CN101807804B - 电池共用的不间断电源*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池共用的不间断电源***，包括蓄电池和至少两个UPS，还包括与所述至少两个UPS一一对应配置的开关单元和电容，所述至少两个UPS中的每一个UPS与相对应配置的开关单元串联地耦合到所述蓄电池形成独立的回路，各电容分别跨接在相应的UPS的正、负端上，各开关单元的开通时间不相重叠。根据本发明，可控制各个开关单元使各UPS之间没有回路，从而保证***稳定运作，达到多个UPS共用同一电池的效果。

Description

电池共用的不间断电源***
技术领域
本发明涉及不间断电源(Uninterruptable Power Supply，UPS)，特别是涉及一种电池共用的不间断电源***。
背景技术
目前已有的UPS***如图1所示，图中描述了由Schneider公司的美国专利第US5654591号所揭示的UPS***，该***包含一个UPS。在***运行过程中，当UPS中的P、N点的电压不能满足要求时，UPS将从蓄电池2索取能量，继续为负载供电。采用单一的UPS工作时，此电路不存在问题，可以为负载提供持续的能量，然而，当两个或者两个以上的UPS一同使用蓄电池2时(即共用图中的蓄电池2和二极管A1)，各UPS将在A、B、C三处共点，则会出现问题。由于单个UPS的开关管T1、T2均有开和关两种工作状态，不同UPS的开关管T1之间和不同UPS的开关管T2之间将出现同时工作的状况，而不同UPS的多个开关管T2和多个电感L2是通过配电***并联在一起的，不同UPS的多个开关管T1和多个电感L1也是通过配电***并联在一起的，因此，在共用蓄电池2时，会出现电流从一个UPS的开关管T1和电感L1流向另一个UPS的开关管T2和电感L2，或从一个UPS的开关管T2和电感L2流向另一个UPS的开关管T1和电感L1，这样就会导致整个控制***不稳定，从而使***崩溃。
发明内容
本发明的主要目的就是针对现有技术的不足，提供一种电池共用的不间断电源***，使***中的多个UPS能够共用电池。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种电池共用的不间断电源***，包括蓄电池和至少两个UPS，还包括与所述至少两个UPS一一对应配置的开关单元和电容，所述至少两个UPS中的每一个UPS与相对应配置的开关单元串联地耦合到所述蓄电池形成独立的回路，各电容分别跨接在相应的UPS的正、负端上，各开关单元的开通时间不相重叠，所述开关单元包括第一MOS管和第二MOS管，所述第一MOS管的漏极接所述蓄电池的正极，所述第一MOS管的源极接相应的UPS的正端，所述第二MOS管的漏极接相应的UPS的负端，所述第二MOS管的源极接所述蓄电池的负极。
优选地，还包括与所述至少两个UPS一对一配置的多个充电通路，所述充电通路包括与所述第一MOS管反向并接的第三MOS管和与所述第二MOS管反向并接的第四MOS管。
优选地，所述各开关单元的开通时间互补。
优选地，所述开关单元的开通频率为20-40Khz。
本发明有益的技术效果是：
本发明的不间断电源***包括蓄电池、至少两个UPS以及与UPS一对一配置的开关单元和电容，每个UPS与相应的开关单元串接后耦合到蓄电池形成独立的回路，相应的电容跨接在UPS的正、负端上，通过控制各开关单元的开通时间不相重叠，可使各UPS回路独立地工作，不相互影响，例如控制各个开关单元以互补的方式开通，实现多组回路互补工作，这样，就不会在各UPS之间存在回路，从而保证***稳定运作，达到多个UPS共用同一个或多个蓄电池的效果。本发明适用于所有的UPS***。
附图说明
图1为现有的一种UPS***的电路原理图；
图2为本发明一种实施例的电池共用的不间断电源***的拓扑简图；
图3为图2中所示各开关管的通断控制时序图；
图4为本发明另一实施例的电池共用的不间断电源***的拓扑简图；
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
具体实施方式
本发明中所称的UPS指不包含电池在内的UPS电路。
在本发明的实施例中，电池共用的不间断电源***包括蓄电池、至少两个UPS以及与UPS一一对应配置的开关单元和电容，每一个UPS和与相对应配置的开关单元串联地耦合到蓄电池形成独立的回路，相对应配置的电容跨接在UPS的正、负端上，各开关单元的开通时间不相重叠。根据此电路设置，每个UPS与相应的开关单元串接到同一蓄电池上而形成独立的回路，既可以单独选择其中一个UPS工作，也可以通过适当控制各个开关单元，使多个UPS并联工作，只要使各开关单元的开通时间不相重叠，即保证任意时刻只有一个开关单元开通，就不会导致蓄电池电压同时加到多个电容上，不同的UPS间形成回路，从而各个UPS可以独立、正常地工作，达到蓄电池共用的效果。
