專利名稱：在線互動(dòng)式不斷電系統(tǒng)的并聯(lián)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種不斷電源的并聯(lián)控制方法，特別是指一種在線互動(dòng)式不斷電系統(tǒng)的并聯(lián)控制方法。
背景技術(shù)：
一般所稱的不斷電源(UPS, Uninterruptible Power Supply)主要是在市電異常(例如停電、電壓偏高/偏低或出現(xiàn)涌浪電流)時(shí)，提供備份電源給用電設(shè)備，使用電設(shè)備的工作電源得以不間斷，防止電腦、電信網(wǎng)絡(luò)、交換機(jī)等重要的商業(yè)設(shè)備因市電中斷而遺失數(shù)據(jù)或失去控制?，F(xiàn)有的不斷電源大致可分為在線式(On line)、離線式(Off line)及在線互動(dòng)式(Line interactive),其系統(tǒng)特色大致如下在線式不斷電系統(tǒng)是將市電和用電設(shè)備隔開，市電不會(huì)直接供電給用電設(shè)備，而是送到不斷電系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成直流電，用以對(duì)電池充電，同時(shí)再轉(zhuǎn)回交流電供應(yīng)給用電設(shè)備，一旦市電中斷或異常時(shí)，則轉(zhuǎn)為電池模式，將電池的直流電源轉(zhuǎn)換為交流電，持續(xù)供應(yīng)給用電設(shè)備。離線式不斷電系統(tǒng)是扮演備援的角色，常態(tài)下是由市電直接對(duì)用電設(shè)備供電，同時(shí)也為電池充電，一旦市電中斷，市電的供電回路將自動(dòng)切斷而進(jìn)入電池模式，以便將電池的直流電被轉(zhuǎn)換成交流電而對(duì)用電設(shè)備供電。在線互動(dòng)式不斷電系統(tǒng)具備升壓和降壓補(bǔ)償電路，其運(yùn)作方式基本上和離線式一樣，并不全程介入供電，只即時(shí)監(jiān)測(cè)市電的供電狀況，而在市電供應(yīng)出現(xiàn)狀況時(shí)，即時(shí)校正(升壓或降壓)或進(jìn)入電池模式以取代市電持續(xù)對(duì)用電設(shè)備供電。由上述可知各種不斷電系統(tǒng)的基本特性，其中在線式不斷電源幾乎沒有轉(zhuǎn)換時(shí)間，安全性高，適用于精密的設(shè)備，但其缺點(diǎn)在于效率低，在常態(tài)市電模式使用下，其電力轉(zhuǎn)換器是以AC-DC-AC持續(xù)運(yùn)行，造成電能轉(zhuǎn)換效率較差，損耗大，效率約為88% 90%。反觀在線互動(dòng)式不斷電源供給器在維持常態(tài)市電模式運(yùn)轉(zhuǎn)使用下，并不全程介入供電，所以不會(huì)有多余的損耗在電力轉(zhuǎn)換上，進(jìn)而其效率可提升至95%，遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)市場(chǎng)在線式不斷電源90%的效率。若進(jìn)一步考慮以在線互動(dòng)式不斷電源供給器并聯(lián)以提高冗余性，則是使各個(gè)在線互動(dòng)式不斷電源供給器的輸出端分別通過(guò)一開關(guān)元件共同連接到負(fù)載，當(dāng)各個(gè)開關(guān)元件導(dǎo)通，各個(gè)在線互動(dòng)式不斷電源供給器即構(gòu)成并聯(lián)；由上述可知，在前述的并聯(lián)架構(gòu)下，是由開關(guān)元件的啟閉(0N/0FF)執(zhí)行并聯(lián)動(dòng)作，然而若是各個(gè)開關(guān)元件執(zhí)行并聯(lián)的動(dòng)作時(shí)間差異太大，則會(huì)造成開關(guān)元件的壽命縮短。如圖5所示，其公開了在線互動(dòng)式不斷電源供給器在并聯(lián)架構(gòu)下，其開關(guān)元件動(dòng)作時(shí)機(jī)和動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生瞬間電流的關(guān)系，當(dāng)開關(guān)元件動(dòng)作(0N/0FF)的時(shí)機(jī)是出現(xiàn)在市電輸入電壓周期的正負(fù)10度時(shí)，輸出電流的瞬間電流峰值可達(dá)50安培；又如圖6所示，當(dāng)開關(guān)元件動(dòng)作(0N/0FF)的時(shí)機(jī)是出現(xiàn)在市電輸入電壓周期的波峰附近時(shí)，輸出電流的瞬間電流峰值更高達(dá)200安培。