CN112583102A - 一种不间断电源及充放电控制方法 - Google Patents
一种不间断电源及充放电控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112583102A CN112583102A CN201910924997.2A CN201910924997A CN112583102A CN 112583102 A CN112583102 A CN 112583102A CN 201910924997 A CN201910924997 A CN 201910924997A CN 112583102 A CN112583102 A CN 112583102A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- power supply
- circuit
- bidirectional
- super capacitor
- capacitor bank
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 88
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 claims description 85
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims description 47
- 238000007600 charging Methods 0.000 claims description 32
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 17
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 13
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 2
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 abstract description 13
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 abstract description 10
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 abstract description 7
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010277 constant-current charging Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010280 constant potential charging Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
- H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
- H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
- H02J9/061—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for DC powered loads
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
- H02J7/345—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering using capacitors as storage or buffering devices
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
- H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
- H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
- H02M3/1582—Buck-boost converters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
本发明提供的一种不间断电源及充放电控制方法，应用于电力电子技术领域，该电源包括双向升/降压电路、超级电容组，以及控制器，双向升/降压电路的一端分别与电源和负载相连，另一端与超级电容组相连，控制器与双向升/降压电路的控制端相连，用于在电源正常供电的情况下，控制双向升/降压电路工作在充电模式，实现电源为超级电容组充电，以及，在电源断电的情况下，控制双向升/降压电路工作在放电模式，实现超级电容组为所述负载供电。本发明采用超级电容组作为储能装置，超级电容组的可充放电次数远远高于锂电池，因此，可以克服现有技术中使用锂电池作为储能装置的不足，延长UPS的使用寿命，满足实际应用的需求。
Description
技术领域
本发明属于电力电子技术领域，尤其涉及一种不间断电源及充放电控制方法。
背景技术
UPS(Uninterruptible Power Supply，不间断电源)主要用于给服务器等重要设备提供稳定的、不间断的电力供应。当公共电网输入正常时，由公共电网向负载提供电能，而当公共电网因故断电时，UPS立即将其存储的直流电能提供给负载，以维持负载在短时间内的持续供电，确保使用者有足够的时间来保存重要数据。
储能装置是UPS中的关键构成部分，它决定着UPS是否能够提供足够的应急电能，进而确保重要数据的成功保存。在实际应用中，锂电池具有重量轻、充电时间短等优点，是目前UPS中较为常用的储能装置。
但是，由于锂电池技术本身的局限性，锂电池的充放电次数有限，导致UPS的使用寿命较短，难以满足实际应用的需求。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种不间断电源及充放电控制方法，以克服现有技术中使用锂电池作为储能装置的不足，延长UPS的使用寿命，满足实际应用的需求，具体方案如下：
第一方面，本发明申请提供的不间断电源，包括：双向升/降压电路、超级电容组，以及控制器，其中，
所述双向升/降压电路的一端分别与电源和负载相连，另一端与所述超级电容组相连；
所述控制器与所述双向升/降压电路的控制端相连，所述控制器用于在所述电源正常供电的情况下，控制所述双向升/降压电路工作在充电模式，实现所述电源为所述超级电容组充电，以及，在所述电源断电的情况下，控制所述双向升/降压电路工作在放电模式，实现所述超级电容组为所述负载供电。
可选的，所述双向升/降压电路包括:第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、电感器、第一采样电阻和第二采样电阻，其中，
所述第一MOS管、所述第二MOS管以及所述第一采样电阻依次串联，得到第一串联支路；
所述第三MOS管、所述第四MOS管以及所述第二采样电阻依次串联，得到第二串联支路；
所述电感器的一端与所述第一MOS管和所述第二MOS管的串联连接点相连，所述电感器的另一端与所述第三MOS管和所述第四MOS管的串联连接点相连。
可选的，所述双向升/降压电路还包括：第一滤波电容和第二滤波电容，其中，
所述第一滤波电容和所述第二滤波电容分别并联于所述第一串联支路的两端。
第二方面，本发明还提供一种充放电控制方法，应用于本发明第一方面任一项所述的不间断电源的控制器，所述方法包括：
监测所述不间断电源所连接电源的工作状态；
若所述电源正常供电，控制所述双向升/降压电路工作在充电模式，以实现为所述不间断电源的超级电容组充电；
若所述电源断电，控制所述双向升/降压电路工作在放电模式，以实现所述超级电容组为所述不间断电源连接的负载供电。
可选的，所述若所述电源正常供电，控制所述双向升/降压电路工作在充电模式，包括：
在所述电源正常供电的情况下，控制所述双向升/降压电路工作在boost模式，并监测所述双向升/降压电路的充电电流值；
若所述充电电流值处于预设恒流范围内，控制所述双向升/降压电路以恒流方式为所述超级电容组充电。
可选的，若所述充电电流值下降至小于所述预设恒流范围的下限值，控制所述双向升/降压电路以恒压方式为所述超级电容组充电。
可选的，所述若所述电源断电，控制所述双向升/降压电路工作在放电模式，包括：
监测所述超级电容的输出电压；
若所述输出电压大于预设电压范围的上限值，控制所述双向升/降压电路工作在buck模式；
若所述输出电压小于所述预设电压范围的下限值且大于预设电压阈值，控制所述双向升/降压电路工作在boost模式，其中，所述预设电压范围基于所述负载的额定工作电压设定，所述预设电压阈值小于所述预设电压范围的下限值。
可选的，若所述输出电压大于预设电压范围的上限值，控制所述双向升/降压电路工作在buck模式。
可选的，若所述输出电压处于所述预设电压范围内，控制所述双向升/降压电路工作在buck-boost模式。
可选的，若所述输出电压小于所述预设电压阈值，关闭所述双向升/降压电路。
