專利名稱：共用電池電路及不間斷電源系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及不間斷電源系統(tǒng)，更具體地說，涉及一種共用電池電路及不間斷電源系統(tǒng)。
背景技術：
不間斷電源系統(tǒng)(uninterruptible power system, UPS)是能夠為重要設備提供持續(xù)、穩(wěn)定、不間斷的電源供應的重要外部設備。UPS中的直流供電部分(電池組)在市電正常供電時處于充電狀態(tài)。一旦市電中斷，直流供電部分立即將儲存的直流電輸出給負載， 保持對負載供電的連續(xù)性。在為電機(例如電梯)供電的UPS設備中，為了提高容量和可靠性，通常具有多個并聯(lián)使用的不間斷電源(或逆變電源)。對于UPS設備中作為直流供電部分的蓄電池，可以為每一個不間斷電源分別配備一個，也可以多個不間斷電源共用一組蓄電池。而多個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帶來的很大方便。如圖1所示，是現(xiàn)有共用蓄電池方案的電路示意圖(該圖僅示出兩個不間斷電源共用一個蓄電池組的示例，圖中省略了開關)。在該示例中，將兩臺不間斷電源11、12的直流母線14、15直接連接在一起(如圖1，電路中省略了開關)，即兩個不間斷電源11、12的直流母線直接連接，并同時連接到一個蓄電池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現(xiàn)蓄電池共用，但這也將原本獨立的兩個系統(tǒng)連在了一起。 當一個不間斷電源發(fā)生故障時，它的母線被拉低，由于直流母線連在一起，另外一臺不間斷電源的直流母線通過故障點放電，其電壓同樣也被拉低，從而導致第二個不間斷電源也掉電，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)明要解決的技術問題在于，針對上述共用蓄電池時由于多個逆變電源或不間斷電源的直流母線直接相連從而造成可靠性不高的問題，提供一種共用電池電路及不間斷電源系統(tǒng)。本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案是，提供一種共用電池電路，包括蓄電池及至少兩個逆變電源或不間斷電源，所述至少兩個逆變電源或不間斷電源的直流母線的正極分別經(jīng)由一個單向導通單元連接到蓄電池的正極，所述直流母線的負極分別連接到蓄電池的負極，所述單向導通單元從蓄電池的正極至逆變電源或不間斷電源的正極單向導通。在本發(fā)明所述的共用電池電路中，還包括至少兩個分別與單向導通單元并聯(lián)的單向可控開關，所述單向可控開關在正常狀態(tài)下斷開并在逆變電源或不間斷電源對蓄電池充電時閉合，所述單向可控開關在閉合時由逆變電源或不間斷電源的直流母線正極向蓄電池的正極單向導通。在本發(fā)明所述的共用電池電路中，所述單向導通單元為二極管，所述單向可控開關為晶閘管。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的正極與蓄電池的正極之間還串接有一個保險單元，所述保險單元在過流超過預定時間時斷開。在本發(fā)明所述的共用電池電路中，所述保險單元為保險絲。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逆變電源或不間斷電源，所述至少兩個逆變電源或不間斷電源的直流母線的正極分別經(jīng)由一個單向導通單元連接到蓄電池的正極，所述直流母線的負極分別連接到蓄電池的負極，所述單向導通單元從蓄電池的正極至逆變電源或不間斷電源的正極單向導通。在本發(fā)明所述的不間斷電源系統(tǒng)中，還包括至少兩個分別與單向導通單元并聯(lián)的單向可控開關，所述單向可控開關在正常狀態(tài)下斷開并在逆變電源或不間斷電源對蓄電池充電時閉合，所述單向可控開關在閉合時由逆變電源或不間斷電源的直流母線正極向蓄電池的正極單向導通。在本發(fā)明所述的不間斷電源系統(tǒng)中，所述單向導通單元為二極管，所述單向可控開關為晶閘管。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的正極與蓄電池的正極之間還串接有一個保險單元，所述保險單元在過流超過預定時間時斷開。在本發(fā)明所述的不間斷電源系統(tǒng)中，所述保險單元為保險絲。本發(fā)明的電池共用電路及不間斷電源系統(tǒng)，通過在每一逆變電源或不間斷電源的直流母線與蓄電池之間增加從蓄電池正極向直流母線正極單向導通的單向導通單元，使得多個逆變電源或不間斷電源的直流母線之間不再直接連接，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。


