專利名稱：在線互動式不斷電系統的并聯控制方法
技術領域：
本發明涉及一種不斷電源的并聯控制方法，特別是指一種在線互動式不斷電系統的并聯控制方法。
背景技術：
一般所稱的不斷電源(UPS, Uninterruptible Power Supply)主要是在市電異常(例如停電、電壓偏高/偏低或出現涌浪電流)時，提供備份電源給用電設備，使用電設備的工作電源得以不間斷，防止電腦、電信網絡、交換機等重要的商業設備因市電中斷而遺失數據或失去控制。現有的不斷電源大致可分為在線式(On line)、離線式(Off line)及在線互動式(Line interactive),其系統特色大致如下在線式不斷電系統是將市電和用電設備隔開，市電不會直接供電給用電設備，而是送到不斷電系統轉換成直流電，用以對電池充電，同時再轉回交流電供應給用電設備，一旦市電中斷或異常時，則轉為電池模式，將電池的直流電源轉換為交流電，持續供應給用電設備。離線式不斷電系統是扮演備援的角色，常態下是由市電直接對用電設備供電，同時也為電池充電，一旦市電中斷，市電的供電回路將自動切斷而進入電池模式，以便將電池的直流電被轉換成交流電而對用電設備供電。在線互動式不斷電系統具備升壓和降壓補償電路，其運作方式基本上和離線式一樣，并不全程介入供電，只即時監測市電的供電狀況，而在市電供應出現狀況時，即時校正(升壓或降壓)或進入電池模式以取代市電持續對用電設備供電。由上述可知各種不斷電系統的基本特性，其中在線式不斷電源幾乎沒有轉換時間，安全性高，適用于精密的設備，但其缺點在于效率低，在常態市電模式使用下，其電力轉換器是以AC-DC-AC持續運行，造成電能轉換效率較差，損耗大，效率約為88% 90%。反觀在線互動式不斷電源供給器在維持常態市電模式運轉使用下，并不全程介入供電，所以不會有多余的損耗在電力轉換上，進而其效率可提升至95%，遠優于傳統市場在線式不斷電源90%的效率。若進一步考慮以在線互動式不斷電源供給器并聯以提高冗余性，則是使各個在線互動式不斷電源供給器的輸出端分別通過一開關元件共同連接到負載，當各個開關元件導通，各個在線互動式不斷電源供給器即構成并聯；由上述可知，在前述的并聯架構下，是由開關元件的啟閉(0N/0FF)執行并聯動作，然而若是各個開關元件執行并聯的動作時間差異太大，則會造成開關元件的壽命縮短。如圖5所示，其公開了在線互動式不斷電源供給器在并聯架構下，其開關元件動作時機和動作時產生瞬間電流的關系，當開關元件動作(0N/0FF)的時機是出現在市電輸入電壓周期的正負10度時，輸出電流的瞬間電流峰值可達50安培；又如圖6所示，當開關元件動作(0N/0FF)的時機是出現在市電輸入電壓周期的波峰附近時，輸出電流的瞬間電流峰值更高達200安培。造成前述瞬間大電流的原因在于開關元件的動作時機不恰當，因而造成瞬間大電流通過開關元件造成沖擊，而將縮短開關元件的壽命。另一方面，在線互動式不斷電源供給器既然在并聯架構下運轉，各在線互動式不斷電源供給器的開關元件必須同步動作，才能避免某些先動作的在線互動式不斷電源供給器的開關元件承受所有負載電流，進而損壞了該在線互動式不斷電源供給器。由上述可知，要讓在線互動式不斷電源供給器在并聯架構下運轉，必須準確控制其開關元件的動作時機，才能確保在線互動式不斷電源供給器本身和其開關元件不受損壞。
發明內容
因此本發明主要目的在提供一種在線互動式不斷電系統的并聯控制方法，其可使在并聯架構下的各個在線互動式不斷電源供給器的開關元件同步動作，且可確保開關元件在輸入電壓周期的0點附近動作，以便使負載的用電在短時間內達到平衡分配，且有效避免造成在線互動式不斷電源供給器及其開關元件損壞。為達成前述目的采取的主要技術手段是由二個以上在線互動式不斷電源供給器的電源輸出端分別通過一開關元件和負載連接，各在線互動式不斷電源供給器分別包括一控制器，由控制器控制開關元件啟閉，并接收開關元件的反饋信息；該控制器進一步執行以下步驟令開關元件執行啟閉動作；由開關元件取得反饋信息，根據反饋信息判斷開關元件實際動作的時間；判斷是否再次啟閉開關元件；若將再次啟閉開關元件，則根據反饋信息調整開關元件的動作時間在輸入電壓周期的特定范圍；通過和其他在線互動式不斷電源供給器的控制器作一聯機通信，使各個開關元件同步動作。由上述可知，本發明是使在線互動式不斷電源供給器的開關元件動作時，反饋其實際動作時間給控制器，以確定每一在線互動式不斷電源供給器的開關元件可以動作在輸入電壓周期的0點附近，當開關元件下一次啟閉時，將通過聯機通信使各個在線互動式不斷電源供給器的開關元件同步動作，可避免動作時負載電流集中在單臺在線互動式不斷電源供給器而造成開關元件的損壞。
圖1為本發明的系統架構示意圖；圖2為本發明在線互動式不斷電源供給器的電路方框圖；圖3為本發明的控制流程圖；圖4為本發明將開關元件動作時間調整到輸入電壓周期0點附近后的特性曲線圖；圖5為已知在線互動式不斷電源供給器將開關元件動作時間調整到輸入電壓周期0點附近后的一特性曲線圖6為已知在線互動式不斷電源供給器將開關元件動作時間調整到輸入電壓周期0點附近后的又一特性曲線圖。
