不间断供电电源系统的制作方法

1.本发明涉及供电技术领域，具体涉及一种不间断供电电源系统。


背景技术：

2.现有的供电电源系统，大多设置有通过市电等电源实现供电的供电电路，并通过ups供电系统供电。ups(uninterruptible power supply)，即不间断电源，现有的ups供电系统，主要用于为负载提供不间断供电电源，避免市电突然断电影响正常工作，甚至对设备造成损害。
3.但是，现有的供电电源系统自身电源输入异常就会通过电池供电，供电存在局限性，此时即使存在另一路电源也无法为该不间断电源供电，导致本电源电池电量不足，不仅影响该不间断电源系统的备电时长，还影响不间断供电的实施效果。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种不间断供电电源系统，用于解决在电源出现异常的时候无法实现不间断供电的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供了一种不间断供电电源系统，包括：
6.第一功能单元，所述第一功能单元设有用于连接第一电源的第一电源输入端，所述第一功能单元的输出端用于为负载供电；
7.第二功能单元，所述第二功能单元设有用于连接第二电源的第二电源输入端，所述第二功能单元设有相互并联的整流逆变单元和旁路单元，所述整流逆变单元中接有电池单元，所述整流逆变单元的输出端、所述旁路单元的输出端分别连接所述第二功能单元的输出端，所述第二功能单元的输出端用于为负载供电；
8.所述第一电源和第二电源间设置有切换电路，在第二电源输入异常时，所述第一电源经所述切换电路连通所述第二功能单元，用于通过所述第二功能单元为负载供电，还用于可选择地向所述电池单元充电。
9.在一实施例中，所述切换电路包括第一可控开关模块和第二可控开关模块，所述第一可控开关模块的第一端连接所述第二电源输入端，所述第一可控开关模块的第二端连接所述整流逆变单元的输入端，所述第二可控开关模块的第一端连接所述第一可控开关模块的第二端，所述第二可控开关模块的第二端连接所述第一电源输入端；所述旁路单元的输入端连接所述第一可控开关模块的第一端；或者，所述旁路单元的输入端连接所述第一可控开关模块的第二端。
10.在一实施例中，所述第一可控开关模块和第二可控开关模块互锁设置。
11.在一实施例中，在第二输入电源输入异常时，所述第一可控开关模块断开，所述第二可控开关模块闭合，所述第一电源用于通过所述第二功能单元为负载供电，还用于可选择地向所述电池单元充电。
12.在一实施例中，所述不间断供电电源系统还包括第三可控开关模块，所述第三可
控开关模块的第一端用于与所述第一电源连接，所述第三可控开关模块的第二端与所述第一功能单元的输出端、所述第二可控开关模块的第二端分别连接。
13.在一实施例中，在所述第一电源输入端电源异常时，所述第三可控开关模块关断，所述第二可控开关模块闭合，所述第二电源通过所述第一功能单元为负载供电。
14.在一实施例中，所述第二可控开关模块与所述第三可控开关模块互锁设置。
15.在一实施例中，在旁路单元输入端的电源输入正常时，通过旁路单元为负载供电，所述整流逆变单元处于热备份状态但不输出电流；
16.在所述旁路单元输入端的电源输入异常时，通过所述整流逆变单元为负载供电。
17.在一实施例中，在执行削峰填谷功能时，所述整流逆变单元处于放电状态，所述电池单元通过所述整流逆变单元为负载供电。
18.在一实施例中，所述旁路单元输出端和所述第二功能单元的输出端之间设置有功率检测单元，所述功率检测单元用于检测所述旁路单元的功率，所述整流逆变单元用于在所述旁路单元的功率流向电源输入端时降低输出功率。
19.为实现上述目的，本发明还提供了一种不间断供电电源系统，包括第三功能单元以及如上述示例所述的第一功能单元、切换电路和电池单元，其中：
20.所述第一功能单元设有用于连接第一电源的第一电源输入端，所述第一功能单元的输出端用于为负载供电；
21.所述第三功能单元设有用于连接第二电源的第二电源输入端，所述第三功能单元设有整流单元，所述整流单元中接有电池单元，所述整流单元的输出端连接所述第三功能单元的输出端，所述第三功能单元的输出端用于为负载供电；
22.所述第一电源和第二电源间设置有所述切换电路，在第二电源输入异常时，所述第一电源经所述切换电路连通所述第三功能单元，用于通过所述第三功能单元为负载供电，还用于可选择地向所述电池单元充电。
23.与现有技术相比本发明具有以下有益效果：
