专利名称：带有全桥移相软开关的ups电源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及开关，特别涉及带有全桥移相软开关的UPS电源。
背景技术：
UPS (Uninterruptible Power Supply)，即是不间断电源，它是 一种以逆变为主要组成部分的电源设备。
现有小功率高频在线式UPS可分为双变换在线式及双变换电压 补偿在线式两种。
当市电输入正常情况下(根据使用环境可设定输入电压的低端 及高端范围)，UPS将市电整流通过逆变器或直接稳压后一方面向供 负载使用，另一方面还向UPS内部的蓄电池进行限流浮充及均充电， 当市电发生中段或产生大幅度波动时，UPS立即将电池的电能通过逆 变转换的方式向负载继续供电使用电设备保持正常工作，以达到保护 负载软件和硬件不受损坏。
目前所有小功率(1KVA-20KVA)高频在线式UPS直流升压部分 均采用硬开关推挽式结构(如图1所示)，开关频率大多控制在 40KHZ-60KHZ之间，由于DC/DC升压部分为传统式的硬开关推挽电 路，其逆变效率只能做到80%-85%， DC逆变损耗较大，使得UPS逆变效率降低，MTBF縮短。而采用移相软开关技术逆变的UPS整机效率 可达95%以上，使UPS整机平均无故障时间大为提高。
现有技术中，其电路采用的是推挽升压电路(如图2所示)，两 路PWM信号交替工作，PWM信号频率一般在35KHZ--60KHZ之间， 由于电路工作频率较低且PWM信号源工作方式为硬开关，电路运作 时开关管(Q4， Q5， Q6， Q7)及高频变压器(TX1)损耗大,导致电 路整体效率低。
发明内容
本实用新型的目的在克服现有技术的缺陷，于提供一种改善现有 的UPS的直流升压电路的转换效率，提高UPS整机可靠性，节省能 源的带有全桥移相软开关的UPS电源。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的
带有全桥移相软开关的UPS电源，包括通过高频变换电路串接
的变换升压辅助电源、输出滤波旁路转换电路，所述输出滤波旁路转 换电路与市电输入电路滤波电路串联，所述升压辅助电源输入端与电 池组输出端连接，所述充电电路通过市电升压电路与市电输入电路、 滤波电路串联，所述市电升压电路通过高压整流滤波电路与高频电路 连接，所述升压电路辅助电源通过全桥移相软开关与高压整流滤波电 路串联，所述全桥移相软开关串联于电池组及变换、升压辅助电源 之间。
所述全桥移相软开关为模块式结构。本实用新型采用上述技术方案后，可达到如下有益效果
1、 本实用新型由于采用移相软开关逆变升压，电路工作频率由 40KHZ提高到200KHZ， PWM信号由两路增加到4路，MOS管开
关工作方式改为在零电压零电流状态下运作，使得逆变器的转换效率 达到95%以上，使UPS的使用寿命大为提高。
2、 本实用新型采用全桥移相软开关，使UPS整机效率得到提高， 减小了UPS的整体重量。
3、 本实用新型直流升压部分功率M0S管由于采用了移相软开关， 能够实现在零电压(ZVS)或零电流(ZCS)状态下工作。另外，直 流转换逆变主频率高达200KHZ，是传统UPS的5倍(传统的UPS DG/DC 升压电路单元采用的是硬开关推挽式结构)，逆变桥采用全桥方式， 从而达到减小开关损耗，减小开关浪涌的作用，由于开关频率的提高， 不仅能有效地减小升压电路单元的滤波电容、电感和变压器的体积， 还能抑制干扰，降低电磁辐射，改善了UPS的动态特性，DG/DC逆变 转换效率高达95%以上，整机自身功耗减小，不仅能充分利用能源， 还能使UPS整机可靠性大为提高，在当今能源紧缺及提倡绿色能源 的时代，此类电源将会主导未来的UPS电源设备市场。
图1为现有技术直流升压电路连接原理图； 图2为现有技术直流升压电路原理框图； 图3本实用新型电路的连接原理图；图4本实用新型的原理框图； 图5本实用新型的测试原理图。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细说明 参见图3
图3本实用新型电路的连接原理图。在图中，所述输出滤波电路
