由并 联控制信号控制的两个或两个以上切换模块，当某个切换模块发生故障或需要维护时，通 过并联控制信号控制其它切换模块完成双路供电切换，因此可以保证UPS输出状态保持不 变，从而提高了供电的可靠性。
图1为现有的第一种双路供电切换装置的电路结构示意图；图2为现有的第二种双路供电切换装置的电路结构示意图；图3为本实用新型实施例一的UPS的电路结构示意图；图4为本实用新型实施例二的UPS的双路供电切换装置的电路结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新 型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描 述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施 例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于 本实用新型保护的范围。图3为本实用新型实施例一的UPS的电路结构示意图。如图3所示，该UPS至少 包括旁路供电支路31、逆变供电支路32和双路供电切换装置30。其中，旁路供电支路31向双路供电切换装置30输出旁路电源信号P1，逆变供电 支路32向双路供电切换装置30输出逆变电源信号P2。具体地，旁路供电支路31可以为 旁路供电支路31，输出的旁路电源信号Pl为旁路电源信号P1。逆变供电支路32可以为逆 变供电支路32，输出的逆变电源信号P2为逆变电源信号P2。逆变供电支路32可以包括 市电输入电路321、直流输入电路322和逆变单元323，市电输入电路321与直流输入电路 322输入逆变单元323，获得逆变电源信号P2。双路供电切换装置30包括两个或两个以上的切换模块300。一种较佳的实施方式 是，两个或两个以上切换模块300均可以为静态开关。参见图3，在本实用新型实施例一中， 仅以双路供电切换装置30中包括两个切换模块300为例。其中，每一个切换模块300中均 包括分别标记为Il和12的两个输入端、一个输出端0和一个并联控制端B。该两个输入 端Il和12分别接收旁路电源信号Pl和逆变电源信号P2 ；该并联控制端B用于收发并联 控制信号P3 ；上述两个或两个以上切换模块300的输出端0相互连接。切换模块300根据 并联控制信号P3的控制，在旁路电源信号Pl和逆变电源信号P2之间进行切换，将其中之 一输出到输出端0。具体地，两个或两个以上切换模块300可以采用同步协作方式或主从协作方式。 在采用同步协作方式的情况下，根据并联控制信号P3，上述两个或两个以上切换模块300同时将输出切换到旁路电源信号P1，或者上述两个或两个以上切换模块300同时将输出切 换到逆变电源信号P2。在采用主从协作方式的情况下，在上述两个或两个以上切换模块 300中，将其中一个切换模块300设置为主切换模块，其余的切换模块300均为从切换模块。 根据并联控制信号P3，主切换模块处于激活状态，将输出切换到旁路电源信号Pl或逆变电 源信号P2，从切换模块处于空闲状态，不对进行切换操作。当上述两个或两个以上切换模块 300均处于正常状态时，可以将任意的一个切换模块300设置为主切换模块；当检测到某个 切换模块300发生故障时，将该切换模块300设置为从切换模块，即将该切换模块300退出 了双路供电系统，在其余的切换模块300中设置一个作为主切换模块；如果需要对双路供 电切换装置30进行维护，可以对每一个切换模块300分别进行维护，将需要维护的切换模 块300设置为从切换模块，在其余的切换模块300中设置一个作为主切换模块。在本实用新型实施例一中，UPS的双路供电切换装置中包括由并联控制信号控制 的两个或两个以上切换模块，每一个切换模块均可实现双路供电切换，当某个切换模块发 生故障或需要维护时，通过并联控制信号的控制，其它切换模块仍能够成功完成双路供电 切换，因此可以保证UPS输出状态保持不变，从而提高了供电的可靠性。图4为本实用新型实施例二的UPS的双路供电切换装置的电路结构示意图。该双 路供电切换装置应用于UPS中。参见图4，该双路供电切换装置可以包括两个或两个以上切 换模块300，在本实用新型实施例二中，仅以该双路供电切换装置中包括两个切换模块300 为例。在上述两个或两个以上切换模块300中，每一个切换模块300中均包括两个输入端 Il和12、一个输出端0和一个并联控制端B。