用于不间断电源的直交流转换电路和方法、不间断电源与流程

本申请涉及不间断电源，具体涉及一种用于不间断电源的直交流转换电路和方法、不间断电源。

背景技术：

1、不间断供电电源（uninterruptible power supply，ups），是一种含有储能电路，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源，它可以解决现有电力的断电、低电压、高电压、突波或杂讯等现象，使计算机系统运行更加安全可靠。单独由不间断供电电源为负载提供交流电源时，是将储能电池的直流电转换为交流电。在实际应用中，用电负载需求的交流电一般有120v和240v两种，为了能同时匹配两种不同交流电需求，一种方式是分别设置高压输出电路和低压输出电路，但该方式需设置有两路单独的dc/ac转换电路，增加硬件成本；另一种方式只设置一路dc/ac转换电路，但只能在输出高压时或输出低压时的能量转换率最高（能量损耗最少）。在移动便携式不间断电源产品中，对dc/ac转换电路的设计即要考虑高低压交流电的兼容性，又要考量如何减少能量损耗，还要兼顾硬件电路的成本。

技术实现思路

1、本申请主要解决的技术问题是如何只应用一路dc/ac转换硬件电路在输出高或低压交流电时的能量转换率都可以保持最佳。

2、根据第一方面，一种实施例中提供一种用于不间断电源的直交流转换电路，包括直流变压电路、母线储能电路、交流变换电路、直交流转换控制器和高低压切换电路；

3、所述高低压切换电路用于切换所述不间断电源输出第一交流电或第二交流电；其中，所述第一交流电的电压值uac1大于所述第二交流电的电压值uac2；

4、所述直流变压电路用于将所述不间断电源的储能电池输出的第一直流电转换为第二直流电；其中，所述第二直流电的电压值udc1大于所述第一直流电的电压值udc0；

5、所述母线储能电路用于存储所述第二直流电的电能；

6、所述交流变换电路用于将所述母线储能电路存储的电能转换为第一交流直流电或第二交流电给所述不间断电源的交流负载；

7、所述直交流转换控制器分别与所述直流变压电路、所述母线储能电路、所述交流变换电路和所述高低压切换电路连接；

8、当所述高低压切换电路切换至输出所述第一交流电时，所述直交流转换控制器设置所述直流变压电路输出所述第二直流电的电压值udc1为额定值，该额定值为所述第一交流电的电压值uac1的20.5×（1+a）倍，以保持所述母线储能电路与所述交流变换电路连接的母线电压值udc2不小于第二直流电的电压值udc1；其中，a为预设的直交流转换的第一压降额裕量常数；

9、当所述高低压切换电路切换至输出所述第二交流电时，所述直交流转换控制器设置所述直流变压电路输出所述第二直流电的电压值udc1为额定值，该额定值为所述第一交流电的电压值uac1的20.5×（1+a）倍，并当所述母线储能电路与所述交流变换电路连接的母线电压值udc2不小于所述第二直流电的电压值udc1时所述直交流转换控制器停止所述直流变压电路的工作，而当所述母线储能电路与所述交流变换电路连接的母线电压值udc2不大于所述第二交流电的电压值uac2的20.5×（1+b）倍时直流变压电路设置所述直流变压电路恢复工作；其中，b为预设的直交流转换的第二压降额裕量常数。

10、一实施例中，第一压降额裕量常数a大于1。

11、一实施例中，第二压降额裕量常数b大于1。

12、一实施例中，第一压降额裕量常数a和第二压降额裕量常数b相等。

13、一实施例中，所述第一交流电的电压值uac1为240v；所述第二交流电的电压值uac2为120v。

14、一实施例中，所述直交流转换控制器停止所述直流变压电路工作的时间不大于第一停止时间间隔，所述第一停止时间间隔的获取公式为：

15、t1=c×(udc112- udc122)÷(2×p)；

16、其中，t1是第一停止时间间隔，c为所述母线储能电路的储能电容的容量， udc11为所述第一交流电的电压值uac1的20.5×（1+a）倍，udc12为所述第二交流电的电压值uac2的20.5×（1+b）倍，p为交流变换电路的输出负载功率。

