[发明专利]不间断电源

说明书

技术领域

本发明的至少一个实施方式一般涉及不间断电源输入电路的控制。

背景技术

整流器和其他非线性负载使从源提取的电流失真，这降低了多种配电系统的功率因数比并降低了它们的效率。当在开与关状态之间切换以及在一些操作频率下，这些系统中的电抗元件还能够产生谐波噪声。操作低效的整流器消耗了大量来自源的电力，增加了电源成本，并且在重负载条件下变得能听到噪声，从而降低了商业可行性。

发明内容

至少一个方面针对不间断电源，该不间断电源包括具有第一晶体管、第二晶体管和电感器的输入电路。不间断电源还包括具有数字信号处理器和现场可编程门阵列的控制器。控制器被耦合到输入电路以检测电感器电流并将所检测的电感器电流值提供给数字信号处理器。控制器能够将脉宽调制控制信号施加到第一晶体管和第二晶体管中的一个以调节第一晶体管和第二晶体管中的一个的切换频率。

至少一个方面针对一种操作包括输入电路和控制器的不间断电源的方法，输入电路具有第一晶体管、第二晶体管和电感器，以及控制器具有数字信号处理器和现场可编程门阵列。输入电路的电感器电流被检测并且其值被提供给数字信号处理器，数字信号处理器能够部分根据所检测的电感器电流值产生电流误差值。该方法能够将电流误差值提供给现场可编程门阵列，现场可编程门阵列能够部分根据电流误差值产生脉宽调制控制信号。该方法能够将脉宽调制控制信号施加到第一晶体管和第二晶体管中的一个以控制第一晶体管和第二晶体管中的一个的切换频率。

至少一个方面针对具有输入电路的不间断电源。输入电路包括第一晶体管、第二晶体管和电感器。具有数字信号处理器和现场可编程门阵列的控制器被耦合到输入电路以检测电感器电流并将所检测的电感器电流值提供给数字信号处理器。不间断电源还包括将脉宽调制控制信号施加到第一晶体管和第二晶体管中的一个以调节第一晶体管和第二晶体管中的一个的切换频率的装置。

至少一个方面针对一种向负载分配功率的系统。该系统包括具有第一晶体管、第二晶体管和电感器的输入电路。该系统还包括具有数字信号处理器和现场可编程门阵列的控制器，该控制器被耦合到输入电路以检测电感器电流并将所检测的电感器电流值提供给数字信号处理器。控制器能够将脉宽调制控制信号施加到第一晶体管和第二晶体管中的一个以调节第一晶体管和第二晶体管中的一个的切换频率，以及控制器能够将输出电压施加到负载。

在一些实施方式中，数字信号处理器能够部分根据所检测的电感器电流值产生电流误差值以及能够将电流误差值提供给现场可编程门阵列。现场可编程门阵列能够部分根据电流误差值产生脉宽调制控制信号。

在至少一个实施方式中，第一晶体管可以形成第一升压变换器电路的一部分，以及第二晶体管形成第二升压变换器电路的一部分。输入电路可以包括三相整流器，以及控制器可以将脉宽调制控制信号施加到第一晶体管以将第一升压变换器电路的操作模式在可变频率的恰好间断(just-discontinuous)操作模式与固定频率的连续操作模式之间切换。控制器可以将第二脉宽调制控制信号施加到第二晶体管以将第二升压变换器电路的操作模式在可变频率的恰好间断操作模式与固定频率的连续操作模式之间切换。

在一些实施方式中，第一升压变换器电路可以在可变频率的恰好间断操作模式下操作，以及其中第二升压变换器电路在固定频率的连续操作模式下同时操作。在多个实施方式中，控制器可以将脉宽调制控制信号施加到第一晶体管和第二晶体管中的一个，以将第一升压变换器电路和第二升压变换器电路中的一个的操作模式在可变频率的恰好连续(just-continuous)操作模式与固定频率的连续操作模式之间切换。在一些实施方式中，当所检测的电感器电流值下降到实质上为零时，第一晶体管和第二晶体管中的至少一个能够切换到导通状态。

在一些实施方式中，三相整流器能够被配置为在具有第一相电压、第二相电压和第三相电压的电网周期内操作，以及控制器可以在其中第一相电压、第二相电压和第三相电压中的每一个互相排斥的电网周期的一部分期间切换第一升压变换器电路和第二升压变换器电路中的一个的操作模式。数字信号处理器可以产生电压误差值并且将电压误差值提供给现场可编程门阵列，以及现场可编程门阵列可以部分根据电压误差值产生脉宽调制控制信号。在至少一个实施方式中，输入电路包括具有第一电感器、第二电感器和第三电感器的三相整流器，以及所检测的电感器电流可以包括来自第一、第二和第三电感器中的至少两个的电流。