CN102801403A - 电源的同步锁相方法及电源 - Google Patents

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CN102801403A CN2011101377980A CN201110137798A CN102801403A CN 102801403 A CN102801403 A CN 102801403A CN 2011101377980 A CN2011101377980 A CN 2011101377980A CN 201110137798 A CN201110137798 A CN 201110137798A CN 102801403 A CN102801403 A CN 102801403A
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Abstract

本发明公开了一种电源的同步锁相方法及电源,电源包括主机和从机,主机和从机并联连接,该方法包括以下步骤:主机发出带有自身相位和频率的脉冲宽度调制PWM信号,其中,fPWM=m·fINV,fPWM为脉冲宽度调制信号的频率,fINV为主机输出电压的频率,m为整数,主机的每个输出电压周期内有m个PWM周期,分别为PWM0,PWM1,……,PWMm-1;从机获取PWM信号,并根据PWM信号的频率和相位得到主机的频率和相位。通过本发明提高了从机的锁相速度与精度。

Description

电源的同步锁相方法及电源
技术领域
本发明涉及通信领域,具体而言,涉及一种电源的同步锁相方法及电源。
背景技术
目前,在采用数字控制技术的逆变电源系统中,常用的电源的同步锁相方法有如下三种:
方法一,设定一个主机,从机通过对主机的输出电压进行整流后,利用控制芯片的捕获功能获取主机的频率和相位,从而进行锁相;
方法二,设定一个主机,从机通过对主机的输出电压进行采样,然后通过算法获取主机的频率和相位;
方法三,设定一个主机,由主机在逆变电压过零点发出一个与自身逆变频率相同的脉冲信号,从机通过捕获该脉冲信号获得主机的频率和过零时刻。
然而,前两种方法存在一个相同的缺点:从机获取主机的频率和相位的条件是首先得到主机的输出电压,但是,在某些应用场合(例如,模块化不间断电源(Uninterruptible PowerSupply,简称为UPS))中,这种条件不一定能够满足;第三种方法虽然不需要得到主机的输出电压,但由于主机仅在过零点发出脉冲信号,从机在一个周期内只能获得一次主机频率相位信息,因此导致锁相的速度慢、精度低。
针对相关技术中存在的问题,目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种电源的锁相方法及电源,以至少解决上述问题。
根据本发明的一个方面,提供了一种电源的同步锁相方法,所述电源包括主机和从机,所述主机和所述从机并联连接,包括以下步骤:所述主机发出带有自身相位和频率的脉冲宽度调制PWM信号,其中,fPWM=m·fINV,fPWM为所述PWM信号的频率,fINV为所述主机输出电压的频率,m为整数,所述主机的每个输出电压周期内有m个PWM周期,分别为PWM0,PWM1,……,PWMm-1;所述从机获取所述PWM信号,并根据所述PWM信号的频率和相位得到所述主机的频率和相位。
在上述方法中,所述主机发出一个带有自身相位和频率的PWM信号包括:所述主机在第k个周期结束、第k+1个周期开始的时刻发出所述PWM信号,在所述时刻,所述主机的输出电压相位为θk,其中,
Figure BDA0000063434790000011
k=0,1,...,m-1。
在上述方法中,所述PWM信号为不对称信号,所述m个PWM周期中的每个PWM周期发出的PWM信号的占空比均不相同,所述不同的占空比对应不同的所述主机的输出电压的相位。
在上述方法中,第k个PWM周期的占空比Dk与为:
Figure BDA0000063434790000021
k=0,1,...,m-1。
在上述方法中,在所述PWM信号为高电平有效的情况下,所述主机发出带有自身相位和频率的脉冲宽度调制PWM信号包括如下步骤:在所述主机的输出电压的相位为θk-1的时刻,发出所述PWM信号的下降沿,计算第k个PWM周期的占空比Dk;在所述主机的输出电压的相位为时刻,发出所述PWM信号的上升沿;在逆变输出电压相位θk时刻,发出所述PWM信号的下降沿,开始下一个PWM周期;所述从机获取所述PWM信号,并根据所述PWM信号的频率和相位得到所述主机的频率和相位包括如下步骤:所述从机捕获所述PWM信号的下降沿,记录当前时刻t1;捕获所述PWM信号的上升沿,记录当前时刻t2;捕获所述PWM信号的第二次下降沿,记录当前时刻t3,则PWM周期TPWM=t3-t1,占空比为
