本發(fā)明涉及電源領(lǐng)域，更特別地，涉及多級(jí)Boost級(jí)聯(lián)升壓電源裝置及其控制方法。

背景技術(shù)：
目前，電源裝置通常用于保障各種用電設(shè)備停電之后繼續(xù)工作一段時(shí)間，以使用戶能夠進(jìn)行緊急處理，例如在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中，用戶能夠及時(shí)的保存數(shù)據(jù)，使用戶不會(huì)因?yàn)橥ｋ姸绊懝ぷ骰騺G失數(shù)據(jù)。電源裝置在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)和通信系統(tǒng)等各種實(shí)際應(yīng)用中，可以作為應(yīng)急電源來(lái)使用，防止突然斷電而影響正常工作，給系統(tǒng)造成損害。為了提升產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，降低體積和增加功率密度已經(jīng)成為UPS的發(fā)展趨勢(shì)。而在目前的1至3KVA功率段的在線式UPS產(chǎn)品中，電池的DC/DC升壓模塊通常使用的是推挽拓?fù)洌D(zhuǎn)換效率普遍較低；另一方面在電池模式時(shí)，它需要一個(gè)充電器來(lái)為電池充電，而這充電器模塊就大大增加了產(chǎn)品的體積。為了改進(jìn)目前的情況，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種新的拓?fù)湟欢嗉?jí)Boost級(jí)聯(lián)升壓電路，即采用多個(gè)Boost電路進(jìn)行級(jí)聯(lián)來(lái)完成升壓，可用它來(lái)取代推挽拓?fù)?。同時(shí)使用新的拓?fù)?，我們不在需要額外的充電器模塊，因?yàn)榇穗娐肪邆潆p向DC/DC的轉(zhuǎn)換功能，可實(shí)現(xiàn)對(duì)電池充電。對(duì)于1至3KVA功率段的在線式UPS電源產(chǎn)品，電池串聯(lián)使用的節(jié)數(shù)較少，導(dǎo)致直流母線電壓比電池總電壓高處許多，于是需要較高的升壓比來(lái)完成DC/DC的轉(zhuǎn)換，若采用單級(jí)Boost電路來(lái)完成升壓是很難滿足要求的，所以我們考慮應(yīng)用兩級(jí)甚至多級(jí)升壓電路來(lái)解決此問(wèn)題。此電路在電池模式中可以起到DC/DC的正常升壓作用，而在在線模式中可以實(shí)現(xiàn)充電器的功能對(duì)電池進(jìn)行充電，因此它省掉了額外的充電器，這樣為我們 降低體積提供了可能；另外，新拓?fù)渌玫钠骷?duì)比推挽拓?fù)鋪?lái)說(shuō)相對(duì)較少，同時(shí)具備更高的系統(tǒng)效率和更低的設(shè)計(jì)成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為實(shí)現(xiàn)前述目的，本發(fā)明提供了一種多級(jí)Boost級(jí)聯(lián)升壓電源裝置的控制方法，所述電源裝置包括：交流/直流轉(zhuǎn)換單元，輸入端連接交流輸入電源，將交流電源轉(zhuǎn)換為直流電源；直流/直流轉(zhuǎn)換單元，其輸入連接所述交流/直流轉(zhuǎn)換單元的輸出，將直流輸入電源轉(zhuǎn)換成特定的直流電源；直流/交流轉(zhuǎn)換單元，其輸入連接所述直流/直流轉(zhuǎn)換單元的輸出，將直流電源轉(zhuǎn)換成所需的交流輸出電源；直流母線電容，連接于所述直流/直流轉(zhuǎn)換單元與直流/交流轉(zhuǎn)換單元之間，用于儲(chǔ)存直流/直流轉(zhuǎn)換單元所輸出的直流電能；充電升壓?jiǎn)卧?，通過(guò)開關(guān)元件連接到所述電源裝置，用于對(duì)電池充電以及對(duì)電池提供的電能進(jìn)行升壓，其特征在于，所述方法包括：當(dāng)處于在線模式中時(shí)，控制開關(guān)元件將充電升壓?jiǎn)卧?jīng)由第三升壓電感L5連接在直流母線電容的兩端，利用直流母線電容的能量通過(guò)充電升壓?jiǎn)卧獙?duì)電池充電，或者連接到交流/直流轉(zhuǎn)換單元的輸出端，利用交流/直流轉(zhuǎn)換單元的輸出能量通過(guò)充電升壓?jiǎn)卧獙?duì)電池充電；以及當(dāng)處于電池模式中時(shí)，控制開關(guān)元件將充電升壓?jiǎn)卧B接在直流/直流轉(zhuǎn)換單元的輸入端，對(duì)電池提供的能量進(jìn)行多級(jí)升壓，從而為直流母線電容提供能量。