不间断电源的母线电压软启动方法技术

本发明专利技术提供了一种不间断电源的母线电压软启动方法，所述不间断电源包括旁路双向开关管和逆变双向开关管，包括下列步骤：当所述不间断电源不具有旁路输出时，在所述旁路交流电源的正半周期内，控制所述旁路双向开关管的导通角从180°逐渐地减小至90°，在所述旁路交流电源的负半周期内，控制所述旁路双向开关管的导通角从360°逐渐地减小至270°；当所述不间断电源具有旁路输出时，在所述旁路交流电源的正半周期内，控制所述逆变双向开关管的导通角从180°逐渐地减小至90°，在所述旁路交流电源的负半周期内，控制所述逆变双向开关管的导通角从360°逐渐地减小至270°。本发明专利技术利用逆变双向开关管和旁路双向开关管实现了不间断电源的母线电压软启动。

【技术实现步骤摘要】
不间断电源的母线电压软启动方法
本专利技术涉及不间断电源，具体涉及一种不间断电源的母线电压软启动方法。
技术介绍
目前，随着用电设备研发技术的不断进步，对供电品质的要求也越来越高，不断电供电装置由于能够持续的对用电设备进行供电，能够给用电设备提供一个安全、稳定和持续供电的保障，其用途十分广泛，已经成为人们研究的热点。在不间断电源开始启动工作时，为了防止冲击电流过大对电路造成损坏，需要对不间断电源中的母线电压软启动，即对母线上的电容进行缓慢充电。图1是现有技术中的不间断电源的电路图。如图1所示，不间断电源包括功率因素校正电路3、I型三电平逆变器、电感L、滤波电容C、逆变双向开关管S1、旁路双向开关管S2、逆变继电器R1和输出继电器R2。功率因素校正电路3包括晶闸管X1、晶闸管X2、电感L1、电感L2、二极管D1、二极管D2、具有反向并联二极管的绝缘栅双极型晶体管Q1和绝缘栅双极型晶体管Q2，电容C1的一端和二极管D1的阴极连接至正母线1上，电容C2和二极管D2的阳极连接至负母线2上。在交流电源Vi的正半周期内，通过控制晶闸管X1的导通角从180°逐渐地减小至90°，从而对与正母线1连接的电容C1逐渐地充电，在交流电源Vi的负半周期内，通过控制晶闸管X2的导通角从360°逐渐地减小至270°，从而对与负母线2连接的电容C2逐渐地充电。通过图1中的功率因素校正电路3实现不间断电源的母线电压软启动。目前，不间断电源中常用的功率因素校正电路与图1中的功率因素校正电路类似，区别是采用二个二极管分别代替图1中的晶闸管X1和晶闸管X2，但是该功率因素校正电路不能对不间断电源的母线电压进行软启动，从而使得该功率因素校正电路的使用受到了限制。在这种情况下，只能采取限流电阻加继电器组合软启动或直流源放电软启动方法。因此，如何在不增加元器件的情况下对不间断电源的母线电压实现软启动成为目前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
针对上述现有技术，本专利技术提供了一种不间断电源的母线电压软启动方法，不间断电源包括：正母线和负母线；第一电容和第二电容，所述第一电容和第二电容串联后电连接至所述正母线和负母线之间，所述第一电容和第二电容的节点接地；I型三电平逆变器，所述I型三电平逆变器包括：具有反向并联的第一二极管的第一半导体开关；具有反向并联的第二二极管的第二半导体开关；具有反向并联的第三二极管的第三半导体开关；具有反向并联的第四二极管的第四半导体开关；第五二极管和第六二极管，所述第一半导体开关、第二半导体开关、第三半导体开关和第四半导体开关依次串联后电连接至所述正母线和负母线之间，第五二极管的阴极与所述第一二极管的阳极和所述第二二极管的阴极电连接，所述第六二极管的阳极与所述第三二极管的阳极和第四二极管的阴极电连接，所述第五二极管的阳极和第六二极管的阴极电连接并接地；电感，所述电感的一端和所述第二二极管的阳极电连接；滤波电容，所述滤波电容的两端分别电连接至所述电感的另一端和地之间；逆变双向开关管，所述逆变双向开关管的一端电连接至所述电感的另一端；旁路双向开关管，所述旁路双向开关管的一端和所述逆变双向开关管的另一端电连接，所述旁路双向开关管的另一端电连接至旁路交流电源；逆变继电器，所述逆变继电器择一地与所述逆变双向开关管或旁路双向开关管并联；输出继电器，所述输出继电器的一端和所述逆变双向开关管的另一端电连接；所述不间断电源的母线电压软启动方法包括下列步骤：（a）当所述不间断电源不具有旁路输出时，使得所述输出继电器截止，所述逆变继电器与所述逆变双向开关管并联，在所述旁路交流电源的正半周期内，使得所述第三半导体开关和第四半导体开关截止，同时控制所述旁路双向开关管的导通角从180°逐渐地减小至90°