[实用新型]一种全数字化控制三进三出工频在线式UPS电源

说明书

技术领域

本实用新型涉及UPS电源，特别涉及一种全数字化控制三进三出工频在线式UPS电源。

背景技术

UPS(Uninterruptible Power Supply)，即不间断电源，它是一种以逆变为主要组成部分的电源设备。在市电输入正常情况下(根据使用环境可设定输入电压的低端及高端范围)，UPS将市电整流通过逆变器或直接稳压后一方面供负载使用，另一方面还向UPS内部的蓄电池进行限流浮充及均充充电，当市电发生中段或产生大幅度波动时，UPS立即将电池的电能通过逆变转换的方式向负载继续供电，使用电设备保持正常工作，以达到保护负载软件和硬件不受损坏。

目前在线式UPS分为高频和工频两种工作方式，高频在线式UPS整机体积小，重量轻，输入端带PFC电路，但是高频在线式UPS输出抗冲击能力弱，超载能力较低，特别是负载为电动机负载时更为明显。

工频在线式UPS由于内置工频逆变变压器，旁路隔离变压器，输入三相电抗器，因此整机体积较大，但工频在线式UPS输出抗冲击能力强，超载能力高，特别适合负载为电动机等感性负载。

现有工频在线式UPS大多数整流部分为二极管(如图1所示)或可控硅6脉冲(如图2所示)、12脉冲整流方式(如图3所示)，上述整流方式产生的谐波大，谐波电流倒灌于市电输入端，造成电网电压波型畸变，电网线路电压损失增大，输电效率降低，即UPS输入功率因子低。

另外传统的UPS逆变控制信号为正弦脉冲调制方式(SPWM)，此调制方式的UPS逆变输出波形THD较高，动态电压瞬变范围及瞬变响应时间较大，输出三相负载不平衡度较高，为提高UPS输入功率因数，大部分UPS在整流后端加一级功率因数修正电路，但这种方式线路复杂，故障率高，功率器件易老化，造成UPS整机可靠性降低。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种提高现有工频UPS的输入功率因数，减少UPS工作时产生的谐波对市电电网的干扰以及可使其能进行多台冗余并机工作，增长UPS的使用寿命的全数字化控制三进三出工频在线UPS电源。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种全数字化控制三进三出工频在线式UPS电源，包括与市电输入端连接的内部带功率因数较正电路的整流电流，其输出端与逆变电路的输入端及电池组正负极两端连接，所述逆变电路的输出端与静态旁路转换电路的输入端连接，所述双路辅助电源通过控制芯片与逆变电路连接，所述与控制芯片串接的干接点电路及通讯接口电路之间增设并机接口电路。

所述并机接口电路与控制芯片串联。

所述控制芯片为DSP控制芯片，所述逆变电路为SVPWM。

本实用新型采用上述技术方案后，可达到如下有益效果：

1、性能好。本实用新型整机控制系统由一片高速DSP芯片完成，整机线路结构简单，可靠性比同类产品更高，功率器件均采用IGBT逆变及冗余并机技术，使UPS安全工作区更宽，良好的开关特性使UPS逆变输出能得到THD非常低的正弦波，数字矢量正弦脉冲调制技术(SVPWM)能有效地提高UPS的逆变效率。

2、智能化。本实用新型的电池充电管理功能大大地延长电池的使用寿命，人性化的网络监控系统能使用户对UPS进行远程控制及实施对UPS的无人值守控制。

3、功率因数高。本实用新型为避免从市电电网吸取谐波电流导致市电电网电压畸变，为此在UPS输入端连接了市电功率因数效正电路(PFC)，此功率因子效正电路之控制信号亦由DSP芯片产生，由于采用了高速DSP芯片产生PWM，功率因数效正控制信号，从而使得本UPS的输入功率因数可达到0.98-0.99。

4、结构合理。本实用新型参考三相电动机工作原理，将三相逆变器和电动机看成一个整体，用八个基本的电压矢量合成出逆变器的工作电压矢量，建立逆变器IGBT的开关状态，并依据电机磁链和电压的关系，由DSP芯片产生SPWM的相调制波中加入了零序分量后进行规则采样后得到SVPWM调制波，SVPWM的主要特点在于利用逆变器空间电压矢量的切换合成，参考电压矢量在同一桥臂上两个开关的工作状态在任意时刻都是互补之原理，用二值逻辑函数表示6个开关的工作状态。

附图说明

图1为现有技术中三相二极管整流原理图；

图2为现有技术中三相6脉冲整流原理图；

图3为现有技术中三相12脉冲整流原理图；

图4为本实用新型的原理框图；