優(yōu)選地，當(dāng)處于在線模式中時(shí)，利用直流母線電容的能量通過(guò)充電升壓?jiǎn)卧獙?duì)電池充電包括：充電升壓?jiǎn)卧ぷ髟诮祲汗ぷ髂Ｊ?，由直流母線電容儲(chǔ)存的直流電能降壓后對(duì)電池充電。優(yōu)選地，當(dāng)處于在線模式中時(shí)，利用交流/直流轉(zhuǎn)換單元的輸出能量通過(guò)充電升壓?jiǎn)卧獙?duì)電池充電，包括：充電升壓?jiǎn)卧ぷ髟诮祲汗ぷ髂Ｊ?，由交?直流轉(zhuǎn)換單元的輸出整流電容降壓后對(duì)電池充電。優(yōu)選地，當(dāng)處于電池模式中時(shí)，對(duì)電池提供的能量進(jìn)行多級(jí)升壓包括：由充電升壓?jiǎn)卧獙?duì)電池提供的能量進(jìn)行初次升壓，然后由直流/直流轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行二次升壓。優(yōu)選地，充電升壓?jiǎn)卧ǖ诙龎弘姼?，第三功率開關(guān)管和升壓電容，對(duì)電池提供的能量進(jìn)行初次升壓包括：該功率開關(guān)管導(dǎo)通使電池將能量提供給該第二升壓電感，而后關(guān)閉該功率開關(guān)管使電池和該第二升壓電感為該升壓電容提供能量。優(yōu)選地，所述直流/直流轉(zhuǎn)換單元包括：第一升壓電感和第一功率開關(guān)管，由直流/直流轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行二次升壓包括：該功率開關(guān)管導(dǎo)通使前述升壓電容通過(guò)開關(guān)元件為第一升壓電感提供能量，然后關(guān)閉該功率開關(guān)管，由該升壓電容和第一升壓電感為直流母線電容提供能量。本發(fā)明提供了一種多級(jí)Boost級(jí)聯(lián)升壓電源裝置，所述電源裝置包括：交流/直流轉(zhuǎn)換單元，輸入端連接交流輸入電源，將交流電源轉(zhuǎn)換為直流電源；直流/直流轉(zhuǎn)換單元，其輸入連接所述交流/直流轉(zhuǎn)換單元的輸出，將直流輸入電源轉(zhuǎn)換成特定的直流電源；直流/交流轉(zhuǎn)換單元，其輸入連接所述直流/直流轉(zhuǎn)換單元的輸出，將直流電源轉(zhuǎn)換成所需的交流輸出電源；直流母線電容，連接于所述直流/直流轉(zhuǎn)換單元與直流/交流轉(zhuǎn)換單元之間，用于儲(chǔ)存直流/直流轉(zhuǎn)換單元所輸出的直流電能；以及充電升壓?jiǎn)卧ㄟ^(guò)開關(guān)元件連接到所述電源裝置，用于對(duì)電池充電以及對(duì)電池提供的電能進(jìn)行升壓；其中，當(dāng)處于在線模式中時(shí)，電源裝置控制開關(guān)元件將充電升壓?jiǎn)卧?jīng)由第三升壓電感連接在直流母線電容的兩端，利用直流母線電容的能量通過(guò)充電升壓?jiǎn)卧獙?duì)電池充電，或者連接到交流/直流轉(zhuǎn)換單元的輸出端，利用交流/直流轉(zhuǎn)換單元的輸出能量通過(guò)充電升壓?jiǎn)卧獙?duì)電池充電；以及當(dāng)處于電池模式中時(shí)，電源裝置控制開關(guān)元件將充電升壓?jiǎn)卧B接在直流/直流轉(zhuǎn)換單元的輸入端，對(duì)電池提供的能量進(jìn)行多級(jí)升壓，從而為直流母線電容提供能量。優(yōu)選地，當(dāng)處于在線模式中時(shí)，電源裝置利用直流母線電容的能量通過(guò)充電升壓?jiǎn)卧獙?duì)電池充電包括：充電升壓?jiǎn)卧ぷ髟诮祲汗ぷ髂Ｊ?，由直流母線電容儲(chǔ)存的直流電能降壓后對(duì)電池充電。優(yōu)選地，當(dāng)處于在線模式中時(shí)，電源裝置利用交流/直流轉(zhuǎn)換單元的輸出能量通過(guò)充電升壓?jiǎn)卧獙?duì)電池充電，包括：充電升壓?jiǎn)卧ぷ髟诮祲汗? 作模式，由交流/直流轉(zhuǎn)換單元的輸出整流電容降壓后對(duì)電池充電。優(yōu)選地，當(dāng)處于電池模式中時(shí)，電源裝置對(duì)電池提供的能量進(jìn)行多級(jí)升壓包括：由充電升壓?jiǎn)卧獙?duì)電池提供的能量進(jìn)行初次升壓，然后由直流/直流轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行二次升壓。