國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作廣東中心 曾麗娟

UPS電源專利技術(shù)分析

國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作廣東中心 曾麗娟

本文以UPS電源技術(shù)的應(yīng)用為研究背景，首先介紹了UPS電源的工作原理、分類以及關(guān)鍵技術(shù)，其次，應(yīng)用CNABS和VEN專利數(shù)據(jù)庫對(duì)UPS電源技術(shù)的專利申請(qǐng)情況，例如年度申請(qǐng)量、分類號(hào)、國內(nèi)外申請(qǐng)人等情況進(jìn)行簡要的統(tǒng)計(jì)和分析，同時(shí)對(duì)UPS電源的發(fā)展動(dòng)向進(jìn)行進(jìn)一步探討。

UPS電源；不間斷電源；專利分析

1.UPS電源的技術(shù)原理淺析

不間斷電源(Uninterruptible Power Supply，簡稱UPS電源)是一種含有儲(chǔ)能裝置、以電力變換器為主要組成部分的電源設(shè)備，其安裝于配電系統(tǒng)和關(guān)鍵設(shè)備之間，能夠?yàn)殛P(guān)鍵設(shè)備提供更可靠的電源，滿足關(guān)鍵設(shè)備對(duì)電力質(zhì)量和電力供給方面的需要。

2.UPS電源專利文獻(xiàn)分析

2.1 國內(nèi)外申請(qǐng)量分析

UPS技術(shù)具有重要的實(shí)用價(jià)值，是維護(hù)社會(huì)發(fā)展和科技進(jìn)步所必需的技術(shù)，所以，各地的各大相關(guān)企業(yè)以及生產(chǎn)廠家，還有相關(guān)的科學(xué)院、研究所、設(shè)計(jì)院等均在對(duì)其大力的開發(fā)，國家政府也相繼出臺(tái)一些列政策支持并持續(xù)鼓勵(lì)各類國家重點(diǎn)項(xiàng)目的發(fā)展。從圖1可以看出，國內(nèi)申請(qǐng)量呈現(xiàn)逐年遞增現(xiàn)象，表示國內(nèi)在UPS電源技術(shù)領(lǐng)域既有足夠的重視也取得了長足的發(fā)展，且一直處于進(jìn)步的階段，并在2010年至2011年出現(xiàn)歷年增長速度最高值，從2011年至2013年每年申請(qǐng)量呈現(xiàn)穩(wěn)步發(fā)展的趨勢(shì)，逐年申請(qǐng)量將達(dá)到一個(gè)平穩(wěn)的狀態(tài)，并保持在一個(gè)較高的申請(qǐng)量值。國外申請(qǐng)量也呈現(xiàn)逐年增長，但相對(duì)國內(nèi)發(fā)展而言相對(duì)平緩，同時(shí)國外UPS電源技術(shù)的發(fā)展起源時(shí)間較早，所以其早期申請(qǐng)量較高，并在近年處于持續(xù)發(fā)展的狀態(tài)。從國外申請(qǐng)量的平穩(wěn)發(fā)展可看出UPS電源技術(shù)及其產(chǎn)品的開發(fā)仍然是國外研究發(fā)展的一個(gè)重點(diǎn)對(duì)象。

圖1 專利申請(qǐng)量趨勢(shì)圖

對(duì)比兩個(gè)數(shù)據(jù)曲線可以看出，國內(nèi)外關(guān)于UPS電源技術(shù)的專利申請(qǐng)量均呈現(xiàn)增長趨勢(shì)，并且，近些年國內(nèi)的專利申請(qǐng)發(fā)展速度有超過國外申請(qǐng)的趨勢(shì)。目前國內(nèi)已加大對(duì)此領(lǐng)域的研究投入，且隨著近年來一些新技術(shù)的發(fā)展和更高性能元器件和處理器的出現(xiàn)，更加促進(jìn)了國內(nèi)UPS的大力發(fā)展。

以上數(shù)據(jù)主要針對(duì)VEN和CNABS 兩個(gè)數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)計(jì)情況進(jìn)行分析。

