UPS电源专利技术分析

国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心 曾丽娟

UPS电源专利技术分析

国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心 曾丽娟

本文以UPS电源技术的应用为研究背景，首先介绍了UPS电源的工作原理、分类以及关键技术，其次，应用CNABS和VEN专利数据库对UPS电源技术的专利申请情况，例如年度申请量、分类号、国内外申请人等情况进行简要的统计和分析，同时对UPS电源的发展动向进行进一步探讨。

UPS电源；不间断电源；专利分析

1.UPS电源的技术原理浅析

不间断电源(Uninterruptible Power Supply，简称UPS电源)是一种含有储能装置、以电力变换器为主要组成部分的电源设备，其安装于配电系统和关键设备之间，能够为关键设备提供更可靠的电源，满足关键设备对电力质量和电力供给方面的需要。

2.UPS电源专利文献分析

2.1 国内外申请量分析

UPS技术具有重要的实用价值，是维护社会发展和科技进步所必需的技术，所以，各地的各大相关企业以及生产厂家，还有相关的科学院、研究所、设计院等均在对其大力的开发，国家政府也相继出台一些列政策支持并持续鼓励各类国家重点项目的发展。从图1可以看出，国内申请量呈现逐年递增现象，表示国内在UPS电源技术领域既有足够的重视也取得了长足的发展，且一直处于进步的阶段，并在2010年至2011年出现历年增长速度最高值，从2011年至2013年每年申请量呈现稳步发展的趋势，逐年申请量将达到一个平稳的状态，并保持在一个较高的申请量值。国外申请量也呈现逐年增长，但相对国内发展而言相对平缓，同时国外UPS电源技术的发展起源时间较早，所以其早期申请量较高，并在近年处于持续发展的状态。从国外申请量的平稳发展可看出UPS电源技术及其产品的开发仍然是国外研究发展的一个重点对象。

图1 专利申请量趋势图

对比两个数据曲线可以看出，国内外关于UPS电源技术的专利申请量均呈现增长趋势，并且，近些年国内的专利申请发展速度有超过国外申请的趋势。目前国内已加大对此领域的研究投入，且随着近年来一些新技术的发展和更高性能元器件和处理器的出现，更加促进了国内UPS的大力发展。

以上数据主要针对VEN和CNABS 两个数据库的统计情况进行分析。

2.2 分类号分析

国内专利申请涉及的前五个分类号是：H02J7/00，H02J9/06，H02J9/00，H02J9/04，H02J7/02；国外专利申请涉及的前五个分类号是：H02J9/06，H02J9/00，H02J7/00，H02J7/34，H02J3/38。国内申请中落入大组 H02J7/00（用于电池组的充电或去极化或用于由电池组向负载供电的装置）的比例明显比国外高，这说明了国内的发明重点较高比例落在UPS系统中备用电池组的充/供电上，而国外更高比例的申请落在大组 H02J9/00（用于紧急或备用电源的回路装置，如用于紧急照明）和二点小组H02J9/06（带自动转换）中，所以国外申请的发明重点更多在于UPS电源系统整体结构与控制方式的发明。

2.3 国内外申请人分析

随着中国UPS市场的不断发展成熟，我国自主研发能力逐步增强，在UPS电源技术领域也有了质和量的飞升，同时我国UPS电源技术领域的专利申请数量也日益增长。根据数据统计，国内有关UPS电源的申请，易事特、科士达、华为等企业申请占重要部分，国家电网的申请量也占据较高比重，同时，国外知名大企业如施耐德、艾默生、伊顿等的申请量比例也较高，其中美国能量变换公司APC属于施耐德电气集团的下属子公司，其次，一部分申请来源于日本专利，主要集中在东芝、富士、日立等企业。国内专利申请的重点企业还包括志成冠军、科华恒盛、鸿富锦精密工业等。国外有关UPS电源的申请主要集中为企业申请，如施耐德、艾默生、伊顿三大集团，日本的富士、日立、兰达等企业，国外主要申请人的前3位均是日本企业，可以看出日本在UPS电源技术领域涌现出了大量的发明和创造。

3.UPS电源的发展动向

采用微机控制实现UPS的智能化和网络化[2][3]；采用全数字控制手段控制UPS，使UPS能有效地满足各种负载的要求(如非线性负载、三相不平衡负载)，即向数字化发展[4]；提高逆变器的开关频率，应用新型开关器件实现高效率，采用功率因数校正装置，减少谐波，从而实现UPS的绿色化；采用冗余并机技术提高UPS的容量和可靠性，即实现大容量UPS的单相冗余化。

4.结束语

不间断电源作为一种有效的后备电源和电网谐波治理装置，它的发展必将更加有力地推动信息技术的不断前进。随着各种社会需求的增大和学界研究的进一步深入，各种新的拓扑结构、控制策略、监控方法和管理维护技术将不断出现，UPS也将会有更加广阔的应用前景。

[1]叶斌．电力电子应用技术[M]．北京：清华大学出版社,2006

[2]周志敏,周纪海．UPS实用技术-应用与维护[M]．北京：人民邮电出版社,2013,11

[3]肖英辉．智能网络UPS电源的开发与研究[D]．山东：山东科技大学,2007

[4]单洪涛．一种基于DSP的数字化UPS[J]．湖北汽车工业学院学报,2005,2