从而对所述第一电容逐渐地充电；（b）当所述不间断电源不具有旁路输出时，使得所述输出继电器截止，所述逆变继电器与所述逆变双向开关管并联，在所述旁路交流电源的负半周期内，使得所述第一半导体开关和第二半导体开关截止，同时控制所述旁路双向开关管的导通角从360°逐渐地减小至270°从而对所述第二电容逐渐地充电；或（c）当所述不间断电源具有旁路输出时，使得所述输出继电器导通，且使得所述逆变继电器与所述旁路双向开关管并联，在所述旁路交流电源的正半周期内，使得所述第三半导体开关和第四半导体开关截止，同时控制所述逆变双向开关管的导通角从180°逐渐地减小至90°从而对所述第一电容逐渐地充电；（d）当所述不间断电源具有旁路输出时，使得所述输出继电器导通，且使得所述逆变继电器与所述旁路双向开关管并联，在所述旁路交流电源的负半周期内，使得所述第一半导体开关和第二半导体开关截止，同时控制所述逆变双向开关管的导通角从360°逐渐地减小至270°从而对所述第二电容逐渐地充电。优选的，在所述步骤（a）或（c）中，还包括使得所述第一半导体开关、第二半导体开关和第四半导体开关截止；在所述步骤（b）或（d）中，还包括使得所述第一半导体开关、第三半导体开关和第四半导体开关截止。优选的，在所述步骤（a）中，当所述第一电容的电压达到所述旁路交流电源的正峰值电压后，还包括控制所述第一半导体开关、第二半导体开关、第四半导体开关和旁路双向开关管截止，并控制所述第三半导体开关以脉宽调制方式工作使得所述滤波电容放电并对所述第一电容充电。优选的，在所述步骤（b）中，当所述第二电容的电压达到所述旁路交流电源的负峰值电压后，还包括控制所述第一半导体开关、第三半导体开关、第四半导体开关和旁路双向开关管截止，并控制所述第二半导体开关以脉宽调制方式工作使得所述滤波电容放电并对所述第二电容充电。优选的，在所述步骤（c）中，当所述第一电容的电压达到所述旁路交流电源的正峰值电压后，还包括控制所述第一半导体开关、第二半导体开关、第四半导体开关和逆变双向开关管截止，并控制所述第三半导体开关以脉宽调制方式工作使得所述滤波电容放电并对所述第一电容充电。优选的，在所述步骤（d）中，当所述第二电容的电压达到所述旁路交流电源的负峰值电压后，还包括控制所述第一半导体开关、第三半导体开关、第四半导体开关和逆变双向开关管截止，并控制所述第二半导体开关以脉宽调制方式工作使得所述滤波电容放电并对所述第二电容充电。优选的，在所述步骤（a）和/或步骤（b）中，使得所述逆变双向开关管截止；或在所述步骤（c）和/或步骤（d）中，使得所述旁路双向开关管截止。优选的，所述逆变双向开关管为逆变静态开关或逆变双向晶闸管，所述旁路双向开关管为旁路静态开关或旁路双向晶闸管。优选的，所述第一半导体开关、第二半导体开关、第三半导体开关和第四半导体开关为金氧半场效晶体管或绝缘栅双极型晶体管。本专利技术利用不间断电源中的逆变双向开关管和旁路双向开关管实现了不间断电源的母线电压软启动，节省了元器件，降低了成本。附图说明以下参照附图对本专利技术实施例作进一步说明，其中：图1是现有技术中的不间断电源的电路图。图2是实现本专利技术的不间断电源的母线电压软启动方法的电路图。图3是图2所示的不间断电源不具有旁路输出时在旁路交流电源的正半周期的等效电路图。图4是滤波电容对第一电容进行充电的等效电路图。图5是图2所示的不间断电源不具有旁路输出时在旁路交流电源的负半周期的等效电路图。图6是滤波电容本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不间断电源的母线电压软启动方法，所述不间断电源包括：正母线和负母线；第一电容和第二电容，所述第一电容和第二电容串联后电连接至所述正母线和负母线之间，所述第一电容和第二电容的节点接地；I型三电平逆变器，所述I型三电平逆变器包括：具有反向并联的第一二极管的第一半导体开关；具有反向并联的第二二极管的第二半导体开关；具有反向并联的第三二极管的第三半导体开关；具有反向并联的第四二极管的第四半导体开关；第五二极管和第六二极管，所述第一半导体开关、第二半导体开关、第三半导体开关和第四半导体开关依次串联后电连接至所述正母线和负母线之间，第五二极管的阴极与所述第一二极管的阳极和所述第二二极管的阴极电连接，所述第六二极管的阳极与所述第三二极管的阳极和第四二极管的阴极电连接，所述第五二极管的阳极和第六二极管的阴极电连接并接地；电感，所述电感的一端和所述第二二极管的阳极电连接；滤波电容，所述滤波电容的两端分别电连接至所述电感的另一端和地之间；逆变双向开关管，所述逆变双向开关管的一端