Figure BDA0000063434790000023
得到所述主机输出电压的频率
Figure BDA0000063434790000024
及所述主机UPS的输出电压在t3时刻的相位
Figure BDA0000063434790000025
在上述方法中,t3时刻之后,第三次PWM下降沿之前的任意时刻t,所述主机UPS在所述任意时刻t输出电压的相位为θ主机t=θ主机t3+2πfINV·t。
根据本发明的另一个方面,提供了一种电源,包括主机和从机,所述主机和所述从机并联连接,所述主机包括:发出模块,用于发出带有自身相位和频率的脉冲宽度调制PWM信号,其中,fPWM=m·fINV,fPWM为所述脉冲宽度调制信号的频率,fINV为所述主机输出电压的频率,m为整数,所述主机的每个输出电压周期内有m个PWM周期,分别为PWM0,PWM1,……,PWMm-1;所述从机包括:获取模块,用于所述从机获取所述PWM信号;得到模块,用于根据所述PWM信号的频率和相位得到所述主机的频率和相位。
所述发出模块用于在第k个周期结束、第k+1个周期开始的时刻发出所述PWM信号,在所述时刻,所述主机的输出电压相位为θk,其中,
Figure BDA0000063434790000026
k=0,1,...,m-1。
所述PWM信号为不对称信号,所述m个PWM周期中的每个PWM周期发出的PWM信号的占空比均不相同,所述不同的占空比对应不同的所述主机的输出电压的相位。
在所述PWM信号为高电平有效的情况下,所述发出模块包括:第一发出模块,用于在所述主机的输出电压的相位为θk-1的时刻,发出所述PWM信号的下降沿;计算模块,用于计算第k个PWM周期的占空比Dk;第二发出模块,用于在所述主机的输出电压的相位为
Figure BDA0000063434790000031
时刻,发出所述PWM信号的上升沿;所述第一发出模块还用于在逆变输出电压相位θk时刻,发出所述PWM信号的下降沿,开始下一个PWM周期;
所述获取模块包括:第一捕获模块,用于捕获所述PWM信号的下降沿,记录当前时刻t1;第二捕获模块,用于捕获所述PWM信号的上升沿,记录当前时刻t2;第一捕获模块还用于捕获所述PWM信号的第二次下降沿,记录当前时刻t3;所述得到模块用于计算PWM周期TPWM=t3-t1,占空比为
Figure BDA0000063434790000032
并得到所述主机UPS的输出电压在t3时刻的相位为
Figure BDA0000063434790000033
根据本发明的再一个方面,还提供了一种电源,包括主机和从机,所述主机和所述从机并联连接,所述主机,用于发出带有自身相位和频率的脉冲宽度调制PWM信号,其中,fPWM=m·fINV,fPWM为所述脉冲宽度调制信号的频率,fINV为所述主机输出电压的频率,m为整数,所述主机的每个输出电压周期内有m个PWM周期,分别为PWM0,PWM1,……,PWMm-1;所述从机,用于所述从机获取所述PWM信号,并根据所述PWM信号的频率和相位得到所述主机的频率和相位。
通过本发明,解决了现有技术中从机在一个周期内只能获得一次主机频率相位信息而导致的锁相速度慢、精度低的问题,从而提高了从机的锁相速度与精度。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1是根据本发明实施例的电源的同步锁相方法的流程图;
图2是根据本发明实施例的电源的结构框图;
图3是根据本发明实施例的在PWM信号为高电平的情况下电源的结构框图;
图4是根据本发明实施例的另一种电源的结构示意图;
图5是根据本发明优选实施例的主机发出的PWM信号的示意图;
图6是根据本发明优选实施例的根据PWM信号的特征主机发出PWM信号的流程图;
图7是根据本发明优选实施例的从机通过捕获PWM信号的上升沿和下降沿获取主机UPS逆变输出电压的频率和相位的流程图;
图8是根据本发明优选实施例的主机UPS的逆变输出波形及并联线上的PWM波形示意图;
图9是根据本发明优选实施例的计算PWM周期的主机UPS的逆变输出波形及并联线上的PWM波形特征值的流程图;
图10是根据本发明优选实施例的从机UPS通过捕获PWM信号的上升沿和下降沿获取PWM信号的周期与占空比的流程图;
