專利名稱：一種具有雙母線充電電路的ups電源的制作方法
技術領域：
本發明涉及UPS電源技術領域，特別是指一種具有雙母線充電電路的UPS電源。
背景技術：
隨著工業、通訊、國防、醫院、計算機業務終端、網絡服務器、網絡設備、數據存儲設備等領域對供電電源可靠性等要求的不斷提高，UPS電源(不間斷電源)得到越來越廣泛的應用，UPS電源是一種含有儲能裝置(如蓄電池)，以逆變器等為主要組成部分的恒壓恒頻的不間斷電源。廣泛用于給單臺計算機、計算機網絡系統或其它電力電子設備提供不間斷的電力供應。當市電輸入正常時，UPS電源將市電穩壓后供應給負載使用，此時的UPS就是一臺交流市電穩壓器，同時它還向機內電池充電；當市電中斷(事故停電)時，UPS立即將機內電池的電能，通過逆變轉換的方法向負載繼續供電，使負載維持正常工作并保護負載軟、
硬件不受損壞。目前，許多UPS電源都具有雙母線架構，在這種架構下，特別是在UPS電源采用單電池且電池負端接在中線N上的情況下，UPS電源內部的電池充電器大多數都從市電取電。在這種取電方式下，UPS電源的輸入功因、輸入THDI都會受到影響，不利于節能環保。另外也有少數從母線取電的UPS，但是卻只能從正母線Bus+取電或者從負母線Bus-取電，而UPS電源具有正負母線Bus-，這樣就造成正負母線Bus-負載的不平衡，從而導致正負母線Bus-電壓不平衡，影響了 UPS的輸出特性。此外，如果采用反激式的充電器分別從正負母線Bus-取電，即正負母線Bus-分別接一個反激式的充電器，這兩個充電器的輸出同時接電池；但這種用法充電器的功率因反激架構的限制不可能做得很大，效率也很低。
發明內容
本發明的目的在于避免上述現有技術中的不足之處而提供一種具有能夠同時從UPS電源主電路的正負母線Bus-取電的雙母線充電電路的UPS電源。本發明的目的通過以下技術方案實現
提供了一種具有雙母線充電電路的UPS電源，包括蓄能電池、從市電取電并給負載供電的具有雙母線結構的主電路以及從電池中取電并給主電路供電的變換器，還包括同時從主電路的正母線Bus+和負母線Bus-取電以給電池充電的雙母線充電電路
所述雙母線充電電路包括正母線充電電路和負母線充電電路，所述正母線充電電路包括電容Cl、開關管Q1、續流電感LI和二極管D1，所述負母線充電電路包括電容C2、開關管Q2、續流電感L2和二極管D2，
所述主電路的中線N經電容Cl接到正母線Bus+，經電容C2接到負母線Bus-，且連接待充電電池BAT的一極；
正母線Bus+依次經開關管Ql和續流電感LI接到待充電電池BAT的正極，負母線Bus-依次經開關管Q2和續流電感L2接到待充電電池BAT的負極，開關管Ql和開關管Q2交替導通；二極管Dl陽極接待充電電池BAT的負極，陰極接開關管Ql和續流電感LI的接點，二極管D2陽極接待充電電池BAT的正極，陰極接開關管Q2和續流電感L2的接點；
其中，所述主電路包括依次串接接于市電和負載之間的輸入整流電路和逆變輸出電路，所述主電路的正母線Bus+與主電路的中線N之間串接有蓄能電容C3，所述主電路的負母線Bus-與主電路的中線N之間串接有蓄能電容C4。其中，所述的逆變輸出電路包括串接于正母線Bus+與中線N之間的開關管Q3和串接于負母線Bus-與中線N之間的開關管Q4。其中，所述主電路并聯有旁路電路。本實發明的有益效果提供一種具有雙母線充電電路的UPS電源，在該UPS電源對電池充電時，雙母線充電電路的開關管Ql和開關管Q2交替導通，使雙母線充電電路的兩路充電電路在一個時隙內一路充電電路從母線取電，另一路充電電路依靠電感續流給電池充電，以使兩路充電電路電流不沖突，且兩路充電電路交替取電、續流充電，實現雙母線充電電路同時從電源主電路的正母線Bus+以及負母線Bus-取電以給蓄電池充電，即保證正負·母線Bus-負載平衡，改善UPS的輸出特性，同時也不影響UPS電源的輸入功因、輸入THDI，節能環保。且本電路結構簡單，元器件少，成本低，便于實現。
