專(zhuān)利名稱(chēng)：共用電池電路及不間斷電源系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及不間斷電源系統(tǒng)，更具體地說(shuō)，涉及一種共用電池電路及不間斷電源系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
不間斷電源系統(tǒng)(uninterruptible power system, UPS)是能夠?yàn)橹匾O(shè)備提供持續(xù)、穩(wěn)定、不間斷的電源供應(yīng)的重要外部設(shè)備。UPS中的直流供電部分(電池組)在市電正常供電時(shí)處于充電狀態(tài)。一旦市電中斷，直流供電部分立即將儲(chǔ)存的直流電輸出給負(fù)載， 保持對(duì)負(fù)載供電的連續(xù)性。在為電機(jī)(例如電梯)供電的UPS設(shè)備中，為了提高容量和可靠性，通常具有多個(gè)并聯(lián)使用的不間斷電源(或逆變電源)。對(duì)于UPS設(shè)備中作為直流供電部分的蓄電池，可以為每一個(gè)不間斷電源分別配備一個(gè)，也可以多個(gè)不間斷電源共用一組蓄電池。而多個(gè)不間斷電源共用一組蓄電池的方案為蓄電池的管理和維護(hù)帶來(lái)的很大方便。如圖1所示，是現(xiàn)有共用蓄電池方案的電路示意圖(該圖僅示出兩個(gè)不間斷電源共用一個(gè)蓄電池組的示例，圖中省略了開(kāi)關(guān))。在該示例中，將兩臺(tái)不間斷電源11、12的直流母線(xiàn)14、15直接連接在一起(如圖1，電路中省略了開(kāi)關(guān))，即兩個(gè)不間斷電源11、12的直流母線(xiàn)直接連接，并同時(shí)連接到一個(gè)蓄電池13的正極。上述的不間斷電源11、12也可以是逆變電源。上述方式雖然可以實(shí)現(xiàn)蓄電池共用，但這也將原本獨(dú)立的兩個(gè)系統(tǒng)連在了一起。 當(dāng)一個(gè)不間斷電源發(fā)生故障時(shí)，它的母線(xiàn)被拉低，由于直流母線(xiàn)連在一起，另外一臺(tái)不間斷電源的直流母線(xiàn)通過(guò)故障點(diǎn)放電，其電壓同樣也被拉低，從而導(dǎo)致第二個(gè)不間斷電源也掉電，失去了不間斷電源并聯(lián)原有的冗余功能。UPS電源設(shè)備的可靠性大大降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)上述共用蓄電池時(shí)由于多個(gè)逆變電源或不間斷電源的直流母線(xiàn)直接相連從而造成可靠性不高的問(wèn)題，提供一種共用電池電路及不間斷電源系統(tǒng)。本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是，提供一種共用電池電路，包括蓄電池及至少兩個(gè)逆變電源或不間斷電源，所述至少兩個(gè)逆變電源或不間斷電源的直流母線(xiàn)的正極分別經(jīng)由一個(gè)單向?qū)▎卧B接到蓄電池的正極，所述直流母線(xiàn)的負(fù)極分別連接到蓄電池的負(fù)極，所述單向?qū)▎卧獜男铍姵氐恼龢O至逆變電源或不間斷電源的正極單向?qū)āＴ诒景l(fā)明所述的共用電池電路中，還包括至少兩個(gè)分別與單向?qū)▎卧⒙?lián)的單向可控開(kāi)關(guān)，所述單向可控開(kāi)關(guān)在正常狀態(tài)下斷開(kāi)并在逆變電源或不間斷電源對(duì)蓄電池充電時(shí)閉合，所述單向可控開(kāi)關(guān)在閉合時(shí)由逆變電源或不間斷電源的直流母線(xiàn)正極向蓄電池的正極單向?qū)?。在本發(fā)明所述的共用電池電路中，所述單向?qū)▎卧獮槎O管，所述單向可控開(kāi)關(guān)為晶閘管。在本發(fā)明所述的共用電池電路中，每一所述逆變電源或不間斷電源直流母線(xiàn)的正極與蓄電池的正極之間還串接有一個(gè)保險(xiǎn)單元，所述保險(xiǎn)單元在過(guò)流超過(guò)預(yù)定時(shí)間時(shí)斷開(kāi)。在本發(fā)明所述的共用電池電路中，所述保險(xiǎn)單元為保險(xiǎn)絲。