24.不间断供电电源系统在应用于交流供电系统时，第一电源和第二电源均为市电等交流电，第一功能单元设有用于连接第一电源的第一电源输入端，以第一电源作为主电源，在第一电源输入正常时，通过第一功能单元为负载供电；第二功能单元设有用于连接第二电源的第二电源输入端，在第二电源输入正常时，通过整流逆变单元或者旁路单元为负载供电；在第二电源输入异常时，第一电源经切换电路连通第二功能单元，用以通过第二功能单元为负载供电，并可选择地向电池单元充电，实现充分备电，在第一电源、第二电源输入异常时，电池单元通过整流逆变单元为负载供电，用以确保负载连续工作；在市电正常时，可以控制电路通过整流逆变单元为负载供电，可对整流逆变单元的逆变器的输出进行控制，在电价高峰或者为尖峰器供电时电池放电，以实现削峰填谷功能；
25.不间断供电电源系统在应用于直流供电系统时，第一电源和第二电源均为直流电，第一功能单元设有用于连接第一电源的第一电源输入端，以第一电源作为主电源，在第一电源输入正常时，通过第一功能单元为负载供电；第三功能单元设有用于连接第二电源的第二电源输入端，在第二电源输入正常时，通过整流单元为负载供电；在第二电源输入异常时，第一电源经切换电路连通第三功能单元，用以通过第三功能单元为负载供电，并可选择地向电池单元充电，以同步补足电池电量；在第一电源输入异常时，第二电源经切换电路
连通第一功能单元，用以通过第一功能单元的输出端为负载供电；在第一电源、第二电源均输入异常时，通过电池单元直接为负载供电；在电源输入正常时，对电池单元的放电进行控制，用于在电价高峰或者为尖峰器供电时控制电池放电，以实现削峰填谷功能；
26.第一电源和第二电源间设置有切换电路，用以确保在第一电源、第二电源任一路输入正常时，均可实现电池不放电使用，从而避免因电池单元在其中一路电源故障时已放完电量，导致的供电电源系统无法实现为负载提供不间断电源的问题。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
28.图1为本发明的不间断供电电源系统的一实施例的电路结构示意图；
29.图2为本发明的不间断供电电源系统的另一实施例的电路结构示意图；
30.图3为本发明的不间断供电电源系统的又一实施例的电路结构示意图；
31.图4为本发明的不间断供电电源系统的又一实施例的电路结构示意图；
32.图5为本发明的不间断供电电源系统的又一实施例的电路结构示意图；
33.图6为本发明的不间断供电电源系统的又一实施例的电路结构示意图。
34.附图标号说明：
[0035][0036][0037]
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0038]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0039]
需要说明，若本发明实施例中所有方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0040]
若在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性，或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。若在本发明中涉及“a和/或b”的描述，则表示包含方案a或方案b，或者包含方案a和方案b。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
[0041]
现有的供电电源系统，大多设置有通过市电等电源实现供电的供电电路，并通过ups供电系统供电。ups(uninterruptible power supply)，即不间断电源，现有的ups供电系统，主要用于为负载提供不间断供电电源，避免市电突然断电影响正常工作，甚至对设备造成损害。
[0042]
但是，现有的供电电源系统只要电源输入异常就直接通过电池供电，供电存在局限性，导致在连接的电源都出现输入异常的时候无法实现不间断供电。例如，在设置有两路电源的时候，若在其中一路电源输入异常就直接通过电池供电，很容易出现在两路电源都出现异常的时候因电池没有可放电电量导致停电的情况，影响正常工作，甚至会对用电设备造成损害。
[0043]
为解决现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种不间断供电电源系统。
[0044]
作为一示例，参照图1至5，不间断供电电源系统应用于交流供电系统，不间断供电电源系统包括第一功能单元100、第二功能单元和切换电路。
[0045]
所述第一功能单元100设有用于连接第一电源510的第一电源输入端，所述第一功能单元的输出端用于为负载600供电；
[0046]
