市电逆变切换控制方法及电路技术

本发明专利技术提供一种市电逆变切换控制方法及电路，其以基准电压与市电整流信号电压的比较结果来判断市电是否失压，从而通过市电逆变切换控制信号来控制市电逆变切换模块进行市电/逆变切换，并且为了避免将过零误判为市电失压，将市电逆变切换控制信号的每个第一电平段进行封锁，使市电逆变切换模块仅接收到市电逆变切换控制信号的第二电平段或者第三电平段，与现有技术相比，大大缩短了切换时延，提高了切换速度，不仅满足大多数应用场景的要求，还可用于医院、消防、高等级实验室等对切换时延和速度要求严苛的场景，避免造成严重事故。避免造成严重事故。避免造成严重事故。

【技术实现步骤摘要】
市电逆变切换控制方法及电路


[0001]本专利技术属于UPS电源
，尤其涉及一种市电逆变切换控制方法及电路。

技术介绍

[0002]市场上UPS电源主要分为三大类：后备式UPS电源、在线互动式UPS电源和在线式UPS电源。
[0003]如图7所示，后备式UPS电源的工作原理为：在市电正常供电时，市电经净化模块净化后，经切换模块直接向负载供电，电源内逆变器(DC/AC)停止工作，UPS电源相当于净化电源，同时由市电给电池充电；当市电停电时，由电池逆变后经切换模块向负载供电。
[0004]如图8所示，在线互动式UPS电源的工作原理为：在市电正常供电时，市电自动调压，并经净化模块净化后，经切换模块直接向负载供电，电源内逆变器停止工作，UPS电源相当于高性能稳压净化电源，同时由市电给电池充电；当市电停电时，由电池逆变后经切换模块向负载供电。
[0005]如图9所示，在线式UPS电源的工作原理为：在市电正常供电时，连接市电和负载的UPS电源首先将市电交流电源经整流变成直流电源，然后进行脉宽调制、滤波，再将直流电经逆变器重新转换成正弦波交流电源,经切换模块向负载供电；当市电中断时，UPS电源立即不间断改由蓄电池提供的直流电经逆变器逆变后，经切换模块向负载提供正弦波交流电。
[0006]目前，在线式、后备式、在线互动式UPS电源的市电逆变切换方式主要是取正弦波市电的电压平均值(或有效值)与设定值比较，当电压平均值小于设定值时，认为市电失压，控制切换模块动作切换到电池逆变模式。而求取电压平均值(或有效值)，一般需要大于一个周期(>20ms)的时间，最低也需要四分之一个周期(>5ms)，再加上继电器动作时间(>3ms)，因此，从市电失压到切换完成的时延为7
‑
15ms，有的甚至达20ms以上，这种切换速度对于大多数应用场景能够满足要求，不会造成交流UPS电源因电源切换造成后级负载出现故障，但对于医院、消防、高等级实验室等对电源切换时间要求严苛的应用场所，会造成严重事故。