本發(fā)明還提供一種不間斷電源系統(tǒng)，包括蓄電池及至少兩個(gè)逆變電源或不間斷電源，所述至少兩個(gè)逆變電源或不間斷電源的直流母線(xiàn)的正極分別經(jīng)由一個(gè)單向?qū)▎卧B接到蓄電池的正極，所述直流母線(xiàn)的負(fù)極分別連接到蓄電池的負(fù)極，所述單向?qū)▎卧獜男铍姵氐恼龢O至逆變電源或不間斷電源的正極單向?qū)āＴ诒景l(fā)明所述的不間斷電源系統(tǒng)中，還包括至少兩個(gè)分別與單向?qū)▎卧⒙?lián)的單向可控開(kāi)關(guān)，所述單向可控開(kāi)關(guān)在正常狀態(tài)下斷開(kāi)并在逆變電源或不間斷電源對(duì)蓄電池充電時(shí)閉合，所述單向可控開(kāi)關(guān)在閉合時(shí)由逆變電源或不間斷電源的直流母線(xiàn)正極向蓄電池的正極單向?qū)?。在本發(fā)明所述的不間斷電源系統(tǒng)中，所述單向?qū)▎卧獮槎O管，所述單向可控開(kāi)關(guān)為晶閘管。在本發(fā)明所述的不間斷電源系統(tǒng)中，每一所述逆變電源或不間斷電源直流母線(xiàn)的正極與蓄電池的正極之間還串接有一個(gè)保險(xiǎn)單元，所述保險(xiǎn)單元在過(guò)流超過(guò)預(yù)定時(shí)間時(shí)斷開(kāi)。在本發(fā)明所述的不間斷電源系統(tǒng)中，所述保險(xiǎn)單元為保險(xiǎn)絲。本發(fā)明的電池共用電路及不間斷電源系統(tǒng)，通過(guò)在每一逆變電源或不間斷電源的直流母線(xiàn)與蓄電池之間增加從蓄電池正極向直流母線(xiàn)正極單向?qū)ǖ膯蜗驅(qū)▎卧?，使得多個(gè)逆變電源或不間斷電源的直流母線(xiàn)之間不再直接連接，避免了某一逆變電源或不間斷電源故障而導(dǎo)致所有逆變電源或不間斷電源掉電的情況。本發(fā)明可顯著提高不間斷電源系統(tǒng)的可靠性。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中圖1是現(xiàn)有不間斷電源系統(tǒng)中共用電池電路的示意圖；圖2是本發(fā)明共用電池電路的實(shí)施例的示意圖；圖3是本發(fā)明共用電池電路的另一實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明通過(guò)在不間斷電源系統(tǒng)的每一不間斷電源或逆變電源的直流母線(xiàn)與蓄電池之間增加從蓄電池正極向直流母線(xiàn)正極單向?qū)ǖ膯蜗驅(qū)▎卧?，使得多個(gè)不間斷電源或逆變電源的直流母線(xiàn)之間不再直接連接，避免了某一不間斷電源或逆變電源故障而導(dǎo)致所有不間斷電源或逆變電源掉電的情況。如圖2所示，是本發(fā)明共用電池電路的實(shí)施例的示意圖(該圖中省略了開(kāi)關(guān))。在本實(shí)施例中，該電路包括蓄電池23、第一不間斷電源21及第二不間斷電源22，其中第一不間斷電源21的直流母線(xiàn)M的正極經(jīng)由第一單向?qū)▎卧B接到蓄電池23的正極，第二不間斷電源22的直流母線(xiàn)25的正極經(jīng)由第二單向?qū)▎卧B接到蓄電池23的正極，而直流母線(xiàn)M、25的負(fù)極則分別直接連接到蓄電池23的負(fù)極，上述第一、第二單向?qū)▎卧謩e從蓄電池23的正極至第一不間斷電源21或第二不間斷電源22的正極單向?qū)āＳ捎诓婚g斷電源與蓄電池間設(shè)有單向?qū)▎卧?，因此假設(shè)第一不間斷電源21發(fā)生故障，蓄電池23經(jīng)由第一單向?qū)▎卧獙?duì)故障點(diǎn)放電，而由于與第二不間斷電源22相連的第二單向?qū)▎卧钄啵诙婚g斷電源22電流不會(huì)流向第一不間斷電源21的故障點(diǎn)， 使其直流母線(xiàn)25不會(huì)被故障拉低。短時(shí)間內(nèi)第二不間斷電源22可以靠自身直流母線(xiàn)25 的電容能量維持工作。當(dāng)然，在實(shí)際使用中，上述共用電池電路可以包括兩個(gè)以上的不間斷電源，這些不間斷電源共用一個(gè)蓄電池23。在本實(shí)施例中，第一單向?qū)▎卧偷诙蜗驅(qū)▎卧謩e為二極管Dl、D2。當(dāng)然，在實(shí)際使用中，也可采用其他具有單向?qū)üδ艿碾娮釉螂娐?。