[发明专利]UPS中的桥臂过零工作时的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及不间断电源的控制方法，特别是涉及不间断电源中的桥臂过零工作时的控制方法。

背景技术

现有的不间断电源(Uninterruptible Power Supply，简称UPS)中，其主电路拓扑图如图1所示。图1中，电感L1，第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3的体内二极管和第四开关管Q4的体内二极管组成功率因数校正(Power Factor Correction，简称PFC)电路。第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5、第六开关管Q6和电感L2、电容C2组成全桥逆变电路。经PFC电路的功率因数校正后，输入电流成为与输入市电同相位的正弦波且谐波含量较少，全桥逆变电路则把PFC电路输出的直流电压逆变为高质量的正弦电压提供给负载。

分析电路的组成，第一开关管Q1和第二开关管Q2组成的桥臂称为整流桥臂，第三开关管Q3和第四开关管Q4组成的桥臂称为中线桥臂，第五开关管Q5和第六开关管Q6组成的桥臂称为逆变桥臂。第三开关管Q3和第四开关管Q4组成的中线桥臂被PFC电路和全桥逆变电路共用。因此，该电路拓扑的第一个优点就是使用较少的开关管，电路的成本较低。因PFC电路和全桥逆变电路共用中线桥臂，而PFC电路的整流电流和逆变电路的逆变电流流在绝大多数情况下经过中线桥臂的开关管(Q3或Q4)的方向相反，可以抵消大部分，所以第三开关管Q3和第四开关管Q4中流经的电流小，损耗在其上的功率就小。因此，该电路拓扑的第二个优点就是UPS电路整机的工作效率较高。

因为共用的中线桥臂的存在，所以PFC电路和逆变电路的工作必须同步，否则电路无法正常工作。然而，由于PFC电路和逆变电路的过零切换方式不一致或锁相以及控制量误差，PFC电路和逆变电路的过零同步会有误差，常常是PFC电路超前逆变电路一个甚至几个开关周期过零或逆变电路超前PFC电路一个甚至几个开关周期过零。若过零切换时，只顾及中线桥臂与PFC电路过零同步而不顾及逆变电路的过零，或只顾及中线桥臂与逆变电路过零同步而不顾及PFC电路的过零，会造成UPS输出电压或输入电流的振荡，从而影响UPS的性能指标，如输出电压的总谐波失真(Total Harmonic Distortion of Voltage，简称THDv)和输入电流的总谐波失真(Total Harmonic Distortion ofCurrent，简称THDi)。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：弥补上述现有技术的不足，提出一种UPS中的桥臂过零工作时的控制方法，减小同步误差在过零时对UPS性能指标造成的影响。

本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：

UPS中的桥臂过零工作时的控制方法，所述UPS包括第一开关管和第二开关管组成的整流桥臂，第三开关管和第四开关管组成的中线桥臂，第五开关管和第六开关管组成的逆变桥臂；所述控制方法包括：所述整流桥臂过零时刻前一时间段至后一时间段内，控制所述中线桥臂与所述整流桥臂同步过零，控制所述逆变桥臂关断，所述前一时间段和所述后一时间段均为所述逆变桥臂与所述整流桥臂过零时刻的时差。

其中，所述整流桥臂过零时刻是指所述整流桥臂从正半周到负半周过零或所述整流桥臂从负半周到正半周过零。

优选的技术方案中，

所述整流桥臂从正半周到负半周过零时，在整流桥臂过零时刻前一时间段内，控制所述第三开关管关断，第四开关管导通，第五开关管和第六开关管都关断；在整流桥臂过零时刻后一时间段内，控制所述第三开关管导通，第四开关管关断，第五开关管和第六开关管都关断；所述前一时间段和所述后一时间段均为所述第五开关管或第六开关管的驱动信号的周期的2倍。

所述整流桥臂从负半周到正半周过零时，在整流桥臂过零时刻前一时间段内，控制所述第三开关管导通，第四开关管关断，第五开关管和第六开关管都关断；在整流桥臂过零时刻后一时间段内，控制所述第三开关管关断，第四开关管导通，第五开关管和第六开关管都关断；所述前一时间段和所述后一时间段均为所述第五开关管或第六开关管的驱动信号的周期的2倍。

本发明的技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决：