下面將結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，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施例的示意圖；圖3是本發(fā)明共用電池電路的另一實施例的示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明通過在不間斷電源系統(tǒng)的每一不間斷電源或逆變電源的直流母線與蓄電池之間增加從蓄電池正極向直流母線正極單向導通的單向導通單元，使得多個不間斷電源或逆變電源的直流母線之間不再直接連接，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施例的示意圖(該圖中省略了開關)。在本實施例中，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M的正極經(jīng)由第一單向導通單元連接到蓄電池23的正極，第二不間斷電源22的直流母線25的正極經(jīng)由第二單向導通單元連接到蓄電池23的正極，而直流母線M、25的負極則分別直接連接到蓄電池23的負極，上述第一、第二單向導通單元分別從蓄電池23的正極至第一不間斷電源21或第二不間斷電源22的正極單向導通。由于不間斷電源與蓄電池間設有單向導通單元，因此假設第一不間斷電源21發(fā)生故障，蓄電池23經(jīng)由第一單向導通單元對故障點放電，而由于與第二不間斷電源22相連的第二單向導通單元阻斷，第二不間斷電源22電流不會流向第一不間斷電源21的故障點， 使其直流母線25不會被故障拉低。短時間內(nèi)第二不間斷電源22可以靠自身直流母線25 的電容能量維持工作。當然，在實際使用中，上述共用電池電路可以包括兩個以上的不間斷電源，這些不間斷電源共用一個蓄電池23。在本實施例中，第一單向導通單元和第二單向導通單元分別為二極管Dl、D2。當然，在實際使用中，也可采用其他具有單向導通功能的電子元件或電路。在第一不間斷電源21的直流母線的正極與蓄電池23的正極之間還串接有一個第一保險單元，在第二不間斷電源22的直流母線的正極與蓄電池23的正極之間還串接有一個第二保險單元，上述第一保險單元和第二保險單元在過流超過預定時間時斷開。這樣，假設第一不間斷電源21發(fā)生故障，蓄電池23通過第一保險單元及第一單向導通單元對故障點放電。由于第二單向導通單元的阻斷，第二不間斷電源22的電流不會流向第一不間斷電源21的故障點，且短時間內(nèi)第二不間斷電源22可以靠自身直流母線25的電容能量維持工作。當蓄電池23放電電流流過第一保險單元達到預定時間后斷開，故障從系統(tǒng)切除，蓄電池23可以正常對第二不間斷電源22供電。整個故障過程中，第二不間斷電源22的正常工作不受影響。在本實施例中，上述第一保險單元和第二保險單元分別采用保險絲F1F2。為了實現(xiàn)對蓄電池23的充電控制，還可在上述電路中增加單向可控開關。具體地，該電路可包括分別與第一單向導通單元和第二單向導通單元并聯(lián)的第一單向可控開關 Sl和第二單向可控開關S2。上述第一單向可控開關Sl和第二單向可控開關S2在正常狀態(tài)下斷開，并在不間斷電源對蓄電池23充電時閉合。第一單向可控開關Sl和第二單向可控開關S2在閉合時由不間斷電源的直流母線正極向蓄電池的正極單向導通。在本實施例中，可通過第一單向可控開關Sl和第二單向可控開關S2分別控制第一不間斷電源21和第二不間斷電源22對蓄電池23進行充電。例如，在使用第一不間斷電源21對蓄電池23進行充電式，控制第一單向可控開關Sl閉合，此時第一不間斷電源21的直流母線M對蓄電池進行充電。如果第一不間斷電源21的充電過程中，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。