所述第二功能单元设有用于连接第二电源520的第二电源输入端，所述第二功能单元设有相互并联的整流逆变单元210和旁路单元，所述整流逆变单元210中接有电池单元，所述整流逆变单元210的输出端、所述旁路单元的输出端分别连接所述第二功能单元的输出端，所述第二功能单元的输出端用于为负载600供电；
[0047]
第一电源510和第二电源520均为交流电，具体地，第一电源510和第二电源520为两路市电输入，两路市电来源不做限定，可以是来自不同变电站的电源，也可以是来自同一个变电站的两路输出，或者同一个变电站同一个变压器输出的两段母线。具体可根据实际需要设置，在此不加以限定。
[0048]
所述第一电源510和第二电源520间设置有切换电路，在第二电源520输入异常时，所述第一电源510经所述切换电路连通所述第二功能单元，用于通过所述第二功能单元为负载600供电，还用于可选择地向所述电池单元充电。
[0049]
第一功能单元100设有用于连接第一电源510的第一电源输入端，第二功能单元设有用于连接第二电源520的第二电源输入端，第二功能单元设有相互并联的整流逆变单元210和旁路单元，第一功能单元的输出端、第二功能单元的输出端均用于输出配电为负载600供电。
[0050]
参照图1至5，以第二电源520通过第二功能单元为负载供电的一路作为a路，以第一电源510通过第一功能单元为负载供电的一路作为b路，作为一具体的示例，可在第一功能单元的输出端、第二功能单元的输出端分别设置配电输出接口等配电输出模块，并对应a
路设置a路服务器输入端(pdu a)、对应b路设置b路服务器输入端(pdu b)，第一功能单元的输出端通过配电输出模块输出配电，并通过b路服务器输入端(pdu b)为负载供电；第二功能单元的输出端通过配电输出模块输出配电，并通过a路服务器输入端(pdu a)为负载供电。可以理解的，以通过第一电源输入端输入的第一电源510为主电源，以通过第二电源输入端输入的第二电源520为热备用电路；或者，以市电作为通过第一电源输入端输入的第一电源510，以另一路市电作为通过第二电源输入端输入的第二电源520，两路电源同时向负载600供电。如此，可实现在两路输入电源中的的任意一路有电时，也即是第一电源510或者第二电源520输入正常时，均可从第一电源510或者第二电源520取电，使电池单元不放电，用以在第一电源510、第二电源520均输入异常时电池单元可以全容量地实现不间断供电的功能，避免当一路电源故障时直接通过电池单元放电，导致在第一电源510、第二电源520均输入异常时已放完电的电池单元无法再为负载600供电，用以进一步优化不间断供电的功能，确保用电设备连续工作。
[0051]
第一功能单元100设有用于连接第一电源510的第一电源输入端，以第一电源510作为主电源，在第一电源510输入正常时，通过第一功能单元100为负载600供电；第二功能单元设有用于连接第二电源520的第二电源输入端，在第二电源520输入正常时，通过整流逆变单元210或者旁路单元为负载600供电；在因第二电源520故障或者第二电源520输入故障导致的第二电源520输入异常时，第一电源510经切换电路连通第二功能单元，用以通过第二功能单元向负载600供电，并可选择地向电池单元充电，实现充分备电，避免出现备电时间不够、电池电量不足的情况。在第一电源510、第二电源520输入异常时，电池单元通过整流逆变单元210为负载600供电，用以确保负载600连续工作；在第一电源和第二电源均正常时，在通过整流逆变单元210为负载600供电时，可对整流逆变单元210的逆变器214的输出进行控制，在电价高峰或者为尖峰器供电时电池222放电，以实现削峰填谷功能；第一电源510和第二电源520间设置有切换电路，用以确保在第一电源510、第二电源520任一路输入正常时，均可实现电池222不放电使用，从而避免因电池单元在其中一路电源故障时已放完电量，导致的供电电源系统无法实现为负载600提供不间断电源的问题。
[0052]
作为一可选的示例，旁路单元包括旁路开关k4，通过旁路开关k4的通断实现控制旁路电路的导通和关断。
[0053]
所示旁路开关k4可以是继电器或者电子开关，具体可根据实际需要设置，在此不做限定。
[0054]
可选地，第一电源510、第二电源520为交流电，为保护后级电路，所述逆变单元包括依次连接的滤波器211、整流桥212、pfc模块213和逆变器214，通过将交流电滤波整流成稳定的直流电后，由逆变器214将直流电转换为交流电为负载600供电。
[0055]