利用附圖對本發明作進一步說明，但附圖中的實施例不構成對本發明的任何限制，對于本領域的普通技術人員，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據以下附圖獲得其它的附圖。圖I是本發明一種具有雙母線充電電路的UPS電源的實施例I的結構框圖。圖2是本發明一種具有雙母線充電電路的UPS電源的實施例I的雙母線充電電路電路圖。圖3是本發明一種具有雙母線充電電路的UPS電源的實施例I的主電路電路圖。圖4是本發明一種具有雙母線充電電路的UPS電源的實施例2的雙母線充電電路電路圖。
具體實施例方式結合以下實施例對本發明作進一步描述。實施例I
本發明一種具有雙母線充電電路的UPS電源的具體實施方式
之一，如圖I至圖3所示，包括電池BAT2、從市電取電并給負載供電的具有雙母線結構的主電路以及從電池中取電并給主電路供電的變換器3，還包括同時從主電路的正母線Bus+和負母線Bus-取電以給電池充電的雙母線充電電路I :
在市電以及負載正常時，UPS電源從市電中取電經過主電路給負載供電，同時雙母線充電電路I從主電路的正負母線Bus+、Bus-取電給電池BAT2充電；當市電斷電或出現其他異常時，電池通過變換器3向主電路供電，實現不間斷供電。如圖2所示，所述雙母線充電電路I包括正母線充電電路11和負母線充電電路12，所述正母線充電電路11包括電容Cl、開關管Q1、續流電感LI和二極管D1，所述負母線充電電路12包括電容C2、開關管Q2、續流電感L2和二極管D2，
所述主電路的中線N經電容Cl接到正母線Bus+，經電容C2接到負母線Bus-，且連接待充電電池BAT2的負極；
正母線Bus+依次經開關管Ql和續流電感LI接到待充電電池BAT2的正極，負母線Bus-依次經開關管Q2和續流電感L2接到待充電電池BAT2的負極，開關管Ql和開關管Q2交替導通；
二極管Dl陽極接待充電電池BAT2的負極，陰極接開關管Ql和續流電感LI的接點，二極管D2陽極接待充電電池BAT2的正極，陰極接開關管Q2和續流電感L2的接點；
在雙母線充電電路I從主電路的正負母線Bus-取電給電池BAT2充電的過程中，雙母線充電電路I的開關管Ql和開關管Q2交替導通。當開關管Ql導通而開關管Q2斷開時，對于正母線充電電路11 :電容Cl、開關管Ql、續流電感LI和待充電電池BAT2形成充電電路， 電容Cl從正母線Bus+取電給待充電電池BAT2充電同時給續流電感LI儲能；對于負母線充電電路12 :續流電感L2、二極管D2和待充電電池BAT2形成續流充電電路，續流電感L2釋放前一階段儲蓄的電能給電池充電。當開關管Ql斷開而開關管Q2導通時，對于正母線充電電路11 :續流電感LI、二極管Dl和待充電電池BAT2形成續流充電電路，續流電感LI釋放前一階段儲蓄的電能給電池充電；對于負母線充電電路12 :電容C2、開關管Q2和續流電感L2形成儲能電路，電容C2從負母線Bus-上取電給續流電感L2儲能。綜上，在一個時隙內僅有一路充電電路從母線取電，另一路充電電路依靠電感續流給電池充電，因此兩路充電電路電流不沖突，且兩路充電電路交替取電、續流充電，實現雙母線充電電路I同時從電源主電路的正母線Bus+以及負母線Bus-取電以給蓄電池充電，即保證正負母線Bus-負載平衡，改善UPS的輸出特性，也不影響UPS電源的輸入功因、輸入THDI，節能環保。且本電路結構簡單，元器件少，成本低，便于實現特別是在小功率段的UPS電源中在低成本條件下可獲得較大的充電電流。如圖3所示，所述主電路包括依次串接接于市電和負載之間的輸入整流電路4和逆變輸出電路5，所述主電路的正母線Bus+與主電路的中線N之間串接有蓄能電容C3，所述主電路的負母線Bus-與主電路的中線N之間串接有蓄能電容C4。在獲取市電后主電路的輸入整流電路4對電流進行整流同時經過逆變輸出電路5進行逆變處理后給負載供電，使電流能夠滿足負載要求。同時在市電斷電或出現其他異常時，電池通過變換器3向主電路的逆變輸出電路5輸出電流，將電流進行逆變處理后給負載供電。所述的逆變輸出電路5包括串接于正母線Bus+與中線N之間的開關管Q3和串接于負母線Bus-與中線N之間的開關管Q4。使用該逆變方式與其他逆變結構相比，控制方式和電路可以大大簡化，有效的降低了成本。所述主電路并聯有旁路電路6。當由于生產需要，負載嚴重過載時，由市電經旁路電路6直接給負載供電，滿足負載需要。實施例2