優(yōu)選地，充電升壓?jiǎn)卧ǖ诙龎弘姼校谌β书_關(guān)管和升壓電容，對(duì)電池提供的能量進(jìn)行初次升壓包括：該功率開關(guān)管導(dǎo)通使電池將能量提供給該第二升壓電感，而后關(guān)閉該功率開關(guān)管使電池和該第二升壓電感為升壓電容提供能量。優(yōu)選地，所述直流/直流轉(zhuǎn)換單元包括：第一升壓電感和第一功率開關(guān)管，由直流/直流轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行二次升壓包括：該功率開關(guān)管導(dǎo)通使前述升壓電容通過(guò)開關(guān)元件為第一升壓電感提供能量，然后關(guān)閉該功率開關(guān)管，由該升壓電容和第一升壓電感為直流母線電容提供能量。優(yōu)選地，充電升壓?jiǎn)卧ǎ洪_關(guān)元件、升壓電容、第二功率開關(guān)管、第三功率開關(guān)管、第二升壓電感、和電池，具體連接關(guān)系為，控制開關(guān)元件將充電升壓?jiǎn)卧釉谥绷髂妇€電容的兩端，開關(guān)元件經(jīng)由第三升壓電感連接到直流母線電容的一端，開關(guān)元件連接升壓電容的一端且連接第二功率開關(guān)管的集電極，升壓電容的另一端連接直流母線電容的另一端、第三功率開關(guān)管的發(fā)射極、電池負(fù)極以及第一功率開關(guān)管的發(fā)射極，第二功率開關(guān)管的發(fā)射極連接第二升壓電感的一端以及第三功率開關(guān)管的集電極，第二升壓電感的另一端連接電池正極；或者控制開關(guān)元件將充電升壓?jiǎn)卧釉谥绷?直流轉(zhuǎn)換單元的輸入端，開關(guān)元件經(jīng)由第一升壓電感連接到第一功率開關(guān)管的集電極和直流母線二極管的陽(yáng)極，直流母線二極管的陰極連接到直流母線電容的一端，開關(guān)元件連接升壓電容的一端，升壓電容的另一端連接直流母線電容的另一端、第三功率開關(guān)管的發(fā)射極、電池負(fù)極以及第一功率開關(guān)管的發(fā)射極，開關(guān)元件連接第二功率開關(guān)管的集電極，第二功率開關(guān)管的發(fā)射極連接第二升壓電感的一端以及第三功率開關(guān)管的集電極，第二升壓電感的另一端連接電池正極。附圖說(shuō)明下面對(duì)本發(fā)明結(jié)合附圖做詳細(xì)描述，這樣它的目的、優(yōu)點(diǎn)及其它新穎的特征將變得更加明顯。圖1為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的多級(jí)Boost級(jí)聯(lián)升壓電源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的多級(jí)Boost級(jí)聯(lián)升壓電源裝置在在線模式下的AC/DC的電路動(dòng)作圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的多級(jí)Boost級(jí)聯(lián)升壓電源裝置在在線模式下的DC/AC的正半周期電路動(dòng)作圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的多級(jí)Boost級(jí)聯(lián)升壓電源裝置在在線模式下的DC/AC的負(fù)半周期電路動(dòng)作圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的多級(jí)Boost級(jí)聯(lián)升壓電源裝置在在線模式下的為電池充電的電路動(dòng)作圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的多級(jí)Boost級(jí)聯(lián)升壓電源裝置在電池模式下的第一級(jí)升壓的電路動(dòng)作圖；圖7為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的多級(jí)Boost級(jí)聯(lián)升壓電源裝置在電池模式下的第二級(jí)升壓的電路動(dòng)作圖；以及圖8為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的多級(jí)Boost級(jí)聯(lián)升壓電源裝置在旁路模式下的電路動(dòng)作圖。