上述本发明提供的不间断电源，包括双向升/降压电路、超级电容组，以及控制器，双向升/降压电路的一端分别与电源和负载相连，另一端与超级电容组相连，控制器与双向升/降压电路的控制端相连，用于在电源正常供电的情况下，控制双向升/降压电路工作在充电模式，实现电源为超级电容组充电，以及，在电源断电的情况下，控制双向升/降压电路工作在放电模式，实现超级电容组为所述负载供电。本发明提供的不间断电源，采用超级电容组作为储能装置，超级电容组的可充放电次数远远高于锂电池，因此，可以克服现有技术中使用锂电池作为储能装置的不足，延长UPS的使用寿命，满足实际应用的需求。
进一步的，由于采用超级电容组作为储能装置，有效延长UPS使用寿命，不必频繁的对UPS进行更换，使得UPS可以集成在负载内部，更加便捷。
附图说明
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获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种不间断电源的电路拓扑图；
图2是本发明实施例提供的一种充放电控制方法的流程图；
图3是本发明实施例提供的双向升/降压电路工作在buck模式的电路拓扑图；
图4是本发明实施例提供的双向升/降压电路工作在buck模式时对应的控制波形图；
图5是本发明实施例提供的双向升/降压电路工作在buck-boost模式的电路拓扑图；
图6是本发明实施例提供的双向升/降压电路工作在buck-boost模式时对应的控制波形图；
图7是本发明实施例提供的超级电容组向负载供电时，双向升/降压电路工作在boost模式的电路拓扑图；
图8是本发明实施例提供的超级电容组向负载供电时，双向升/降压电路工作在boost模式时对应的控制波形图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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做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。
可选的，参见图1，图1是本发明实施例提供的一种不间断电源的电路拓扑图，本发明实施例提供的不间断电源，包括：双向升/降压电路、超级电容组，以及控制器(图中未示出)，其中，
双向升/降压电路的一端分别与电源和负载(图中未示出)相连，另一端与超级电容组相连。
需要说明的是，本发明实施例中与双向升/降压电路相连的电源，其输出的是直流电源，在实际应用中，可以选用AC/DC变换器，将AC/DC变换器的输入端与交流的公共电网相连，经交直流转换后与本发明实施例提供的不间断电源的双向升/降压电路相连。同样的，负载也是与最终输出直流的电源相连的，此处不再赘述。
可选的，本发明实施例提供的双向升/降压电路包括第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第三MOS管Q3、第四MOS管Q4、电感器L、第一采样电阻Rs1和第二采样电阻Rs2，其中，
第一MOS管Q1、第二MOS管Q2以及第一采样电阻Rs1依次串联，形成第一串联支路，并且该第一串联支路的一端与电源的正极相连，另一端与电源的负极相连。当然，第一串联支路的两端还同时与负载的输入端相连。
第三MOS管Q3、第四MOS管Q4以及第二采样电阻Rs2依次串联，得到第二串联支路，且该第二串联支路的一端与超级电容组的正极相连，另一端与超级电容组的负极相连。可选的，本发明实施例所选用的超级电容组为额定电压为86V的超级电容组，可以想到的是，其他额定电压的超级电容组也是可选的，对于超级电容组的选取要综合考虑充/放电电压、在公共电网因故断电的情况下，不间断电源提供紧急供电的持续时长、总体成本等多方面因素，但在不超出本发明核心思想范围的前提下，同样都属于本发明所保护的范围内。
电感器L串接于第一串联支路和第二串联支路之间，具体的，电感器L的一端与第一串联支路中第一MOS管Q1和第二MOS管Q2的串联连接点相连，电感器L的另一端与第二串联支路中的第三MOS管Q3和第四MOS管Q4的串联连接点相连。
控制器与双向升/降压电路的控制端相连，具体的，分别与第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第三MOS管Q3和第四MOS管Q4的门极相连，该控制器用于在电源正常供电的情况下，控制双向升/降压电路工作在充电模式，导通电源与超级电容组之间的充电回路，实现电源为超级电容组充电。进一步的，控制器还用于，在电源断电的情况下，控制双向升/降压电路工作在放电模式，导通超级电容组与负载之间的放电回路，实现超级电容组为负载供电。
可选的，前述控制器可以选用型号为TI UCD3138的数字控制芯片，通过数字信号对双向升/降压电路的工作模式进行控制。进一步的，选用TIUCD3138作为控制器，可以通过PMBUS通信方式与作为负载的服务器主板的BMC或CPU直接通信，在公共电网因故断电时，能够及时告知服务器启动掉电保护，保存数据。
可选的，为了提高供电质量，双向升/降压电路还包括：第一滤波电容C1和第二滤波电容C2，其中，第一滤波电容C和第二滤波电容C2分别并联于第一串联支路的两端，用于减少输入双向升/降压电路的输入纹波。
综上所述，本发明提供的不间断电源，采用超级电容组作为储能装置，超级电容组的可充放电次数远远高于锂电池，因此，可以克服现有技术中使用锂电池作为储能装置的不足，延长UPS的使用寿命，满足实际应用的需求。同时，由于采用超级电容组作为储能装置，有效延长UPS使用寿命，不必频繁的对UPS进行更换，使得UPS可以集成在负载内部，更加便捷。
进一步的，双向升/降压电路的工作模式由控制器通过数字信号进行控制，于现有技术中采用模拟电路搭建控制电路的控制方式相比，可以有效减少电子元器件的使用数量，进而有效降低产品的制造成本。而采用控制器实施数字信号控制，可以实现对双向升/降压电路中功率开关管的隔离驱动，通过提高功率开关管的额定工作电压，还可以提高不间断电源的最高输入电压和最高输出电压，并且不受控制器的影响，因此，可以大大提高不间断电源的适用范围。具体的，现有技术中采用模拟电路搭建控制电路的情况，控制电路与储能、变换电路非隔离连接，不间断电源的输出电压最高可以达到60V，而采用本发明实施例提供的不间断电源，控制信号与具体的储能、变换电路隔离，使得最高输入电压和最高输出电压可以达到600V，实现了在应用范围上的重大突破。
可选的，参见图2，图2是本发明实施例提供的一种充放电控制方法的流程图，本发明实施例提供的充放电控制方法应用于上述任一实施例提供的不间断电源中的控制器，本发明实施例提供的充放电控制方法的流程，可以包括：
S100、监测不间断电源所连接电源的工作状态。
电源的工作状态，大体可以分为两种情况，即正常供电状态和断电状态，在电源正常供电的情况下，电源为负载提供正常工作所需的电能，同时，在不间断电源中超级电容组需要储能的情况下，还未超级电容组进行充电；而在断电状态下，电源将不再为负载或不间断电源供电。
可选的，对于不间断电源所连接的电源工作状态的监控，可以通过检测电源的输出电压实现，当然也可以通过现有技术中的其他方式实现，本发明对于电源工作状态的判断方式不做具体限定。
S110、判断电源是否正常供电，若是，执行S120，若否，执行S130。
可选的，如果通过电源输出电压进行判断的话，比如，电源正常供电情况下，输出12V直流电压，那么相应的，可以持续的获取电源的输出电压，只要电源输出电压在预设范围内，都可以认为电源处于正常工作状态。相反的，如果电源输出电压下降至0V，则可以判定电源处于断电状态。
如果判定电源处于正常工作状态，则执行S120，控制双向升/降压电路工作在充电模式，以实现为不间断电源的超级电容组充电；如果判定电源处于断电状态，则控制双向升/降压电路工作在放电模式，以实现超级电容组为不间断电源连接的负载供电。
S120、控制双向升/降压电路工作在充电模式，以实现为不间断电源的超级电容组充电。
可选的，根据超级电容组充电过程，可以划分为恒流充电阶段和恒压充电阶段。具体的，结合图1所示的本发明实施例提供的不间断电源的电路拓扑图进行说明。
在电源正常供电的情况下，控制双向升/降压电路工作在boost模式，由电源为超级电容组充电，并监测双向升/降压电路的充电电流值，在充电开始初期，充电电流从零开始逐渐增大，直至升高到预设恒流范围内，如果充电电流值处于预设恒流范围内，控制双向升/降压电路以恒流方式为超级电容组充电。
具体的，控制器控制双向升/降压电路中第一MOS管Q1常闭，第二MOS管Q2常开，第三MOS管Q3常闭，第四MOS管Q4工作在PWM开关状态，电路为boost模式，对超级电容组进行恒流充电。
随着超级电容组的电能逐渐增大，充电电流会逐渐减小，如果根据采样电阻测量的充电电流值下降至小于预设恒流范围的下限值，则控制双向升/降压电路以恒压方式为超级电容组充电。
具体的，控制器控制双向升/降压电路中第一MOS管Q1常闭，第二MOS管Q2常开，第三MOS管Q3常闭，第四MOS管Q4工作在PWM开关状态，双向升/降压电路为boost升压模式，充电电流逐渐减小，处于恒压状态。
需要说明的是，在超级电容组充电完成后，双向升/降压电路维持上述恒压状态不变，确保超级电容组时刻处于满电量状态。
S130、控制双向升/降压电路工作在放电模式，以实现超级电容组为不间断电源连接的负载供电。
在电源断电的情况下，将由超级电容组为负载提供应急电能，在具体的供电过程中，随着超级电容组输出电压的变化，本发明实施例将对双向升/降压电路的工作模式进行转换，以充分发挥超级电容组所存储的能量，尽可能的延长不间断电源对负载进行功能的时间。
具体的，监测超级电容的输出电压，在电源断电初期，超级电容组的输出电压大于预设电压范围的上限值，则控制双向升/降压电路工作在buck模式，在降压后得到负载所需的额定工作电压。