该两个输入端Il和12分别接收旁路电源信 号Pl和逆变电源信号P2 ；该并联控制端B用于收发并联控制信号P3 ；上述两个或两个以上 切换模块300的输出端0相互连接。并且，每一个切换模块300还包括第一可控开关Q1、 第二可控开关Q2和控制器41。其中，第一可控开关Ql连接旁路电源信号Pl和输出端0 ； 第二可控开关Q2连接逆变电源信号P2和输出端0 ；控制器41连接第一可控开关Q1、第二 可控开关Q2和并联控制端B，并且，控制器41根据并联控制信号P3控制第一可控开关Ql 和第二可控开关Q2。第一可控开关Ql和第二可控开关Q2可以是塑壳断路器、交流接触器、 可控硅或其组合，但不限于以上器件。进一步地，在每一个切换模块300中，控制器41还可以检测该切换模块300的状 态，当检测到该切换模块300发生故障时，控制该切换模块300的第一可控开关Ql和第二 可控开关Q2均断开。某一切换模块300的第一可控开关Ql和第二可控开关Q2均断开后， 相当于将该切换模块300退出了 UPS，同时，由其它的切换模块300实现双路供电切换。并 且，控制器41还可以接收旁路电源信号Pl和逆变电源信号P2，检测旁路电源信号Pl与逆 变电源信号P2的状态，获得第一电源检测结果。控制器41还可以检测第一可控开关Ql和 第二可控开关Q2的开合状态，获得第一开关检测结果。如图4所示，在每一个切换模块300中，控制器41具体可以包括一个或一个以上 的控制单元，具体采用的控制单元的数量不受限制，在本实施例中，仅以采用两个控制单元 为例。参见图4，控制器41可以包括相互连接的第一控制单元Ul和第二控制单元U2。其 中，由第一控制单元Ul接收旁路电源信号Pl和逆变电源信号P2，检测旁路电源信号Pl与 逆变电源信号P2的状态，并连接第一可控开关Ql和第二可控开关Q2，检测第一可控开关 Ql和第二可控开关Q2的状态。由第二控制单元U2连接并联控制端B和第一控制单元U1，收发并联控制信号P3。进一步地，第二控制单元U2还可以连接第一可控开关Ql和第二可控 开关Q2，检测第一可控开关Ql和第二可控开关Q2的开合状态并发送给第一控制单元Ul。具体地，如图4所示，第一控制单元Ul的引脚1和引脚2为通信引脚，分别与第二 控制单元U2的引脚1和引脚2相连。第一控制单元Ul的引脚5和引脚3为开关状态检测 引脚，分别与第一可控开关Ql和第二可控开关Q2相连，用于检测第一可控开关Ql和第二 可控开关Q2的状态。第一控制单元Ul的引脚6和引脚4为开关控制引脚，分别与第一可 控开关Ql和第二可控开关Q2相连，用于分别控制第一可控开关Ql和第二可控开关Q2的 闭合或断开。第一控制单元Ul的引脚7和引脚8为电源检测引脚，分别接收旁路电源信号 Pl和逆变电源信号P2，用于检测旁路电源信号Pl和逆变电源信号P2的状态。如图4所示， 第二控制单元U2的引脚1和引脚2为通信引脚，分别与第一控制单元Ul的引脚1和引脚 2相连。第二控制单元U2的引脚3和引脚4为开关状态检测引脚，分别与第一可控开关Ql 和第二可控开关Q2相连，用于检测第一可控开关Ql和第二可控开关Q2的状态。第二控制 单元U2的引脚5为并联控制引脚，用于接收并联控制信号P3。第一可控开关Ql和第二可 控开关Q2的引脚1为控制引脚，接收第一控制单元Ul的控制信号。第一可控开关Ql和第 二可控开关Q2的引脚2为状态引脚，向第一控制单元Ul和第二控制单元U2指示第一可控 开关Ql或第二可控开关Q2自身的当前状态。在产生并联控制信号P3时，实施例二中的双路供电切换装置中的两个或两个以 上切换模块300可以采用切换模块产生方式或控制器产生方式。在采用控制器产生方式的情况下，该双路供电切换装置中还包括第二控制器 42。第二控制器42连接上述两个或两个以上切换模块300的并联控制端B。由第二控制 器42产生并联控制信号P3。具体地，第二控制器42，接收旁路电源信号Pl和逆变电源信 号P2，检测旁路电源信号Pl与逆变电源信号P2的状态，获得第二电源检测结果，根据第二 电源检测结果生成该并联控制信号P3。上述两个或两个以上切换模块300中，每一个切换 模块300的并联控制端B接收该并联控制信号P3。在实际应用中，为使电路设计和生产简 便易行，可以对上述第二控制器42与上述各个切换模块300中的控制器41采用同一个电 子芯片，分别实现第二控制器42与各个控制器41各自的功能。