[发明专利]一种不间断电源I字型三电平强限装置及方法

说明书

本发明提供一种不间断电源I字型三电平强限装置及强限方法，逆变发生强制限流时，先关开关管Q1及开关管Q4，再关开关管Q2及开关管Q3，此时存在一个时间差；当强制限流放开的时候先开开关管Q2及开关管Q3，再开开关管Q1及开关管Q4，此时，也存在一个时间差，时间差的定义是需要考虑的问题，本发明从管子杂散参数的角度定义该时间差，通过准确定义开关管的时间差，两个时间差定义为吸收电容加上二极管杂散电容上的能量，这样即可避免强制限流保护引起的炸机问题。

技术领域

本发明涉及自动控制技术，具体涉及一种不间断电源I字型三电平强限装置及方法。

背景技术

UPS(Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply)，即不间断电源，是将蓄电池(多为铅酸免维护蓄电池)与主机相连接，通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备如电磁阀、压力变送器等提供稳定、不间断的电力供应。当市电输入正常时，UPS将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS就是一台交流式电稳压器，同时它还向机内电池充电；当市电中断(事故停电)时，UPS立即将电池的直流电能，通过逆变器切换转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。UPS设备通常对电压过高或电压过低都能提供保护。

目前的服务器机房的UPS在投载瞬间会有大电流存在，触发到UPS逆变部分的强制限流逻辑。触发到强制限流逻辑后由于开关管的开关逻辑问题，造成UPS出现炸机问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

本发明提供一种不间断电源I字型三电平强限装置，包括不间断电源I字型三电平强限电路以及控制器，不间断电源I字型三电平强限电路包括电容C3、电容C4、二极管D1、二极管D2、开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4、电感L，开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4依次串联连接，二极管D1、二极管D2串联连接，二极管D1的负极接开关管Q1、开关管Q2的连接点，二极管D2的正极接开关管Q3、开关管Q4的连接点，二极管D1、二极管D2的连接点接零线N，电容C3并联连接与二极管D1的两端，电容C4并联连接与二极管D2的两端，开关管Q2、开关管Q3的连接点接电感L的一端，电感L的另一端接零线N，控制器产生四路控制信号分别控制开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4的导通与关闭。

进一步的，开关管Q1的输入端与零线N之间连接有电容C1，开关管Q4的输出端与零线N之间连接有电容C2。

进一步的，电容C1及电容C2为电解电容，其中电容C1的正极接开关管Q1的输入端，负极接零线N，电容C2的负极接开关管Q4的输出端，正极接零线N。

进一步的，电容C3、电容C4均为680p电容。

进一步的，电感L的另一端与零线N之间接有电容C5。

进一步的，开关管为三极管或MOS管。

进一步的，开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4均并联连接有快恢复二极管。

此外本发明提供一种用于上述不间断电源I字型三电平强限装置的强限方法，其特征在于，包括以下步骤：

SS1：计算开关管Q2、开关管Q3同时开通时的回路时间常数t；

SS2：逆变发生强制限流时，控制先关开关管Q1、开关管Q4，再关开关管Q2、开关管Q3之间存在的时间差为回路时间常数t的3-5倍；

SS3：当强制限流放开时，控制先开开关管Q2、开关管Q3，再开开关管Q1、开关管Q4之间存在的时间差为回路时间常数t的3-5倍。