可选的，参见图3和图4，其中，图3是本发明实施例提供的双向升/降压电路工作在buck模式的电路拓扑图，图4是本发明实施例提供的双向升/降压电路工作在buck模式时对应的控制波形图。在双向升/降压电路工作在buck模式时，第一MOS管Q1常闭，第二MOS管Q2常开，第三MOS管Q3和第四MOS管Q4工作在PWM开关状态，维持负载的正常供电。
随着超级电容组的持续放电，超级电容组的输出电压将处于预设电压范围内，此种情况下，控制双向升/降压电路工作在buck-boost模式。
可选的，参见图5和图6，其中，图5是本发明实施例提供的双向升/降压电路工作在buck-boost模式的电路拓扑图，图6是本发明实施例提供的双向升/降压电路工作在buck-boost模式时对应的控制波形图。在双向升/降压电路工作在buck-boost模式时，第一MOS管Q1、第二MOS管Q2与第三MOS管Q3、第四MOS管Q4分别交替工作在PWM开关状态，输出电压继续稳定在12V，负载正常工作。
本发明实施例还设置超级电容组停止工作的预设电压阈值，该电压阈值小于预设电压范围的下限值，在超级电容组的输出电压小于预设电压范围的下限值，但大于预设电压阈值的情况下，说明超级电容组的输出电压已经低于负载的额定工作电压，此种情况下，需要控制双向升/降压电路工作在boost模式，将超级电容组的输出电压升高后，提供给负载。
可选的，参见图7和图8，其中，图7是本发明实施例提供的超级电容组向负载供电时，双向升/降压电路工作在boost模式的电路拓扑图，图8是本发明实施例提供的超级电容组向负载供电时，双向升/降压电路工作在boost模式时对应的控制波形图。在双向升/降压电路工作在boost模式时，第三MOS管Q3常闭，第四MOS管Q4常开，第一MOS管Q1常闭，第二MOS管Q2工作在PWM开关状态，超级电容组输出电压继续稳定在负载的额定工作电压。
如果电源持续处于断电状态，超级电容组的输出电压将变得小于预设电压阈值，此时关闭双向升/降压电路，停止向负载供电。
需要说明的是，上述内容中述及的预设电压范围可以根据负载的额定工作电压进行设定，比如，负载额定工作电压为12V，那么预设电压范围可以设定为12±0.5％V。当然，也可以根据负载对于额定工作电压要求对预设电压范围进行针对性调整，本发明对于预设电压范围的具体设定不做限定。而对于预设电压阈值，可以设定的相对的低一些，能够避免超级电容组过度放电即可，沿用前例，预设电压阈值可以设定为5V。
综上所述，通过本发明实施例提供的充放电控制方法，在通过电源向超级电容组充电时，可以工作在恒流模式，也可以工作在恒压模式，实现对超级电容组的充分储能，而在超级电容组作为电源向负载供电时，可以工作在降压模式，也可以工作在升压模式，通过工作模式的不断切换，实现对超级电容组所储电能的充分利用，尽可能的延长不间断电源对负载的供电时间，确保负载的正常工作。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的核心思想或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种不间断电源，其特征在于，包括：双向升/降压电路、超级电容组，以及控制器，其中，
所述双向升/降压电路的一端分别与电源和负载相连，另一端与所述超级电容组相连；
所述控制器与所述双向升/降压电路的控制端相连，所述控制器用于在所述电源正常供电的情况下，控制所述双向升/降压电路工作在充电模式，实现所述电源为所述超级电容组充电，以及，在所述电源断电的情况下，控制所述双向升/降压电路工作在放电模式，实现所述超级电容组为所述负载供电。
2.根据权利要求1所述的不间断电源，其特征在于，所述双向升/降压电路包括:第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、电感器、第一采样电阻和第二采样电阻，其中，
所述第一MOS管、所述第二MOS管以及所述第一采样电阻依次串联，得到第一串联支路；
所述第三MOS管、所述第四MOS管以及所述第二采样电阻依次串联，得到第二串联支路；
所述电感器的一端与所述第一MOS管和所述第二MOS管的串联连接点相连，所述电感器的另一端与所述第三MOS管和所述第四MOS管的串联连接点相连。
3.根据权利要求1所述的不间断电源，其特征在于，所述双向升/降压电路还包括：第一滤波电容和第二滤波电容，其中，
所述第一滤波电容和所述第二滤波电容分别并联于所述第一串联支路的两端。
4.一种充放电控制方法，其特征在于，应用于权利要求1-3任一项所述的不间断电源的控制器，所述方法包括：
监测所述不间断电源所连接电源的工作状态；
若所述电源正常供电，控制所述双向升/降压电路工作在充电模式，以实现为所述不间断电源的超级电容组充电；
若所述电源断电，控制所述双向升/降压电路工作在放电模式，以实现所述超级电容组为所述不间断电源连接的负载供电。