造成前述瞬間大電流的原因在于開關(guān)元件的動(dòng)作時(shí)機(jī)不恰當(dāng)，因而造成瞬間大電流通過(guò)開關(guān)元件造成沖擊，而將縮短開關(guān)元件的壽命。另一方面，在線互動(dòng)式不斷電源供給器既然在并聯(lián)架構(gòu)下運(yùn)轉(zhuǎn)，各在線互動(dòng)式不斷電源供給器的開關(guān)元件必須同步動(dòng)作，才能避免某些先動(dòng)作的在線互動(dòng)式不斷電源供給器的開關(guān)元件承受所有負(fù)載電流，進(jìn)而損壞了該在線互動(dòng)式不斷電源供給器。由上述可知，要讓在線互動(dòng)式不斷電源供給器在并聯(lián)架構(gòu)下運(yùn)轉(zhuǎn)，必須準(zhǔn)確控制其開關(guān)元件的動(dòng)作時(shí)機(jī)，才能確保在線互動(dòng)式不斷電源供給器本身和其開關(guān)元件不受損壞。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明主要目的在提供一種在線互動(dòng)式不斷電系統(tǒng)的并聯(lián)控制方法，其可使在并聯(lián)架構(gòu)下的各個(gè)在線互動(dòng)式不斷電源供給器的開關(guān)元件同步動(dòng)作，且可確保開關(guān)元件在輸入電壓周期的0點(diǎn)附近動(dòng)作，以便使負(fù)載的用電在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到平衡分配，且有效避免造成在線互動(dòng)式不斷電源供給器及其開關(guān)元件損壞。為達(dá)成前述目的采取的主要技術(shù)手段是由二個(gè)以上在線互動(dòng)式不斷電源供給器的電源輸出端分別通過(guò)一開關(guān)元件和負(fù)載連接，各在線互動(dòng)式不斷電源供給器分別包括一控制器，由控制器控制開關(guān)元件啟閉，并接收開關(guān)元件的反饋信息；該控制器進(jìn)一步執(zhí)行以下步驟令開關(guān)元件執(zhí)行啟閉動(dòng)作；由開關(guān)元件取得反饋信息，根據(jù)反饋信息判斷開關(guān)元件實(shí)際動(dòng)作的時(shí)間；判斷是否再次啟閉開關(guān)元件；若將再次啟閉開關(guān)元件，則根據(jù)反饋信息調(diào)整開關(guān)元件的動(dòng)作時(shí)間在輸入電壓周期的特定范圍；通過(guò)和其他在線互動(dòng)式不斷電源供給器的控制器作一聯(lián)機(jī)通信，使各個(gè)開關(guān)元件同步動(dòng)作。由上述可知，本發(fā)明是使在線互動(dòng)式不斷電源供給器的開關(guān)元件動(dòng)作時(shí)，反饋其實(shí)際動(dòng)作時(shí)間給控制器，以確定每一在線互動(dòng)式不斷電源供給器的開關(guān)元件可以動(dòng)作在輸入電壓周期的0點(diǎn)附近，當(dāng)開關(guān)元件下一次啟閉時(shí)，將通過(guò)聯(lián)機(jī)通信使各個(gè)在線互動(dòng)式不斷電源供給器的開關(guān)元件同步動(dòng)作，可避免動(dòng)作時(shí)負(fù)載電流集中在單臺(tái)在線互動(dòng)式不斷電源供給器而造成開關(guān)元件的損壞。


圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明在線互動(dòng)式不斷電源供給器的電路方框圖；圖3為本發(fā)明的控制流程圖；圖4為本發(fā)明將開關(guān)元件動(dòng)作時(shí)間調(diào)整到輸入電壓周期0點(diǎn)附近后的特性曲線圖；圖5為已知在線互動(dòng)式不斷電源供給器將開關(guān)元件動(dòng)作時(shí)間調(diào)整到輸入電壓周期0點(diǎn)附近后的一特性曲線圖6為已知在線互動(dòng)式不斷電源供給器將開關(guān)元件動(dòng)作時(shí)間調(diào)整到輸入電壓周期0點(diǎn)附近后的又一特性曲線圖。
