[发明专利]一种不间断电源的同步锁相实现系统和方法

说明书

本发明提供了一种不间断电源的同步锁相实现系统及方法，所述系统包括同步源检测单元、同步源选择单元以及同步锁相单元，其中：所述同步源检测单元，用于实时侦测各个同步源的状态；所述同步选择单元，用于根据当前不间断电源的运行状态从同步源中选出最优的一个作为同步跟踪源；所述同步锁相单元，用于调节不间断电源的逆变单元的输出电压的相位，使该输出电压的相位与同步跟踪源的电压相位一致。本发明通过软件控制自动选择最优的同步跟踪源，可实现逆变电压高精度的同步锁相。

技术领域

本发明涉及不间断电源领域，更具体地说，涉及一种不间断电源的同步锁相实现系统和方法。

背景技术

随着社会的不断进步，尤其是在当今资讯蓬勃发展的信息时代，电子计算机等各种数字设备应用场合也越来越广。然而，一旦这些数字设备断电，将造成大量的资料流失，导致无法估量的经济损失。不间断电源(以下简称UPS)，可确保负载在各种恶劣的市电条件下仍能得到不间断且稳定正常的交流电源输入，故以UPS作为保护性的电源设备，可大大提高负载供电的可靠性。目前，UPS也已慢慢成为许多重要场合不可缺少的电源装置。

图1是现有UPS系统的示意简图，其包含整流单元11、位于整流单元11后的逆变单元12以及旁路单元13。其中，整流单元11的输入为市电，整流单元11的输出作为逆变单元12的输入，逆变单元12的输出为UPS的输出电源，旁路单元13作为该UPS的另一路输出电源备份。当UPS中的逆变单元发生故障时，UPS的输出切换到旁路电源14供电。

为了更好、更快的进行这种切换，一般要求逆变单元12的输出与旁路电源14的相位完全同相，此相位调节过程即为UPS同步锁相。同步锁相是UPS系统的一个重要控制环节，其性能指标对UPS稳定运行起着关键作用。在单机UPS系统中，同步锁相的影响主要在于主旁切换，如果同步锁相环节没有处理好的话，切换瞬间可能产生很大的冲击电流导致UPS损坏甚至炸机。而对并联UPS系统来说，同步锁相尤为关键，同步锁相性能时刻影响着并机系统的运行稳定性，特别是当UPS的旁路频率发生变化，并联UPS系统中各机的同步锁相环节都处于动态调节过程中时，如果同步锁相环节处理不好，很容易导致并联系统中的各UPS之间产生较大的环流，此环流对并联UPS系统危害较大，甚至有可能使的整个并联UPS系统崩溃宕机。

同步锁相的目标是使得UPS的逆变电压与跟踪的目标电压完全同相，因为很小的相位误差将可能引起很大的冲击电流或环流，从而引发严重的后果。在传统的UPS控制系统中，同步锁相单元靠硬件电路实现的，包括同步选择逻辑判断单元、同步跟踪器和同步跟踪锁相单元。同步选择逻辑判断单元根据电平逻辑切换同步跟踪器的同步源信号输入；同步跟踪器将同步源输出同步源信号输出至UPS的同步跟踪锁相单元中。

上述UPS的同步源输入一般为市电经过整形电路的输出信号，每个UPS的同步控制单元的同步输入/输出端口全部相互连接。这种通过硬件电路实现同步锁相的方式不但增加UPS系统成本，而且增加了故障风险。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对上述通过硬件电路同步方式成本高、故障风险大的问题，提供一种新的不间断电源的同步锁相实现系统及方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种不间断电源的同步锁相实现系统，包括同步源检测单元、同步源选择单元以及同步锁相单元，其中：所述同步源检测单元，用于实时侦测各个同步源的状态，所述同步源的状态包括电压幅值、相角的瞬时步长值及相角变化值；所述同步选择单元，用于根据当前UPS运行状态从符合同步条件的同步源中选出最优的一个作为同步跟踪源；所述同步锁相单元，用于调节不间断电源的逆变单元的输出电压的相位，使该输出电压的相位与同步跟踪源的电压相位一致；

所述同步源包括旁路电压源、输出电压源、LBS同步源、外部同步源、额定本振源；所述同步选择单元在多个同步源均符合同步条件时，根据预设的优先级选择同步跟踪源。