如图2所示，根据一种实施例，电池共用的不间断电源***包括蓄电池Bat、三个UPS即UPS1、UPS2和UPS3、三个开关单元和三个电容C1、C2、C3，各UPS、开关单元和电容一对一成组配置，第一个开关单元包括MOS管Q1和MOS管Q2，其中，MOS管Q1的漏极接蓄电池Bat的正极，MOS管Q1的源极接UPS1的正端，MOS管Q2的漏极接UPS1的负端，MOS管Q2的源极接蓄电池Bat的负极，MOS管Q1和MOS管Q2的栅极分别连接驱动电路(未图示)，UPS1、MOS管Q1、MOS管Q2与蓄电池串接形成独立的回路，电容C1的正极接在UPS1的正端，电容C1的负极接在UPS1的负端。UPS2与第二个开关单元的MOS管Q3、Q4以及UPS3与第三个开关单元的MOS管Q5、Q6采用同样的方式相连并接至蓄电池。应说明，本发明中所称的第一MOS管和第二MOS管，就第一个开关单元而言，分别是MOS管Q1和MOS管Q2，就第二个开关单元而言，分别是MOS管Q3和MOS管Q4，就第三个开关单元而言，分别是MOS管Q5和MOS管Q6。
电容C1、C2、C3既可以是有极性电容，例如电解电容，但也可以替换为无极性电容。由于电容C1、C2、C3能够储存一定的能量，这样就可以保证三个UPS之间切换时，有相应的能量提供给相应的UPS。根据本实施例，只要使各开关单元的开通时间不相重叠，UPS1、UPS2和UPS3就能在共用蓄电池Bat的情形下独立、正常地工作。
优选地，控制三个开关单元以互补的方式开通。工作逻辑如图3所示，工作模式如下：MOS管Q1和Q2同时工作，MOS管Q3和Q4同时工作，MOS管Q5和Q6同时工作，且三组MOS管互补工作。MOS管Q1、Q2关断时，电容C1为UPS1提供能量，MOS管Q3、Q4关断时，电容C2为UPS2提供能量，MOS管Q5、Q6关断时，电容C3为UPS3提供能量。更优选地，MOS管Q1-Q6均工作在高频状态，例如频率为20-40Khz。由于MOS管Q1、Q2、MOS管Q3、Q4、和MOS管Q5、Q6互补地工作，故三组MOS管的开通时间不重叠，任意时刻只有其中一组MOS管开通，所以各UPS可以以共用蓄电池的方式稳定工作。
图4示意性地展示了另一种实施例的电池共用的不间断电源***。在前一实施例的基础上，该不间断电源***还包括三个UPS一对一配置的三个充电通路。如图4所示，第一个充电通路包括与MOS管Q1反向并接的MOS管Q7和与MOS管Q2反向并接的MOS管Q8，第二个充电通路包括与MOS管Q3反向并接的MOS管Q9和与MOS管Q4反向并接的MOS管Q10，第三个充电通路包括与MOS管Q5反向并接的MOS管Q11和与MOS管Q6反向并接的MOS管Q12。市电模式下，UPS1可提供电流I1通过MOS管Q7、Q8给电池Bat充电，UPS2可提供电流I2通过MOS管Q9、Q10给蓄电池Bat充电，UPS3可提供电流I3通过MOS管Q11、Q12给蓄电池Bat充电。通过设置充电通路，保证了UPS工作在市电模式下时蓄电池能得到很好的电量补充。应说明，本发明中所称的第三MOS管和第四MOS管，就第一个充电通路而言，分别是MOS管Q7和MOS管Q8，就第二个充电通路而言，分别是MOS管Q9和MOS管Q10，就第三个充电通路而言，分别是MOS管Q11和MOS管Q12。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明，例如，UPS、开关单元和电容并不限于三组，也可以是两组或更多组，又如，各开关单元的通断控制并不限于互补，只要通断模式在各回路之间不相互产生不良影响即可。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种电池共用的不间断电源***，包括蓄电池和至少两个UPS，其特征在于，还包括与所述至少两个UPS一一对应配置的开关单元和电容，所述至少两个UPS中的每一个UPS与相对应配置的开关单元串联地耦合到所述蓄电池形成独立的回路，各电容分别跨接在相应的UPS的正、负端上，各开关单元的开通时间不相重叠，所述开关单元包括第一MOS管和第二MOS管，所述第一MOS管的漏极接所述蓄电池的正极，所述第一MOS管的源极接相应的UPS的正端，所述第二MOS管的漏极接相应的UPS的负端，所述第二MOS管的源极接所述蓄电池的负极。
2.如权利要求1所述的电池共用的不间断电源***，其特征在于，还包括与所述至少两个UPS一对一配置的多个充电通路，所述充电通路包括与所述第一MOS管反向并接的第三MOS管和与所述第二MOS管反向并接的第四MOS管。
3.如权利要求1或2所述的电池共用的不间断电源***，其特征在于，所述各开关单元的开通时间互补。
4.如权利要求1或2所述的电池共用的不间断电源***，其特征在于，所述开关单元的开通频率为20-40Khz。
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