在第一不間斷電源21的直流母線(xiàn)的正極與蓄電池23的正極之間還串接有一個(gè)第一保險(xiǎn)單元，在第二不間斷電源22的直流母線(xiàn)的正極與蓄電池23的正極之間還串接有一個(gè)第二保險(xiǎn)單元，上述第一保險(xiǎn)單元和第二保險(xiǎn)單元在過(guò)流超過(guò)預(yù)定時(shí)間時(shí)斷開(kāi)。這樣，假設(shè)第一不間斷電源21發(fā)生故障，蓄電池23通過(guò)第一保險(xiǎn)單元及第一單向?qū)▎卧獙?duì)故障點(diǎn)放電。由于第二單向?qū)▎卧淖钄?，第二不間斷電源22的電流不會(huì)流向第一不間斷電源21的故障點(diǎn)，且短時(shí)間內(nèi)第二不間斷電源22可以靠自身直流母線(xiàn)25的電容能量維持工作。當(dāng)蓄電池23放電電流流過(guò)第一保險(xiǎn)單元達(dá)到預(yù)定時(shí)間后斷開(kāi)，故障從系統(tǒng)切除，蓄電池23可以正常對(duì)第二不間斷電源22供電。整個(gè)故障過(guò)程中，第二不間斷電源22的正常工作不受影響。在本實(shí)施例中，上述第一保險(xiǎn)單元和第二保險(xiǎn)單元分別采用保險(xiǎn)絲F1F2。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池23的充電控制，還可在上述電路中增加單向可控開(kāi)關(guān)。具體地，該電路可包括分別與第一單向?qū)▎卧偷诙蜗驅(qū)▎卧⒙?lián)的第一單向可控開(kāi)關(guān) Sl和第二單向可控開(kāi)關(guān)S2。上述第一單向可控開(kāi)關(guān)Sl和第二單向可控開(kāi)關(guān)S2在正常狀態(tài)下斷開(kāi)，并在不間斷電源對(duì)蓄電池23充電時(shí)閉合。第一單向可控開(kāi)關(guān)Sl和第二單向可控開(kāi)關(guān)S2在閉合時(shí)由不間斷電源的直流母線(xiàn)正極向蓄電池的正極單向?qū)āＴ诒緦?shí)施例中，可通過(guò)第一單向可控開(kāi)關(guān)Sl和第二單向可控開(kāi)關(guān)S2分別控制第一不間斷電源21和第二不間斷電源22對(duì)蓄電池23進(jìn)行充電。例如，在使用第一不間斷電源21對(duì)蓄電池23進(jìn)行充電式，控制第一單向可控開(kāi)關(guān)Sl閉合，此時(shí)第一不間斷電源21的直流母線(xiàn)M對(duì)蓄電池進(jìn)行充電。如果第一不間斷電源21的充電過(guò)程中，如果其它不間斷電源故障，則第一不間斷電源21有可能掉電。但相比原來(lái)的并聯(lián)電源電路一旦一臺(tái)不間斷電源發(fā)生故障，則其他全部不間斷電源都會(huì)掉電。而通過(guò)本發(fā)明電路，即使發(fā)生最差情況下，最多也只會(huì)使額外一臺(tái)不間斷電源(即正在充電的不間斷電源)掉電。整個(gè)電源系統(tǒng)的可靠性得到了提高。在本實(shí)施例中，上述的第一可控開(kāi)關(guān)Sl和第二可控開(kāi)關(guān)S2分別為晶閘管。如圖3所示，是本發(fā)明共用電池電路另一實(shí)施例的示意圖(該圖中省略了開(kāi)關(guān))。 與上一實(shí)施例不同的是，本實(shí)施例應(yīng)用于逆變電源并聯(lián)使用的情況，即蓄電池組33為逆變電源31、32供電，或逆變電源31、32代替上述的不間斷電源21、22為蓄電池33充電。
本發(fā)明還提供了一種包含上述共用電池電路的不間斷電源系統(tǒng)。該采用上述共用電池電路的不間斷電源系統(tǒng)，具有較高的可靠性。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種共用電池電路，其特征在于，包括蓄電池及至少兩個(gè)逆變電源或不間斷電源，所述至少兩個(gè)逆變電源或不間斷電源的直流母線(xiàn)的正極分別經(jīng)由一個(gè)單向?qū)▎卧B接到蓄電池的正極，所述直流母線(xiàn)的負(fù)極分別連接到蓄電池的負(fù)極，所述單向?qū)▎卧獜男铍姵氐恼龢O至逆變電源或不間斷電源的正極單向?qū)ā?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共用電池電路，其特征在于，還包括至少兩個(gè)分別與單向?qū)▎卧⒙?lián)的單向可控開(kāi)關(guān)，所述單向可控開(kāi)關(guān)在正常狀態(tài)下斷開(kāi)并在逆變電源或不間斷電源對(duì)蓄電池充電時(shí)閉合，所述單向可控開(kāi)關(guān)在閉合時(shí)由逆變電源或不間斷電源的直流母線(xiàn)正極向蓄電池的正極單向?qū)ā?