附圖標(biāo)記Q1至Q7帶有體二極管的功率開關(guān)管L1第一升壓電感L2第一逆變電感L3第二逆變電感L4第二升壓電感L5第三升壓電感C1直流母線電容C2升壓電容C3逆變電容C4整流電容BAT電池D1直流母線二極管具體實(shí)施方式現(xiàn)在參考附圖介紹本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，然而，本發(fā)明可以用許多不同的形式來(lái)實(shí)施，并且不局限于此處描述的實(shí)施例，提供這些實(shí)施例是為了詳盡地且完全地公開本發(fā)明，并且向所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員充分傳達(dá)本發(fā)明的范圍。對(duì)于表示在附圖中的示例性實(shí)施方式中的術(shù)語(yǔ)并不是對(duì)本發(fā)明的限定。在附圖中，相同的單元/元件使用相同的附圖標(biāo)記。除非另有說(shuō)明，此處使用的“一”、“一個(gè)”、“所述”和“該”也包括復(fù)數(shù)形式。此外，應(yīng)當(dāng)理解的是，本說(shuō)明書中使用的術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”和/或“含有”，指定了一些特征、實(shí)體、步驟、操作、單元、和/或元件，但并不排除一個(gè)或多個(gè)特征、實(shí)體、步驟、操作、單元、元件和/或有它們組成的組。應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)單元被稱為“連接”或“耦合”到另一個(gè)單元時(shí)，它可以是直接和另一單元連接或耦合，也可以存在中間單元。此外，此處所指的“連接”或“耦合”包括無(wú)線連接或耦合。此處使用的術(shù)語(yǔ)“和/或”包括一個(gè)或以上所列相關(guān)項(xiàng)目的任意組合和全部組合。除非另有說(shuō)明，此處使用的術(shù)語(yǔ)(包括科技術(shù)語(yǔ))對(duì)所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員具有通常的理解含義。另外，可以理解的是，以通常使用的詞典限定的術(shù)語(yǔ)，應(yīng)當(dāng)被理解為與其相關(guān)領(lǐng)域的語(yǔ)境具有一致的含義，而不應(yīng)該被理解為理想化的或過(guò)于正式的意義。首先，先了解一下本電源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1為所示，它是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的多級(jí)Boost級(jí)聯(lián)升壓電源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。本電源裝置包括：交流/直流轉(zhuǎn)換單元A、直流/直流轉(zhuǎn)換單元B、直流/交流 轉(zhuǎn)換單元C以及充電升壓?jiǎn)卧狣。下面分別對(duì)這四個(gè)單元的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行說(shuō)明：1、交流/直流轉(zhuǎn)換單元由全橋整流器和整流電容C4組成；其輸入端連接交流輸入電源裝置，由所述交流輸入電源裝置提供交流輸入。此外，全橋整流器的輸入端通過(guò)輸入電源的繼電器(即IPRelay)連接到輸入電源的EMI濾波器(即IPEMI)。優(yōu)選地，整流電容C4的兩端分別連接在全橋整流器的輸出端。2、直流/直流轉(zhuǎn)換單元由第一升壓電感L1、帶有體二極管的第一功率開關(guān)管Q1、直流母線二極管D1以及直流母線電容C1組成，也可以稱為簡(jiǎn)單的單級(jí)Boost電路。當(dāng)?shù)谝还β书_關(guān)管Q1導(dǎo)通時(shí)，前述整流電容C4為第一升壓電感L1進(jìn)行能量的存儲(chǔ)，當(dāng)?shù)谝还β书_關(guān)管Q1關(guān)斷時(shí)，直流母線二極管D1導(dǎo)通，前述整流電容C4和第一升壓電感L1為直流母線電容C1充電，這就實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單的直流/直流轉(zhuǎn)換。