进一步地，电池单元连接在整流桥212的输出端和pfc模块213的输入端之间，在第二电源520故障时，第一电源510经切换电路连通第二功能单元，用以通过第二功能单元向负载600供电，并根据实际需要向电池单元充电。作为一具体的示例，电池单元用于在第一电源510、第二电源520中的任意一个输入正常时均处于备电状态，并在第一电源510、第二电源520均输入异常时为负载600供电。
[0056]
可选地，本发明所示的不间断供电电源系统可对应第一电源输入端、第二电源输入端分别设置检测装置或者检测电路，用以检测供电输入是否出现异常。具体可根据实际
设置，在此不加以限定。
[0057]
于本发明中，整流逆变单元210接有电池单元，具体可根据实际设置电池单元连接至第二功能单元的位置以及电池单元实现充放电的形式。
[0058]
在一具体的实施例中，电池单元包括充电模块221、电池222、二极管d1，电池222的第一端与充电模块221的第二连接端连接，电池222的第二端与二极管d1的正极连接，二极管d1的负极、充电模块221的第一连接端均连接在pfc模块213的输入端。
[0059]
通过二极管d1起隔离和保护作用，具体地，充电模块221的第一连接端与整流桥212的输出端连接，二极管d1的负极与pfc模块213的输入端连接。需要说明的是，此处可根据实际设置电池222的第一端和第二端的极性，或者根据实际需要另外设置电池222的连接位置及实现充电的形式，在此不具体限定。
[0060]
在一实施例中，所述切换电路包括第一可控开关模块和第二可控开关模块，所述第一可控开关模块的第一端连接所述第二电源输入端，所述第一可控开关模块的第二端连接所述整流逆变单元210的输入端，所述第二可控开关模块的第一端连接所述第一可控开关模块的第二端，所述第二可控开关模块的第二端连接所述第一电源输入端；所述旁路单元的输入端连接所述第一可控开关模块的第一端；或者，所述旁路单元的输入端连接所述第一可控开关模块的第二端。
[0061]
在上述示例的基础上，可选地，参照图2，所述旁路单元的输入端连接所述第一可控开关模块的第一端；或者，参照图1，所述旁路单元的输入端连接所述第一可控开关模块的第二端。
[0062]
可以理解的，以第二电源520通过第二功能单元为负载供电的一路作为a路，以第一电源510通过第一功能单元100为负载供电的一路作为b路，第一功能单元100设有用于连接第一电源510的第一电源输入端，可选地，第一电源输入端对应第一电源510设置有b路输入开关等作为第一保护开关，第一电源输入端经第一保护开关与第一电源510连接，在设置有第一保护开关时，第二可控开关模块的第二端连接连接第一保护开关的输出端。同样地，第二电源输入端对应第二电源520设置有第二保护开关，第二电源输入端经第二保护开关与第二电源520连接，在设置有第二保护开关时，所述第一可控开关模块的第一端连接所述第二保护开关的输出端。
[0063]
在一实施例中，所述第一可控开关模块和第二可控开关模块互锁设置。
[0064]
可选地，第一可控开关模块包括第一切换开关k1，第二可控开关模块包括第二切换开关k2，第一可控开关模块和第二可控开关模块互锁设置，第一可控开关模块和第二可控开关模块无法同时闭合，使第一切换开关k1和第二切换开关k2互锁控制，用以根据不间断供电电源系统的实际情况，使第一切换开关k1和第二切换开关k2中的一个闭合通电，另一个断开。
[0065]
在一实施例中，在第二输入电源输入异常时，所述第一可控开关模块断开，所述第二可控开关模块闭合，所述第一电源510用于通过所述第二功能单元为负载600供电，还用于可选择地向所述电池单元充电。
[0066]
在第二电源520输入故障时，第一电源510通过第二功能单元向负载600供电，第一电源510还可根据实际需要向电池单元充电，以补足电池222电量，用以确保在第一电源510、第二电源520均故障的时候电池单元可以最大时间放电，避免在第一电源510、第二电
源520均出现故障的时候因电池222电量不足出现停电情况，以实现不间断供电。
[0067]
在一实施例中，所述不间断供电电源系统还包括第三可控开关模块，所述第三可控开关模块的第一端用于与所述第一电源510连接，所述第三可控开关模块的第二端与所述第一功能单元的输出端、所述第二可控开关模块的第二端分别连接。
[0068]
在一实施例中，在所述第一电源输入端电源异常时，所述第三可控开关模块关断，所述第二可控开关模块闭合，所述第二电源520通过所述第一功能单元100为负载600供电。
[0069]
增加第三可控开关模块，用以在第一电源510输入异常时，通过第二电源520向第一功能单元的输出端的负载600供电，实现部分负载600市电直供，达到节能的目的。可选地，第三可控开关模块包括第三切换开关k3，通过第三切换开关k3的设置可有效提高能源利用效率。
