[发明专利]用于并联UPS系统中脉冲宽度调制同步的方法

说明书

现有相关申请

本申请权利要求2007年4月27日提交的美国临时申请序列号60/914,617 和2008年2月27日提交的美国非临时申请序列号12/038,417的优先权，此处 通过参引并入其全部内容以用于所有目的。

发明领域

本发明一般涉及不间断电源(UPS)系统，且更具体地涉及并联连接和操作 的两个或更多UPS系统，其中通过使用局部测量的关键总线电压检测零点交叉 来实现UPS系统之间的脉冲宽度调制(PWM)脉冲同步。

背景技术

UPS系统用在要求电力连续性的应用中，使得当主电源失效时，UPS系统 从典型地电池形式的储备能量存储系统提供电力。UPS系统监控主电源且控制 UPS组件向关键负载提供连续电力。

为提供进一步的电力连续性，多个UPS单元可以与其他UPS单元并联以形 成具有给定多样性的冗余和可调节的UPS系统。这种系统增加了冗余，使得任 意UPS单元可以从用于服务的关键负载断开或者自动被UPS单元断开以隔离故 障单元。剩余单元仍向关键负载提供电力。另外，该系统允许增加系统总功率 容量方面的灵活性。典型地，当UPS单元并联时，一些单元到单元的布线被添 加以促进电力的共享和单元的连接或断开。

在并联UPS系统中，要求PWM脉冲开关周期同步以最小化环流。由于数 字控制规律的基本限制，数字负载共享控制回路仅可以影响从基频到一半PWM 脉冲频率的输出电流的谐波成分。即使当可以使用合适的数字负载共享回路以 相对低的频率实现合适的负载共享控制时，仍然有环流的高频成分存在的实例。 当多个UPS单元并联连接时，由于PWM脉冲不同步而出现这些高频环流。

为了最小化这些高频环流，PWM脉冲必须在并联连接UPS系统的所有单 元中同步。典型地，同步通过使用“主”控制器实现，该“主”控制器发送同 步脉冲到UPS系统的所有其他单元，其中其他单元用作“从”单元。所有“从” 单元然后将使得其PWM脉冲与“主”PWM脉冲同步。尽管该技术可被接受， 但该技术需要单元之间的额外布线来发射同步脉冲，且“主-从”关系的存在导 致单点故障，这减小了整体系统可靠性。

因而，对于用于并联UPS系统中的PWM脉冲同步的方法存在需求，其中 该系统不需要单元之间的额外布线且不依赖于“主-从”控制器关系。

发明内容

在本发明的一个方面，用于并联UPS系统中脉冲宽度调制同步的方法使用 局部测量的关键总线电压来检测零点交叉且调整PWM脉冲使之与该零点交叉 一致。不需要单元之间的通信来执行同步，且没有“主”和“从”关系存在， 由此增加了总体系统可靠性。

附图说明

图1说明典型UPS系统的框图；

图2说明使用本发明的一个实施例的框图；

图3和4说明与本发明的实施例一起使用的时序图；

图5说明可以与本发明的实施例一起使用的计时器的框图；

图6和7说明使用本发明方法的实施例的时序图；

图8说明实现本发明的电路的框图。

具体实施方式

上述附图和下面具体结构和功能的书面描述并不旨在限制申请人发明的范 围或所附权利要求的范围。而是，提供附图和书面描述以教导本领域技术人员 使用寻求专利保护的本发明。为清晰和理解目的，本领域技术人员将意识到， 并没有描述或示出本发明的商业实施例的所有特征。本领域技术人员还将意识 到，结合本发明方面的实际商业实施例的新发展将需要很多具体实施决定以实 现开发者用于商业实施例的最终目的。这种具体实施决定可以包括但不限于与 相关系统、相关业务、相关政府或其他约束相兼容，这些约束可以通过具体实 施、地点变化且随时间变化。尽管开发者的努力绝对说来可能是复杂和耗时的， 毋庸置疑，这种努力将是本领域技术人员受益于本公开的例行程序。必须理解， 此处公开和教导的发明易于具有各种不同修改和备选形式。最后，诸如但不限 于“一个”的单数术语的使用并不旨在作为项目数目的限制。而且，为清晰起 见，具体参考附图在书面描述中使用诸如但不限于“顶”、“底”、“左”、“右”、 “上”、“下”、“向下”、“向上”、“侧”等关系术语，且使用这些术语并不旨在 限制本发明或所附权利要求的范围。