不间断电源及其控制供电电路的制作方法

本发明涉及电子线路领域，具体涉及不间断电源及其控制供电电路。

背景技术：

图1是一种不间断电源10的电路图，不间断电源10包括用于将直流电源11提供的直流电转换为工频交流电的放电电路以及利用市电或工频交流电对直流电源11进行充电的充电电路。如图1所示，放电电路包括与直流电源11连接的dc-dc变换器12，且dc-dc变换器12的输出端依次通过第一变压器18、桥式整流电路13、逆变器14和继电器k2连接至交流输出端vout。放电电路还包括用于控制dc-dc变换器12的变换器控制器121以及用于控制逆变器14的逆变器控制器141。充电电路包括可控充电器15，可控充电器15的输入端连接至交流输出端vout，且其输出端依次经第二变压器19和半波整流电路连接至直流电源11的两端。充电电路还包括用于控制可控充电器15的充电器控制器151。交流电源vin(例如市电)依次通过继电器k1、k2连接至交流输出端vout。不间断电源10还包括用于控制继电器k1、k2的开关状态的继电器控制器161。

在图1所示的不间断电源10中，为了持续稳定地给充电器控制器151提供第一直流电压vcc，以及给逆变器控制器141、变换器控制器121和继电器控制器161提供第二直流电压vdd，通常在不间断电源10中增加一个反激式电源系统17以提供所需的直流电压vcc和vdd。

反激式电源系统17采用较多的电子元器件，增加了不间断电源10的成本和功耗。因此目前需要一种成本降低、功耗减少的不间断电源及控制供电电路。

技术实现要素：

针对现有技术存在的上述技术问题，本发明提供了一种不间断电源的控制供电电路，所述不间断电源包括：

放电电路，其用于将直流电源提供的直流电转换为工频交流电，所述放电电路包括第一变压器，与所述第一变压器的次级侧电连接的逆变器，以及用于控制所述逆变器的逆变器控制器；

充电电路，其利用市电或工频交流电对所述直流电源进行充电，所述充电电路包括第二变压器，与所述第二变压器的初级侧电连接的可控充电器，以及用于控制所述可控充电器的充电器控制器；

所述控制供电电路包括：

绕在所述第一变压器的次级侧的至少一个次级绕组；

与所述至少一个次级绕组对应的、绕在所述第二变压器次级侧的至少一个次级绕组；以及

整流电路，其用于对绕在所述第一变压器的次级侧的所述至少一个次级绕组和绕在所述第二变压器次级侧的所述至少一个次级绕组中产生的交流电进行整流，以给所述逆变器控制器和充电器控制器提供所需的工作电压。

优选的，所述绕在所述第一变压器的次级侧的所述至少一个次级绕组包括第一次级绕组，绕在所述第二变压器次级侧的所述至少一个次级绕组包括第二次级绕组，所述整流电路包括对所述第一次级绕组中的交流电进行整流的第一整流电路，以及对所述第二次级绕组中的电流进行整流的第二整流电路，所述第一整流电路和第二整流电路的输出端并联连接。

优选的，选择所述第一次级绕组的匝数使得所述第一整流电路输出第一直流电压，选择所述第二次级绕组的匝数使得所述第二整流电路输出所述第一直流电压。

优选的，所述第一整流电路包括第一二极管和第一电容，所述第二整流电路包括第二二极管和所述第一电容，其中所述第一次级绕组的一端和第二次级绕组的一端分别通过所述第一二极管和第二二极管连接至所述第一电容的一端，所述第一次级绕组的另一端和第二次级绕组的另一端都连接至所述第一电容的另一端。

优选的，绕在所述第一变压器的次级侧的所述至少一个次级绕组还包括第三次级绕组；绕在所述第二变压器次级侧的所述至少一个次级绕组还包括与第三次级绕组相对应的第四次级绕组；所述整流电路还包括对所述第三次级绕组中的交流电进行整流的第三整流电路，以及对所述第四次级绕组中的交流电进行整流的第四整流电路，所述第三整流电路和第四整流 电路的输出端并联连接。