具體實(shí)施例方式以下配合圖式及本發(fā)明的較佳實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段。請(qǐng)參考圖1所示，是本發(fā)明的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖，主要是由二個(gè)以上的在線互動(dòng)式不斷電源供給器10并聯(lián)組成，每一在線互動(dòng)式不斷電源供給器10分別通過(guò)一開關(guān)元件Kl Kn和一負(fù)載連接；又各個(gè)在線互動(dòng)式不斷電源供給器10的基本架構(gòu)可參考圖2所示，包括有—自動(dòng)電壓調(diào)整器(AVR)Il,包括一線圈，且具有一輸入端和一輸出端，其輸入端通過(guò)一第一狀態(tài)開關(guān)111和市電連接，其輸出端則和一電源輸出端101連接,所述電源輸出端101又通過(guò)一第二狀態(tài)開關(guān)112和市電連接；一逆變器12，其分別雙向地和電池組13、自動(dòng)電壓調(diào)整器11的線圈連接；一控制器14，是連接且控制前述逆變器12的工作，該控制器14又分別和前述第一、第二狀態(tài)開關(guān)111，112連接，并控制其啟閉；再者，該控制器14是分別和其他各個(gè)在線互動(dòng)式不斷電源供給器10的控制器14連接，供進(jìn)行聯(lián)機(jī)通信。在市電正常模式下，第一狀態(tài)開關(guān)111開路，第二狀態(tài)開關(guān)112導(dǎo)通，因此自動(dòng)電壓調(diào)整器11及逆變器12都不動(dòng)作，市電輸入電源經(jīng)過(guò)第二狀態(tài)開關(guān)112輸送到電源輸出端101 ;然而當(dāng)電池組13須充電時(shí)，是使第一狀態(tài)開關(guān)111導(dǎo)通，而將電源送到自動(dòng)電壓調(diào)整器11，此時(shí)自動(dòng)電壓調(diào)整器11并不動(dòng)作，只通過(guò)其線圈將電源送到逆變器12，此時(shí)逆變器12是作為充電器使用，而由自動(dòng)電壓調(diào)整器11的線圈接收電源來(lái)對(duì)電池組13充電。當(dāng)電池組13充電完成，第一狀態(tài)開關(guān)111恢復(fù)開路，市電輸入電源仍持續(xù)經(jīng)過(guò)第二狀態(tài)開關(guān)112輸送到電源輸出端101。在市電異常模式下，第一狀態(tài)開關(guān)111導(dǎo)通，第二狀態(tài)開關(guān)112關(guān)閉，市電輸入電源通過(guò)第一狀態(tài)開關(guān)111送到自動(dòng)電壓調(diào)整器11，由自動(dòng)電壓調(diào)整器11作穩(wěn)壓處理(升壓或降壓)后送到電源輸出端101持續(xù)供電，且通過(guò)逆變器12對(duì)電池組13充電。在市電中斷模式下，第一、第二狀態(tài)開關(guān)111，112均關(guān)閉，電池組13輸出直流電源經(jīng)過(guò)逆變器12轉(zhuǎn)換成交流電源后送到自動(dòng)電壓調(diào)整器11的線圈，而由自動(dòng)電壓調(diào)整器11將電源輸送到電源輸出端101以持續(xù)供電。仍請(qǐng)參考圖1所示，所述各個(gè)在線互動(dòng)式不斷電源供給器10是在電源輸出端101上設(shè)有一開關(guān)元件Kl Kn，以便通過(guò)開關(guān)元件Kl Kn共同連接到負(fù)載，各個(gè)開關(guān)元件Kl Kn并分別反饋連接到各個(gè)在線互動(dòng)式不斷電源供給器10的控制器14，以便控制器14通過(guò)反饋記錄其開關(guān)元件Kl Kn實(shí)際的動(dòng)作時(shí)間。在前述可行的并聯(lián)架構(gòu)下，本發(fā)明的并聯(lián)控制方法由前述控制器14執(zhí)行以下步驟(請(qǐng)參考圖3所示)令開關(guān)元件執(zhí)行啟閉動(dòng)作(301)；由開關(guān)元件取得反饋信息(302)，根據(jù)反饋信息判斷開關(guān)元件實(shí)際動(dòng)作的時(shí)間(302)；
是否再次啟閉開關(guān)元件(303)；若欲再次啟閉開關(guān)元件，根據(jù)反饋信息將開關(guān)元件的動(dòng)作時(shí)間調(diào)整在輸入電壓周期的特定范圍(304)；通過(guò)和其他在線互動(dòng)式不斷電源供給器的控制器作聯(lián)機(jī)通信，使各個(gè)開關(guān)元件同步動(dòng)作(305)。在前述控制方法中，本發(fā)明是在在線互動(dòng)式不斷電源供給器的開關(guān)元件啟閉時(shí)反饋到控制器，由控制器根據(jù)反饋信息判斷開關(guān)元件實(shí)際動(dòng)作的時(shí)間長(zhǎng)度，當(dāng)下次需要啟閉開關(guān)元件時(shí)，將根據(jù)反饋信息調(diào)整送出驅(qū)動(dòng)訊號(hào)給開關(guān)元件的時(shí)間，使開關(guān)元件的動(dòng)作是在輸入電壓周期的0點(diǎn)附近，請(qǐng)參考圖4所示，即無(wú)瞬間大電流產(chǎn)生，因此優(yōu)選地，前述開關(guān)元件動(dòng)作時(shí)間是在輸入電壓周期的0點(diǎn)附近。另一方面在線互動(dòng)式不斷電源供給器在并聯(lián)架構(gòu)下通過(guò)聯(lián)機(jī)通信可以同步啟閉其開關(guān)元件使負(fù)載達(dá)到平衡分配。以上所述僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明做任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種在線互動(dòng)式不斷電系統(tǒng)的并聯(lián)控制方法，其特征在于，是由二個(gè)以上在線互動(dòng)式不斷電源供給器的電源輸出端分別通過(guò)一開關(guān)元件和負(fù)載連接，各在線互動(dòng)式不斷電源供給器分別包括一控制器，由控制器控制開關(guān)元件啟閉，并接收開關(guān)元件的反饋信息；該控制器進(jìn)一步執(zhí)行以下步驟令開關(guān)元件執(zhí)行啟閉動(dòng)作；由開關(guān)元件取得反饋信息，根據(jù)反饋信息判斷開關(guān)元件實(shí)際動(dòng)作的時(shí)間；判斷是否再次啟閉開關(guān)元件；若將再次啟閉開關(guān)元件，則根據(jù)反饋信息將開關(guān)元件的動(dòng)作時(shí)間調(diào)整在輸入電壓周期的特定范圍；通過(guò)和其他在線互動(dòng)式不斷電源供給器的控制器作一聯(lián)機(jī)通信，使各個(gè)開關(guān)元件同步動(dòng)作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述在線互動(dòng)式不斷電系統(tǒng)的并聯(lián)控制方法，其特征在于該開關(guān)元件的動(dòng)作時(shí)間是調(diào)整在輸入電壓周期的O點(diǎn)附近。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在線互動(dòng)式不斷電系統(tǒng)的并聯(lián)控制方法，主要是由兩個(gè)以上在線互動(dòng)式不斷電源供給器分別在輸出端上設(shè)有一開關(guān)元件，而且通過(guò)開關(guān)元件和一負(fù)載連接，以構(gòu)成并聯(lián)；而在開關(guān)元件出現(xiàn)開關(guān)動(dòng)作時(shí)，將經(jīng)由反饋取得其實(shí)際的開關(guān)動(dòng)作時(shí)間，以調(diào)整開關(guān)元件下次開關(guān)時(shí)的動(dòng)作時(shí)機(jī)，使其動(dòng)作時(shí)間都在市電輸入電壓周期的0點(diǎn)附近，進(jìn)而使各個(gè)在線互動(dòng)式不斷電源供給器的開關(guān)元件在同一時(shí)間動(dòng)作，由此使負(fù)載在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到平衡分配，且避免在線互動(dòng)式不斷電源供給器的開關(guān)元件因動(dòng)作時(shí)間差異太大造成負(fù)載電流集中在單臺(tái)在線互動(dòng)式不斷電源供給器而縮短元件壽命。
文檔編號(hào)H02J7/00GK103001269SQ20111027268
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2011年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月15日
發(fā)明者楊鎧聰, 周瑞鴻, 湯世謙 申請(qǐng)人:碩天科技股份有限公司