图11是根据本发明优选实施例的三相逆变输出电压、旋转矢量及PWM波形关系示意图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
以下以逆变电源系统为例进行说明,在逆变电源系统中,目前有两类系统需要进行频率相位跟踪:在UPS系统和逆变器系统,以下实施例可以适用于这两个系统,但并不限于此。
在以下实施例中,在需要并联的各逆变电源中,设定一个主机,其它设置为从机。主机根据自身逆变输出电压的频率和相位,发出一个带有自身频率相位的脉冲宽度调制(PulseWidth Modulation,简称为PWM)信号。从机通过捕获主机发出的PWM信号获取其频率和相位。在以下实施例中还提供了比较优的实施方式可以通过简单计算获得任意时刻的相位,进行锁相。在以下实施例中,主机发出的PWM信号的频率可以根据锁相精度的不同要求可以进行调整。以下实施例中的PWM信号可以为数字信号,从而具有很强的抗干扰能力。
图1是根据本发明实施例的电源的同步锁相方法的流程图,该电源包括并联的主机和从机,如图1所示,该方法包括以下步骤:
步骤S102,主机发出带有自身相位和频率的脉冲宽度调制PWM信号,其中,fPWM=m·fINV,fPWM为脉冲宽度调制信号的频率,fINV为主机输出电压的频率,m为整数,主机的每个输出电压周期内有m个PWM周期,分别为PWM0,PWM1,……,PWMm-1
步骤S104,从机获取该PWM信号,并根据该PWM信号的频率和相位得到主机的频率和相位。
通过本实施例,主机可以在多个时刻发出脉冲信号,使得从机在一个周期内可以获得多次主机频率相位信息,相比于现有技术,主机发出的PWM信号的频率可以根据锁相精度的不同要求可以进行调整,从而提高了从机的锁相速度与精度。
在实施时,可以通过在特定的相位来发送PWM信号,这样从机在接收到该PWM信号时就可以获得该特定的相位,例如,主机在第k个周期结束、第k+1个周期开始的时刻发出PWM信号,在时刻,主机的输出电压相位为θk,其中,
Figure BDA0000063434790000041
k=0,1,...,m-1。这样的实现方式可以使从机比较容易获得主机的相位。
当然,从机获得主机相位的方式还可以有其他的方式,在本实施例中就提供了一种优选的实施方式,在该优选实施方式中,PWM信号为不对称信号,m个PWM周期中的每个PWM周期发出的PWM信号的占空比均不相同,不同的占空比对应不同的主机的输出电压的相位。通过这种方式也可以使从机获得主机的相位。例如,第k个PWM周期的占空比Dk与为:
Figure BDA0000063434790000051
k=0,1,...,m-1。
更优的,可以将上述两个优选方式相结合,例如,在PWM信号为高电平有效地情况下,在主机的输出电压的相位为θk-1的时刻,发出PWM信号的下降沿,计算第k个PWM周期的占空比Dk;在主机的输出电压的相位为
Figure BDA0000063434790000052
时刻,发出PWM信号的上升沿;在逆变输出电压相位θk时刻,发出PWM信号的下降沿,开始下一个PWM周期。从机捕获PWM信号的下降沿,记录当前时刻t1;捕获PWM信号的上升沿,记录当前时刻t2;捕获PWM信号的第二次下降沿,记录当前时刻t3,则PWM周期TPWM=t3-t1,占空比为得到主机输出电压的频率
Figure BDA0000063434790000054
及主机UPS的输出电压在t3时刻的相位
Figure BDA0000063434790000055
通过上述优选实施例方式,不仅能获得t3时刻的相位,还可以计算任意时刻的相位,例如,t3时刻之后,第三次PWM下降沿之前的任意时刻t,主机UPS在任意时刻t输出电压的相位为θ主机t=θ主机t3+2πfINV·t。从而进一步提高了锁相精度。
在本发明实施例中,还提供了一种电源,该电源用于实现上述实施例及其优选实施方式,已经进行过说明的不再赘述,下面对该电源中涉及到模块进行说明。需要说明的是,如以下所使用的,术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的系统和方法较佳地以软件来实现,但是硬件,或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图2是根据本发明实施例的电源的结构框图,如图2所示,该电源包括主机20和从机22,主机20和从机22并联连接,下面对该电源的结构进行说明。
主机20包括:发出模块200,用于发出带有自身相位和频率的脉冲宽度调制PWM信号,其中,fPWM=m·fINV,fPWM为脉冲宽度调制信号的频率,fINV为主机输出电压的频率,m为整数,主机的每个输出电压周期内有m个PWM周期,分别为PWM0,PWM1,……,PWMm-1
从机22包括:获取模块220,用于从机获取PWM信号;得到模块,用于根据PWM信号的频率和相位得到主机的频率和相位。
在本实施例中,发出模块200用于在第k个周期结束、第k+1个周期开始的时刻发出PWM信号,在时刻,主机的输出电压相位为θk,其中,
Figure BDA0000063434790000056
k=0,1,...,m-1。
在本实施例中,PWM信号为不对称信号,m个PWM周期中的每个PWM周期发出的PWM信号的占空比均不相同,不同的占空比对应不同的主机的输出电压的相位。
图3是根据本发明实施例的在PWM信号为高电平的情况下电源的结构框图,如图3所示,发出模块200包括第一发出模块2002和第二发出模块2004,获取模块220包括第一捕获模块2202和第二捕获模块2204,以及得到模块24。下面对在PWM信号为高电平的情况下电源的结构进行说明。
第一发出模块2002,用于在主机的输出电压的相位为θk-1的时刻,发出PWM信号的下降沿;计算模块,用于计算第k个PWM周期的占空比Dk;第二发出模块2004,用于在主机的输出电压的相位为
Figure BDA0000063434790000061
时刻,发出PWM信号的上升沿;第一发出模块还用于在逆变输出电压相位θk时刻,发出PWM信号的下降沿,开始下一个PWM周期;
获取模块220包括:第一捕获模块2202,用于捕获PWM信号的下降沿,记录当前时刻t1;第二捕获模块2204,用于捕获PWM信号的上升沿,记录当前时刻t2;第一捕获模块还用于捕获PWM信号的第二次下降沿,记录当前时刻t3
得到模块222,用于计算PWM周期TPWM=t3-t1,占空比为
Figure BDA0000063434790000062
并得到主机输出电压的频率
Figure BDA0000063434790000063
主机UPS的输出电压在t3时刻的相位为
Figure BDA0000063434790000064
图4是根据本发明实施例的另一种电源的结构示意图,如图4所示,该电源包括主机40和从机42,主机40和从机42并联连接。正如上述所述的,以下主机40和从机42的功能可以通过软件编程的方式来实现,同样也是使用硬件的方式来实现,硬件实现发送信号和捕获信号可以参照现有技术中已有的方式,在本实施例中不再赘述。下面对该电源的结构进行说明。
主机40,用于发出带有自身相位和频率的PWM信号,其中,fPWM=m·fINV,fPWM为脉冲宽度调制信号的频率,fINV为主机输出电压的频率,m为整数,主机的每个输出电压周期内有m个PWM周期,分别为PWM0,PWM1,……,PWMm-1
从机42,用于从机获取该PWM信号,并根据该PWM信号的频率和相位得到主机的频率和相位。
下面结合一个优选实施例进行说明,该优选实施例结合上述实施例及其优选实施方式。
在优选实施例中,仅需要一个并联线用于连接各逆变电源,本优选实施例中的主要功能可以由软件算法完成。需要说明的是,该方法可同时应用于单相及三相逆变系统,但是并不限于此。
图5是根据本发明优选实施例的主机发出的PWM信号的示意图,下面结合图5对该主机发出的PWM信号进行说明。
该PWM信号的频率代表逆变输出电压的频率,其频率fPWM为主机输出电压频率fINV的整数倍,即fPWM=m·fINV,其中,m为整数,该PWM信号的周期满足
Figure BDA0000063434790000071
每个逆变输出电压周期内有m个PWM周期,分别为PWM0,PWM1,……,PWMm-1;该PWM信号为不对称、高电平有效形式,其中第k个周期的上升沿(即第k个周期结束,第k+1个周期开始的时刻)在逆变输出电压相位为θk时刻发出,其中,
Figure BDA0000063434790000072
k=0,1,...,m-1;该PWM信号的占空比代表逆变输出电压的相位,其第k个周期的占空比Dk与输出电压相位θk有如下关系:
Figure BDA0000063434790000073
k=0,1,...,m-1。需要说明的是,在应用中,根据不同需要可占空比进行不同设置,只需要满足在一个逆变周期内的每个PWM周期的占空比不相同即可。
图6是根据本发明优选实施例的根据PWM信号的特征主机发出PWM信号的流程图,如图6所示,该流程包括以下步骤:
步骤S602,在逆变输出电压相位θk-1时刻,发出PWM下降沿,计算第k个PWM周期的占空比Dk
步骤S604,在逆变输出电压相位
Figure BDA0000063434790000074
时刻,发出PWM上升沿;
步骤S606,在逆变输出电压相位θk时刻,发出PWM下降沿,开始下一个PWM周期。
图7是根据本发明优选实施例的从机通过捕获PWM信号的上升沿和下降沿获取主机UPS逆变输出电压的频率和相位的流程图,如图7所示,该流程包括如下步骤:
步骤S702,捕获PWM信号下降沿,记录当前时刻t1
步骤S704,捕获PWM信号上升沿,记录当前时刻t2
步骤S706,捕获PWM信号第二次下降沿,记录当前时刻t3,则PWM周期TPWM=t3-t1,占空比
Figure BDA0000063434790000075
由此可得到主机UPS逆变输出电压的频率
Figure BDA0000063434790000076
及在t3时刻的相位
需要说明的是,如果上述主机PWM信号占空比计算公式不同,则这里只需要改变相应公式就可以得到主机相位。
步骤S708,计算t3时刻之后,下一次PWM下降沿之前(即两次下降沿之间)的任意时刻t的逆变输出电压的相位。t3时刻之后,下一次PWM下降沿之前(即两次下降沿之间)的任意时刻t,从机UPS可以通过下面计算公式计算得到主机UPS在任意时刻t的逆变输出电压的相位θ主机t=θ主机t3+2πfINV·t。
以下以在单相UPS系统中应用为例进行说明。
图8是根据本发明优选实施例的主机UPS的逆变输出波形及并联线上的PWM波形示意图,需要说明的是,在应用中,m的取值可以是任意整数,m的值越大,其锁相的速度越快,精度也越高。为了更清楚的对该过程进行说明,在本优选实施例中取n=6。下面结合图8对主机UPS的逆变输出波形及并联线上的PWM波形进行说明。
第1个PWM周期的逆变输出电压的初始相位和结束相位为:第1个PWM周期的逆变输出电压的初始相位为
Figure BDA0000063434790000081
该PWM周的逆变输出电压的结束相位为(即60°)。第1个PWM周期的占空比为
Figure BDA0000063434790000083
第1个PWM周期的下降沿的逆变输出电压相位可以通过以下计算公式得出:
Figure BDA0000063434790000084
(即42°)时发出。第1个PWM周期在逆变输出电压相位为0时发出上升沿,相位为42°时发出下降沿,在60°发出上升沿。
需要说明的是,其他各个PWM周期均可以根据相同的方法计算得到。
图9是根据本发明优选实施例的计算PWM周期的主机UPS的逆变输出波形及并联线上的PWM波形特征值的流程图,如图9所示,该流程包括如下步骤:
步骤S902,判断逆变输出电压相位是否为θk,其中,k表示第k个周期,θk为PWM信号第k个周期的上升沿(即第k个周期结束,第k+1个周期开始的时刻)在逆变输出电压相位,其中,
Figure BDA0000063434790000085
k=0,1,...,m-1,如果不是,则继续判断,如果是,执行步骤S904;
步骤S904,在逆变输出电压相位时刻,发出PWM上升沿,其中,占空比为
Figure BDA0000063434790000087
Figure BDA0000063434790000088
k=0,1,...,m-1;
步骤S906,判断逆变输出电压相位是否为θ′k,其中θ′k为PWM信号发出上升沿时的相位,如果不是,则继续判断,如果是,执行步骤S908;
步骤S908,发出PWM信号的下降沿,k自增1,准备开始下一个周期;
步骤S910,比较k和m,如果k小于m,则执行步骤S902,如果k大于或等于m,则执行步骤S912;
步骤S912,将用k-m替换k,执行步骤S902。
图10是根据本发明优选实施例的从机UPS通过捕获PWM信号的上升沿和下降沿获取PWM信号的周期与占空比的流程图,其中,从机UPS获得的PWM信号为图7所示的信号,如图10所示,该流程包括如下步骤:
步骤S1000,捕获PWM信号的下降沿,记录当前时间T1(k-1),在应用中,不会单独捕获当前周期开始的下降沿的时间,因为,在一个PWM周期结束的下降沿同时是下个PWM周期开始的下降沿,所以捕获当前周期的上升沿之前的下降沿可以使用上个周期结束的下降沿的捕获结果,不需要专门再进行捕获。因此,也可以将上一个周期的结束时捕获到的下降沿的时刻作为当前周期开始的下降沿的时刻,而无需另行捕获,即,当前周期开始时刻记录为T1(n-1)
步骤S1002,判断是否捕获到PWM信号的上升沿,如果没有,则继续捕获判断,如果捕获到PWM信号的上升沿;
步骤S1004,记录当前时间T2(k);
步骤S1006,判断是否捕获到下降沿(在本实施例中只是针对一个周期进行描述,所以出现了两次下降沿的捕获),如果没有,则继续捕获判断,如果捕获到PWM信号的下降沿,执行步骤S1008;
步骤S1008,记录当前时间T1(k),T1(k-1)为上一次捕获到下降沿的记录时间,该PWM信号的两次下降沿之间为一个周期,由此可得到PWM信号的频率
Figure BDA0000063434790000091
从而获得主机UPS逆变输出电压的频率其从上升沿到下降沿的时间为高电平时间,由此可得到PWM信号的占空比
Figure BDA0000063434790000093
从而得到当前时刻主机UPS逆变输出电压的相位
Figure BDA0000063434790000094
如图10所示,在每个PWM周期,从机UPS通过捕获PWM信号获得PWM下降沿时刻主机UPS的逆变输出电压波形相位,在其它时刻,从机UPS通过计算得到主机UPS的相位,θ主机t=θ主机T1+2πfINV·t。
以下以应用于三相UPS系统中为例进行说明。
在三相UPS系统中通常存在如下两种控制方式:
方式一、将三相视为三个角度互差120°的单相输出,进而对三相分别进行独立控制;
方式二、通过3/2变换将三相逆变电压变换dq轴下的一个旋转矢量。
对于方式一,对单相处理的方式与上述优选实施例中单相UPS的实施方式完全相同,从机UPS只需获得主机UPS其中一相逆变输出电压的频率与相位,即可锁幅锁相。
对于方式二,可以将三相UPS逆变输出电压的锁相问题转换为旋转矢量的跟踪问题。旋转矢量的角速度代表逆变输出电压的频率,其角度代表了逆变输出电压的相位,因此旋转矢量仍可视为一个正弦波。图11是根据本发明优选实施例的三相逆变输出电压、旋转矢量及PWM波形关系示意图。将旋转矢量视为正弦波,则旋转矢量与PWM波形的关系与实施方式一中逆变输出电压与PWM波的关系完全相同,因此图9与图10所示主机UPS与从机UPS处理流程图仍然适用。
通过上述实施例,主机可以在多个时刻发出脉冲信号,使得从机在一个周期内可以获得多次主机频率相位信息,从机不需要获得主机的输出电压就可以通过PWM信号获得主机的频率和相位,同时,通过提高PWM信号的频率,可以提高提高从机的锁相速度与精度。
显然,本领域的技术人员应该明白,上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现,它们可以集中在单个的计算装置上,或者分布在多个计算装置所组成的网络上,可选地,它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现,从而可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行,或者将它们分别制作成各个集成电路模块,或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样,本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种电源的同步锁相方法,所述电源包括主机和从机,所述主机和所述从机并联连接,
其特征在于包括以下步骤:
所述主机发出带有自身相位和频率的脉冲宽度调制PWM信号,其中,fPWM=m·fINV,fPWM为所述PWM信号的频率,fINV为所述主机输出电压的频率,m为整数,所述主机的每个输出电压周期内有m个PWM周期,分别为PWM0,PWM1,……,PWMm-1
所述从机获取所述PWM信号,并根据所述PWM信号的频率和相位得到所述主机的频率和相位。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述主机发出一个带有自身相位和频率的PWM信号包括:
所述主机在第k个周期结束、第k+1个周期开始的时刻发出所述PWM信号,在所述时刻,所述主机的输出电压相位为θk,其中,
Figure FDA0000063434780000011
k=0,1,...,m-1。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述PWM信号为不对称信号,所述m个PWM周期中的每个PWM周期发出的PWM信号的占空比均不相同,所述不同的占空比对应不同的所述主机的输出电压的相位。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,第k个PWM周期的占空比Dk与为:
Figure FDA0000063434780000012
k=0,1,...,m-1。
5.根据权利要求3或4所述的方法,其特征在于,在所述PWM信号为高电平有效的情况下,
所述主机发出带有自身相位和频率的脉冲宽度调制PWM信号包括如下步骤:在所述主机的输出电压的相位为θk-1的时刻,发出所述PWM信号的下降沿,计算第k个PWM周期的占空比Dk;在所述主机的输出电压的相位为
Figure FDA0000063434780000013
时刻,发出所述PWM信号的上升沿;在逆变输出电压相位θk时刻,发出所述PWM信号的下降沿,开始下一个PWM周期;
所述从机获取所述PWM信号,并根据所述PWM信号的频率和相位得到所述主机的频率和相位包括如下步骤:所述从机捕获所述PWM信号的下降沿,记录当前时刻t1;捕获所述PWM信号的上升沿,记录当前时刻t2;捕获所述PWM信号的第二次下降沿,记录当前时刻t3,则PWM周期TPWM=t3-t1,占空比为
Figure FDA0000063434780000014
得到所述主机输出电压的频率
Figure FDA0000063434780000021
及所述主机UPS的输出电压在t3时刻的相位
Figure FDA0000063434780000022
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,t3时刻之后,第三次PWM下降沿之前的任意时刻t,所述主机UPS在所述任意时刻t输出电压的相位为θ主机t=θ主机t3+2πfINV·t。
7.一种电源,包括主机和从机,所述主机和所述从机并联连接,其特征在于:
所述主机包括:发出模块,用于发出带有自身相位和频率的脉冲宽度调制PWM信号,其中,fPWM=m·fINV,fPWM为所述PWM信号的频率,fINV为所述主机输出电压的频率,m为整数,所述主机的每个输出电压周期内有m个PWM周期,分别为PWM0,PWM1,……,PWMm-1
所述从机包括:获取模块,用于所述从机获取所述PWM信号;得到模块,用于根据所述PWM信号的频率和相位得到所述主机的频率和相位。
8.根据权利要求7所述的电源,其特征在于,所述发出模块用于在第k个周期结束、第k+1个周期开始的时刻发出所述PWM信号,在所述时刻,所述主机的输出电压相位为θk,其中,
Figure FDA0000063434780000023
k=0,1,...,m-1。
9.根据权利要求7或8所述的电源,其特征在于,所述PWM信号为不对称信号,所述m个PWM周期中的每个PWM周期发出的PWM信号的占空比均不相同,所述不同的占空比对应不同的所述主机的输出电压的相位。
10.根据权利要求9所述的电源,其特征在于,在所述PWM信号为高电平有效的情况下,所述发出模块包括:第一发出模块,用于在所述主机的输出电压的相位为θk-1的时刻,发出所述PWM信号的下降沿;计算模块,用于计算第k个PWM周期的占空比Dk;第二发出模块,用于在所述主机的输出电压的相位为
Figure FDA0000063434780000024
时刻,发出所述PWM信号的上升沿;所述第一发出模块还用于在逆变输出电压相位θk时刻,发出所述PWM信号的下降沿,开始下一个PWM周期;
所述获取模块包括:第一捕获模块,用于捕获所述PWM信号的下降沿,记录当前时刻t1;第二捕获模块,用于捕获所述PWM信号的上升沿,记录当前时刻t2;第一捕获模块还用于捕获所述PWM信号的第二次下降沿,记录当前时刻t3
所述得到模块用于计算PWM周期TPWM=t3-t1,占空比为
Figure FDA0000063434780000031
并得到所述主机UPS的输出电压在t3时刻的相位为
Figure FDA0000063434780000032
11.一种电源,包括主机和从机,所述主机和所述从机并联连接,其特征在于:
所述主机,用于发出带有自身相位和频率的脉冲宽度调制PWM信号,其中,fPWM=m·fINV,fPWM为所述脉冲宽度调制信号的频率,fINV为所述主机输出电压的频率,m为整数,所述主机的每个输出电压周期内有m个PWM周期,分别为PWM0,PWM1,……,PWMm-1
所述从机,用于所述从机获取所述PWM信号,并根据所述PWM信号的频率和相位得到所述主机的频率和相位。
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