[发明专利]供电控制

说明书

根据一个方面，本发明的实施方式提供供电系统，其包括功率因数校正电路、逆变器、总线和开关电路，功率因数校正电路耦合到输入端并配置为从输入端汲取输入电流，逆变器耦合到输出端并配置为向输出端提供输出电流，总线耦合到功率因数校正电路和逆变器，以及开关电路配置为在第一操作模式中将电力从功率因数校正电路引导到逆变器以及在第二操作模式中将电力从总线引导到逆变器，其中，开关电路包括中性钳位电路，该中性钳位电路耦合到功率因数校正电路和逆变器，中性钳位电路配置为控制由功率因数校正电路汲取的输入电流的电平以及由逆变器提供的输出电流的电平。

技术领域

本公开的实施方式一般涉及提供电力的系统和方法。

背景

诸如不间断电源(UPS)之类的电源一般用于向电气设备或负载提供电力。当主电源或电力网不可用时，UPS可提供电力。传统的在线UPS利用功率因数校正电路(PFC)整流由电气设施提供的输入电力以向DC总线提供电力。当电力网可用时，整流的DC电压一般用于给电池充电，同时也向DC总线提供电力。在没有电力网电力时，电池向DC总线提供电力。逆变器从DC总线产生AC输出电压给负载。因为DC总线由电力网或电池供电，如果电力网故障并且电池被充足地充电，则UPS的输出电力是不间断的。

概述

本发明的至少一些方面和实施方式针对供电系统，该供电系统包括输入端、输出端、功率因数校正电路、逆变器、总线和开关电路，输入端配置为接收来自输入电源的输入电力，输出端配置为向负载提供输出电力，功率因数校正电路耦合到输入端并配置为从输入端汲取输入电流，逆变器耦合到输出端并配置为向输出端提供输出电流，总线耦合到功率因数校正电路和逆变器，以及开关电路耦合到逆变器，开关电路配置为在第一操作模式将电力从功率因数校正电路引导到逆变器以及在第二操作模式将电力从总线引导到逆变器，其中，开关电路包括中性钳位电路，中性钳位电路耦合到功率因数校正电路和逆变器，中性钳位电路配置为控制由功率因数校正电路汲取的输入电流的电平以及由逆变器向输出端提供的输出电流的电平。

根据一个实施方式，开关电路配置为在第一操作模式中绕开总线将交流电流从功率因数校正电路引导到逆变器。

根据另一个实施方式，供电系统还包括控制器，该控制器耦合到开关电路并配置为向开关电路提供控制信号。在一个实施方式中，控制器配置为监控供电系统的至少一个电气特性，并基于至少一个电气特性，在第一操作模式、第二操作模式以及第一操作模式和第二操作模式的组合中的至少一个模式中提供控制信号来操作开关电路。在另一个实施方式中，在提供控制信号来操作开关电路时，控制器还配置为向中性钳位电路提供控制信号以调整中性钳位电路的占空比来调节由功率因数校正电路汲取的输入电流的电平以及由逆变器向输出端提供的输出电流的电平中的至少一个。在另一个实施方式中，在提供控制信号来操作开关电路时，控制器还配置为向开关电路提供控制信号以调整开关电路的占空比来控制在功率因数校正电路、总线和逆变器间传输的电力的量。

根据一个实施方式，控制器还配置为监控由功率因数校正电路汲取的输入电流，确定由功率因数校正电路汲取的输入电流是否小于参考输入电流电平，并响应于确定由功率因数校正电路汲取的输入电流小于参考输入电流电平，向中性钳位电路提供控制信号以增加中性钳位电路的第一占空比来增加由功率因数校正电路汲取的输入电流。在一个实施方式中，控制器还配置为响应于确定由功率因数校正电路汲取的输入电流大于参考输入电流电平，向中性钳位电路提供控制信号以降低中性钳位电路的第一占空比来减少由功率因数校正电路汲取的输入电流。

根据另一个实施方式，控制器还配置为确定由逆变器提供的输出电流是否小于参考输出电流电平，并响应于确定由逆变器提供的输出电流小于参考输出电流电平，向开关电路提供控制信号以增加开关电路的占空比来增加由逆变器提供的输出电流。在一个实施方式中，控制器还配置为响应于确定由逆变器提供的输出电流大于参考输出电流电平，向中性钳位电路提供控制信号以增加中性钳位电路的第二占空比来减少由逆变器提供的输出电流。