在采用切换模块产生方式的情况下，上述两个或两个以上切换模块300包括一 个主切换模块，其余地一个以上切换模块300为从切换模块。该主切换模块产生并联控制 信号P3，具体地，主切换模块的控制器41根据自身的第一电源检测结果生成并联控制信号 P3。主切换模块的并联控制端B发送该并联控制信号P3。在两个或两个以上切换模块300中，控制器41对第一可控开关Ql和第二可控开 关Q2进行控制时，可以采用同步协作方式或主从协作方式。无论在产生并联控制信号P3时，是采用切换模块产生方式还是采用控制器产生 方式，在控制第一可控开关Ql和第二可控开关Q2时，均可以采用同步协作方式。在采用同 步协作方式的情况下，每一个切换模块300中的控制器41根据该并联控制信号P3，对每一 个切换模块300中的第一可控开关Ql进行同步控制，例如控制所有第一可控开关Ql同步 断开；并且，每一个切换模块300中的控制器41根据该并联控制信号P3，对每一个切换模 块300中的第二可控开关Q2进行同步控制，例如控制所有第二可控开关Q2同步闭合；第一 可控开关Ql与第二可控开关Q2状态相反。[0050]如果在产生并联控制信号P3时采用切换模块产生方式，则在控制第一可控开关 Ql和第二可控开关Q2时，可以采用主从协作方式。在采用主从协作方式的情况下，主切换 模块中的控制器41根据并联控制信号P3，控制主切换模块中的第一可控开关Ql和第二可 控开关Q2状态变化，完成双路供电切换操作。上述一个以上从切换模块的并联控制端B接 收该并联控制信号P3。上述一个以上从切换模块中的控制器41根据并联控制信号P3，控 制一个以上从切换模块中的第一可控开关Ql和第二可控开关Q2保持断开状态。本实用新型实施例二中的双路供电切换装置应用于UPS。在该双路供电切换装置 应用于UPS时，该UPS中还包括旁路供电支路和逆变供电支路，其中，旁路供电支路输出 旁路电源信号P1，逆变供电支路输出逆变电源信号P2。该双路供电切换装置的输出端即为 UPS的输出端，即，UPS的输出端为相互连接的每一个切换模块300的输出端0。第一控制 单元Ul检测旁路电源信号Pl和逆变电源信号P2，检测到逆变电源信号P2正常后，生成并 通过第二控制单元U2发送并联控制信号P3，双路供电切换装置中的所有切换模块300同时 切到逆变电源信号P2作为输出。在逆变电源信号P2输出的状态中，当任何一个切换模块 300的第一控制单元Ul检测到逆变电源信号P2异常时，第一控制单元Ul生成并通过第二 控制单元U2发送并联控制信号P3，控制双路供电切换装置中的所有切换模块300同时切到 旁路电源信号Pl作为输出。在UPS运行过程中，如果任何一个或多个切换模块300发生故 障或需要维护，此切换模块300能够安全脱离供电系统，其余的切换模块300将实现双路供 电切换操作，UPS能够继续为负载供电，保证负载供电正常。在本实用新型实施例二中，UPS的双路供电切换装置中包括两个或两个以上切换 模块，根据对旁路供电支路和逆变供电支路的检测结果产生并联控制信号，采用该并联控 制信号控制上述两个或两个以上切换模块，并且，对每一个切换模块中的第一可控开关和 第二可控开关进行检测，当发现第一可控开关和第二可控开关中存在任何一者发生故障， 或两者均出发生故障时，或者需要对某个切换模块进行维护时，控制该切换模块退出UPS， 其它切换模块仍能够成功完成双路供电切换，因此可以保证UPS输出状态保持不变，从而 更加提高了供电的可靠性。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制； 尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解: 其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等 同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术 方案的精神和范围。
权利要求1.一种不间断电源系统UPS，其特征在于，包括输出旁路电源信号的旁路供电支路、 输出逆变电源信号的逆变供电支路和双路供电切换装置；所述双路供电切换装置包括两个或两个以上切换模块，其中，每一个切换模块包括 分别接收旁路电源信号和逆变电源信号的两个输入端，输出端，收发并联控制信号的并联 控制端；所述两个或两个以上切换模块的输出端相互连接。
