UPS電源專利技術分析

國家知識產權局專利局專利審查協作廣東中心 曾麗娟

UPS電源專利技術分析

國家知識產權局專利局專利審查協作廣東中心 曾麗娟

本文以UPS電源技術的應用為研究背景，首先介紹了UPS電源的工作原理、分類以及關鍵技術，其次，應用CNABS和VEN專利數據庫對UPS電源技術的專利申請情況，例如年度申請量、分類號、國內外申請人等情況進行簡要的統計和分析，同時對UPS電源的發展動向進行進一步探討。

UPS電源；不間斷電源；專利分析

1.UPS電源的技術原理淺析

不間斷電源(Uninterruptible Power Supply，簡稱UPS電源)是一種含有儲能裝置、以電力變換器為主要組成部分的電源設備，其安裝于配電系統和關鍵設備之間，能夠為關鍵設備提供更可靠的電源，滿足關鍵設備對電力質量和電力供給方面的需要。

2.UPS電源專利文獻分析

2.1 國內外申請量分析

UPS技術具有重要的實用價值，是維護社會發展和科技進步所必需的技術，所以，各地的各大相關企業以及生產廠家，還有相關的科學院、研究所、設計院等均在對其大力的開發，國家政府也相繼出臺一些列政策支持并持續鼓勵各類國家重點項目的發展。從圖1可以看出，國內申請量呈現逐年遞增現象，表示國內在UPS電源技術領域既有足夠的重視也取得了長足的發展，且一直處于進步的階段，并在2010年至2011年出現歷年增長速度最高值，從2011年至2013年每年申請量呈現穩步發展的趨勢，逐年申請量將達到一個平穩的狀態，并保持在一個較高的申請量值。國外申請量也呈現逐年增長，但相對國內發展而言相對平緩，同時國外UPS電源技術的發展起源時間較早，所以其早期申請量較高，并在近年處于持續發展的狀態。從國外申請量的平穩發展可看出UPS電源技術及其產品的開發仍然是國外研究發展的一個重點對象。

圖1 專利申請量趨勢圖

對比兩個數據曲線可以看出，國內外關于UPS電源技術的專利申請量均呈現增長趨勢，并且，近些年國內的專利申請發展速度有超過國外申請的趨勢。目前國內已加大對此領域的研究投入，且隨著近年來一些新技術的發展和更高性能元器件和處理器的出現，更加促進了國內UPS的大力發展。

以上數據主要針對VEN和CNABS 兩個數據庫的統計情況進行分析。

2.2 分類號分析

國內專利申請涉及的前五個分類號是：H02J7/00，H02J9/06，H02J9/00，H02J9/04，H02J7/02；國外專利申請涉及的前五個分類號是：H02J9/06，H02J9/00，H02J7/00，H02J7/34，H02J3/38。國內申請中落入大組 H02J7/00（用于電池組的充電或去極化或用于由電池組向負載供電的裝置）的比例明顯比國外高，這說明了國內的發明重點較高比例落在UPS系統中備用電池組的充/供電上，而國外更高比例的申請落在大組 H02J9/00（用于緊急或備用電源的回路裝置，如用于緊急照明）和二點小組H02J9/06（帶自動轉換）中，所以國外申請的發明重點更多在于UPS電源系統整體結構與控制方式的發明。

2.3 國內外申請人分析

隨著中國UPS市場的不斷發展成熟，我國自主研發能力逐步增強，在UPS電源技術領域也有了質和量的飛升，同時我國UPS電源技術領域的專利申請數量也日益增長。根據數據統計，國內有關UPS電源的申請，易事特、科士達、華為等企業申請占重要部分，國家電網的申請量也占據較高比重，同時，國外知名大企業如施耐德、艾默生、伊頓等的申請量比例也較高，其中美國能量變換公司APC屬于施耐德電氣集團的下屬子公司，其次，一部分申請來源于日本專利，主要集中在東芝、富士、日立等企業。國內專利申請的重點企業還包括志成冠軍、科華恒盛、鴻富錦精密工業等。國外有關UPS電源的申請主要集中為企業申請，如施耐德、艾默生、伊頓三大集團，日本的富士、日立、蘭達等企業，國外主要申請人的前3位均是日本企業，可以看出日本在UPS電源技術領域涌現出了大量的發明和創造。

3.UPS電源的發展動向

采用微機控制實現UPS的智能化和網絡化[2][3]；采用全數字控制手段控制UPS，使UPS能有效地滿足各種負載的要求(如非線性負載、三相不平衡負載)，即向數字化發展[4]；提高逆變器的開關頻率，應用新型開關器件實現高效率，采用功率因數校正裝置，減少諧波，從而實現UPS的綠色化；采用冗余并機技術提高UPS的容量和可靠性，即實現大容量UPS的單相冗余化。

4.結束語

不間斷電源作為一種有效的后備電源和電網諧波治理裝置，它的發展必將更加有力地推動信息技術的不斷前進。隨著各種社會需求的增大和學界研究的進一步深入，各種新的拓撲結構、控制策略、監控方法和管理維護技術將不斷出現，UPS也將會有更加廣闊的應用前景。

[1]葉斌．電力電子應用技術[M]．北京：清華大學出版社,2006

[2]周志敏,周紀海．UPS實用技術-應用與維護[M]．北京：人民郵電出版社,2013,11

[3]肖英輝．智能網絡UPS電源的開發與研究[D]．山東：山東科技大學,2007

[4]單洪濤．一種基于DSP的數字化UPS[J]．湖北汽車工業學院學報,2005,2