[發明專利]一種多模式UPS的無縫切換控制方法

有效

• 申請號: 201610897500.9
• 申請日: 2016-10-14
• 公開（公告）號: CN106410952B
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 陳燕東;伍文華;羅安;周樂明;周小平;楊苓;戴瑜興;黃旭程;岳雨霏
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: H02J9/06
• 分類號: H02J9/06
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司43113
• 代理人: 馬強,王娟

技術領域

本發明涉及UPS的運行模式切換控制領域，特別是一種多模式UPS的無縫切換控制方法。

背景技術

UPS(Uninterruptable Power Supply)，即不間斷電源，廣泛應用于可靠供電的場合，如控制設備及其緊急保護系統、應急照明、系統網絡系統、醫療系統、消防安全報警系統等場合。為了減小交流輸入電流畸變和提高整流器的功率因數，在線式UPS的整流器常采用IGBT三相半橋電路結構，將PWM技術引入到該整流器中，且整流器裝上輸出電壓測量系統，可以實現能量的雙向流動，能量可雙向流動的可逆PWM整流器不僅體現出AC/DC的整流特性，而且還可以呈現出DC/AC的無源逆變特性。UPS的主要優點，在于它的不間斷供電能力，當交流電輸入故障時，UPS的儲能電池可以通過DC/DC變換器、PWM逆變器向負載供電；當PWM逆變器故障時，交流電輸入可通過靜態旁路開關向負載供電。但是當交流電輸入故障和PWM逆變器故障同時發生的情況下，目前的UPS無法繼續向負載供電。

通常在線式UPS無論是在交流電輸入正常情況下還是非正常情況下，PWM逆變器都時時刻刻在運行，因此在UPS系統中PWM逆變器容易出現故障。在惡劣高溫環境下或者由于UPS維護不到位導致散熱系統的散熱性能下降，PWM逆變器容易出現過溫保護，而導致PWM逆變器停止運行。而PWM逆變器在UPS中又扮演者舉足輕重的角色，因此防止UPS因PWM逆變器故障或過溫而出現供電中斷的現象是提高UPS可靠供電的重要研究方向。目前為了提高負載的供電可靠性，通常采用UPS并聯冗余的結構，當一臺UPS故障了，冗余的UPS迅速接入。但是該種方法大大提高了系統的成本，且不能提高單臺UPS的供電可靠性。因此需要一種新的控制方法，在控制成本的基礎上提高單臺UPS的供電可靠性，使得UPS在PWM逆變器和交流電輸入同時故障時能繼續向負載供電。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提出一種多模式UPS的無縫切換控制方法，能有效克服PWM逆變器過溫或故障的壓力，延長UPS的供電時間，使得在交流電輸入故障和PWM逆變器故障同時發生時，UPS不會立刻停止供電。

本發明所采用的技術方案是：一種多模式UPS的無縫切換控制方法，適用于多模式UPS系統；所述多模式UPS系統包括交流電輸入、交流電輸入開關、PWM整流器、PWM逆變器、靜態旁路開關、充電器、儲能電池、DC/DC變換器、負載；所述交流電輸入、交流電輸入開關、PWM整理器、PWM逆變器、負載依次連接；所述靜態旁路開關兩端分別接在PWM整流器輸入端和PWM逆變器輸出端；所述充電器、儲能電池、DC/DC變換器依次連接，充電器的輸入端接在交流電輸入開關的輸出端，DC/DC變換器的輸出端接在PWM整流器的輸出端；所述PWM整流器和所述PWM逆變器都采用完全相同的IGBT三相半橋電路結構。本控制方法特征在于，包括以下步驟：

步驟S1：檢測UPS的PWM逆變器溫度T，當PWM逆變器溫度T大于高溫閾值T_max，置S_inv為1，否則置零，T_max的取值范圍為75℃～90℃，檢測UPS的PWM逆變器的故障信息并置故障標志位S_inv，有故障置1，無故障置0，采樣交流電輸入線電壓有效值U_in，當交流電輸入線電壓有效值U_in小于低壓閾值U_min或大于高壓閾值U_max時，置S_in為1，否則置零，U_min的取值范圍為K_min*U_nom，U_nom為交流電輸入電壓額定有效值，K_min取值范圍為0.5～0.7，U_max的取值范圍為K_max*U_nom，K_max取值范圍為1.2～1.4；