3、直流/交流轉(zhuǎn)換單元本實(shí)施例中此單元也可以稱為全橋逆變電路，其包括帶有體二極管的功率開關(guān)管Q2、Q3、Q4和Q5，第一逆變電感L2和第二逆變電感L3，以及逆變電容C3。其中功率開關(guān)管Q2、Q3和Q4、Q5分別構(gòu)成全橋逆變電路的兩個(gè)橋臂，且這四個(gè)功率開關(guān)管均帶有體二極管。直流/交流轉(zhuǎn)換單元的輸入為前一級(jí)直流/直流轉(zhuǎn)換單元B的輸出，即將直流母線電容作為輸入，它實(shí)現(xiàn)將直流電到交流電的轉(zhuǎn)換。4、充電升壓?jiǎn)卧締卧◣в畜w二極管的第二功率開關(guān)管Q6和第三功率開關(guān)管Q7、第二升壓電感L4、單擲雙刀的開關(guān)元件(即SWITCH)、升壓電容C2和電池BAT。優(yōu)選地，所述開關(guān)元件可以是電池繼電器(BATRelay)。充電升壓?jiǎn)卧潜景l(fā)明的重點(diǎn)，這個(gè)單元具有兩個(gè)功能，其中一個(gè)功能是它可完成處于電池模式下，由電池提供電能進(jìn)行第一次升壓，再配合前述直流/交流轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行第二次升壓后，對(duì)直流母線電容C1充電；以及另 一功能是處于在線模式中時(shí)，為電池充電，也即此電路具備雙向直流/直流轉(zhuǎn)換的功能。所述充電升壓?jiǎn)卧木唧w連接關(guān)系為：開關(guān)元件連接在全橋整流器的輸出端或經(jīng)由第三升壓電感L5連接到直流母線電容C1的一端，從而控制充電升壓?jiǎn)卧B接全橋整流器的輸出端，或經(jīng)由第三升壓電感L5連接到直流母線電容C1的一端。開關(guān)元件連接升壓電容的一端，升壓電容C2的另一端連接直流母線電容C1的另一端、第三功率開關(guān)管Q7的發(fā)射極以及電池負(fù)極；開關(guān)元件連接第二功率開關(guān)管Q6的集電極，第二功率開關(guān)管Q6的發(fā)射極連接第二升壓電感L4的一端以及第三功率開關(guān)管Q7的集電極，第二升壓電感L4的另一端連接電池正極。當(dāng)處于在線模式中時(shí)，控制開關(guān)元件將充電升壓?jiǎn)卧?jīng)由第三升壓電感L5連接在直流母線電容C1的兩端，利用直流母線電容C1的能量通過(guò)充電升壓?jiǎn)卧獙?duì)電池充電，或者連接到交流/直流轉(zhuǎn)換單元的輸出端，利用交流/直流轉(zhuǎn)換單元的輸出能量通過(guò)充電升壓?jiǎn)卧獙?duì)電池充電。當(dāng)處于電池模式中時(shí)，控制開關(guān)元件將充電升壓?jiǎn)卧釉谥绷?直流轉(zhuǎn)換單元的輸入端，對(duì)電池提供的能量進(jìn)行多級(jí)升壓，從而為直流母線電容C1提供能量。當(dāng)充電升壓?jiǎn)卧獙?shí)現(xiàn)升壓功能時(shí)，系統(tǒng)控制該開關(guān)元件連接到第一升壓電感L1的一端。由第二升壓L4、第三功率開關(guān)管Q7，升壓電容C2及第二功率開關(guān)管Q6的體二極管組成第一級(jí)Boost電路，電池(BAT)作為第一級(jí)Boost電路的輸入。當(dāng)系統(tǒng)控制第三功率開關(guān)管Q7導(dǎo)通時(shí)，電池將能量提供給第二升壓電感L4，然后第三功率開關(guān)管Q7關(guān)斷時(shí)，電池和第二升壓電感L4經(jīng)由第二功率開關(guān)管Q6的體二極管為升壓電容C2提供能量。從而，為升壓電容C2充電，實(shí)現(xiàn)電路的第一級(jí)升壓功能，接著由直流/直流轉(zhuǎn)換單元的第一升壓電感L1、第一功率開關(guān)管Q1、直流母線二極管D1及直流母線電容C1組成第二級(jí)Boost電路。升壓電容C2作為輸入，為直流母線電容C1充電，從而完成電路的最后升壓功能；當(dāng)充電升壓?jiǎn)卧獙?shí)現(xiàn)充電功能時(shí)，系統(tǒng)控制該開關(guān)元件連接到第三升 壓電感L5的一端，此時(shí)直流母線電容C1為升壓電容C2提供能量，由第二功率開關(guān)管Q6、第二升壓電感L4、電池BAT以及第三功率開關(guān)管Q7的體二極管組成BUCK電路，即為降壓電路。升壓電容C2作為輸入，從而實(shí)現(xiàn)為電池充電的功能。