17、根据第二方面，一种实施例中提供一种不间断电源，包括如第一方面所述的过载保护电路。

18、根据第三方面，一种实施例中提供一种用于不间断电源的直交流转换方法，用于应用于如第二方面所述的不间断电源，所述直交流转换方法包括：

19、设定不间断电源的交流电输出模式；所述交流电输出模式包括高压工作模式和低压工作模式；所述高压工作模式为所述不间断电源输出第一交流电，所述低压工作模式为所述不间断电源输出第二交流电，其中，所述第一交流电的电压值uac1大于所述第二交流电的电压值uac2；

20、当所述不间断电源工作在低压工作模式时，所述不间断电源的直流变压电路输出额定的电压值udc1，而当所述不间断电源的母线储能电路与其交流变换电路连接的母线电压值udc2不小于所述直流变压电路输出额定的电压值udc1时，停止所述直流变压电路的工作；

21、当所述直流变压电路停止预设的第一停止时间间隔t1后恢复工作；其中，所述第一停止时间间隔t1的获取公式为：

22、t1=c×(udc112- udc122)÷(2×p)；

23、其中，t1是第一停止时间间隔，c为所述母线储能电路的储能电容的容量， udc11为所述第一交流电的电压值uac1的20.5×（1+a）倍，udc12为所述第二交流电的电压值uac2的20.5×（1+b）倍，p为所述不间断电源的交流变换电路的输出负载功率。

24、一实施例中，直交流转换方法还包括：

25、当所述不间断电源工作在高压工作模式时，所述不间断电源的直流变压电路输出额定的电压值udc1；设定所述直流变压电路停止工作的所述第一停止时间间隔t1为零。

26、一实施例中，直交流转换方法还包括：

27、设定所述直流变压电路停止工作的所述第一停止时间间隔t1与所述直流变压电路持续工作的时间相同。

28、依据上述实施例的直交流转换电路，当不间断电源输出第二交流电时，设置直流变压电路按预设条件停止或恢复工作，可以实现只应用一路直交流转换电路在输出高压或低压交流电时的能量转换率都可以保持最佳。

技术特征：

1.一种用于不间断电源的直交流转换电路，其特征在于，包括直流变压电路、母线储能电路、交流变换电路、直交流转换控制器和高低压切换电路；

2.如权利要求1所述的直交流转换电路，其特征在于，第一压降额裕量常数a大于1。

3.如权利要求1所述的直交流转换电路，其特征在于，第二压降额裕量常数b大于1。

4.如权利要求1所述的直交流转换电路，其特征在于，第一压降额裕量常数a和第二压降额裕量常数b相等。

5.如权利要求1所述的直交流转换电路，其特征在于，所述第一交流电的电压值uac1为240v；所述第二交流电的电压值uac2为120v。

6.如权利要求1所述的直交流转换电路，其特征在于，所述直交流转换控制器停止所述直流变压电路工作的时间不大于第一停止时间间隔，所述第一停止时间间隔的获取公式为：

7.一种不间断电源，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项所述的直交流转换电路。

8.一种用于不间断电源的直交流转换方法，其特征在于，用于应用于如权利要求7所述的不间断电源，所述直交流转换方法包括：

9.如权利要求8所述的直交流转换方法，其特征在于，还包括：

10.如权利要求9所述的直交流转换方法，其特征在于，还包括：

技术总结
本申请公开了一种用于不间断电源的直交流转换电路和方法、不间断电源，直交流转换电路包括直流变压电路、母线储能电路、交流变换电路、直交流转换控制器和高低压切换电路。高低压切换电路用于切换不间断电源输出第一交流电或第二交流电，直流变压电路用于将储能电池输出的第一直流电转换为第二直流电，母线储能电路用于存储第二直流电的电能，交流变换电路用于将母线储能电路存储的电能转换为第一交流电或第二交流电给交流负载，其中，第一交流电大于第二交流电。由于当不间断电源输出第二交流电时，设置直流变压电路按预设条件停止或恢复工作，可以实现只应用一路直交流转换电路在输出高压或低压交流电时的能量转换率都可以保持最佳。

技术研发人员：李星宇,张起校
受保护的技术使用者：深圳古瑞瓦特电源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15