[0070]
在一实施例中，所述第二可控开关模块与所述第三可控开关模块互锁设置。
[0071]
可选地，第二可控开关模块和第三可控开关模块互锁设置，第二可控开关模块和第三可控开关模块无法同时闭合，用以在所述第一电源输入端电源异常时，控制所述第三可控开关模块关断、第二可控开关模块闭合，以使所述第二电源520通过所述第一功能单元100向负载600供电。用以进一步实现不间断供电。
[0072]
在一实施例中，在旁路单元输入端的电源输入正常时，通过旁路单元为负载600供电，所述整流逆变单元210处于热备份状态但不输出电流；
[0073]
在所述旁路单元输入端的电源输入异常时，断开k4，通过所述整流逆变单元210为负载600供电。
[0074]
进一步地，在第二电源520输入正常时，通过旁路单元向负载600供电，所述整流逆变单元210处于热备份状态但不输出电流；在第二电源520输入异常、第一电源510输入正常时，断开k4通过所述整流逆变单元210向负载600供电。
[0075]
在一实施例中，在执行削峰填谷功能时，所述整流逆变单元210处于放电状态，所述电池单元通过所述整流逆变单元210为负载600供电。
[0076]
作为一可选的示例，参照图2、图3，所述旁路单元的输入端连接所述第一可控开关模块的第一端(或者第二电源输入端)，在执行削峰填谷功能时，控制第一可控开关模块关断，使整流逆变单元210处于放电状态，所述电池单元通过所述整流逆变单元210给负载600供电，此时旁路处于导通备用状态，通过功率检测单元400对旁路单元输出的功率进行检测，在出现反向功率时，控制整流逆变单元210关断输出或者降低功率输出(如调低输出电压实现或按负载功率限流输出实现)，避免出现整流逆变单元210向电源端放电的情况。
[0077]
作为另一可选的示例，参照图1、图4、图5，所述旁路单元的输入端连接所述第一可控开关模块的第二端。图1、图4、图5所示例与上述的图2、图3所示例的区别在于，在执行削峰填谷功能时，逆变单元需自行关断输入电路或者将电池接口电压调低到低于电池电压，从而使得逆变器逆变放电。图1、图4、图5所示例的其他实施细节参照上述的图2、图3所示例，在此不再赘述。
[0078]
现有的不间断供电电源系统大多存在无法协调负载600需求的问题，当逆变器输出功率大于负载功率时，将会有功率反向输入到市电，这是电力局不允许的。
[0079]
参照图3、图5，在一实施例中，所述旁路单元输出端和所述第二功能单元的输出端之间设置有功率检测单元400，所述功率检测单元400用于检测所述旁路单元的功率，所述
整流逆变单元210用于在所述旁路单元的功率流向电源输入端时降低输出功率。
[0080]
通过降低整流逆变单元210的输出功率，直至反向功率小于或者等于0。需要说明的是，为避免逆流，在出现反向功率时，还可通过控制整流逆变单元210关断输出；或者，控制整流逆变单元210输出电压降低，直至整流逆变单元210输出电压低于电池单元电压。具体可根据实际设置，在此不加以限定。
[0081]
参照图1至5，在第一电源510、第二电源520均输入正常时，第一电源510通过第一功能单元100为负载600供电，第二电源520通过整流逆变单元210或者旁路单元为负载600供电。
[0082]
其中，在第二电源520输入正常时，在执行正常运行功能时，通过旁路单元为负载600供电，整流逆变单元210处于热备份状态但不输出电流，从而实现系统最大化的节能；在执行削峰填谷功能时，旁路单元处于热备份状态但不输出电流，整流逆变单元210处于放电状态，在电价高峰或者为尖峰器供电时，电池单元通过所述整流逆变单元210给负载600供电。
[0083]
旁路单元输出端和第二功能单元的输出端之间设置有功率检测单元400，当执行削峰填谷功能时，整流逆变单元210将电池单元的电量通过逆变器214给负载600供电，不间断供电电源系统控制通过功率检测单元400检测旁路功率，在所述旁路单元的功率流向电源输入端时调整逆变器214输出，用以避免逆变器214向电网放电。作为一具体的示例，不间断供电电源系统控制整流逆变单元210关断输出，用以避免出现向电网放电的情况。
[0084]
在第一电源510输入正常，第二电源520输入异常时，第一可控开关模块断开，第二可控开关模块闭合，第一电源510用于通过整流逆变单元210向负载600供电，还用于根据实际需要向电池单元充电。
[0085]