很明顯，充電時(shí)的電路復(fù)用升壓時(shí)的第一級(jí)Boost電路，只是部分器件開關(guān)狀態(tài)存在改變，也即是電路存在雙向轉(zhuǎn)換功能。此外，除了上面所描述的四個(gè)單元外，所述電源裝置還包括交流輸入電源裝置IP和交流輸出電源裝置OP等。輸入裝置由輸入濾波器(即IPEMI)和輸入繼電器(即IPRelay)組成，實(shí)現(xiàn)交流電源的輸入和濾波等作用；而輸出裝置由旁路繼電器(即BYPRelay)和輸出濾波器(即OPEMI)等組成，完成交流電源的濾波和輸出等功能。其次，在對(duì)本發(fā)明的電源裝置的結(jié)構(gòu)有一定的了解后，接著介紹關(guān)于它的電路動(dòng)作，根據(jù)交流輸入電源的狀況可以分為下列幾種模式進(jìn)行說(shuō)明，下面結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式來(lái)描述：一、在線模式(LineMode)本發(fā)明針對(duì)額外的充電器使電源裝置的體積過(guò)大并且單級(jí)升壓電路難以滿足升壓要求等的問(wèn)題，提出了一種多級(jí)Boost級(jí)聯(lián)升壓電源裝置的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，提供一種多級(jí)升壓電路，所述電路在電池模式中起到多級(jí)升壓的作用，使用電池串聯(lián)的節(jié)數(shù)較少，而且在在線模式中可完成對(duì)電池進(jìn)行充電，因此其省掉了額外的充電器。在線模式時(shí)，AC/DC電路動(dòng)作圖如圖2所示，圖2為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的多級(jí)Boost級(jí)聯(lián)升壓電源裝置在在線模式下的AC/DC的電路動(dòng)作圖。充電升壓?jiǎn)卧ぷ髟诮祲汗ぷ髂Ｊ?，由交?直流轉(zhuǎn)換單元的輸出整流電容降壓后對(duì)電池充電。首先，當(dāng)?shù)谝还β书_關(guān)管Q1設(shè)置為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，交流輸入電源裝置的輸入電源由整流電容、第一升壓電感L1、第一功率開關(guān)管Q1形成回路，如圖2中實(shí)箭頭線所示，此時(shí)第一升壓電感L1儲(chǔ)存能量。然后，將功率開關(guān)管Q1設(shè)置為截止?fàn)顟B(tài)，第一升壓電感L1通過(guò)直流母線二極管D1、直流母線電容C1和整流電容形成回路，如圖2 中的虛箭頭線所示，此時(shí)整流電容C4和第一升壓電感L1釋放能量，對(duì)直流母線電容C1進(jìn)行充電，從而實(shí)現(xiàn)AC/DC和DC/DC的轉(zhuǎn)換。在在線模式下，它還要進(jìn)行DC/AC的轉(zhuǎn)換，DC/AC的電路動(dòng)作如圖3和圖4所示，圖3和圖4根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的多級(jí)Boost級(jí)聯(lián)升壓電源裝置在在線模式下的DC/AC的電路動(dòng)作圖。根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方式，在正半周期內(nèi)，保持全橋逆變電路中的功率開關(guān)管Q5導(dǎo)通而功率開關(guān)管Q4截止，當(dāng)功率開關(guān)管Q2導(dǎo)通時(shí)，直流母線電容C1、功率開關(guān)管Q2、第一逆變電感L2、逆變電容C3、第二逆變電感L3、功率開關(guān)管Q5形成回路，如圖3中的實(shí)箭頭線所示，此時(shí)直流母線電容C1釋放能量，第一和第二逆變電感儲(chǔ)存能量，而當(dāng)功率開關(guān)管Q2截止時(shí)，第一逆變電感L2、逆變電容C3、第二逆變電感L3、功率開關(guān)管Q5及功率開關(guān)管Q3的體二極管形成回路，如圖3中的虛箭頭線所示，此時(shí)第一和第二逆變電感釋放能量，逆變輸出正半周波形。而在輸出的負(fù)半周期內(nèi)，保持全橋逆變電路中的功率開關(guān)管Q4導(dǎo)通而Q5截止，當(dāng)功率開關(guān)管Q3導(dǎo)通時(shí)，直流母線電容C1、功率開關(guān)管Q3、第一逆變電感L2、逆變電容C3、第二逆變電感L3、功率開關(guān)管Q4形成回路，如圖4中的實(shí)箭頭線所示，此時(shí)直流母線電容C1釋放能量，逆變電感儲(chǔ)存能量。