2.2 分類號(hào)分析

國內(nèi)專利申請(qǐng)涉及的前五個(gè)分類號(hào)是：H02J7/00，H02J9/06，H02J9/00，H02J9/04，H02J7/02；國外專利申請(qǐng)涉及的前五個(gè)分類號(hào)是：H02J9/06，H02J9/00，H02J7/00，H02J7/34，H02J3/38。國內(nèi)申請(qǐng)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(fù)載供電的裝置）的比例明顯比國外高，這說明了國內(nèi)的發(fā)明重點(diǎn)較高比例落在UPS系統(tǒng)中備用電池組的充/供電上，而國外更高比例的申請(qǐng)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(diǎn)小組H02J9/06（帶自動(dòng)轉(zhuǎn)換）中，所以國外申請(qǐng)的發(fā)明重點(diǎn)更多在于UPS電源系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)與控制方式的發(fā)明。

2.3 國內(nèi)外申請(qǐng)人分析

隨著中國UPS市場(chǎng)的不斷發(fā)展成熟，我國自主研發(fā)能力逐步增強(qiáng)，在UPS電源技術(shù)領(lǐng)域也有了質(zhì)和量的飛升，同時(shí)我國UPS電源技術(shù)領(lǐng)域的專利申請(qǐng)數(shù)量也日益增長。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)有關(guān)UPS電源的申請(qǐng)，易事特、科士達(dá)、華為等企業(yè)申請(qǐng)占重要部分，國家電網(wǎng)的申請(qǐng)量也占據(jù)較高比重，同時(shí)，國外知名大企業(yè)如施耐德、艾默生、伊頓等的申請(qǐng)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(tuán)的下屬子公司，其次，一部分申請(qǐng)來源于日本專利，主要集中在東芝、富士、日立等企業(yè)。國內(nèi)專利申請(qǐng)的重點(diǎn)企業(yè)還包括志成冠軍、科華恒盛、鴻富錦精密工業(yè)等。國外有關(guān)UPS電源的申請(qǐng)主要集中為企業(yè)申請(qǐng)，如施耐德、艾默生、伊頓三大集團(tuán)，日本的富士、日立、蘭達(dá)等企業(yè)，國外主要申請(qǐng)人的前3位均是日本企業(yè)，可以看出日本在UPS電源技術(shù)領(lǐng)域涌現(xiàn)出了大量的發(fā)明和創(chuàng)造。

3.UPS電源的發(fā)展動(dòng)向

采用微機(jī)控制實(shí)現(xiàn)UPS的智能化和網(wǎng)絡(luò)化[2][3]；采用全數(shù)字控制手段控制UPS，使UPS能有效地滿足各種負(fù)載的要求(如非線性負(fù)載、三相不平衡負(fù)載)，即向數(shù)字化發(fā)展[4]；提高逆變器的開關(guān)頻率，應(yīng)用新型開關(guān)器件實(shí)現(xiàn)高效率，采用功率因數(shù)校正裝置，減少諧波，從而實(shí)現(xiàn)UPS的綠色化；采用冗余并機(jī)技術(shù)提高UPS的容量和可靠性，即實(shí)現(xiàn)大容量UPS的單相冗余化。

4.結(jié)束語

不間斷電源作為一種有效的后備電源和電網(wǎng)諧波治理裝置，它的發(fā)展必將更加有力地推動(dòng)信息技術(shù)的不斷前進(jìn)。隨著各種社會(huì)需求的增大和學(xué)界研究的進(jìn)一步深入，各種新的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、控制策略、監(jiān)控方法和管理維護(hù)技術(shù)將不斷出現(xiàn)，UPS也將會(huì)有更加廣闊的應(yīng)用前景。

[1]葉斌．電力電子應(yīng)用技術(shù)[M]．北京：清華大學(xué)出版社,2006

[2]周志敏,周紀(jì)海．UPS實(shí)用技術(shù)-應(yīng)用與維護(hù)[M]．北京：人民郵電出版社,2013,11

[3]肖英輝．智能網(wǎng)絡(luò)UPS電源的開發(fā)與研究[D]．山東：山東科技大學(xué),2007

[4]單洪濤．一種基于DSP的數(shù)字化UPS[J]．湖北汽車工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),2005,2