具體實施例方式以下配合圖式及本發明的較佳實施例，進一步闡述本發明為達成預定發明目的所采取的技術手段。請參考圖1所示，是本發明的系統架構示意圖，主要是由二個以上的在線互動式不斷電源供給器10并聯組成，每一在線互動式不斷電源供給器10分別通過一開關元件Kl Kn和一負載連接；又各個在線互動式不斷電源供給器10的基本架構可參考圖2所示，包括有—自動電壓調整器(AVR)Il,包括一線圈，且具有一輸入端和一輸出端，其輸入端通過一第一狀態開關111和市電連接，其輸出端則和一電源輸出端101連接,所述電源輸出端101又通過一第二狀態開關112和市電連接；一逆變器12，其分別雙向地和電池組13、自動電壓調整器11的線圈連接；一控制器14，是連接且控制前述逆變器12的工作，該控制器14又分別和前述第一、第二狀態開關111，112連接，并控制其啟閉；再者，該控制器14是分別和其他各個在線互動式不斷電源供給器10的控制器14連接，供進行聯機通信。在市電正常模式下，第一狀態開關111開路，第二狀態開關112導通，因此自動電壓調整器11及逆變器12都不動作，市電輸入電源經過第二狀態開關112輸送到電源輸出端101 ;然而當電池組13須充電時，是使第一狀態開關111導通，而將電源送到自動電壓調整器11，此時自動電壓調整器11并不動作，只通過其線圈將電源送到逆變器12，此時逆變器12是作為充電器使用，而由自動電壓調整器11的線圈接收電源來對電池組13充電。當電池組13充電完成，第一狀態開關111恢復開路，市電輸入電源仍持續經過第二狀態開關112輸送到電源輸出端101。在市電異常模式下，第一狀態開關111導通，第二狀態開關112關閉，市電輸入電源通過第一狀態開關111送到自動電壓調整器11，由自動電壓調整器11作穩壓處理(升壓或降壓)后送到電源輸出端101持續供電，且通過逆變器12對電池組13充電。在市電中斷模式下，第一、第二狀態開關111，112均關閉，電池組13輸出直流電源經過逆變器12轉換成交流電源后送到自動電壓調整器11的線圈，而由自動電壓調整器11將電源輸送到電源輸出端101以持續供電。仍請參考圖1所示，所述各個在線互動式不斷電源供給器10是在電源輸出端101上設有一開關元件Kl Kn，以便通過開關元件Kl Kn共同連接到負載，各個開關元件Kl Kn并分別反饋連接到各個在線互動式不斷電源供給器10的控制器14，以便控制器14通過反饋記錄其開關元件Kl Kn實際的動作時間。在前述可行的并聯架構下，本發明的并聯控制方法由前述控制器14執行以下步驟(請參考圖3所示)令開關元件執行啟閉動作(301)；由開關元件取得反饋信息(302)，根據反饋信息判斷開關元件實際動作的時間(302)；
是否再次啟閉開關元件(303)；若欲再次啟閉開關元件，根據反饋信息將開關元件的動作時間調整在輸入電壓周期的特定范圍(304)；通過和其他在線互動式不斷電源供給器的控制器作聯機通信，使各個開關元件同步動作(305)。在前述控制方法中，本發明是在在線互動式不斷電源供給器的開關元件啟閉時反饋到控制器，由控制器根據反饋信息判斷開關元件實際動作的時間長度，當下次需要啟閉開關元件時，將根據反饋信息調整送出驅動訊號給開關元件的時間，使開關元件的動作是在輸入電壓周期的0點附近，請參考圖4所示，即無瞬間大電流產生，因此優選地，前述開關元件動作時間是在輸入電壓周期的0點附近。另一方面在線互動式不斷電源供給器在并聯架構下通過聯機通信可以同步啟閉其開關元件使負載達到平衡分配。以上所述僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明做任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案的范圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明技術方案的范圍內。
權利要求
1.一種在線互動式不斷電系統的并聯控制方法，其特征在于，是由二個以上在線互動式不斷電源供給器的電源輸出端分別通過一開關元件和負載連接，各在線互動式不斷電源供給器分別包括一控制器，由控制器控制開關元件啟閉，并接收開關元件的反饋信息；該控制器進一步執行以下步驟令開關元件執行啟閉動作；由開關元件取得反饋信息，根據反饋信息判斷開關元件實際動作的時間；判斷是否再次啟閉開關元件；若將再次啟閉開關元件，則根據反饋信息將開關元件的動作時間調整在輸入電壓周期的特定范圍；通過和其他在線互動式不斷電源供給器的控制器作一聯機通信，使各個開關元件同步動作。
2.根據權利要求1所述在線互動式不斷電系統的并聯控制方法，其特征在于該開關元件的動作時間是調整在輸入電壓周期的O點附近。
全文摘要
本發明涉及一種在線互動式不斷電系統的并聯控制方法，主要是由兩個以上在線互動式不斷電源供給器分別在輸出端上設有一開關元件，而且通過開關元件和一負載連接，以構成并聯；而在開關元件出現開關動作時，將經由反饋取得其實際的開關動作時間，以調整開關元件下次開關時的動作時機，使其動作時間都在市電輸入電壓周期的0點附近，進而使各個在線互動式不斷電源供給器的開關元件在同一時間動作，由此使負載在短時間內達到平衡分配，且避免在線互動式不斷電源供給器的開關元件因動作時間差異太大造成負載電流集中在單臺在線互動式不斷電源供給器而縮短元件壽命。
文檔編號H02J7/00GK103001269SQ20111027268
公開日2013年3月27日 申請日期2011年9月15日 優先權日2011年9月15日
發明者楊鎧聰, 周瑞鴻, 湯世謙 申請人:碩天科技股份有限公司