一种不间断电源的制作方法

本实用新型属于电力技术领域，更具体地说，是涉及一种不间断电源。

背景技术：

为了提高供电的可靠性，目前的不间断电源(uninterruptiblepowersupply，ups)通常会配置有主路和旁路两路电源输入，主路通过市电进行供电或者在市电故障时通过储能单元(例如蓄电池)进行供电，旁路连接备用电源(例如其它市电供电或发电机发电)，在主路发生故障时通过备用电源供电。

实际应用中，旁路上需要串联至少一个电感来抑制差模干扰，该电感可称为旁路电感。主路上也需要串联至少一个电感来抑制主路上的电流突变，该电感可称为主路电感。

然而，由于ups的主路和旁路通常不是同时工作的，也即旁路电感工作时，主路电感是停用的，这就导致ups的器件利用率不高；并且，由于需要设置旁路电感和主路电感，无疑减少了ups内部的可利用空间，使得ups体积增加，不利于产品的小型化。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种不间断电源，旨在解决现有技术中不间断电源的器件利用率不高以及不利于产品小型化的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种不间断电源，包括旁路、主路以及执行所述旁路和所述主路的输出切换的切换开关；

所述旁路的旁路电感通过所述切换开关与所述主路的主路电感串联连接；当所述切换开关切换为旁路输出时，旁路电源的输入经所述旁路电感、所述切换开关和所述主路电感向负载输出。

可选的，所述旁路电感和所述主路电感分别为同一个磁芯上的第一绕组和第二绕组。

可选的，所述旁路包括三相输入旁路，所述三相输入旁路的旁路电感包括第一旁路电感、第二旁路电感和第三旁路电感，所述主路包括三相输入主路，所述三相输入主路的主路电感包括第一主路电感、第二主路电感和第三主路电感，所述切换开关包括第一切换开关、第二切换开关和第三切换开关；

所述第一旁路电感通过所述第一切换开关与所述第一主路电感连接，形成第一相输入旁路；所述第二旁路电感通过所述第二切换开关与所述第二主路电感连接，形成第二相输入旁路；所述第三旁路电感通过所述第三切换开关与所述第三主路电感连接，形成第三相输入旁路；

当所述第一切换开关、所述第二切换开关和所述第三切换开关均切换为旁路输出时，连接所述三相输入旁路的三相交流电源通过所述第一相输入旁路、所述第二相输入旁路和所述第三相输入旁路向所述负载输出。

可选的，所述第一旁路电感和所述第一主路电感分别为第一磁芯上的第一绕组和第二绕组，所述第二旁路电感和所述第二主路电感分别为第二磁芯上的第一绕组和第二绕组，所述第三旁路电感和所述第三主路电感分别为第三磁芯上的第一绕组和第二绕组。

可选的，所述主路为三相输入主路，所述旁路为单相输入旁路时，所述旁路电感通过所述三相输入主路的任一相输入主路的切换开关与该相输入主路的主路电感串联连接。

可选的，所述旁路电感和与其串联连接的主路电感分别为同一个磁芯上的第一绕组和第二绕组。

可选的，所述切换开关包括转换型继电器。

可选的，所述不间断电源还包括续流电路；所述续流电路用于在第一切换时间以及第二切换时间内向负载提供延续供电，其中，所述第一切换时间表示所述切换开关执行所述旁路向所述主路的切换的动作时间，所述第二切换时间表示所述切换开关执行所述主路向所述旁路的切换的动作时间。

可选的，所述续流电路包括与所述切换开关和所述主路电感组成的串联电路并联连接的晶闸管。

可选的，所述晶闸管为双向晶闸管。

本实用新型提供的不间断电源的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型提供的不间断电源通过包括旁路、主路以及切换开关，旁路电感通过切换开关与主路电感串联连接，通过切换开关可以执行旁路和主路的切换，当切换开关切换为旁路输出时，旁路电源的输入可以经旁路电感、切换开关和主路电感向负载输出，也即旁路输出时旁路电感和主路电感是同时工作的，旁路输出时的感量为旁路电感和主路电感的感量和，而由于电感的感量是随其线圈匝数的增加而增大的，故实际配置旁路电感时可以选择线圈匝数较少的电感，因此，本实用新型一方面有利于不间断电源产品的小型化设计，另一方面还提高了不间断电源的器件利用率。