技术实现思路

[0007]基于此，针对上述技术问题，提供一种可快速切换的市电逆变切换控制方法及电路。
[0008]本专利技术采用的技术方案如下：
[0009]作为本专利技术的第一方面，提供一种市电逆变切换控制方法，包括：
[0010]S101、对市电进行整流，得到整流信号，同时生成基准电压，并将所述基准电压与整流信号的电压进行比较，得到市电逆变切换控制信号，所述基准电压为Um/8
‑
Um/4，Um为所述整流信号的幅值，所述市电逆变切换控制信号在市电正常时具有周期性出现的表征整流信号的电压小于基准电压的第一电平段以及表征整流信号的电压大于基准电压的第二
电平段，在市电失压时具有与所述第一电平段的电平相同的第三电平段；
[0011]S102、将所述市电逆变切换控制信号发送给市电逆变切换模块，同时，封锁所述市电逆变切换控制信号的每个第一电平段，使所述市电逆变切换模块仅接收到所述市电逆变切换控制信号的第二电平段或者第三电平段。
[0012]作为本专利技术的第二方面，提供一种市电逆变切换电路，包括：
[0013]市电逆变切换控制信号生成模块，用于生成市电逆变切换控制信号，其包括整流电路单元、基准电压生成电路单元以及比较器，所述整流电路单元用于对市电进行整流，并输出整流信号，所述基准电压生成电路单元用于生成基准电压，所述比较器用于对所述基准电压与整流信号的电压进行比较，输出市电逆变切换控制信号，所述基准电压为Um/8
‑
Um/4，Um为所述整流信号的幅值，所述市电逆变切换控制信号在市电正常时具有周期性出现的表征整流信号的电压小于基准电压的第一电平段以及表征整流信号的电压大于基准电压的第二电平段，在市电失压时具有与所述第一电平段的电平相同的第三电平段；
[0014]模拟开关，用于将所述市电逆变切换控制信号发送给市电逆变切换模块，所述模拟开关的输入端与所述比较器的输出端连接，该模拟开关的输出端与所述市电逆变切换模块连接；
[0015]模拟开关控制信号生成模块，用于生成模拟开关控制信号，并发送给所述模拟开关的控制端，所述模拟开关控制信号用于控制所述模拟开关在所述市电逆变切换控制信号的每个第一电平段期间断开，在其余电平段期间保持导通，以封锁每个第一电平段，使所述市电逆变切换模块仅接收到第二电平段或者第三电平段；
[0016]市电逆变切换模块，用于根据所述市电逆变切换控制信号进行市电/逆变切换，所述市电逆变切换模块包括在所述第二电平段时导通、在所述第三电平段时断开的第一开关以及在所述第二电平段时断开、在所述第三电平段时导通的第二开关，所述第一开关连接于市电供电端与电输出端之间，所述第二开关连接于逆变供电端与电输出端之间。
[0017]本专利技术以基准电压与市电整流信号电压的比较结果来判断市电是否失压，从而通过市电逆变切换控制信号来控制市电逆变切换模块进行市电/逆变切换，并且为了避免将过零误判为市电失压，将市电逆变切换控制信号的每个第一电平段进行封锁，使市电逆变切换模块仅接收到市电逆变切换控制信号的第二电平段或者第三电平段，与现有技术相比，大大缩短了切换时延，提高了切换速度，不仅满足大多数应用场景的要求，还可用于医院、消防、高等级实验室等对切换时延和速度要求严苛的场景，避免造成严重事故。
附图说明
[0018]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明：
[0019]图1为本专利技术的一种市电逆变切换控制方法的流程图；
[0020]图2为市电的波形示意图；
[0021]图3为本专利技术的整流信号的波形示意图；
[0022]图4为本专利技术的市电逆变切换控制信号的波形示意图；
[0023]图5为本专利技术的一种市电逆变切换控制电路的结构示意图；
[0024]图6为本专利技术市电逆变切换控制电路中各点的波形示意图；
[0025]图7为后备式UPS电源的工作原理图；
[0026]图8为在线互动式UPS电源的工作原理图；
[0027]图9为在线式UPS电源的工作原理图。
具体实施方式
[0028]以下将结合说明书附图对本专利技术的实施方式予以说明。需要说明的是，本说明书中所涉及的实施方式不是穷尽的，不代表本专利技术的唯一实施方式。以下相应的实施例只是为了清楚的说明本专利技术专利的
技术实现思路
，并非对其实施方式的限定。对于该领域的普通技术人员来说，在该实施例说明的基础上还可以做出不同形式的变化和改动，凡是属于本专利技术的技术构思和
技术实现思路
并且显而易见的变化或变动也在本专利技术的保护范围之内。
[0029]如图1所示，本专利技术实施例提供一种市电逆变切换控制方法，包括：