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的共用電池電路，其特征在于，所述單向?qū)▎卧獮槎O管，所述單向可控開(kāi)關(guān)為晶閘管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的共用電池電路，其特征在于，每一所述逆變電源或不間斷電源直流母線(xiàn)的正極與蓄電池的正極之間還串接有一個(gè)保險(xiǎn)單元，所述保險(xiǎn)單元在過(guò)流超過(guò)預(yù)定時(shí)間時(shí)斷開(kāi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的共用電池電路，其特征在于，所述保險(xiǎn)單元為保險(xiǎn)絲。
6.一種不間斷電源系統(tǒng)，其特征在于，包括蓄電池及至少兩個(gè)逆變電源或不間斷電源， 所述至少兩個(gè)逆變電源或不間斷電源的直流母線(xiàn)的正極分別經(jīng)由一個(gè)單向?qū)▎卧B接到蓄電池的正極，所述直流母線(xiàn)的負(fù)極分別連接到蓄電池的負(fù)極，所述單向?qū)▎卧獜男铍姵氐恼龢O至逆變電源或不間斷電源的正極單向?qū)ā?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的不間斷電源系統(tǒng)，其特征在于，還包括至少兩個(gè)分別與單向?qū)▎卧⒙?lián)的單向可控開(kāi)關(guān)，所述單向可控開(kāi)關(guān)在正常狀態(tài)下斷開(kāi)并在逆變電源或不間斷電源對(duì)蓄電池充電時(shí)閉合，所述單向可控開(kāi)關(guān)在閉合時(shí)由逆變電源或不間斷電源的直流母線(xiàn)正極向蓄電池的正極單向?qū)ā?br> 8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的不間斷電源系統(tǒng)，其特征在于，所述單向?qū)▎卧獮槎O管， 所述單向可控開(kāi)關(guān)為晶閘管。
9.根據(jù)權(quán)利要求6-8中任一項(xiàng)所述的不間斷電源系統(tǒng)，其特征在于，每一所述逆變電源或不間斷電源直流母線(xiàn)的正極與蓄電池的正極之間還串接有一個(gè)保險(xiǎn)單元，所述保險(xiǎn)單元在過(guò)流超過(guò)預(yù)定時(shí)間時(shí)斷開(kāi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的不間斷電源系統(tǒng)，其特征在于，所述保險(xiǎn)單元為保險(xiǎn)絲。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種共用電池電路，包括蓄電池及至少兩個(gè)逆變電源或不間斷電源，所述至少兩個(gè)逆變電源或不間斷電源的直流母線(xiàn)的正極分別經(jīng)由一個(gè)單向?qū)▎卧B接到蓄電池的正極，所述直流母線(xiàn)的負(fù)極分別連接到蓄電池的負(fù)極，所述單向?qū)▎卧獜男铍姵氐恼龢O至逆變電源或不間斷電源的正極單向?qū)ā１景l(fā)明還提供了一種包含上述共用電池電路的不間斷電源系統(tǒng)。本發(fā)明通過(guò)在每一逆變電源或不間斷電源的直流母線(xiàn)與蓄電池之間增加從蓄電池正極向直流母線(xiàn)正極單向?qū)ǖ膯蜗驅(qū)▎卧沟枚鄠€(gè)逆變電源或不間斷電源的直流母線(xiàn)之間不再直接連接，避免了某一逆變電源故障而導(dǎo)致所有逆變電源或不間斷電源掉電的情況。
文檔編號(hào)H02J7/34GK102280922SQ201010197880
公開(kāi)日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2010年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月11日
發(fā)明者劉玉偉, 柏子平 申請(qǐng)人:深圳市匯川技術(shù)股份有限公司