專利名稱：一種不間斷電源的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種不間斷電源。
背景技術：
如圖1所示，傳統的不間斷電源(UPS)， 一般結構為先AC/DC進行 整流，然后再DC/AC進行逆變，其電力來源為交流電網。當交流電網停 電時，備用的蓄電池(Battery)通過DC/DC輸出電能。這可以提供備份時 間的電能，用電設備的輸入源波形也非常好。但是，當發生停電情況時除 了蓄電池儲備的一部分可以釋放的電能以外，沒有其他輸入源。此外還有 一個問題UPS的負載一般在額定功率的30%—40%。在UPS設計時器 件選擇通常要要考慮到過載情況，按照滿足過載要求設計，30%_40%這 么低的負載長時間運行，UPS的整機運行效率比較低。
發明內容
本發明所要解決的技術問題就是為了克服以上的不足，提出了一種不 間斷電源，可以提高可靠性并提高效率。
本發明的技術問題通過以下的技術方案予以解決
一種不間斷電源，包括整流器、逆變器和蓄電池，所述整流器和蓄電 池的輸出分別耦合到逆變器輸入，還包括太陽能電池板，所述太陽能電池 板輸出耦合到整流器輸出與逆變器輸入之間。
所述的不間斷電源還包括第一 DC/DC變換器和第一防倒灌器件，所 述太陽能電池板輸出經第一防倒灌器件耦合到整流器輸出與逆變器輸入之 間，所述第一 DC/DC變換器第一端與蓄電池耦合、第二端耦合到整流器 輸出與逆變器輸入之間。
所述第一防倒灌器件為第一二極管，所述第一二極管陽極與太陽能電 池板輸出相連、所述第一二極管陰極連接在整流器輸出與逆變器輸入之間。
所述第一防倒灌器件包括第一開關和檢測控制器，所述第一開關第一 端與太陽能電池板輸出耦合、所述第一開關第二端耦合整流器輸出與逆變 器輸入之間，所述檢測控制器耦合在太陽能電池板輸出與第一開關之間， 所述檢測控制器檢測出太陽能電池板輸出的電流小于預設值時控制開關斷
4開。
所述不間斷電源還包括第一 DC/DC變換器和第二 DC/DC變換器，所 述太陽能電池板輸出經第二 DC/DC變換器耦合到整流器輸出與逆變器輸 入之間，所述第一 DC/DC變換器第一端與蓄電池耦合、第二端耦合到整 流器輸出與逆變器輸入之間。
所述的不間斷電源還包括第二開關和第一 DC/DC變換器，所述太陽 能電池板輸出經第二開關、第一 DC/DC變換器耦合到整流器輸出與逆變 器輸入之間，所述太陽能電池板輸出還經所述第二開關與蓄電池相耦合。
所述的不間斷電源還包括還包括第三開關和第二防倒灌器件和第一 DC/DC變換器，所述太陽能電池板輸出經第二防倒灌器件、第一 DC/DC 變換器耦合到整流器輸出與逆變器輸入之間，所述蓄電池經所述第三開關 與所述第一 DC/DC變換器耦合。
所述第二防倒灌器件為第三二極管，所述第三二極管陽極接太陽能電 池板輸出、陰極接在第三開關與第一 DC/DC變換器之間。
一種不間斷電源，包括整流器、逆變器和蓄電池，所述整流器和蓄電 池的輸出分別耦合到逆變器輸入，還包括太陽能電池板、第二逆變器和第 三防倒灌器件，所述太陽能電池板輸出經第三防倒灌器件與第二逆變器輸 入相耦合，所述第二逆變器輸出為負載提供電源。
本發明與現有技術對比的有益效果是本發明提出的改進的UPS結 構，該結構以太陽能作為傳統UPS的另外一種輸入源，與電網和電池聯合 供電，可以進一步提高UPS的可靠性，提高系統效率，而且該能源是清潔 能源，對于減少二氧化碳的排放，減少維護均有好處。
圖1是現有技術的結構示意圖； 圖2是本發明具體實施例1的結構示意圖； 圖3是本發明具體實施例2的結構示意圖； 圖4是本發明具體實施例3的結構示意圖； 圖5是本發明具體實施例4的結構示意圖； 圖6是本發明具體實施例5的結構示意圖； 圖7是本發明具體實施例6的結構示意圖8是本發明具體實施例7的結構示意圖。
具體實施方式
下面通過具體的實施方式并結合附圖對本發明做進一步詳細說明。 實施例l
如圖2所示， 一種不間斷電源，包括整流器、逆變器和蓄電池Battery, 所述整流器和蓄電池的輸出分別耦合到逆變器輸入。所述不間斷電源還包 括太陽能電池板，所述太陽能電池板輸出耦合到整流器輸出與逆變器輸入 之間。
實施例2
如圖3所示，本實施例與實施例1的不同之處在于所述的不間斷電 源還包括第一 DC/DC變換器和第一防倒灌器件，所述太陽能電池板輸出 經第一防倒灌器件耦合到整流器輸出與逆變器輸入之間，所述第一 DC/DC 變換器第一端與蓄電池耦合、第二端耦合到整流器輸出與逆變器輸入之間。
在本實施例中，所述第一防倒灌器件為第一二極管D1，所述第一二極 管陽極與太陽能電池板輸出相連、所述第一二極管Dl陰極連接在整流器 輸出與逆變器輸入之間。
這樣，當沒有太陽時，可以防止市電或/和蓄電池對太陽能電池板進行 倒灌。
本實施例的工作原理如下
市電電網正常時，如果太陽能電池板的電能大于輸出負載、而且蓄電 池不是在充滿狀態時，控制整流器不輸出電能。太陽能電能一部分通過逆
變器提供給負載，另一部分電能通過第一 DC/DC變換器給蓄電池充電。 可以通過調節蓄電池充電電流來實現太陽能電池板的最大功率輸出(Max power point tracking, 簡禾爾MPPT)。
市電電網正常時，如果太陽能電池板的電能大于輸出負載、而且蓄電 池處在充滿狀態，太陽能電能一部分通過逆變器提供給負載，另一部分可 以通過整流器回饋電網，這樣的話，通過調整回饋電網的電能來實現太陽 能電池板的MPPT。
市電電網正常時，如果太陽能電池板的電能小于輸出負載時，而且蓄 電池不是在充滿狀態，控制整流器電流和為蓄電池充電電流的大小能實現 太陽能電池板的MPPT。
市電電網正常時，如果太陽能電池板的電能小于輸出負載時，蓄電池 處在充滿狀態，控制整流器電流來實現太陽能電池板的MPPT。
市電電網不正常時，整流器不工作。當太陽能電池板的電能大于輸出負載時，蓄電池處不是在充滿狀態，太陽能電能一部分通過逆變器提供給負載， 一部分用來給蓄電池充電。通過調節蓄電池的充電電流來實現太陽
能電池板的MPPT。
市電電網不正常時，整流器不工作。當太陽能電池板的電能大于輸出負載時，蓄電池處在充滿狀態，太陽能電能通過逆變器提供給負載。
市電電網不正常時，整流器不工作。當太陽能電池板的電能小于輸出負載時，蓄電池和太陽能電能共同提供給負載。可以通過調節蓄電池的放電電流來實現太陽能電池板的MPPT。
:圖4所示，本實施例與實施例2的不同之處在于所述第一防倒灌器件包括第一開關SW1和檢測控制器，所述第一開關第一端與太陽能電池板輸出耦合、所述第一開關第二端耦合整流器輸出與逆變器輸入之間，所述檢測控制器耦合在太陽能電池板輸出與第一開關之間，所述檢測控制器檢測出太陽能電池板電壓大于整流器輸出電壓時閉合開關，當太陽能電池板輸出的電流小于預設值時控制開關斷開。所述第一開關可以是繼電器。所述第一開關還可以是場效應管等具有開關性質的器件SW。
實施例4
如圖5所示，本實施例與實施例1的不同之處在于所述不間斷電源，還包括第一 DC/DC變換器和第二 DC/DC變換器，所述太陽能電池板輸出經第二 DC/DC變換器耦合到整流器輸出與逆變器輸入之間，所述第一DC/DC變換器第一端與蓄電池耦合、第二端耦合到整流器輸出與逆變器輸入之間。這樣，當太陽能電池板輸出的電能較小時就可以通過第二DC/DC變換器升壓后提供給逆變器。通過控制第二 DC/DC變換器還可以調整太陽能電池板的工作狀態，如MPPT狀態或非MPPT狀態。
實施例5
如圖6所示，本實施例與實施例1的不同之處在于本實施例的不間斷電源還包括第二開關和第一 DC/DC變換器，所述太陽能電池板輸出經第二開關、第一 DC/DC變換器耦合到整流器輸出與逆變器輸入之間，所述太陽能電池板輸出還經所述第二開關與蓄電池相耦合。
本實施例中太陽能電池板和蓄電池共用第一 DC/DC變換器，可節約成本。在本實施例中當太陽能電池的電壓大于Battery電壓時可以把第二開關SW2導通，當太陽能電流小于0時切斷第二開關SW2。實施例6
如圖7所示，本實施例與實施例1的不同之處在于本實施例中的不
間斷電源還包括第三開關sw3、第二防倒灌器件和第一 DC/DC變換器。所述太陽能電池板輸出經第二防倒灌器件、第一 DC/DC變換器耦合到整流器輸出與逆變器輸入之間，所述蓄電池經所述第三開關sw3與所述第二DC/DC變換器耦合。
在圖7中第二防倒灌器件為第二二極管D2，當然也可以參照實施例3。本實施例中太陽能電池板能給蓄電池充電。當蓄電池充滿后斷開第三開關SW3，太陽能電池板通過第二 DC/DC變換器向逆變器處提供電能。
實施例7
如圖8所示， 一種不間斷電源，包括整流器、逆變器和蓄電池，所述整流器和蓄電池的輸出分別耦合到逆變器輸入，還包括太陽能電池板、第二逆變器和第三防倒灌器件，所述太陽能電池板輸出經第三防倒灌器件與第二逆變器輸入相耦合，所述第二逆變器輸出為負載提供電源。
在圖8中第三防倒灌器件為第三二極管D3，當然也可以參照實施例4。第三防倒灌器件可以防止負載向太陽能電池板反灌電能。
本實施例的工作原理簡述如下如果負載大于太陽能電池板可提供的電能，逆變器和太陽能電池板共同為負載提供電能。如果負載小于太陽能電池板可提供的電能，太陽能電池板單獨為負載提供電能。多余的太陽能電池電能可以通過把逆變器變為整流方式，用來為蓄電池電池充電或者把整流器變為逆變工作方式，實現電能回饋電網。
以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發明的保護范圍。
8
權利要求
1.一種不間斷電源，包括整流器、逆變器和蓄電池，所述整流器和蓄電池的輸出分別耦合到逆變器輸入，其特征在于還包括太陽能電池板，所述太陽能電池板輸出耦合到整流器輸出與逆變器輸入之間。
2. 根據權利要求1所述的不間斷電源，其特征在于還包括第一 DC/DC 變換器和第一防倒灌器件，所述太陽能電池板輸出經第一防倒灌器件耦合到整流器輸出與逆變器輸入之間，所述第一 DC/DC變換器第一端與蓄電 池耦合、第二端耦合到整流器輸出與逆變器輸入之間。
3. 根據權利要求2所述的不間斷電源，其特征在于所述第一防倒灌器件為第一二極管，所述第一二極管陽極與太陽能電池板輸出相連、所述第 一二極管陰極連接在整流器輸出與逆變器輸入之間。
4. 根據權利要求2所述的不間斷電源，其特征在于所述第一防倒灌器件包括第一開關和檢測控制器，所述第一開關第一端與太陽能電池板輸出 耦合、所述第一開關第二端耦合整流器輸出與逆變器輸入之間，所述檢測 控制器耦合在太陽能電池板輸出與第一開關之間，所述檢測控制器檢測出 太陽能電池板輸出的電流小于預設值時控制開關斷開。
5. 根據權利要求1所述的不間斷電源，其特征在于還包括第一 DC/DC 變換器和第二 DC/DC變換器，所述太陽能電池板輸出經第二 DC/DC變換 器耦合到整流器輸出與逆變器輸入之間，所述第一 DC/DC變換器第一端 與蓄電池耦合、第二端耦合到整流器輸出與逆變器輸入之間。
6. 根據權利要求1所述的不間斷電源，其特征在于還包括第二開關和 第一DC/DC變換器，所述太陽能電池板輸出經第二開關、第一DC/DC變 換器耦合到整流器輸出與逆變器輸入之間，所述太陽能電池板輸出還經所 述第二開關與蓄電池相耦合。
7. 根據權利要求5所述的不間斷電源，其特征在于還包括第三開關和 第二防倒灌器件和第一 DC/DC變換器，所述太陽能電池板輸出經第二防 倒灌器件、第一 DC/DC變換器耦合到整流器輸出與逆變器輸入之間，所 述蓄電池經所述第三開關與所述第一 DC/DC變換器耦合。
8. 根據權利要求7所述的不間斷電源，其特征在于所述第二防倒灌器 件為第三二極管，所述第三二極管陽極接太陽能電池板輸出、陰極接在第 三開關與第一 DC/DC變換器之間。
9. 一種不間斷電源，包括整流器、逆變器和蓄電池，所述整流器和蓄電 池的輸出分別耦合到逆變器輸入，其特征在于還包括太陽能電池板、第 二逆變器和第三防倒灌器件，所述太陽能電池板輸出經第三防倒灌器件與 第二逆變器輸入相耦合，所述第二逆變器輸出為負載提供電源。
全文摘要
本發明公開了一種不間斷電源，包括整流器、逆變器和蓄電池，整流器和蓄電池的輸出分別耦合到逆變器輸入，還包括太陽能電池板，太陽能電池板輸出耦合到整流器輸出與逆變器輸入之間。本發明還公開了一種不間斷電源，包括整流器、逆變器和蓄電池，整流器和蓄電池的輸出分別耦合到逆變器輸入，還包括太陽能電池板、第二逆變器和第三防倒灌器件，太陽能電池板輸出經第三防倒灌器件與第二逆變器輸入相耦合，第二逆變器輸出為負載提供電源。本發明提出的改進的UPS結構，該結構以太陽能作為傳統UPS的另外一種輸入源，與電網和電池聯合供電，可以進一步提高UPS的可靠性，提高系統效率，而且該能源是清潔能源，對于減少二氧化碳的排放，減少維護均有好處。
文檔編號H02J7/02GK101651355SQ200910109359
公開日2010年2月17日 申請日期2009年8月17日 優先權日2009年8月17日
發明者恒 余, 梁恒毅, 鄭大鵬 申請人:艾默生網絡能源有限公司