电连接至所述电感的另一端；旁路双向开关管，所述旁路双向开关管的一端和所述逆变双向开关管的另一端电连接，所述旁路双向开关管的另一端电连接至旁路交流电源；逆变继电器，所述逆变继电器择一地与所述逆变双向开关管或旁路双向开关管并联；输出继电器，所述输出继电器的一端和所述逆变双向开关管的另一端电连接；其特征在于，所述不间断电源的母线电压软启动方法包括下列步骤：（a）当所述不间断电源不具有旁路输出时，使得所述输出继电器截止，且使得所述逆变继电器与所述逆变双向开关管并联，在所述旁路交流电源的正半周期内，使得所述第三半导体开关截止，同时控制所述旁路双向开关管的导通角从180°逐渐地减小至90°从而对所述第一电容逐渐地充电；（b）当所述不间断电源不具有旁路输出时，使得所述输出继电器截止，且使得所述逆变继电器与所述逆变双向开关管并联，在所述旁路交流电源的负半周期内，使得所述第二半导体开关截止，同时控制所述旁路双向开关管的导通角从360°逐渐地减小至270°从而对所述第二电容逐渐地充电；或（c）当所述不间断电源具有旁路输出时，使得所述输出继电器导通，且使得所述逆变继电器与所述旁路双向开关管并联，在所述旁路交流电源的正半周期内，使得所述第三半导体开关截止，同时控制所述逆变双向开关管的导通角从180°逐渐地减小至90°从而对所述第一电容逐渐地充电；（d）当所述不间断电源具有旁路输出时，使得所述输出继电器导通，且使得所述逆变继电器与所述旁路双向开关管并联，在所述旁路交流电源的负半周期内，使得所述第二半导体开关截止，同时控制所述逆变双向开关管的导通角从360°逐渐地减小至270°从而对所述第二电容逐渐地充电。...

【技术特征摘要】
1.一种不间断电源的母线电压软启动方法，所述不间断电源包括：正母线和负母线；第一电容和第二电容，所述第一电容和第二电容串联后电连接至所述正母线和负母线之间，所述第一电容和第二电容的节点接地；I型三电平逆变器，所述I型三电平逆变器包括：具有反向并联的第一二极管的第一半导体开关；具有反向并联的第二二极管的第二半导体开关；具有反向并联的第三二极管的第三半导体开关；具有反向并联的第四二极管的第四半导体开关；第五二极管和第六二极管，所述第一半导体开关、第二半导体开关、第三半导体开关和第四半导体开关依次串联后电连接至所述正母线和负母线之间，第五二极管的阴极与所述第一二极管的阳极和所述第二二极管的阴极电连接，所述第六二极管的阳极与所述第三二极管的阳极和第四二极管的阴极电连接，所述第五二极管的阳极和第六二极管的阴极电连接并接地；电感，所述电感的一端和所述第二二极管的阳极电连接；滤波电容，所述滤波电容的两端分别电连接至所述电感的另一端和地之间；逆变双向开关管，所述逆变双向开关管的一端电连接至所述电感的另一端；旁路双向开关管，所述旁路双向开关管的一端和所述逆变双向开关管的另一端电连接，所述旁路双向开关管的另一端电连接至旁路交流电源；逆变继电器，所述逆变继电器择一地与所述逆变双向开关管或旁路双向开关管并联；输出继电器，所述输出继电器的一端和所述逆变双向开关管的另一端电连接；其特征在于，所述不间断电源的母线电压软启动方法包括下列步骤：（a）当所述不间断电源不具有旁路输出时，使得所述输出继电器截止，且使得所述逆变继电器与所述逆变双向开关管并联，在所述旁路交流电源的正半周期内，使得所述第三半导体开关截止，同时控制所述旁路双向开关管的导通角从180°逐渐地减小至90°从而对所述第一电容逐渐地充电；（b）当所述不间断电源不具有旁路输出时，使得所述输出继电器截止，且使得所述逆变继电器与所述逆变双向开关管并联，在所述旁路交流电源的负半周期内，使得所述第二半导体开关截止，同时控制所述旁路双向开关管的导通角从360°逐渐地减小至270°从而对所述第二电容逐渐地充电；或（c）当所述不间断电源具有旁路输出时，使得所述输出继电器导通，且使得所述逆变继电器与所述旁路双向开关管并联，在所述旁路交流电源的正半周期内，使得所述第三半导体开关截止，同时控制所述逆变双向开关管的导通角从180°逐渐地减小至90°从而对所述第一电容逐渐地充电；（d）当所述不间断电源具有旁路输出时，使得所述输出继电器导通，且使得所述逆变继电器与所述旁路双向开关管并联，在所述旁路交流电源的负半周期内，使得所述第二半...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永祥，
申请(专利权)人：伊顿制造格拉斯哥有限合伙莫尔日分支机构，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH