[發明專利]一種UPS電源自回饋老化的控制方法及系統

有效

• 申請號: 200910158655.0
• 申請日: 2009-06-29
• 公開（公告）號: CN101938147A
• 公開（公告）日: 2011-01-05
• 發明（設計）人: 吳遜兵
• 申請（專利權）人: 力博特公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 高占元

技術領域

本發明涉及UPS電源，更具體地說，涉及一種UPS電源自回饋老化的控制方法及系統。

背景技術

高溫老化是不間斷電源(Uninterruptable?Power?Supply，簡稱UPS)生產過程中必不可少的關鍵環節，UPS在40度環境溫度下連續48小時滿載運行過程中，系統的裝配錯誤、器件缺陷可以提前暴露出來，有力保證出廠產品質量。通常UPS容量較小時，高溫老化可以采用帶阻性滿載的方法。但隨著小容量UPS市場競爭的日趨激烈，企業面臨很大的成本壓力，48小時阻性滿載消耗的電費、負載資產費用對企業來說也是一筆不小的開支，自回饋老化技術也是在此背景下提出的。

采用SPWM調制技術的逆變器，由于基準正弦波的直流分量、采樣電路中運放的零點漂移、開關器件不一致、驅動脈沖分配和死區時間的不對稱以及電網電壓中的直流成分等原因，都會造成逆變電感電流中含有直流分量。而傳統的小容量UPS限于成本壓力，通常采用電流互感器(current?transformer，簡稱CT)等來檢測逆變電感電流，此類的電流檢測裝置不具備檢測直流分量的能力。

直流分量的危害：1、自老化系統中，逆變電感電流直流偏置的存在會導致正負母線電壓的不平衡，進而促使自老化系統因單邊母線過壓故障而關機，導致自老化失??；2、逆變電感電流直流偏置的存在會導致老化功率分配不均衡，導致系統過流保護甚至損壞功率器件；3、導致逆變輸出的低功率因素和高諧波含量，給電網帶來污染。

直流分量的成因：采用SPWM調制技術的逆變器，由于基準正弦波的直流分量、采樣電路中運放的零點漂移、開關器件不一致、驅動脈沖分配和死區時間的不對稱以及電網電壓中的直流成分等原因，都會造成逆變電感電流中含有直流分量。

對于無直流檢測裝置的自回饋老化控制系統而言，保證系統的可靠運行需著手解決兩個方面的難題：一是逆變電感電流的直流分量控制；二是逆變電感電流諧振的處理。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對自身不具備逆變器電感電流的直流分量的檢測和控制功能的UPS電源自回饋老化系統，需要使用外部專用檢測裝置，存在成本高等缺陷，提供一種UPS電源自回饋老化的控制方法及系統。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種UPS電源自回饋老化的控制方法，所述UPS電源包括控制電路，所述控制電路包括逆變器電感電壓檢測單元、逆變器電感電流直流分量計算單元、逆變器電感電流控制單元和發波單元；所述控制方法包括以下步驟：

S1：所述逆變器電感電壓檢測單元提取逆變器電感電壓的直流分量；

S2：根據所述逆變器電感電壓的直流分量，所述逆變器電感電流直流分量計算單元計算出逆變器電感電流的直流分量；

S3：根據所述逆變器電感電流的直流分量和檢測到的逆變器電感電流的交流分量，所述逆變器電感電流控制單元計算并輸出有限占空比；

S4：根據所述有限占空比，所述發波單元向所述逆變器輸出相應的開關信號，以控制和調解逆變器電感電流，使得所述逆變器電感電流的直流分量為0、相位與逆變器輸出濾波電容電壓的相位相同，且幅值可調。

在本發明所述的UPS電源自回饋老化的控制方法中，所述步驟S1包括以下步驟：

S11：所述逆變器電感電壓檢測單元檢測逆變器電感電壓；

S12：所述逆變器電感電壓檢測單元通過衰減逆變器電感電壓的交流分量，以得到所述逆變器電感電壓的直流分量。

在本發明所述的UPS電源自回饋老化的控制方法中，在所述步驟S2中，所述逆變器電感電流直流分量計算單元通過對所述逆變器電感電壓的直流分量，執行數字校正運算以計算出逆變器電感電流的直流分量。

在本發明所述的UPS電源自回饋老化的控制方法中，所述數字校正運算是比例、積分和微分運算的其中一種或一種以上的運算組合。

在本發明所述的UPS電源自回饋老化的控制方法中，所述步驟S3包括以下步驟：

S31：將逆變器電感電流的控制目標值與所述逆變器電感電流的直流分量相減，以得到修正的逆變電感電流的控制目標值；

S32：將所述修正的逆變器電感電流的控制目標值與檢測到的逆變器電感電流的交流分量相減，以得到逆變器電感電流的差值；

S33：將所述逆變器電感電流的差值進行數字校正運算，以得到期望的逆變器電感電壓；

S34：將所述期望的逆變器電感電壓與逆變器輸出濾波電容電壓相加，以得到逆變橋臂中點電壓；

S35：根據所述逆變橋臂中點電壓，計算并輸出有限占空比。