优选的，选择所述第三次级绕组的匝数使得所述第三整流电路输出第二直流电压，选择所述第四次级绕组的匝数使得所述第四整流电路输出第二直流电压。

优选的，所述第三整流电路包括第三二极管和第二电容，所述第四整流电路包括第四二极管和所述第二电容，其中所述第三次级绕组的一端和第四次级绕组的一端分别通过所述第三二极管和第四二极管连接至所述第二电容的一端，所述第三次级绕组的另一端和第四次级绕组的另一端都连接至所述第二电容的另一端。

本发明的实施例还提供了一种不间断电源，其包括：

放电电路，其用于将直流电源提供的直流电转换为工频交流电，所述放电电路包括第一变压器，与所述第一变压器的次级侧电连接的逆变器，以及用于控制所述逆变器的逆变器控制器；

充电电路，其利用市电或工频交流电对所述直流电源进行充电，所述充电电路包括第二变压器，与所述第二变压器的初级侧电连接的可控充电器，以及用于控制所述可控充电器的充电器控制器；以及

如上述的控制供电电路。

优选的，所述不间断电源还包括：dc-dc变换器，其输入端连接至所述直流电源，且输出端连接至所述第一变压器的初级绕组；以及用于控制所述dc-dc变换器的变换器控制器。

优选的，在电池模式下，所述变换器控制器和充电器控制器交替地执行如下两个步骤：步骤s11，控制所述dc-dc变换器工作，且控制所述可控充电器不工作，使得所述不间断电源的直流母线上的电压从零升高至峰值电压，且使得所述整流电路提供所需的工作电压；步骤s12，控制所述dc-dc变换器不工作，且控制所述可控充电器工作，使得所述直流母线上的电压从所述峰值电压降低至零，且使得所述整流电路提供所需的工作电压。

优选的，在在线模式下，所述充电器控制器控制所述可控充电器工作，使得所述整流电路提供所需的工作电压。

本发明的控制供电电路具有较少的电子元器件，成本低、功耗低。

本发明的不间断电源不具有反激式电源系统，节省了成本、降低了功耗，同时能持续稳定地提供所需的直流电压。

附图说明

以下参照附图对本发明实施例作进一步说明，其中：

图1是现有技术的一种不间断电源的电路图。

图2是根据本发明较佳实施例的不间断电源的电路图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图通过具体实施例对本发明进一步详细说明。

图2是根据本发明较佳实施例的不间断电源的电路图，其与图1基本相同，区别在于不间断电源20不具有反激式电源系统17，且不间断电源20具有控制供电电路27。如图2所示，控制供电电路27包括绕在第一变压器28次级侧的次级绕组282，连接在次级绕组282两端的半波整流电路2822，绕在第二变压器29次级侧的次级绕组292和连接在次级绕组292两端的半波整流电路2922。其中半波整流电路2822、2922的输出端并联连接，用于给充电器控制器251提供第一直流电压vcc。次级绕组282和次级绕组292的一端分别通过二极管d1和二极管d2连接至电容(或电容组)c2的一端，且次级绕组282和次级绕组292的另一端都连接至电容c2的另一端，因此半波整流电路2822、2922共用电容c2。控制供电电路27还包括绕在第一变压器28次级侧的次级绕组283，连接在次级绕组283两端的半波整流电路2833，绕在第二变压器29次级侧的次级绕组293和连接在次级绕组293两端的半波整流电路2933。其中半波整流电路2833、2933的输出端并联连接，用于给逆变器控制器241提供第二直流电压vdd。次级绕组283和次级绕组293的一端分别通过二极管d3和二极管d4连接至电容(或电容组)c3的一端，且次级绕组283和次级绕组293的另一端都连接至电容c3的另一端，因此半波整流电路2833、2933共用电容c3。