作为一具体的示例，旁路单元包括旁路开关k4，通过旁路开关k4的通断控制旁路单元的导通和关断。第一可控开关模块包括第一切换开关k1，第二可控开关模块包括第二切换开关k2，第一可控开关模块和第二可控开关模块互锁设置。第一电源510输入正常，第二电源520输入异常时，第一切换开关k1、旁路开关k4均断开，第二切换开关k2闭合，由第一电源510通过整流逆变单元210向负载600供电，此时，电池单元仅通过逆变器214短时间放电，在第一电源510经第二切换开关k2连通第二功能单元后，根据实际需要给电池单元充电，电池单元同步补足电池222电量。或者第一电源510输入正常，第二电源520输入异常时，第一切换开关k1断开，第二切换开关k2闭合，由第一电源510通过旁路开关k4向负载600供电，此时，电池单元仅通过逆变器214短时间放电，在第一电源510经第二切换开关k2连通第二功能单元后，根据实际需要给电池单元充电，电池单元同步补足电池222电量；逆变单元输出跟随旁路进行热备用但不输出电流。用以确保在第二电源520输入故障时，依然可以支持ups旁路供电，从而使不间断供电电源系统具有更高的可靠性，并且可以支持eco节能模式。
[0086]
若设置有第三可控开关模块，在第二电源520输入正常，第一电源510输入异常时，第三可控开关模块关断、第二可控开关模块闭合，第二电源520通过第一功能单元的输出端为负载600供电。
[0087]
在第一电源510、第二电源520均输入异常时，电池单元通过整流逆变单元210的逆变器214为负载600供电。
[0088]
通过确保电池单元在第一电源510、第二电源520均输入正常的时候电池按需要对外放电(如执行削峰填谷功能时)，第一电源510、第二电源520其中一路故障时电池仅在切换期间少量放电，并保证电池处于满电状态，从而保证电池单元在第一电源510、第二电源520均输入异常的时候可以最大时间放电，用以避免电池单元在第二电源520输入异常的时候就放空，导致在第一电源510出现异常的时候因电池单元没有可放电电量导致停电，使供电电源系统失去保障，影响用电。如此，可确保在电源出现故障的时候最大程度实现不间断供电，避免对负载供电中断。
[0089]
作为另一示例，参照图6，不间断供电电源系统应用于直流供电系统，不间断供电电源系统，包括第三功能单元300以及如上述示例所示的第一功能单元100、切换电路和电池单元，其中：
[0090]
所述第一功能单元100设有用于连接第一电源510的输入端，所述第一功能单元100的输出端用于为负载600供电；
[0091]
所述第三功能单元300设有用于连接第二电源520的第二电源输入端，所述第三功能单元300设有整流单元，所述整流单元中接有电池单元，所述整流单元的输出端连接所述第三功能单元300的输出端，所述第三功能单元300的输出端用于为负载600供电；
[0092]
所述第一电源510和第二电源520间设置有上述示例所示的切换电路，在第二电源520输入异常时，所述第一电源510经所述切换电路连通所述第三功能单元300，用于通过所述第三功能单元300为负载600供电，还用于可选择地向所述电池单元充电。
[0093]
第一功能单元100设有用于连接第一电源510的第一电源输入端，以第一电源510作为主电源，在第一电源510输入正常时，通过第一功能单元100为负载600供电；第三功能单元300设有用于连接第二电源520的第二电源输入端，在第二电源520输入正常时，通过整流单元为负载600供电。
[0094]
参照图6，以第二电源520通过第三功能单元300为负载供电的一路作为a路，以第一电源510通过第一功能单元为负载供电的一路作为b路，作为一具体的示例，可在第一功能单元的输出端、第三功能单元的输出端分别设置配电输出接口等配电输出模块，并对应a路设置a路服务器输入端(pdu a)、对应b路设置b路服务器输入端(pdu b)，第一功能单元的输出端通过配电输出模块输出配电，并通过b路服务器输入端(pdu b)为负载供电；第三功能单元的输出端通过配电输出模块输出配电，并通过a路服务器输入端(pdu a)为负载供电。
[0095]
作为一具体的示例，所示整流单元包括相互并联的多个整流模块310。
[0096]
所示的第一功能单元100、切换电路和电池单元的具体实施示例，参照上述的不间断供电电源系统应用于交流供电系统的实施例，在此不再赘述。
[0097]
进一步地，电池单元的输出端与多个整流模块310的输出端连接。
[0098]
在执行削峰填谷功能时，第三功能单元300直接降低输出电压至预设安全电压作为备份电压，并控制电池单元放电，用以通过电池单元直接为负载600供电；在电池单元放电至预设安全电压时控制电池单元停止供电，并通过控制整流单元输出为负载600供电。
[0099]
