[发明专利]用于提供不间断电力的装置和方法

说明书

本申请是申请日为2012年01月18日，申请号为201280013440.X，发明名称为“用于提供不间断电力的装置和方法”的申请的分案申请。

本发明的背景

1.发明领域

本发明的至少一个实施例一般涉及不间断电源的控制。

2.相关技术的探讨

不间断电源(UPS)被用于向许多不同类型的电子设备提供可靠的电力。不间断电源对提供给负载的电力进行调节，并且能够在缺失主电力的情况下(如在停电或欠压条件下)向负载提供备用电力。向负载提供的电力中的不必要的波动会浪费能量并损坏电气设备，这会导致成本增加、生产效率降低，并且可能需要修理或更换电气元件。

发明内容

本文所描述的方面和实施例针对不间断电源的控制。至少一个方面针对一种不间断电源，该不间断电源包括被配置为接收输入电力的输入端、输出端、以及与输入端和输出端耦合的电力变换电路。该不间断电源还包括旁路开关和控制器，旁路开关被配置为在旁路操作模式下将输入端耦合到输出端。控制器与电力变换电路和旁路开关耦合。控制器还被配置为在输入电压波形的第一半周期期间在第一配置中激活旁路开关，以便将输入电力提供在输出端，并且控制器还被配置为在输入电压波形的第二半周期期间在第二配置中激活旁路开关，以便将输入电力提供在输出端。

在一些实施例中，旁路开关包括第一半导体可控整流器和第二半导体可控整流器。第一半导体可控整流器受控制器的控制在第一配置中是激活的，而在第二配置中是未激活的。在一些实施例中，第二半导体可控整流器在第一配置中是未激活的，并且受控制器的控制在第二配置中是激活的。在旁路操作模式中，第一半导体可控整流器和第二半导体可控整流器可以受控制器的控制处于交替的操作状态。在各种实施例中，第一半导体可控整流器和第二半导体可控整流器被布置在反并联的配置中。

在一些实施例中，不间断电源被配置在旁路操作模式中，且包括备用电源，并且控制器被配置为在反向模式下激活电力变换电路来对备用电源进行充电。在一个实施例中，其中不间断电源被配置在旁路操作模式中，输入端被配置为接收来自输入电源的输入电力，并且电力变换电路被配置为与输入电源并行操作，其中，电力变换电路被配置为在从旁路模式发生故障后的2ms内在输出端提供电力。

在一个实施例中，该控制器包括锁相环电路和门控电路。锁相环电路向门控电路提供输入电压波形，而门控电路至少部分地基于输入电压波形来在第一配置或者第二配置中激活旁路开关。电力变换电路还可以提供功率因数校正和减小的谐波失真。在一个实施例中，输入电压波形实质上与输入电流信号同相。

至少一个方面针对一种使用具有输入端、输出端、电力变换电路和旁路开关的不间断电源来分配电力的方法。该方法包括在旁路模式下操作不间断电源的动作，其中输出端的电力是通过旁路开关从输入电源提供的。该方法还包括以下动作：在输入电压波形的第一半周期期间，控制旁路开关在第一配置中操作，以便将电力提供在输出端，以及在输入电压波形的第二半周期期间，控制旁路开关在第二配置中操作，以便将电力提供在输出端。

在一些实施例中，旁路开关包括第一半导体可控整流器和第二半导体可控整流器，并且该方法可以包括在第一配置中激活第一半导体可控整流器的动作，其中，第一半导体可控整流器在第一配置中是激活的，并且第二半导体可控整流器在第一配置中是未激活的。该方法还可以包括在第二配置中激活第二半导体可控整流器的动作，其中，第二半导体可控整流器在第二配置中是激活的，并且第一半导体可控整流器在第二配置中是未激活的。

在一个实施例中，不间断电源包括备用电源，并且该方法包括控制电力变换电路来对备用电源充电的动作。该方法还可包括以下动作：接收来自输入电源的输入电力、与输入电源并行地操作电力变换电路、以及在旁路模式发生故障后的3.5ms和4.5ms之间将来自电力变换电路的在额定电压值的1％范围内的输出电压提供在输出端。

在一个实施例中，该方法包括以下动作：接收来自输入电源的输入电力、与输入电源并行地操作电力变换电路、在旁路模式发生故障后的不到2.5ms内将来自电力变换电路的电压提供在输出端、以及在旁路模式发生故障后超过3.5ms时识别与旁路模式故障相关联的输出电压的下降。在一些实施例中，该方法包括以下动作：控制电力变换电路作为功率因数校正器整流器操作、或去除来自在输入端接收的输入电流的谐波信号的至少一部分。