一種ups及其供電方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種UPS及其供電方法，該UPS包括：主路供電時對直流電壓進行逆變的逆變模塊、連接在逆變模塊和負載之間的逆變輸出開關、及連接在旁路輸入和負載之間的旁路開關、檢測模塊，用于在旁路優(yōu)先供電模式下，檢測旁路輸入是否滿足運行條件;及控制模塊，用于當旁路輸入滿足運行條件時，控制旁路開關和逆變輸出開關閉合，同時，封鎖逆變模塊的PWM信號;當旁路輸入不滿足運行條件時，控制旁路開關斷開及逆變輸出開關保持閉合，同時，使能逆變模塊的PWM信號。實施本發(fā)明的技術方案，由于逆變輸出開關一直保持閉合，所以，與傳統(tǒng)的旁路優(yōu)先供電模式相比，逆變模塊的開關管的損耗大大降低，從而提高了單機運行效率。
【專利說明】一種UPS及其供電方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電源領域，尤其涉及一種UPS及其供電方法。
【背景技術】
[0002]UPS (Uninterruptible power supply,不間斷電源)主要由整流器、逆變器、電池、旁路幾部分組成，通常用于為設備提供不間斷的電力供應，拓撲圖如圖1所示。UPS的供電方式主要有兩種:由市電向整流器提供電能，電池向升壓模塊提供電能(有的類型UPS沒有升壓模塊，由電池直接為逆變器提供直流電源)，再由整流器或升壓模塊為逆變器提供直流電源，通過逆變器為負載供電的方式稱為主路供電；由旁路為負載提供電能的供電方式為旁路供電。通常這兩種供電方式在UPS中均存在，根據(jù)兩種供電方式優(yōu)先級的不同，UPS又分為主路優(yōu)先供電模式和旁路優(yōu)先供電模式:主路優(yōu)先供電模式又稱雙變換運行模式，在正常工作時，UPS由主路優(yōu)先向負載供電，當主路故障后，切換到旁路供電方式；旁路優(yōu)先供電模式又稱高效率運行模式，在正常工作時，UPS由旁路向負載供電，當旁路不滿足負載運行條件時，切換到主路供電方式。以上兩種方式均可在市電斷電時，持續(xù)向負載提供電能，確保負載不斷電。
[0003]傳統(tǒng)的高效率運行模式如下:逆變器與負載之間通過輸出開關相連，當旁路輸入電能質量滿足負載運行條件時，由旁路優(yōu)先向負載供電，結合圖2A所示的時序圖，此時，逆變器輸出開關斷開，旁路開關閉合，UPS通過旁路向負載供電。當旁路輸入不滿足運行條件或旁路故障時，結合圖2B所示的時序圖，斷開旁路開關，閉合逆變器輸出開關，切換到主路供電模式，由主路向負載供電。
[0004]但是，由于旁路供電時主路逆變器持續(xù)運行，開關管損耗無法避免，因此效率無法進一步提高；同時，若逆變器輸出開關為機械開關，由于機械開關的動作延時性，切換時開關動作時間則會大大延長，可能會因切換時間過長造成負載瞬時斷電。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術問題在于，針對現(xiàn)有技術上述逆變器的開關管損耗大、效率低的缺陷，提供一種開關管損耗小、效率高的UPS及其供電方法。
[0006]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:構造一種UPS，用于為負載提供不間斷供電，所述UPS包括:主路供電時對直流電壓進行逆變的逆變模塊、連接在所述逆變模塊和所述負載之間的逆變輸出開關、及連接在旁路輸入和負載之間的旁路開關，所述UPS還包括:
[0007]檢測模塊，用于在旁路優(yōu)先供電模式下，檢測旁路輸入是否滿足運行條件；及
[0008]控制模塊，用于當旁路輸入滿足運行條件時，控制所述旁路開關和所述逆變輸出開關閉合，同時，封鎖逆變模塊的PWM信號；當旁路輸入不滿足運行條件時，控制所述旁路開關斷開及所述逆變輸出開關保持閉合，同時，使能逆變模塊的PWM信號。
[0009]在本發(fā)明所述的UPS中，所述檢測模塊通過下列中的至少一個檢測來判斷是否滿足運行條件:
[0010]旁路輸入是否超出工作允許范圍；
[0011]旁路開關是否開路；
[0012]旁路相電壓快檢是否異常。
[0013]在本發(fā)明所述的UPS中，所述逆變輸出開關為機械開關。
[0014]在本發(fā)明所述的UPS中，所述機械開關為繼電器開關或接觸器開關。
[0015]本發(fā)明還構造一種UPS的供電方法，包括:
[0016]A.在旁路優(yōu)先供電模式下，檢測旁路輸入是否滿足運行條件，若是，則執(zhí)行步驟B;若否，則執(zhí)行步驟C;
[0017]B.控制旁路開關和逆變輸出開關閉合，同時，封鎖逆變模塊的PWM信號；
[0018]C.控制旁路開關斷開及逆變輸出開關保持閉合，同時，使能逆變模塊的PWM信號。
[0019]在本發(fā)明所述的UPS的供電方法中，在所述步驟A中，通過下列中的至少一個檢測來判斷是否滿足運行條件:
[0020]旁路輸入是否超出工作允許范圍；
[0021]旁路開關是否開路；
[0022]旁路相電壓快檢是否異常。
[0023]在本發(fā)明所述的UPS的供電方法中，所述逆變輸出開關為機械開關。
[0024]在本發(fā)明所述的UPS的供電方法中，所述機械開關為繼電器開關或接觸器開關。
[0025]實施本發(fā)明的技術方案，在檢測到旁路輸入滿足運行條件時，通過封鎖逆變模塊的PWM信號實現(xiàn)旁路優(yōu)先向負載供電，在檢測到旁路輸入不滿足運行條件時，通過使能逆變模塊的PWM信號實現(xiàn)主路向負載供電，而逆變輸出開關一直保持閉合，因此，與傳統(tǒng)的旁路優(yōu)先供電模式相比，逆變模塊的開關管的損耗大大降低，從而提高了單機運行效率。
[0026]另外，在逆變輸出開關為機械開關時，由于逆變輸出開關一直保持閉合，所以還避免了主路和旁路切換時機械開關動作造成的切換時間延長，減少了負載瞬時失電的風險。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]下面將結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中:
[0028]圖1是傳統(tǒng)的UPS的電路示意圖；
[0029]圖2A是傳統(tǒng)的旁路優(yōu)先供電模式下從旁路供電切換到主路供電的時序圖；
[0030]圖2B是傳統(tǒng)的旁路優(yōu)先供電模式下從主路供電切換到旁路供電的時序圖；
[0031]圖3是本發(fā)明UPS實施例一的電路示意圖；
[0032]圖4A是本發(fā)明在旁路優(yōu)先供電模式下從旁路供電切換到主路供電的時序圖；
[0033]圖4B是本發(fā)明在旁路優(yōu)先供電模式下從主路供電切換到旁路供電的時序圖；
[0034]圖5是本發(fā)明UPS的供電方法實施例一的流程圖。
【具體實施方式】
[0035]如圖3所示的本發(fā)明UPS實施例一的電路示意圖中，該UPS包括逆變模塊10、逆變輸出開關Kl、旁路開關K2、檢測模塊20和控制模塊30。其中，逆變模塊10用于在主路供電時對直流電壓進行逆變，該直流電壓可以是市電經整流模塊(未示出)整流后的直流電壓，也可以是電池電壓經升壓模塊(未示出)升壓后的直流電壓。逆變輸出開關Ki連接在逆變模塊10和負載之間，旁路開關K2連接在旁路輸入和負載之間。該UPS在主路供電時，逆變模塊10將逆變后的電壓經逆變輸出開關Kl為負載供電，在旁路供電時，旁路輸入直接通過旁路開關K2為負載供電。另外，檢測模塊20用于在旁路優(yōu)先供電模式下，檢測旁路輸入是否滿足運行條件；控制模塊30用于當旁路輸入滿足運行條件時，控制旁路開關K2和逆變輸出開關Kl閉合，同時，封鎖逆變模塊10的PWM信號；當旁路輸入不滿足運行條件時，控制旁路開關K2斷開及逆變輸出開關Kl保持閉合，同時，使能逆變模塊10的PWM信號。
[0036]下面結合圖4A和圖4B所示的時序圖來具體說明:在旁路優(yōu)先供電模式下，當檢測到旁路輸入滿足運行條件時，優(yōu)先使用旁路供電。在旁路供電時，封鎖向逆變模塊10輸出的PWM信號，即為低電平。同時，保持逆變輸出開關Kl和旁路開關K2閉合，即為高電平。當檢測到旁路輸入不滿足運行條件時，切換到主路供電。在主路供電時，使能向逆變模塊10輸出的PWM信號，即為高電平。同時，控制旁路開關K2由閉合切換為斷開，即由高電平切換為低電平，而且，保持逆變輸出開關Kl閉合，即為高電平。反之，當檢測到旁路輸入重新滿足運行條件時，由主路供電切換到旁路供電，即封鎖向逆變模塊輸出的PWM信號，即由高電平切換為低電平，同時，將旁路開關K2由斷開切換到閉合，即由低電平切換為高電平。尤其說明的是，整個旁路優(yōu)先供電模式下，逆變輸出開關Kl始終保持閉合。
