[发明专利]UPS机械转换继电器电弧缓解

说明书

背景

1.技术领域

本发明中至少有一个实施方式总体上涉及提供不间断供电器的系统和方法，更具体地讲，本发明涉及控制不间断供电器。

2.背景技术

不间断供电器（UPS）用于向多种不同类型的电子设备提供可靠的电力。不间断供电器可调节供至负载的电力，并能在主电力损失的情况下提供备用电力到负载，例如停电时或减电的状态下。输入电力中的非期望波动提供到不间断供电器中可浪费能量且损坏电气设备，这造成成本增加，生产力损失，并且可能需要修理或更换电子元件。

发明内容

本发明所涉及的各方面和实施方式主要针对使用不间断供电器提供不间断电力的系统和方法。不间断供电器在输入端处接收电力并在输出端处提供电力。不间断供电器还包括逆变器和继电器，该继电器被配置成选择性地在一个配置中将输入端和输出端耦合，以及在另一配置中将逆变器和输出端耦合。不间断供电器还包括控制器，该控制器能够检测电压骤升(voltage swell)状态，如在不间断供电器输入端处接收到的输入电压的增加。基于电压骤升状态，控制器调节继电器的切换以防止逆变器反向馈电，并在不间断供电器输出端提供电力。

至少有一方面是针对不间断供电器的。不间断供电器包括第一输入端，该第一输入端被配置为接收来自电源的输入AC电压，该输入AC电压具有相关联的相位角。第二输入端被配置成接收来自备用电源的输入电压，并且输出端被配置成提供得自于来自电源和备用电源中的至少一个的电力的输出电力。不间断供电器还包括逆变器和继电器，该逆变器耦合至备用电源，该继电器被配置成在第一位置将第一输入端与输出端耦合并且在第二位置将逆变器与输出端耦合。不间断供电器还包括控制器，该控制器被配置成检测输入电压的电压骤升状态。响应于检测到电压骤升状态，控制器控制继电器在输入AC电压的预定的相位角的范围内从第一位置切换至第二位置。

在一些实施方式中，响应于检测到电压骤升状态，控制器控制继电器在输入电压过零点之前的预定时间段内从第一位置切换到第二位置。控制器可控制继电器在输入电压过零点之前的6.3毫秒和3.1毫秒之间，从第一位置切换到第二位置。

在一个实施方式中，第一输入端包括输入线和中性线，用以接收来自电源的输入AC电压。继电器在第一位置将输入线和中性线与输出端耦合，并在第二位置将输入线和中性线与逆变器耦合。在一些实施方式中，逆变器包括DC总线线路，并且控制器控制继电器的切换，以在电压骤升状态期间保持DC总线线路的基本恒定的电压。控制器对输入AC电压进行采样，并将采样的输入AC电压与参考电压进行比较，以检测电压骤升状态。在一个实施方式中，控制器对输入AC电压进行采样来确定多个采样的输入AC电压值，并基于一组四个连续的采样输入AC电压值中至少有两个高于参考电压来检测电压骤升状态。

至少还有另一个方面针对一种使用具有输入端、输出端、逆变器和继电器的不间断供电器分配不间断电力的方法。继电器将输入端与输出端在第一位置耦合并将逆变器和输出端在第二位置耦合。该方法包括：接收来自电源的输入电压的行为和检测输入电压的电压骤升状态的行为。响应于电压骤升状态的检测，该方法包括：识别输入电压的相位角以启动继电器在第一位置和第二位置之间的切换操作的行为。该方法还包括：在输入电压的所述相位角处将继电器从第一位置切换到第二位置的行为。

在一些实施方案中，所述方法包括响应于检测到电压骤升状态而延迟将继电器从第一位置切换到第二位置直到在输入电压过零点前的预定时间段的行为，以及在预定时间段内将继电器从第一位置切换至第二位置的行为。在一个实施方式中，逆变器包括DC总线线路，并且该方法控制继电器在第一和第二位置之间的切换，以在电压骤升状态期间保持DC总线线路的基本恒定的电压。在一些实施方式中，该方法包括对输入电压进行采样、并将采样的输入电压与参考电压进行比较以检测电压骤升状态的行为。在一个实施方式中，该方法包括如下行为：对输入电压进行采样以确定多个采样的输入电压值，以及基于一组四个连续采样的输入电压值中至少有两个高于参考电压来检测电压骤升状态。该方法还包括如下行为：在检测到电压骤升状态和输入电压过零点之间的时间段内将继电器从第一位置切换到第二位置。