而當(dāng)功率開關(guān)管Q3截止時(shí)，第一逆變電感L2、逆變電容C3、第二逆變電感L3、功率開關(guān)管Q4及功率開關(guān)管Q2的體二極管形成回路，如圖4中的虛箭頭線所示，此時(shí)逆變電感釋放能量，逆變輸出負(fù)半周波形。注意的是當(dāng)控制方式不同時(shí)，電路的導(dǎo)通情況也不同，同時(shí)Q2和Q3不能同時(shí)導(dǎo)通，Q4和Q5也不能同時(shí)導(dǎo)通。除上以外，在在線模式下，充電升壓?jiǎn)卧瑯涌梢怨ぷ?，此時(shí)主要是完成對(duì)電池的充電功能。如圖5所示，在在線模式下，多級(jí)Boost級(jí)聯(lián)升壓電源裝置的充電升壓?jiǎn)卧梢赃B接在直流母線電容C1的兩端，也可以連接在交流/直流轉(zhuǎn)換單元的輸出端，既整流電容C4的兩端，所述連接由諸如電池繼電器(即BATRelay)的開關(guān)元件進(jìn)行切換。兩者的區(qū)別在于在電池充電時(shí)，前者的能量由直流母線電容C1提供，后者由整流后的直 流電提供，本文以前者為例進(jìn)行說(shuō)明。當(dāng)諸如電池繼電器的開關(guān)元件通過(guò)第三升壓電感L5連接到直流母線電容C1時(shí)，此時(shí)第三功率開關(guān)管Q7截止，系統(tǒng)通過(guò)控制第二功率開關(guān)管Q6導(dǎo)通和截止來(lái)完成對(duì)電池的充電，電路動(dòng)作為：當(dāng)?shù)诙β书_關(guān)管Q6導(dǎo)通時(shí)，升壓電容C2、第二功率開關(guān)管Q6、第二升壓電感L4以及電池形成回路，如圖5的左側(cè)實(shí)箭頭線回路所示，此時(shí)升壓電容C2提供能量，第二升壓電感L4儲(chǔ)存能量，同時(shí)為電池充電。然而升壓電容C2的能量可以通過(guò)開關(guān)元件和第三升壓電感L5來(lái)由直流母線電容C1提供，如圖5的右側(cè)實(shí)線回路所示。當(dāng)?shù)诙β书_關(guān)管Q6截止時(shí)，第二升壓電感L4、功率開關(guān)管Q7的體二極管以及電池形成回路，如圖5的虛箭頭線所示，第二升壓電感L4釋放能量為電池充電。二、電池模式(BATMode)另外，當(dāng)市電出現(xiàn)故障(例如市電掉電)時(shí)，電源裝置將失去交流輸入。為了維持電源的輸出，此時(shí)需要進(jìn)入由電池進(jìn)行供電的電池模式。同時(shí)，本發(fā)明針對(duì)電池串聯(lián)個(gè)數(shù)少時(shí)，單級(jí)升壓電路難以滿足升壓要求的問(wèn)題，提出了一種多級(jí)Boost級(jí)聯(lián)升壓電路拓?fù)洌瑥亩瓿闪穗姵仉妷合蛑绷髂妇€電壓的順利轉(zhuǎn)換，維持了電源的持續(xù)輸出。因此，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，當(dāng)市電故障無(wú)法提供交流輸入時(shí)，多級(jí)Boost級(jí)聯(lián)升壓電源裝置需要使用內(nèi)部的電池來(lái)暫時(shí)提供能量，并將所述能量轉(zhuǎn)換為交流輸出。此時(shí)系統(tǒng)控制諸如電池繼電器(BATRelay)的開關(guān)元件連接到第一升壓電感L1的一端。下面給出采用兩級(jí)升壓方式的實(shí)施方式，但是所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，本發(fā)明并不限于兩級(jí)升壓結(jié)構(gòu)，升壓的級(jí)數(shù)可以根據(jù)實(shí)際需求來(lái)更改。在電池模式下，電池需要經(jīng)過(guò)兩級(jí)升壓電路，第一級(jí)升壓的電路動(dòng)作如圖6所示，圖6是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的多級(jí)Boost級(jí)聯(lián)升壓電源裝置在電池模式下的第一級(jí)升壓的電路動(dòng)作圖。