[0037]實施該技術方案，在檢測到旁路輸入滿足運行條件時，通過封鎖逆變模塊的PWM信號實現(xiàn)旁路優(yōu)先向負載供電，在檢測到旁路輸入不滿足運行條件時，通過使能逆變模塊的PWM信號實現(xiàn)主路向負載供電，而逆變輸出開關一直保持閉合，因此，與傳統(tǒng)的旁路優(yōu)先供電模式相比，逆變模塊的開關管的損耗大大降低，提高了單機運行效率。
[0038]在本發(fā)明UPS的一個優(yōu)選實施例中，檢測模塊可通過下列檢測來判斷是否滿足運行條件:
[0039]旁路輸入是否超出工作允許范圍；
[0040]旁路開關是否開路；
[0041]旁路相電壓快檢是否異常。
[0042]在本發(fā)明UPS的另一個優(yōu)選實施例中，逆變輸出開關或旁路開關為機械開關，例如，繼電器開關或接觸器開關。在該實施例中，因為逆變輸出開關在旁路供電和主路供電時始終保持閉合，這樣就避免了主路和旁路切換時機械開關動作造成的切換時間延長，減少了負載瞬時失電的風險。
[0043]圖5是本發(fā)明UPS的供電方法實施例一的流程圖，該UPS的供電方法包括:
[0044]A.在旁路優(yōu)先供電模式下，檢測旁路輸入是否滿足運行條件，若是，則執(zhí)行步驟B;若否，則執(zhí)行步驟C;
[0045]B.控制旁路開關和逆變輸出開關閉合，同時，封鎖逆變模塊的PWM信號；
[0046]C.控制旁路開關斷開及逆變輸出開關保持閉合，同時，使能逆變模塊的PWM信號。
[0047]在本發(fā)明UPS的供電方法的一個優(yōu)選實施例中，在所述步驟A中，通過下列檢測來判斷是否滿足運行條件:
[0048]旁路輸入是否超出工作允許范圍；
[0049]旁路開關是否開路；
[0050]旁路相電壓快檢是否異常。[0051]在本發(fā)明的UPS的供電方法的另一個優(yōu)選實施例中，逆變輸出開關為機械開關，例如，繼電器開關或接觸器開關。在該實施例中，因為逆變輸出開關在旁路供電和主路供電時始終保持閉合，這樣就避免了主路和旁路切換時機械開關動作造成的切換時間延長，減少了負載瞬時失電的風險。
[0052]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的權利要求范圍之內。
【權利要求】
1.一種UPS，用于為負載提供不間斷供電，所述UPS包括:主路供電時對直流電壓進行逆變的逆變模塊、連接在所述逆變模塊和所述負載之間的逆變輸出開關、及連接在旁路輸入和負載之間的旁路開關，其特征在于，所述UPS還包括: 檢測模塊，用于在旁路優(yōu)先供電模式下，檢測旁路輸入是否滿足運行條件；及控制模塊，用于當旁路輸入滿足運行條件時，控制所述旁路開關和所述逆變輸出開關閉合，同時，封鎖逆變模塊的PWM信號；當旁路輸入不滿足運行條件時，控制所述旁路開關斷開及所述逆變輸出開關保持閉合，同時，使能逆變模塊的PWM信號。
2.根據(jù)權利要求1所述的UPS，其特征在于，所述檢測模塊通過下列中的至少一個檢測來判斷是否滿足運行條件: 旁路輸入是否超出工作允許范圍； 旁路開關是否開路； 旁路相電壓快檢是否異常。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的UPS，其特征在于，所述逆變輸出開關為機械開關。
4.根據(jù)權利要求3所述的UPS，其特征在于，所述機械開關為繼電器開關或接觸器開關。
5.—種UPS的供電方法,其特征在于,包括: A.在旁路優(yōu)先供電模式下，檢測旁路輸入是否滿足運行條件，若是，則執(zhí)行步驟B;若否，則執(zhí)行步驟C ; B.控制旁路開關和逆變輸出開關閉合，同時，封鎖逆變模塊的PWM信號； C.控制旁路開關斷開及逆變輸出開關保持閉合，同時，使能逆變模塊的PWM信號。
6.根據(jù)權利要求5所述的UPS的供電方法，其特征在于，在所述步驟A中，通過下列中的至少一個檢測來判斷是否滿足運行條件: 旁路輸入是否超出工作允許范圍； 旁路開關是否開路； 旁路相電壓快檢是否異常。
7.根據(jù)權利要求5或6所述的UPS的供電方法，其特征在于，所述逆變輸出開關為機械開關。
8.根據(jù)權利要求7所述的UPS的供電方法，其特征在于，所述機械開關為繼電器開關或接觸器開關。
【文檔編號】H02J9/00GK103701191SQ201210369913
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2012年9月27日 優(yōu)先權日:2012年9月27日
【發(fā)明者】邴陽, 李業(yè), 彭世東 申請人:力博特公司