附图说明

图1为现有技术中的不间断电源的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的不间断电源的一个结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的同磁芯的旁路电感和主路电感的连接示意图；

图4为本实用新型实施例提供的不间断电源的另一个结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

现对本实用新型提供的不间断电源进行说明。请参阅图1和图2，其中，图1为现有技术中的不间断电源的结构示意图，图2为本实用新型实施例提供的不间断电源的一个结构示意图。

如图1所示，现有技术中的不间断电源(ups)的旁路包括旁路开关112和旁路电感111，主路包括主路开关122、整流单元123、储能单元124、逆变器125和主路电感121。

ups工作在旁路输出模式时，可以闭合旁路开关112，并断开主路开关122，旁路电源输入通过旁路开关112经旁路电感111向负载输出。

如图2所示，本实用新型实施例提供的一个不间断电源包括旁路、主路以及执行所述旁路和所述主路的输出切换的切换开关222；所述旁路的旁路电感211通过切换开关222与所述主路的主路电感221串联连接；当切换开关222切换为旁路输出时，旁路电源的输入经旁路电感211、切换开关222和主路电感221向负载输出。即实现了ups工作在旁路输出模式时，旁路电感和主路电感是同时工作的，提高了器件利用率。

并且，旁路输出时的总电感感量为主路电感和旁路电感的感量之和，通过这样的连接配置有利于ups的小型化，例如，现有技术中若旁路需配置感量为10uh的旁路电感，通过本实施例，只需为旁路配置5uh的旁路电感即可，由于其与5uh的主路电感串联，工作时旁路的总电感感量仍为10uh，可见，相比现有技术，本实用新型提供的ups可以在旁路配置相对于现有技术感量较小的旁路电感，减小了ups内部空间的占用，有利于实现ups产品的小型化。

综上，本实用新型提供的不间断电源与现有技术相比有益效果在于：旁路电感通过切换开关与主路电感串联连接，通过切换开关可以执行旁路和主路的切换，当切换开关切换为旁路输出时，旁路电源的输入可以经旁路电感、切换开关和主路电感向负载输出，也即旁路输出时旁路电感和主路电感是同时工作的，旁路输出时的感量为旁路电感和主路电感的感量和，而由于电感的感量是随其线圈匝数的增加而增大的，故实际配置旁路电感时可以选择线圈匝数较少的电感，因此，本实用新型一方面有利于不间断电源产品的小型化设计，另一方面还提高了不间断电源的器件利用率。

可选的，为了进一步实现ups产品的小型化，在本实用新型实施例中，旁路电感和主路电感可以分别为同一个磁芯上的第一绕组和第二绕组。也即可以将旁路电感和主路电感设计为同一磁芯，旁路电感和主路电感分别为同磁芯上的两个不同绕组。

请参阅图3，为本实用新型实施例提供的同磁芯的旁路电感和主路电感的一个连接示意图。旁路电源输入经旁路电感211和切换开关222、主路电感221串联，旁路电感211和主路电感221分别为同一磁芯上的第一绕组和第二绕组。本实用新型通过同磁芯的设计进一步减小了电感器件的体积。

请参阅图4，为本实用新型实施例提供的不间断电源的另一个结构示意图。针对于实际应用中的三相输入单项输出连接的一种ups。

如图4所示，所述旁路为三相输入旁路，所述三相输入旁路的旁路电感包括第一旁路电感、第二旁路电感和第三旁路电感，所述主路包括三相输入主路，所述三相输入主路的主路电感包括第一主路电感、第二主路电感和第三主路电感，所述切换开关包括第一切换开关、第二切换开关和第三切换开关；所述第一旁路电感通过所述第一切换开关与所述第一主路电感连接，形成第一相输入旁路；所述第二旁路电感通过所述第二切换开关与所述第二主路电感连接，形成第二相输入旁路；所述第三旁路电感通过所述第三切换开关与所述第三主路电感连接，形成第三相输入旁路。