2.根据权利要求1所述的UPS，其特征在于，所述每一个切换模块还包括连接所述旁路电源信号和所述输出端的第一可控开关， 连接所述逆变电源信号和所述输出端的第二可控开关，连接所述第一可控开关、所述第二 可控开关和所述并联控制端的控制器；所述控制器根据所述并联控制信号控制所述第一可 控开关和所述第二可控开关。
3.根据权利要求2所述的UPS，其特征在于，所述每一个切换模块中，所述控制器还接收所述旁路电源信号和所述逆变电源信号， 检测所述旁路电源信号与所述逆变电源信号的状态，获得第一电源检测结果。
4.根据权利要求3所述的UPS，其特征在于，所述每一个切换模块中，所述控制器还检测所述第一可控开关与所述第二可控开关的 开合状态，获得第一开关检测结果。
5.根据权利要求4所述的UPS，其特征在于，所述每一个切换模块中，所述控制器还检测该切换模块的状态，当检测到该切换模块 发生故障时，控制该切换模块的所述第一可控开关和所述第二可控开关断开。
6.根据权利要求5所述的UPS，其特征在于，所述每一个切换模块中，所述控制器包括相互连接的第一控制单元和第二控制单元；所述第一控制单元接收所述旁路电源信号和所述逆变电源信号，检测所述旁路电源信 号与所述逆变电源信号的状态，并连接所述第一可控开关和所述第二可控开关，检测所述 第一可控开关和所述第二可控开关的状态；所述第二控制单元连接所述并联控制端和所述第一控制单元，收发并联控制信号，并 连接所述第一可控开关和所述第二可控开关，检测所述第一可控开关和所述第二可控开关 的开合状态。
7.根据权利要求4所述的UPS，其特征在于，所述两个或两个以上切换模块包括一个主切换模块和一个以上从切换模块；所述主 切换模块产生所述并联控制信号；所述主切换模块的并联控制端发送所述并联控制信号； 所述一个以上从切换模块的并联控制端接收所述并联控制信号；或，所述双路供电切换装置还包括连接所述两个或两个以上切换模块的并联控制端的第 二控制器；所述第二控制器产生所述并联控制信号；所述两个或两个以上切换模块的并联 控制端接收所述并联控制信号。
8.根据权利要求7所述的UPS，其特征在于，所述主切换模块的控制器根据自身的第一电源检测结果和/或第一开关检测结果生 成所述并联控制信号；或，所述第二控制器，接收所述旁路电源信号和所述逆变电源信号，检测所述旁路电源信 号与所述逆变电源信号的状态，获得第二电源检测结果，检测所述第一可控开关与所述第 二可控开关的开合状态，获得第二开关检测结果，根据第二电源检测结果和/或所述第二 开关检测结果生成所述并联控制信号。
9.根据权利要求7所述的UPS，其特征在于，所述每一个切换模块中的控制器根据所述并联控制信号，对所述每一个切换模块中的 第一可控开关进行同步控制，并对所述每一个切换模块中的第二可控开关进行同步控制， 所述第一可控开关与所述第二可控开关的开合状态相反；或，所述主切换模块中的控制器根据所述并联控制信号，控制所述主切换模块中的所述第 一可控开关和所述第二可控开关的开合状态变化，所述一个以上从切换模块中的控制器根 据所述并联控制信号，控制所述一个以上从切换模块中的所述第一可控开关和所述第二可 控开关保持断开状态。
10.根据权利要求1至9中任意一项所述的UPS，其特征在于，所述两个或两个以上切换模块为静态开关。
专利摘要本实用新型提供一种不间断电源系统UPS，包括输出旁路电源信号的旁路供电支路、输出逆变电源信号的逆变供电支路和双路供电切换装置，双路供电切换装置包括两个或两个以上切换模块，其中每一个切换模块包括分别接收旁路电源信号和逆变电源信号的两个输入端，输出端，收发并联控制信号的并联控制端，两个或两个以上切换模块的输出端相互连接。采用本实用新型提供的UPS，根据对旁路供电支路和逆变供电支路的检测结果产生控制两个或两个以上切换模块的并联控制信号，当一个切换模块发生故障或需要对某个切换模块进行维护时，其它切换模块仍能够成功完成双路供电切换，可以保证UPS输出状态保持不变，提高了供电的可靠性。
文档编号H02J9/06GK201918792SQ20102065598
公开日2011年8月3日 申请日期2010年12月7日 优先权日2010年12月7日
发明者刘亚峰, 葛静辉, 陈冀生, 陈晓明 申请人:河北先控电源设备有限公司