但相比原來的并聯(lián)電源電路一旦一臺不間斷電源發(fā)生故障，則其他全部不間斷電源都會掉電。而通過本發(fā)明電路，即使發(fā)生最差情況下，最多也只會使額外一臺不間斷電源(即正在充電的不間斷電源)掉電。整個電源系統(tǒng)的可靠性得到了提高。在本實施例中，上述的第一可控開關Sl和第二可控開關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施例的示意圖(該圖中省略了開關)。 與上一實施例不同的是，本實施例應用于逆變電源并聯(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)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。
權利要求
1.一種共用電池電路，其特征在于，包括蓄電池及至少兩個逆變電源或不間斷電源，所述至少兩個逆變電源或不間斷電源的直流母線的正極分別經(jīng)由一個單向導通單元連接到蓄電池的正極，所述直流母線的負極分別連接到蓄電池的負極，所述單向導通單元從蓄電池的正極至逆變電源或不間斷電源的正極單向導通。
2.根據(jù)權利要求1所述的共用電池電路，其特征在于，還包括至少兩個分別與單向導通單元并聯(lián)的單向可控開關，所述單向可控開關在正常狀態(tài)下斷開并在逆變電源或不間斷電源對蓄電池充電時閉合，所述單向可控開關在閉合時由逆變電源或不間斷電源的直流母線正極向蓄電池的正極單向導通。
3.根據(jù)權利要求2所述的共用電池電路，其特征在于，所述單向導通單元為二極管，所述單向可控開關為晶閘管。
4.根據(jù)權利要求1-3中任一項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的正極與蓄電池的正極之間還串接有一個保險單元，所述保險單元在過流超過預定時間時斷開。
5.根據(jù)權利要求4所述的共用電池電路，其特征在于，所述保險單元為保險絲。
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逆變電源或不間斷電源， 所述至少兩個逆變電源或不間斷電源的直流母線的正極分別經(jīng)由一個單向導通單元連接到蓄電池的正極，所述直流母線的負極分別連接到蓄電池的負極，所述單向導通單元從蓄電池的正極至逆變電源或不間斷電源的正極單向導通。
7.根據(jù)權利要求6所述的不間斷電源系統(tǒng)，其特征在于，還包括至少兩個分別與單向導通單元并聯(lián)的單向可控開關，所述單向可控開關在正常狀態(tài)下斷開并在逆變電源或不間斷電源對蓄電池充電時閉合，所述單向可控開關在閉合時由逆變電源或不間斷電源的直流母線正極向蓄電池的正極單向導通。
8.根據(jù)權利要求7所述的不間斷電源系統(tǒng)，其特征在于，所述單向導通單元為二極管， 所述單向可控開關為晶閘管。
9.根據(jù)權利要求6-8中任一項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的正極與蓄電池的正極之間還串接有一個保險單元，所述保險單元在過流超過預定時間時斷開。
10.根據(jù)權利要求9所述的不間斷電源系統(tǒng)，其特征在于，所述保險單元為保險絲。
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逆變電源或不間斷電源，所述至少兩個逆變電源或不間斷電源的直流母線的正極分別經(jīng)由一個單向導通單元連接到蓄電池的正極，所述直流母線的負極分別連接到蓄電池的負極，所述單向導通單元從蓄電池的正極至逆變電源或不間斷電源的正極單向導通。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)。本發(fā)明通過在每一逆變電源或不間斷電源的直流母線與蓄電池之間增加從蓄電池正極向直流母線正極單向導通的單向導通單元，使得多個逆變電源或不間斷電源的直流母線之間不再直接連接，避免了某一逆變電源故障而導致所有逆變電源或不間斷電源掉電的情況。
文檔編號H02J7/34GK102280922SQ201010197880
公開日2011年12月14日 申請日期2010年6月11日 優(yōu)先權日2010年6月11日
發(fā)明者劉玉偉, 柏子平 申請人:深圳市匯川技術股份有限公司