当所述第一切换开关、所述第二切换开关和所述第三切换开关均切换为旁路输出时，连接所述三相输入旁路的三相交流电源通过所述第一相输入旁路、所述第二相输入旁路和所述第三相输入旁路向所述负载输出。也即，ups可以以三相输入单相输出的31制式向负载进行供电，u旁、v旁、和w旁分别表示旁路电源输入的三相交流电源的第一相、第二相和第三相输入。u主、v主、和w主分别表示主路电源输入的三相交流电源的第一相、第二相和第三相输入。各相旁路输出均设计为旁路电感通过切换开关串联主路电感的连接方式，提高ups的器件利用率以及减少ups的内部空间占用。

可选的，所述第一旁路电感和所述第一主路电感分别为第一磁芯上的第一绕组和第二绕组，所述第二旁路电感和所述第二主路电感分别为第二磁芯上的第一绕组和第二绕组，所述第三旁路电感和所述第三主路电感分别为第三磁芯上的第一绕组和第二绕组。由此可以进一步减少ups的内部空间占用，实现ups的小型化。

在一个可选实施例中，ups主路连接三相交流输入，旁路连接单相输入时，所述旁路电感可以通过三相输入主路的任一相输入主路的切换开关与该相输入主路的主路电感串联连接。

可选的，所述旁路电感和与其串联连接的主路电感分别为同一个磁芯上的第一绕组和第二绕组。

可选的，在上述实施例中，所述切换开关可以选用转换型继电器，如图3中的切换开关所示，转换型继电器可以实现用小电流控制大电流进行自动开关，在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路的作用。

可选的，参见图2，在实际应用中，切换开关222在执行主路和旁路的切换时，会存在一个10毫秒左右的延时。在上述实施例中，不间断电源还可以包括续流电路212；续流电路212用于在第一切换时间以及第二切换时间内向负载提供延续供电，其中，所述第一切换时间表示切换开关222执行所述旁路向所述主路的切换的动作时间，所述第二切换时间表示切换开关222执行所述主路向所述旁路的切换的动作时间。在切换开关222执行切换的动作时间内，通过续流电路212向负载供电，可以避免负载在切换开关222执行切换的动作时间内出现断电。

在一个可选实施例中，续流电路222可以包括与切换开关222和主路电感221组成的串联电路并联连接的晶闸管。

当切换开关222执行旁路向主路的切换时，可以通过晶闸管在第一切换时间内延续旁路向负载的供电，例如，可以通过在上述第一切换时间内向晶闸管的控制极施加触发电压，使旁路电感和负载之间通过晶闸管暂时导通，以在第一切换时间内使旁路电源输入仍然可以向负载供电。并在切换开关222完成旁路向主路的切换后，关闭向晶闸管的控制极施加的触发电压，使旁路电源输入不再向负载供电，而是由主路电源输入通过整流单元223、逆变器225、切换开关222和主路电感221向负载提供主路供电。

当切换开关222执行主路向旁路的切换时，可以通过晶闸管在第二切换时间内连通旁路向负载的供电。例如，可以通过在上述第二切换时间内向晶闸管的控制极施加触发电压，使旁路电感和负载之间通过晶闸管暂时导通，以在第二切换时间内使旁路电源输入向负载供电。并在切换开关222完成主路向旁路的切换后，关闭向晶闸管的控制极施加的触发电压，使旁路电源输入经旁路电感211、切换开关222和主路电感221向负载提供旁路供电。

进一步的，该晶闸管可以为双向晶闸管。

可选的，上述的磁芯可以是i片组合磁芯、棒形磁芯、环形磁芯、轨道磁芯和e形磁芯中的任一中。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。