以下将结合不间断电源20的工作模式(电池模式和在线模式)来说明其是如何持续稳定地提供所需的第一直流电压vcc和第二直流电压vdd。

(1)电池模式

步骤s11：变换器控制器221利用直流电源21提供的直流电来启动， 之后控制dc-dc变换器22工作，从而在第一变压器28次级侧获得交流电。桥式整流电路23对第一变压器28的次级绕组281两端的交流电进行整流，使得直流母线之间的电容c1两端的电压从零升高至峰值电压。在此期间，半波整流电路2822对第一变压器28的次级绕组282两端的交流电进行整流，选择次级绕组282的匝数，使得电容c2两端输出第一直流电压vcc。同样半波整流电路2833对第一变压器28的次级绕组283两端的交流电进行整流，选择次级绕组283的匝数，使得电容c3两端输出第二直流电压vdd。其中第一直流电压vcc用于给充电器控制器251供电，且第二直流电压vdd用于给逆变器控制器241、变换器控制器221和继电器控制器261供电，因此逆变器控制器241能控制逆变器24工作从而输出工频交流电。

步骤s12：控制dc-dc变换器22不工作，且逆变器控制器241控制逆变器24工作，充电器控制器251控制可控充电器25工作，从而使得电容c1两端的电压从峰值电压降低至零，且在第二变压器29的次级侧获得交流电。在此期间，半波整流电路2922对第二变压器29的次级绕组292两端的交流电进行整流，选择次级绕组292的匝数，使得电容c2两端输出相同的第一直流电压vcc。同样，半波整流电路2933对第二变压器29的次级绕组293两端的交流电进行整流，选择次级绕组293的匝数，使得电容c3两端输出相同的第二直流电压vdd。

在电池模式下，交替地执行步骤s11和s12，即控制dc-dc变换器22和可控充电器25以上述工作方式交替地工作，从而使得电容c2、c3两端持续稳定地提供所需的第一直流电压vcc和第二直流电压vdd，同时交流输出端vout输出工频交流电。

(2)在线模式

变换器控制器221利用直流电源21提供的直流电来启动，之后控制dc-dc变换器22工作，第一变压器28次级侧获得交流电，经过半波整流电路2822后给充电器控制器251提供第一直流电压vcc，且经过2833整流后给继电器控制器261提供第二直流电压vdd。继电器控制器261控制继电器k1、k2闭合，因此交流电源vin电连接至交流输出端vout并提供市电。充电器控制器251控制可控充电器25工作，由于可控充电器25的输入端连接至交流输出端vout，从而在电容c2和c3两端分别获得第一直流电压vcc和第二直流电压vdd。

本发明的不间断电源20在电池模式、在线模式以及在电池模式和在线模式的相互切换过程中，都能够持续稳定地提供所需的直流电压。另外与不间断电源10相比，减少了元器件、成本，并降低了功耗。

本发明的控制供电电路27并不限于用于不间断电源20中，还可以用于包括上述第一变压器28和第二变压器29的其他不间断电源中(例如在线式或离线式不间断电源)。另外，在电池模式下，可通过控制可控充电器一直不工作、且控制dc-dc变换器一直工作，使得控制供电电路27提供所需的直流电压。在在线模式下，首先通过控制dc-dc变换器工作，使得控制供电电路27提供所需的直流电压，之后控制dc-dc变换器不工作、且控制可控充电器一直工作，使得控制供电电路27提供所需的直流电压。

根据本发明的其他实施例，变换器控制器221和继电器控制器261所需的直流电压也可以由直流电源21提供。

根据本发明的其他实施例，可以采用全波整流电路或桥式整流电路替换上述实施例中的半波整流电路。

根据本发明的其他实施例，绕在第一变压器次级侧的绕组的数目可以多于或少于2个，相应地，绕在第二变压器次级侧的绕组的数目可以多于或少于2个。

虽然本发明已经通过优选实施例进行了描述，然而本发明并非局限于这里所描述的实施例，在不脱离本发明范围的情况下还包括所作出的各种改变以及变化。