在一实施例中，所述不间断供电电源系统还包括第三可控开关模块，所述切换电路包括第一可控开关模块和第二可控开关模块，所述第三可控开关模块的第一端用于与所述第一电源510连接，所述第三可控开关模块的第二端与所述第一功能单元100的输出端、
所述第二可控开关模块的第二端分别连接；所述第一可控开关模块的第一端连接所述第二电源520输入端，所述第一可控开关模块的第二端连接所述整流单元的输入端，所述第二可控开关模块的第一端连接所述第一可控开关模块的第二端。
[0100]
可选地，第一可控开关模块包括第一切换开关k1，第二可控开关模块包括第二切换开关k2，第三可控开关模块包括第三切换开关k3。其中：
[0101]
第一可控开关模块和第二可控开关模块互锁设置，第一可控开关模块和第二可控开关模块无法同时闭合，使第一切换开关k1和第二切换开关k2互锁控制，用以根据不间断供电电源系统的实际情况，使第一切换开关k1和第二切换开关k2中的一个闭合通电，另一个断开。
[0102]
第二可控开关模块和第三可控开关模块互锁设置，第二可控开关模块和第三可控开关模块无法同时闭合，用于在所述第一电源输入端电源异常时，控制所述第三可控开关模块关断、第二可控开关模块闭合，以使所述第二电源520通过所述第一功能单元100向负载600供电。用以进一步实现不间断供电。
[0103]
参照图6，因停电等原因导致第二电源520输入异常时，第三功能单元300通过电池直接为负载600供电。
[0104]
作为一具体的示例，当第一电源510输入正常、第二电源520输入异常时，第一可控开关模块断开，第二可控开关模块闭合，第一电源510用于为第三功能单元300供电，此时，第三功能单元300的电池仅短时间放电，在第一电源510接入第三功能单元300后，第一电源510通过整流模块310向负载600供电，并同步补足电池电量。
[0105]
作为另一具体的示例，当第一电源510、第二电源520均输入异常时，第三功能单元300通过电池单元直接为负载600供电。
[0106]
当第一电源510输入异常、第二电源520输入正常时，第三可控开关模块断开，第二可控开关模块闭合，第二电源520通过第一功能单元100为负载600供电，用以进一步降低损耗。
[0107]
通过确保电池单元在第一电源510、第二电源520均输入正常的时候电池按需要对外放电(如执行削峰填谷功能时)，第一电源510、第二电源520其中一路故障时电池仅在切换期间少量放电，并保证电池处于满电状态，从而保证电池单元在第一电源510、第二电源520均输入异常的时候可以最大时间放电，用以避免电池单元在第二电源520输入异常的时候就放空，导致在第一电源510出现异常的时候因电池单元没有可放电电量导致停电，使供电电源系统失去保障，影响用电。如此，可确保在电源出现故障的时候最大程度实现不间断供电，避免对负载600供电中断。
[0108]
本发明所示的不间断供电电源系统，可作为可插拔式结构或者其他可拆或不可拆的供电装置，应用于分布式不间断电源装置等小型化的供电装置中，具体可用于实现各本地服务器、逆变器等子系统的不间断供电使用。相比现有的应用于集中供电的供电电源系统，本发明所示的不间断供电电源系统可有效降低对时间要求、扩大适用范围，在兼具两路供电功能的同时，有效降低生产、管理及供电成本。
[0109]
可理解的，本发明的方案也可以用于集中供电电源系统架构。
[0110]
需要说明的是，对于负载双路输入的情况，也即是，同时存在a路服务器输入端(pdu a)和b路服务器输入端(pdu b)时，负载供电可以同时从第一电源510和第二电源520
获得供电。对于负载非双路输入情况，例如，仅存在a路服务器输入端(pdu a)而无b路服务器输入端(pdu b)时，第一电源510和第二电源520可通过开关模块进行连接，并采用本发明所示例相同逻辑进行管理和切换。
[0111]
另外，本发明所示的第二功能单元的电池及充电模块的连接位置仅为示意，根据产品设计不同可以调整接口连接位置，具体可根据实际需要设置，在此不加以限定。
[0112]