5.根据权利要求4所述的充放电控制方法，其特征在于，所述若所述电源正常供电，控制所述双向升/降压电路工作在充电模式，包括：
在所述电源正常供电的情况下，控制所述双向升/降压电路工作在boost模式，并监测所述双向升/降压电路的充电电流值；
若所述充电电流值处于预设恒流范围内，控制所述双向升/降压电路以恒流方式为所述超级电容组充电。
6.根据权利要求5所述的充放电控制方法，其特征在于，若所述充电电流值下降至小于所述预设恒流范围的下限值，控制所述双向升/降压电路以恒压方式为所述超级电容组充电。
7.根据权利要求4所述的充放电控制方法，其特征在于，所述若所述电源断电，控制所述双向升/降压电路工作在放电模式，包括：
监测所述超级电容组的输出电压；
若所述输出电压大于预设电压范围的上限值，控制所述双向升/降压电路工作在buck模式；
若所述输出电压小于所述预设电压范围的下限值且大于预设电压阈值，控制所述双向升/降压电路工作在boost模式，其中，所述预设电压范围基于所述负载的额定工作电压设定，所述预设电压阈值小于所述预设电压范围的下限值。
8.根据权利要求7所述的充放电控制方法，其特征在于，若所述输出电压处于所述预设电压范围内，控制所述双向升/降压电路工作在buck-boost模式。
9.根据权利要求7所述的充放电控制方法，其特征在于，若所述输出电压小于所述预设电压阈值，关闭所述双向升/降压电路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910924997.2A CN112583102A (zh) | 2019-09-27 | 2019-09-27 | 一种不间断电源及充放电控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910924997.2A CN112583102A (zh) | 2019-09-27 | 2019-09-27 | 一种不间断电源及充放电控制方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112583102A true CN112583102A (zh) | 2021-03-30 |
Family
ID=75109822
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910924997.2A Pending CN112583102A (zh) | 2019-09-27 | 2019-09-27 | 一种不间断电源及充放电控制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112583102A (zh) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1612455A (zh) * | 2003-10-28 | 2005-05-04 | Nec东金株式会社 | 电源电路 |
| CN102129281A (zh) * | 2010-01-20 | 2011-07-20 | 宏碁股份有限公司 | 动态调整电路及具有动态调整电路的计算机系统 |
| CN102647150A (zh) * | 2012-04-19 | 2012-08-22 | 西安交通大学苏州研究院 | 基于同步整流Buck-Boost双向DC/DC变换器的复合电源控制系统 |
| CN102931721A (zh) * | 2012-11-07 | 2013-02-13 | 麦思博尔能源技术（天津）有限公司 | 基于超级电容的动力ups系统及其储能方法 |
| CN105656065A (zh) * | 2014-12-15 | 2016-06-08 | 深圳太研能源科技有限公司 | 一种储能控制系统及方法 |
| CN107994667A (zh) * | 2017-12-19 | 2018-05-04 | 太原理工大学 | 一种超级电容动态充放电控制方法和装置 |
| US20180159362A1 (en) * | 2016-12-06 | 2018-06-07 | Wuhan Institute Of Technology | Energy storage system and operation method thereof |
| CN108809067A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-11-13 | 湖北德普电气股份有限公司 | 一种可控型电容能量泄放电路 |
-
2019
