[发明专利]减少隔离UPS旁路导通的变压器励磁电流的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及UPS领域，尤其涉及一种减少隔离UPS旁路导通的变压器励磁电流的方法及装置。

背景技术

随着UPS的应用不断发展，对UPS系统隔离性要求也不断的被提出，全隔离UPS的应用可有效地保证用户设备系统的安全和可靠，从设计结构上看全隔离系统和传统的非隔离系统的差别在于增加了输出或是输入隔离变压器，其将整个UPS系统和负载系统隔离以保证负载系统不受输入端的干扰信号的影响。但隔离变压器的应用必须要考虑励磁电流的对UPS系统的影响，根据变压器的特性，可把变压器看作是一个电感，由电感的励磁特性可知，对电感突加电压会使其产生反方向的励磁电流，励磁电流的大小根据电感特性不同可以达到很高，可能会远远超过UPS系统中器件可承受的电压或电流限值，导致器件损坏引起UPS故障。

目前为保证全隔离UPS系统在旁路态和逆变态下都能正常工作，在这两种状态下减小变压器励磁电流的方法主要有两种：

(1)先保证旁路态下旁路无输出，通过逆变缓启动方法使输出电压缓慢变大以减小变压器励磁电流，待缓启动结束电压稳定后，即可实现两种状态的切换，此种方法虽然可以减小旁路输出时变压器的励磁电流，但旁路工作时刻受到限制，机器会存在无输出的一个时间段，在输出稳定性要求较高的场合是不允许出现此种情况的。

(2)旁路工作时，在旁路电压的峰值处开通旁路，由于电感电流滞后电压90°，使得旁路电压在过零处时的变压器励磁电流最小，一旦变压器两端的电压稳定，即可实现旁路和逆变的正常切换，但实测中不同变压器产生的励磁电流也会有几十安，因此还需要选用规格较高的器件才能满足设计要求。由此可见，这两种方法从实际应用的角度都存在一定的缺陷。

发明内容

本发明的目的是针对以上不足之处，提供了一种减少隔离UPS旁路导通的变压器励磁电流的方法，避免出现旁路输出时隔离变压器励磁电流较大的现象。

本发明解决技术问题所采用的方案是：一种减少隔离UPS旁路导通的变压器励磁电流的方法，包括以下步骤：

步骤S1：实时获取UPS输入交流电的过零点，根据相邻两个过零点的时间差获取UPS输入交流电的频率f；

步骤S2:判断UPS输入交流电的频率f是否满足f_min≤f≤f_max，其中f_min和f_max分别为UPS旁路输出正常范围交流电频率的最小阈值和最大阈值，若满足，则进入步骤S3，否则返回步骤S1；

步骤S3：取a的初值为1，其中a为正整数；

步骤S4：在UPS输入的交流电的当前第i个半个正弦波周期，UPS控制旁路可控硅SCR在t_ip时刻至相邻的下一个过零点t_i1处于导通状态，其中：

其中，N为正整数；t_i0为当前第i个半个正弦波周期的第一过零点时刻，t_ip为第一个过零点t_i0至下一个过零点之间的导通时刻，1≤i≤N,且i为正整数；

步骤S5:递增a的值，判断a是否小于等于N-1，若是，则返回步骤S5，否则结束检测。

进一步的，在步骤S5中，还包括以下步骤：

步骤S50：判断a是否小于等于N-1，若是，则转至步骤S4,否则结束检测；

步骤S51:取a＝a+1，转至步骤S50。

进一步的，在所述步骤S1中，还将过零点进行滞后补偿，计算实际过零点的时刻。

进一步的，在所述步骤S4中，第i个半波周期的导通时间为从t_ip至相邻的下一个过零点的时间。

本发明还提供一种减少隔离UPS旁路导通的变压器励磁电流的装置，包括一UPS模块，所述UPS模块的交流电输入端连接一用于实时获取UPS模块输入交流电的过零点获取单元，所述过零点获取单元经一频率判断单元与一用于计算UPS旁路可控硅SCR启动执行时间的缓启动控制单元，所述缓启动控制单元经一PWM信号产生单元与一用于控制旁路可控硅SCR开关的驱动单元的输入端电连接，所述驱动单元的输出端与所述UPS模块的旁路可控硅SCR电连接。

进一步的，还包括一过零点补偿单元，所述过零点补偿单元的一端与所述过零点获取单元电连接，另一端与所述缓启动控制单元电连接。

与现有技术相比，本发明有以下有益效果：