以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种不间断供电电源系统，其特征在于，包括：第一功能单元，所述第一功能单元设有用于连接第一电源的第一电源输入端，所述第一功能单元的输出端用于为负载供电；第二功能单元，所述第二功能单元设有用于连接第二电源的第二电源输入端，所述第二功能单元设有相互并联的整流逆变单元和旁路单元，所述整流逆变单元中接有电池单元，所述整流逆变单元的输出端、所述旁路单元的输出端分别连接所述第二功能单元的输出端，所述第二功能单元的输出端用于为负载供电；所述第一电源和第二电源间设置有切换电路，在第二电源输入异常时，所述第一电源经所述切换电路连通所述第二功能单元，用于通过所述第二功能单元为负载供电，还用于可选择地向所述电池单元充电。2.根据权利要求1所述的不间断供电电源系统，其特征在于，所述切换电路包括第一可控开关模块和第二可控开关模块，所述第一可控开关模块的第一端连接所述第二电源输入端，所述第一可控开关模块的第二端连接所述整流逆变单元的输入端，所述第二可控开关模块的第一端连接所述第一可控开关模块的第二端，所述第二可控开关模块的第二端连接所述第一电源输入端；所述旁路单元的输入端连接所述第一可控开关模块的第一端；或者，所述旁路单元的输入端连接所述第一可控开关模块的第二端。3.根据权利要求2所述的不间断供电电源系统，其特征在于，所述第一可控开关模块和第二可控开关模块互锁设置。4.根据权利要求2所述的不间断供电电源系统，其特征在于，在第二输入电源输入异常时，所述第一可控开关模块断开，所述第二可控开关模块闭合，所述第一电源用于通过所述第二功能单元为负载供电，还用于可选择地向所述电池单元充电。5.根据权利要求2所述的不间断供电电源系统，其特征在于，所述不间断供电电源系统还包括第三可控开关模块，所述第三可控开关模块的第一端用于与所述第一电源连接，所述第三可控开关模块的第二端与所述第一功能单元的输出端、所述第二可控开关模块的第二端分别连接。6.根据权利要求5所述的不间断供电电源系统，其特征在于，在所述第一电源输入端电源异常时，所述第三可控开关模块关断，所述第二可控开关模块闭合，所述第二电源通过所述第一功能单元为负载供电。7.根据权利要求5所述的不间断供电电源系统，其特征在于，所述第二可控开关模块与所述第三可控开关模块互锁设置。8.根据权利要求1所述的不间断供电电源系统，其特征在于，在旁路单元输入端的电源输入正常时，通过旁路单元为负载供电，所述整流逆变单元处于热备份状态但不输出电流；在所述旁路单元输入端的电源输入异常时，通过所述整流逆变单元为负载供电。9.根据权利要求1-8中任意一项所述的不间断供电电源系统，其特征在于，在执行削峰填谷功能时，所述整流逆变单元处于放电状态，所述电池单元通过所述整流逆变单元为负载供电。10.根据权利要求9所述的不间断供电电源系统，其特征在于，所述旁路单元输出端和所述第二功能单元的输出端之间设置有功率检测单元，所述功率检测单元用于检测所述旁路单元的功率，所述整流逆变单元用于在所述旁路单元的功率流向电源输入端时降低输出
功率。11.一种不间断供电电源系统，其特征在于，包括第三功能单元以及如权利要求1-10中任意一项所述的第一功能单元、切换电路和电池单元，其中：所述第一功能单元设有用于连接第一电源的第一电源输入端，所述第一功能单元的输出端用于为负载供电；所述第三功能单元设有用于连接第二电源的第二电源输入端，所述第三功能单元设有整流单元，所述整流单元中接有电池单元，所述整流单元的输出端连接所述第三功能单元的输出端，所述第三功能单元的输出端用于为负载供电；所述第一电源和第二电源间设置有所述切换电路，在第二电源输入异常时，所述第一电源经所述切换电路连通所述第三功能单元，用于通过所述第三功能单元为负载供电，还用于可选择地向所述电池单元充电。12.根据权利要求11所述的不间断供电电源系统，其特征在于，所述不间断供电电源系统还包括第三可控开关模块，所述切换电路包括第一可控开关模块和第二可控开关模块，所述第三可控开关模块的第一端用于与所述第一电源连接，所述第三可控开关模块的第二端与所述第一功能单元的输出端、所述第二可控开关模块的第二端分别连接；所述第一可控开关模块的第一端连接所述第二电源输入端，所述第一可控开关模块的第二端连接所述整流单元的输入端，所述第二可控开关模块的第一端连接所述第一可控开关模块的第二端。

技术总结
本发明公开了一种不间断供电电源系统，包括第一功能单元和第二功能单元，第一功能单元设有用于连接第一电源的第一电源输入端，第一功能单元的输出端用于为负载供电；第二功能单元设有用于连接第二电源的第二电源输入端，第二功能单元设有相互并联的整流逆变单元和旁路单元，整流逆变单元中接有电池单元，整流逆变单元的输出端、旁路单元的输出端分别连接第二功能单元的输出端，第二功能单元的输出端用于为负载供电；第一电源和第二电源间设置有切换电路，在第二电源输入异常时，第一电源经切换电路连通第二功能单元，用于通过第二功能单元为负载供电，还用于可选择地向电池单元充电。用于解决在电源出现异常时不间断供电能力不足的问题。不足的问题。不足的问题。


技术研发人员：张永照 赵博特 贺富强
受保护的技术使用者：安徽明德源能科技有限责任公司
技术研发日：2023.05.30
技术公布日：2023/9/14