此時(shí)第二升壓電感L4、第三功率開關(guān)管Q7，升壓電容C2及第二功率開關(guān)管Q6的體二極管組成第一級(jí)Boost電路，電池(BAT)作為電路的輸入，為升壓電容C2充電， 電路動(dòng)作為：當(dāng)?shù)谌β书_關(guān)管Q7導(dǎo)通時(shí)，第二升壓電感L4、第三功率開關(guān)管Q7以及電池形成回路，如圖6的虛箭頭所示，電池釋放能量，第二升壓電感L4儲(chǔ)能；當(dāng)?shù)谌β书_關(guān)管Q7截止時(shí)，電池、第二升壓電感L4、功率開關(guān)管Q6的體二極管及升壓電容C2形成回路，如圖6的實(shí)箭頭所示，電池和第二升壓電感L4一起釋放能量，升壓電容C2進(jìn)行儲(chǔ)能，從而完成第一級(jí)升壓。當(dāng)完成第一級(jí)升壓后，系統(tǒng)將進(jìn)一步完成第二級(jí)升壓，第二級(jí)升壓的電路動(dòng)作如圖7所示。圖7是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的多級(jí)Boost級(jí)聯(lián)升壓電源裝置在電池模式下的第二級(jí)升壓的電路動(dòng)作圖。此時(shí)第一升壓電感L1、第一功率開關(guān)管Q1、直流母線二極管D1及直流母線電容C1組成第二級(jí)Boost電路，電路動(dòng)作和第一級(jí)升壓動(dòng)作如下：當(dāng)?shù)谝还β书_關(guān)管Q1導(dǎo)通時(shí)，第一升壓電感L1、第一功率開關(guān)管Q1以及升壓電容C2形成回路，如圖7的實(shí)箭頭所示，升壓電容C2釋放能量，第一升壓電感L1儲(chǔ)能；當(dāng)?shù)谝还β书_關(guān)管Q1截止時(shí)，升壓電容C2、第一升壓電感L1、直流母線二極管D1及直流母線電容C1形成回路。如圖7的虛箭頭所示升壓電容C2和第一升壓電感L1釋放能量，直流母線電容C1進(jìn)行儲(chǔ)能，從而完成第二級(jí)升壓，進(jìn)而完成電池向直流母線電容C1的能量轉(zhuǎn)換。除此之外，在電池模式下還要完成DC/AC的轉(zhuǎn)換，其工作原理與在線模式時(shí)的DC/AC的轉(zhuǎn)換相同，如圖3和圖4所示，具體請(qǐng)參考在線模式中DC/AC轉(zhuǎn)換的描述。從上所知，在電池模式下，第一級(jí)升壓電路復(fù)用充電電路，第二級(jí)升壓電路完全復(fù)用在線模式下的直流/直流轉(zhuǎn)換單元B，因此通過(guò)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，不但可以省掉額外的充電器，同時(shí)提高了電源的效率，還縮小了電源裝置的體積和節(jié)約了電源裝置的成本。三、旁路模式(BYPMode)除在線模式和電池模式外，旁路模式也為常用的模式，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的多級(jí)Boost級(jí)聯(lián)升壓電源裝置在旁路模式下的電路動(dòng)作如圖8所示。當(dāng)需要由市電進(jìn)行直接供電或者AC/DC、DC/DC及DC/AC中的某個(gè) 單元等出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，此時(shí)可以將交流輸入電源直接連接到輸出來(lái)維持電源的輸出。當(dāng)處于在線模式或電池模式時(shí)，旁路繼電器與逆變電容C3的兩端連接，而當(dāng)處于旁路模式時(shí)，旁路繼電器與逆變電容C3的兩端斷開，直接接入整流輸入電路的兩端，具體動(dòng)作圖如圖8所示，旁路繼電器將交流輸入電源直接接入輸出EMI濾波器，分別將輸出電源的L線和N線與交流輸入的L線和N線連接。如上已經(jīng)通過(guò)參考少量實(shí)施例詳細(xì)地描述了本發(fā)明。然而，在本領(lǐng)域的技術(shù)人員眾所周知，正如附帶的專利權(quán)利要求所限定的，本發(fā)明除了以上公開的外，其它的實(shí)施例等同地落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。通常地，在權(quán)利要求中使用的所有術(shù)語(yǔ)都根據(jù)他們?cè)诩夹g(shù)領(lǐng)域的通常含義被解釋，除非在其中被另外明確地定義。所有的參考“一個(gè)/所述/該[裝置、組件等]”都被開放地解釋為所述裝置、組件等中的至少一個(gè)實(shí)例，除非另外明確地說(shuō)明。這里公開的任何方法的步驟都沒必要以公開的準(zhǔn)確的順序運(yùn)行，除非明確地說(shuō)明。