[发明专利]一种不间断电源的控制方法、装置及不间断电源

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种不间断电源的控制方法、装置及不间断电源。

背景技术

不间断电源（UPS，Uninterruptible Power Supply）是指当交流输入电源（比如市电）发生异常或断电时，还能继续向负载供电，并能保证供电质量，使负载供电不受影响的装置，能够保证供电的可靠性。

图1所示的三桥臂拓扑相对于传统的双母线拓扑具有器件数量少、效率高（母线电容减半，功率管减少）的优势，在中小功率在线式UPS实际应用中有较强竞争力。三组桥臂采用不同的控制方法，实现AC-DC-AC的在线变换。

图1所示的三桥臂拓扑中的整流侧桥臂包括开关单元Q1和开关单元Q2，中间公共桥臂包括开关单元Q3和开关单元Q4，逆变侧桥臂包括开关单元Q5和开关单元Q6，每个开关单元中包括一个开关管和一个与该开关管反并联的二极管。图1所示的三桥臂拓扑中还包括整流侧电感L1、母线电容BUS、逆变侧电感L2、滤波电容C以及负载R。

在三桥臂拓扑中，整流电路和逆变电路具有强耦合关系。目前，采用两个高频（通常是几十KHz）互补的脉冲宽度调制信号来分别控制整流侧桥臂上的两个开关单元中的开关管，即开关单元Q1中的开关管和开关单元Q2中的开关管，采用工频（即50Hz）互补的脉冲宽度调制信号来分别控制中间公共桥臂上的两个开关中的开关管，即开关单元Q3中的开关管和开关单元Q4中的开关管，采用两个高频互补的脉冲宽度调制信号来分别控制逆变侧桥臂上的两个开关单元中的开关管，即开关单元Q5中的开关管和开关单元Q6中的开关 管，从而实现交流到直流再到交流的转换。

但是，当输入的交流电压和输出的交流电压反相（即输入的交流电压大于零，输出的交流电小于零；或者，输入的交流电压小于零，输出的交流电压大于零）时，如果依然采用工频互补的脉冲宽度调制信号来分别控制中间公共桥臂上的两个开关中的开关管，那么整流侧电感L1会被短路，例如，当输入的交流电压与输出的交流电压均大于0时，开关单元Q1中的开关管和开关单元Q2中的开关管均高频开通/关断，开关单元Q4中的开关管持续开通（10ms）此时，如果市电频率发生跳变，输入交流电压突然小于0，那么开关单元Q4中的开关管和开关单元Q2中的二极管会将整流侧电感L1短路，使得整流侧电感L1瞬间饱和，从而抽低母线电压导致欠压。

而UPS的主要功能就是净化电网，在输入频率发生跳变并且超过YDT1095规定限值的时候，采用上述控制方法的三桥臂拓扑需要转到电池模式工作，因此，采用上述控制方法的三桥臂拓扑市电网适应性差、电网利用率低。

综上所述，当UPS采用三桥臂拓扑时，采用目前的三桥臂拓扑的控制方法在输入的交流电压与输出的交流电压反相时，可能会控制三桥臂拓扑转到电池模式工作，如果市电的频率频繁跳变，那么三桥臂拓扑可能会频繁转到电池模式，这会降低电网的利用率，并频繁使用电池，从而缩短了电池的寿命。

发明内容

本发明实施例提供了一种三桥臂拓扑的不间断电源的控制方法、装置及不间断电源，用以解决现有的采用三桥臂拓扑的UPS在市电频率频繁跳变时，UPS可能会频繁跳变到电池模式，从而降低了电网利用率，并由于频繁使用UPS中的电池导致电池寿命缩短的问题。

第一方面，提供一种三桥臂拓扑的不间断电源的控制方法，包括：

确定不间断电源接收到的交流电压与所述不间断电源输出的交流电压反相；

分别向第一开关单元中的开关管的控制端和第二开关单元中的开关管的控制端输出关断信号，其中所述第一开关单元和所述第二开关单元位于所述不间断电源的整流侧桥臂上；

并分别向第三开关单元中的开关管的控制端和第四开关单元中的开关管的控制端输出互补的第一频率的脉冲宽度调制信号，其中所述第一频率大于市电频率，所述第三开关单元和所述第四开关单元位于所述不间断电源的中间公共桥臂上；

以及在所述不间断电源输出的交流电压大于零时，向第五开关单元中的开关管的控制端输出开通信号，并向第六开关单元中的开关管的控制端输出关断信号；在所述不间断电源输出的交流电压小于零时，向第五开关单元中的开关管的控制端输出关断信号，并向第六开关单元中的开关管的控制端输出开通信号，其中所述第五开关单元和所述第六开关单元位于所述不间断电源的逆变侧桥臂上。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

确定不间断电源接收到的交流电压大于零且所述不间断电源输出的交流电压大于零；