三相不间断电源系统的制作方法

文档序号:44352681发布日期:2026-01-13 21:58阅读:11来源:国知局
技术简介:
本技术针对传统三相UPS系统中电池充放电需额外充电机及继电器切换导致母线电容数量激增的问题,提出采用三相维也纳PFC电路与独立电池充放电电路的方案。通过双向开关和继电器实现电池充放电独立控制,消除市电与电池切换时间,减少二极管数量并简化电路结构,从而提升系统效率并降低对母线电容的依赖。
关键词:三相不间断电源系统,维也纳PFC电路

本技术属于电力电子,尤其涉及一种三相不间断电源系统。


背景技术:

1、如图1所示,三相不间断电源(uninterruptible power supply,ups)系统的电池放电电路和功率因数校正(power factor correction,pfc)电路主要为双boost拓扑结构。该方案采用可控硅整流器(silicon controlled rectifier,scr)对输入源进行切换,以使电池放电电路和pfc电路可以共用boost电路。电池放电电路采用三相交错并联的形式。由于pfc电路采用双boost拓扑结构,则需要配置外置的整流桥才能实现pfc功能,导致了效率提升存在较大的难度。相关技术中采用无桥pfc拓扑结构,通过继电器对输入源进行切换,从而实现电池和市电放电回路共用功率器件。

2、如图2所示,在该拓扑结构中,b相的pfc拓扑结构采用了交错并联的形式,电池正放电电路复用了a相和b相中的一路功率器件,电池负放电电路复用了c相和b相中的一路功率器件。由于采用的维也纳pfc电流,使得相对双boost拓扑结构的pfc电路,减少了一个整流器件的使用,从而降低损耗,提高整机效率。但在方案中,还需要配置额外的充电机对电池进行充电,而且继电器之间切换,为了避免共通风险,需要严格控制切换时间,在切换期间,输出的能量需要由母线电容来提供,对母线电容的数量有较大的要求。


技术实现思路

1、本实用新型提供一种三相不间断电源系统,旨在解决现有三相ups系统配置额外的充电机对电池进行充电并且切换继电器期间的输出能量对母线电容数量有较大的要求的问题。

2、本实用新型提供一种三相不间断电源系统,包括:

3、三相维也纳pfc电路和电池充放电电路;

4、所述三相维也纳pfc电路包括:三相二极管整流桥、三条支路和输出电容,每相对应一条支路,每条支路包括一个电感和一个双向开关;所述双向开关包括反向串联的两个开关管;

5、所述三条支路的输入端用于与市电连接,所述输出电容用于输出直流电源;

6、所述电池充放电电路的第一输入端与电池正极端连接,所述电池充放电电路的第二输入端与电池负极端连接;所述电池充放电电路的第一输出端和第二输出端分别连接所述输出电容的两端,所述电池充放电电路的第三输出端连接中性点;

7、所述三相维也纳pfc电路用于校正所述市电的输入功率因数,所述电池充放电电路用于独立控制电池的充电和放电。

8、在一些实施例中,所述电池充放电电路包括:第一电池充放电电路和第二电池充放电电路;

9、所述第一电池充放电电路包括:第一继电器、第一电感和第一双向开关,所述第一双向开关包括第一开关管和第二开关管;

10、所述第一继电器的第一端与所述电池正极端连接,所述第一继电器的第二端与所述第一电感的第一端连接,所述第一电感的第二端分别与所述第一开关管的电流流出端和所述第二开关管的电流流入端连接,所述第一开关管的电流流入端与所述输出电容的正极连接,所述第二开关管的电流流出端与所述中性点连接;

11、所述第二电池充放电电路包括:第二继电器、第二电感和第二双向开关,所述第二双向开关包括第三开关管和第四开关管;

12、所述第二继电器的第一端与所述电池负极端连接,所述第二继电器的第二端与所述第二电感的第一端连接,所述第二电感的第二端分别与所述第三开关管的电流流出端和所述第四开关管的电流流入端连接,所述第三开关管的电流流入端与所述中性点连接,所述第四开关管的电流流出端与所述输出电容的负极连接。

13、在一些实施例中,所述每条支路还包括一个继电器,所述继电器的第一端用于与所述市电连接,所述继电器的第二端与对应支路上的电感连接。

14、在一些实施例中,所述每条支路均连接所述中性点。

15、在一些实施例中,所述电池正极端还与所述中性点连接,所述电池负极端还与所述中性点连接。

16、在一些实施例中,所述输出电容包括第一电容和第二电容;所述第一开关管的电流流入端与所述第一电容的正极连接,所述第四开关管的电流流出端与所述第二电容的负极连接;

17、所述第一电容的负极和所述第二电容的正极均与所述中性点连接。

18、本实用新型提供的三相不间断电源系统,通过设置单独的电池充放电电路,实现对电池充电和放电进行独立控制,所以不存在市电和电池切换的时间,当市电异常时,母线电压下降,电池充放电电路可开始放电,维持母线电压在可工作范围内,从而也可以减少母线电容的数量,进而降低对母线电容的数量要求;三相不间断电源系统的器件数量和现有技术方案相比,减少了放电电路的两个二极管,增加了两个双向开关,并简化了整个电池充放电电路。


技术特征:

1.一种三相不间断电源系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的三相不间断电源系统,其特征在于,所述电池充放电电路包括:第一电池充放电电路和第二电池充放电电路;

3.根据权利要求1所述的三相不间断电源系统,其特征在于,所述每条支路还包括一个继电器,所述继电器的第一端用于与所述市电连接,所述继电器的第二端与对应支路上的电感连接。

4.根据权利要求3所述的三相不间断电源系统,其特征在于,所述每条支路均连接所述中性点。

5.根据权利要求2所述的三相不间断电源系统,其特征在于,所述电池正极端还与所述中性点连接,所述电池负极端还与所述中性点连接。

6.根据权利要求2所述的三相不间断电源系统,其特征在于,所述输出电容包括第一电容和第二电容;所述第一开关管的电流流入端与所述第一电容的正极连接,所述第四开关管的电流流出端与所述第二电容的负极连接;


技术总结
本技术适用于电力电子技术领域,提供了一种三相不间断电源系统。该三相不间断电源系统包括:三相维也纳PFC电路和电池充放电电路;三相维也纳PFC电路包括:三相二极管整流桥、三条支路和输出电容,每相桥臂对应一条支路;电池充放电电路的第一输入端与电池正极端连接,电池充放电电路的第二输入端与电池负极端连接;电池充放电电路的第一输出端和第二输出端分别连接输出电容的两端,电池充放电电路的第三输出端连接中性点;三相维也纳PFC电路用于校正市电的输入功率因数,电池充放电电路用于控制电池的充电和放电。本技术提供的三相不间断电源系统,有效提高系统效率,低器件成本,还能够解决输入继电器切换对母线电容数量有较大要求的问题。

技术研发人员:管中良,邱荣剑
受保护的技术使用者:深圳市艾晨数字能源有限公司
技术研发日:20241120
技术公布日:2026/1/12
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