[发明专利]一种UPS市电软启动控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及不间断供电电源(UPS)领域，该方法是UPS在电池模式下转为市电模式时的一种市电软启动方法。

背景技术

对于UPS来说，如果市电断电，UPS就会工作在电池模式下。对于重要负载，供电系统一般都会配备应急发电机，当UPS侦测到发电机输电时，或者市电恢复正常，会自动从电池模式转到市电模式。如果UPS没有市电软启动功能，而UPS又处于满功率输出时，会造成发电机瞬时带满载，对发电机会造成很大的冲击，情况严重时甚至造成发电机瞬时断电，UPS又被迫转入电池模式下，这样UPS反复切换也不可能成功接入发电机。所以一般用户配备的发电机容量都要比负载容量大，这样会造成设备上的浪费。

发明内容

本发明公开一种UPS市电软启动控制方法，该软启动方法属于软件数字控制，不仅适用于单相UPS电源而且适用于三相UPS电源。

本发明解决所述技术问题的方案是：

当UPS从电池模式转换到市电模式时，由市电和电池共同带载，实现市电的软启动控制，减少对电网的冲击。

在电池模式转市电模式的过程中，通过调整市电输入电流和电池输入电流的参考，使电池电流逐渐减少，同时市电电流逐渐增加。

如果在软启动过程中市电丢失，UPS会重新进入电池供电模式。

如果在软启动过程中负载发生改变，市电输入电流有效值和电池输入电流有效值会根据软启动步长按比例分配。

本发明的有益效果是，当UPS从电池模式转换到市电模式时，可以实现市电的缓慢带载，减少对电网的冲击，而且，在电池模式转市电模式的过程中，电池电流逐步减少，同时市电电流逐步增加，可以降低对发电机容量的要求。该软启动方法属于软件数字控制，可以根据需要灵活设计软启动曲线，达到满意的软启动特性，从而减小对发电机的冲击，提高了切换时带载的可靠性。

附图说明

图1是单相UPS电路中双直流母线PFC架构，此架构带有两路BOOST升压电路；

图2是单相UPS市电软启动控制框图；

图3是在UPS市电软启动过程中市电和电池共同供电示意图。

附图1中C+、C-分别表示正负直流母线电容；SCR1、SCR2、SCR3、SCR4表示可控硅；L1、L2表示BOOST电感；D1、D2表示二极管；IGBT1为市电正半周BOOST电路的开关管；IGBT2为市电负半周BOOST电路的开关管；R.line+表示A相市电火线；N表示市电零线；Bat1+表示第一组电池的正极；Bat1-表示第一组电池的负极；Bat2+表示第二组电池的正极；Bat2-表示第二组电池的负极。图中的黑点表示交叉线之间相互连接。

附图2中V_{bus+_ref}为正直流母线电容电压参考值；V_bus+为正直流母线电压反馈值；G_v+(s)为正直流母线电压环控制器；V_m+为正直流母线电压环控制器输出值；G_{i+_line}(s)为市电正半周电流环控制器，正直流母线电压环控制器输出值与正弦表相乘得到电流环参考；G_{i+_bat}(s)为第一组电池的电流环控制器；V_{bus-_ref}为负直流母线电容电压参考值；V_bus-为负直流母线电压反馈值；G_v-(s)为负直流母线电压环控制器；V_m-为负直流母线电压环控制器输出值；G_{i-_line}(s)为市电负半周电流环控制器；G_{i-_bat}(s)为第二组电池的电流环控制器；Sinetable是与市电同相位的单位正弦表；k、N都为正整数；PWM_IGBT1为驱动IGBT1的占空比信号；PWM_IGBT2为驱动IGBT2的占空比信号。

附图3中①表示流过电感L1的电池电流；②表示流过电感L2的电池电流；③表示流过电感L1的正半周市电电流；④表示流过电感L2的负半周电池电流。

具体实施方式

根据图1所示，在市电模式下，在市电正半周只有开关管IGBT1工作，开关管IGBT2不工作；在市电负半周只有开关管IGBT2工作，开关管IGBT1不工作。

根据图2所示，当市电恢复正常，UPS从电池模式转为市电模式时，通过设置k从零逐步增加到N的过程就可以实现市电的软启动过程。具体实时方法如下：