[0030]S101、对市电进行整流，得到整流信号，同时生成基准电压，并将基准电压与整流信号的电压进行比较，得到市电逆变切换控制信号。
[0031]其中，基准电压的取值范本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种市电逆变切换控制方法，其特征在于，包括：S101、对市电进行整流，得到整流信号，同时生成基准电压，并将所述基准电压与整流信号的电压进行比较，得到市电逆变切换控制信号，所述基准电压为Um/8
‑
Um/4，Um为所述整流信号的幅值，所述市电逆变切换控制信号在市电正常时具有周期性出现的表征整流信号的电压小于基准电压的第一电平段以及表征整流信号的电压大于基准电压的第二电平段，在市电失压时具有与所述第一电平段的电平相同的第三电平段；S102、将所述市电逆变切换控制信号发送给市电逆变切换模块，同时，封锁所述市电逆变切换控制信号的每个第一电平段，使所述市电逆变切换模块仅接收到所述市电逆变切换控制信号的第二电平段或者第三电平段。2.根据权利要求1所述的一种市电逆变切换控制方法，其特征在于，所述生成基准电压，进一步包括：实时确定所述整流信号的幅值，根据实时确定的所述幅值同步生成所述基准电压。3.根据权利要求1或2所述的一种市电逆变切换控制方法，其特征在于，所述将所述基准电压与整流信号的电压进行比较，得到市电逆变切换控制信号，进一步包括：将所述基准电压与整流信号输入比较器进行比较，由所述比较器输出所述市电逆变切换控制信号。4.根据权利要求3所述的一种市电逆变切换控制方法，其特征在于，所述S102进一步包括：经模拟开关将所述市电逆变切换控制信号发送给所述市电逆变切换模块；同时，生成模拟开关控制信号，并发送给所述模拟开关的控制端，使所述模拟开关在所述市电逆变切换控制信号的每个第一电平段期间断开，在其余电平段期间保持导通。5.一种市电逆变切换电路，其特征在于，包括：市电逆变切换控制信号生成模块，用于生成市电逆变切换控制信号，其包括整流电路单元、基准电压生成电路单元以及比较器，所述整流电路单元用于对市电进行整流，并输出整流信号，所述基准电压生成电路单元用于生成基准电压，所述比较器用于对所述基准电压与整流信号的电压进行比较，输出市电逆变切换控制信号，所述基准电压为Um/8
‑
Um/4，Um为所述整流信号的幅值，所述市电逆变切换控制信号在市电正常时具有周期性出现的表征整流信号的电压小于基准电压的第一电平段以及表征整流信号的电压大于基准电压的第二电平段，在市电失压时具有与所述第一电平段的电平相同的第三电平段；模拟开关，用于将所述市电逆变切换控制信号发送给市电逆变切换模块，所述模拟开关的输入端与所述比较器的输出端连接，该模拟开关的输出端与所述市电逆变切换模块连接；模拟开关控制信号生成模块，用于生成模拟开关控制信号，并发送给所述模拟开关的控制端，所述模拟开关控制信号用于控制所述模拟开关在所述市电逆变切换控制信号的每个第一电平段期间断开，在其余电平段期间保持导通，以封锁每个第一电平段，使所述市电逆变切换模块仅接收到第二电平段或者第三电平段；市电逆变切换模块，用于根据所述市电逆变切换控制信号进行市电/逆变切换，所述市电逆变切换模块包括在所述第二电平段时导通、在所述第三电平段时断开的第一开关以及在所述第二电平段时断开、在所述第三电平段时导通的第二开关，所述第一开关连接于市
电供电端与电输出端之间，所述第二开关连接于逆变供电端与电输出端之间。6.根据权利要求5所述的一种市电逆变切换电路，其特征在于，所述整流电路单元包括整流桥Z1、电阻RZ1、电阻RZ2、电阻RZ3以及电阻RZ4，所述整流桥Z1的两个输入端子分别经所述电阻RZ1和电阻RZ2接入市电，两个输出端子分别经所述电阻RZ3和电阻RZ4连接所述比较器的反相输入端。7.根据权利要求6所述的一种市电逆变切换电路，其特征在于，所述基准电压生成电路单元包括整流桥Z2、电阻RZ7、电阻RZ8、电阻RZ9、电阻RZ10以及电阻RZ11，所述整流桥Z2的两个输入端子分别经所述电阻RZ7和电阻RZ8接入市电，两个输出端子分别连接所述电阻RZ9和电阻RZ10的一端，所述电阻RZ9和电阻RZ10的另一端经所述电阻RZ11连接所述比较器的正相输入端。8.根据权利要求7所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘中杰，卜海滨，庞现泽，匡欣欣，张建设，
申请(专利权)人：上海山源电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：