本發明一種具有雙母線充電電路的UPS電源的具體實施方式
之二，本實施例的主要技術方案與實施例I相同，在本實施例中未解釋的特征，采用實施例I中的解釋，在此不再進行贅述。如圖4所示，本實施例與實施例I的區別在于，在所述雙母線充電電路I中，中線N與待充電電池BAT2的陽極連接。將中線N與待充電電池BAT2的陽極連接，其基本工作原理與實施例I相似，區別在于當正母線充電電路11取電時不對待充電電池BAT2充電，當負母線充電電路12取電時對待充電電池BAT2充電。最后應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對本發明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發明作了詳細地說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的實質和范圍。·
權利要求
1.一種具有雙母線充電電路的UPS電源，包括電池BAT(2)、從市電取電并給負載供電的具有雙母線結構的主電路以及從電池中取電并給主電路供電的變換器(3)，其特征在于還包括同時從主電路的正母線Bus+和負母線Bus-取電以給電池充電的雙母線充電電路(I) 所述雙母線充電電路(I)包括正母線充電電路(11)和負母線充電電路(12)，所述正母線充電電路(11)包括電容Cl、開關管Q1、續流電感LI和二極管D1，所述負母線充電電路(12)包括電容C2、開關管Q2、續流電感L2和二極管D2， 所述主電路的中線N經電容Cl接到正母線Bus+，經電容C2接到負母線Bus-，且連接待充電電池BAT (2)的一極； 正母線Bus+依次經開關管Ql和續流電感LI接到待充電電池BAT(2)的正極，負母線Bus-依次經開關管Q2和續流電感L2接到待充電電池BAT (2)的負極，開關管Ql和開關管·Q2交替導通；· 二極管Dl陽極接待充電電池BAT (2)的負極，陰極接開關管Ql和續流電感LI的接點，二極管D2陽極接待充電電池BAT (2)的正極，陰極接開關管Q2和續流電感L2的接點。
2.如權利要求I所述的一種具有雙母線充電電路的UPS電源，其特征在于所述主電路包括依次串接接于市電和負載之間的輸入整流電路(4)和逆變輸出電路(5)，所述主電路的正母線Bus+與主電路的中線N之間串接有蓄能電容C3，所述主電路的負母線Bus-與主電路的中線N之間串接有蓄能電容C4。
3.如權利要求2所述的一種具有雙母線充電電路的UPS電源，其特征在于所述的逆變輸出電路(5)包括串接于正母線Bus+與中線N之間的開關管Q3和串接于負母線Bus-與中線N之間的開關管Q4。
4.如權利要求I所述的一種具有雙母線充電電路的UPS電源，其特征在于所述主電路并聯有旁路電路(6)。
全文摘要
本發明涉及UPS電源技術領域，特別是指一種具有雙母線充電電路的UPS電源。包括有雙母線充電電路，雙母線充電電路包括正母線充電電路和負母線充電電路，在該UPS電源對電池充電時，雙母線充電電路的開關管Q1和開關管Q2交替導通，使雙母線充電電路的兩路充電電路在一個時隙內一路充電電路從母線取電，另一路充電電路依靠電感續流給電池充電，以使兩路充電電路電流不沖突，且兩路充電電路交替取電、續流充電，實現雙母線充電電路同時從電源主電路的正母線Bus+以及負母線Bus-取電以給蓄電池充電，即保證正負母線Bus-負載平衡，改善UPS的輸出特性，同時也不影響UPS電源的輸入功因、輸入THDI，節能環保。
文檔編號H02J7/02GK102882256SQ20121038636
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月12日 優先權日2012年10月12日
發明者方曉云 申請人:廣東易事特電源股份有限公司