- 2019-09-27 CN CN201910924997.2A patent/CN112583102A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1612455A (zh) * | 2003-10-28 | 2005-05-04 | Nec东金株式会社 | 电源电路 |
| CN102129281A (zh) * | 2010-01-20 | 2011-07-20 | 宏碁股份有限公司 | 动态调整电路及具有动态调整电路的计算机系统 |
| CN102647150A (zh) * | 2012-04-19 | 2012-08-22 | 西安交通大学苏州研究院 | 基于同步整流Buck-Boost双向DC/DC变换器的复合电源控制系统 |
| CN102931721A (zh) * | 2012-11-07 | 2013-02-13 | 麦思博尔能源技术（天津）有限公司 | 基于超级电容的动力ups系统及其储能方法 |
| CN105656065A (zh) * | 2014-12-15 | 2016-06-08 | 深圳太研能源科技有限公司 | 一种储能控制系统及方法 |
| US20180159362A1 (en) * | 2016-12-06 | 2018-06-07 | Wuhan Institute Of Technology | Energy storage system and operation method thereof |
| CN107994667A (zh) * | 2017-12-19 | 2018-05-04 | 太原理工大学 | 一种超级电容动态充放电控制方法和装置 |
| CN108809067A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-11-13 | 湖北德普电气股份有限公司 | 一种可控型电容能量泄放电路 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9444285B2 (en) | Charge controller for vehicle | |
| TWI221695B (en) | Uninterruptible power system | |
| CN100544098C (zh) | 充电电路、控制充电电路操作的方法、以及电源单元 | |
| US8729868B2 (en) | Method and apparatus for charging batteries | |
| JP6152241B2 (ja) | 電力システム、携帯式電子機器および電力の供給方法 | |
| JP2002369407A (ja) | ピークカット機能付きバックアップ電源 | |
| JPH11289676A (ja) | 二次電池充放電装置用の電源装置 | |
| JP6100175B2 (ja) | スイッチング電源装置 | |
| US20070139018A1 (en) | Back up power supply | |
| JPWO2002061917A1 (ja) | 電源装置 | |
| JP6298634B2 (ja) | スイッチング電源装置 | |
| WO2013101162A1 (en) | Ultra-capacitor based energy storage for appliances | |
| CN110994769A (zh) | 一种双电池系统及移动终端设备 | |
| JP2015133817A (ja) | バックアップ電源装置 | |
| JPH11341694A (ja) | 二次電池の充電方法 | |
| CN210490543U (zh) | 一种多级储能元件并联充放电系统 | |
| JP2017147808A (ja) | 蓄電システム及び蓄電方法 | |
| JP6017563B2 (ja) | 電池及びｄｃ−ｄｃコンバータを有する電気器具のための電力供給回路 | |
| CN109586390B (zh) | 电源电路及用电设备 | |
| KR20220015402A (ko) | 에너지 하베스팅하고 재충전 가능한 에너지 저장 디바이스를 충전하기 위한 방법 및 디바이스 | |
| JP2004320982A (ja) | 電子機器 | |
| WO2012032621A1 (ja) | キャパシタを用いた蓄電装置、その充電制御装置、および、その充電制御方法 | |
| CN203590032U (zh) | Dc-dc转换器 | |
| CN112583102A (zh) | 一种不间断电源及充放电控制方法 | |
| CN114725544B (zh) | 电池管理系统及电池系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210330 |