及旁路转换电路通过串接的DC/AC变换辅助电源、DC升压电路辅 助电源与电池连接，所述电池组及DC/AC变换辅助电源、DC升压 电路辅助电源还与DC/DC高频升压电路、全桥移相软开关连接，所 述DC/DC高频升压电路、全桥移相软开关还与充电电路、市电升压 电路辅助电源串接，所述充电电路、市电升压电路辅助电源的另一端 与市电升压电路串接，所述市电升压电路与DC/AC高频变换电路之 间设有与C/DC高频升压电路、全桥移相软开关连接的高压整流滤波 电路，所述市电输入电路、滤波电路的一端与充电电路、市电升压电 路辅助电源连接，另一端与输出滤波电路及旁路转换电路连接。
全桥移相控制PWM信号产生电路单元，为全桥逆变升压电路提供 4路移相的控制P國信号。移相式零电压软开关管中每只开关管具有 相同宽度的驱动脉冲，通过移相错位控制有源时间，从而达到稳定输 出电压的目的。当一个开关管关断时，变压器的初级电流给关断的开 关管的并联电容充电，同时使同一桥臂即将开通的开关管的并联电容 放电，当关断的开关管并联电容充到电源电压时，即将开通的开关管 反并联二极管自然导通，这时开通开关管，则该管就是零电压开通。而开关管在关断时，由于它有并联电容，这样开关管是零电压关断， 因此在这种移相式控制方式下，开关管是在零电压下开关的，因此逆 变功率管可实现软开关，减小了开关损耗，因此开关频率可以大大提
高(本电路开关频率为200KHZ)。由于功耗的减小，可以减小散热 器的体积，频率的提高可以减小变压器及滤波器的体积，有利于电源 的小型化、轻量化。MOS管软开关改善了导通和关断时电压波形， 使开通和关断沿的尖峰减小，这样便减小了电磁干扰和射频干扰，使 得改进后的UPS有很好的电磁兼容特性。
由于电路采用模块式结构，使用时可直接接入于电池组及逆变 器之间。
参见图4
图4本实用新型的原理框图。在图中，为市电整流及功率因数电 路单元，市电正常时由此部分向UPS逆变电路单元提供工作电压，当 市电不正常时，为电池组单元通过全桥移相软开关电路单元升压后向 UPS逆变电路单元提供工作电压，逆变电路单元将直流高压变成交流 220V向负载供电。
参见图5
图5本实用新型的测试原理图。其主要工作原理如下-当市电正常时，由市电升压电路向DC/AC高频变换电路提供逆 变电能，并通过充电回路向电池充电，UPS内部CPU芯片检测到市 电正常工作后会自动跟踪市电频率，保证UPS输出电压频率与市电 频率严格同步，并关闭电池升压电路，当市电频率超出UPS工作频率范围外或市电电压过低及过高时，市电升压电路会自动停止工作，
而电池升压电路(DC/DC带有全桥移相软开关的UPS电源电路)会 立即工作并负责继续向DC/AC高频变换电路提供逆变电能，以达到 在线无中断的转换，也就是在线式变换。
本实用新型中的其他技术可采用现有技术。
权利要求1、带有全桥移相软开关的UPS电源，包括通过高频变换电路串接的变换升压辅助电源、输出滤波旁路转换电路，所述输出滤波旁路转换电路与市电输入电路滤波电路串联，所述升压辅助电源输入端与电池组输出端连接，所述充电电路通过市电升压电路与市电输入电路、滤波电路串联，所述市电升压电路通过高压整流滤波电路与高频电路连接，其特征在于所述升压电路辅助电源通过全桥移相软开关与高压整流滤波电路串联，所述全桥移相软开关串联于电池组及变换、升压辅助电源之间。
2、 根据权利要求1所述的带有全桥移相软开关的UPS电源，其特征在于所述全桥移相软开关为模块式结构。
专利摘要带有全桥移相软开关的UPS电源，包括通过高频变换电路串接的变换升压辅助电源、输出滤波旁路转换电路，输出滤波旁路转换电路与市电输入电路滤波电路串联，升压辅助电源输入端与电池组输出端连接，充电电路通过市电升压电路与市电输入电路、滤波电路串联，市电升压电路通过高压整流滤波电路与高频电路连接，升压电路辅助电源通过全桥移相软开关与高压整流滤波电路串联，全桥移相软开关串联于电池组及变换、升压辅助电源之间；全桥移相软开关为模块式结构。本实用新型采用全桥移相软开关逆变升压，工作频率由40KHz提高到200KHz，PWM信号由两路增加到4路，MOS管开关工作方式改为在零电压零电流状态下运作，转换效率95％以上。
文档编号H02J7/00GK201319510SQ20082017809
公开日2009年9月30日 申请日期2008年11月20日 优先权日2008年11月20日
发明者雷永忠 申请人:佛山市新光宏锐电源设备有限公司