CN103814500B - 电源系统 - Google Patents

电源系统 Download PDF

Info

Publication number
CN103814500B
CN103814500B CN201180073405.2A CN201180073405A CN103814500B CN 103814500 B CN103814500 B CN 103814500B CN 201180073405 A CN201180073405 A CN 201180073405A CN 103814500 B CN103814500 B CN 103814500B
Authority
CN
China
Prior art keywords
ups
phase place
power supply
uninterrupted power
supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201180073405.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103814500A (zh
Inventor
木下雅博
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Original Assignee
Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp filed Critical Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Publication of CN103814500A publication Critical patent/CN103814500A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103814500B publication Critical patent/CN103814500B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/062—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for AC powered loads
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/068—Electronic means for switching from one power supply to another power supply, e.g. to avoid parallel connection

Abstract

本发明的电源系统(100)包括：向负载进行供电的不间断电源装置(5)；使旁路电源(1)与负载连接的开关(6)；以及在不间断电源装置(5)停止时使开关(6)导通的切换电路(7)。在不间断电源装置(5)停止的情况下，切换电路(6)在旁路电源(1)的输出电压的相位与不间断电源装置(5)停止时的输出电压的相位相等时使开关(6)导通。

Description

电源系统
技术领域
本发明涉及电源系统，尤其涉及不间断电源装置(UPS)中使用的电源切换电路。
背景技术
不间断电源装置(UPS)持续向负载供电。UPS可能会因其故障或维护而停止。为了应对这种情况，与UPS并联设置了旁路电源。
通常，UPS具有逆变器。在其逆变器发生故障时，由旁路电源向负载进行供电。在旁路电源的电压与UPS的输出电压不同步的情况下，会产生有较大的励磁涌流流入负载变压器的问题。
在旁路电源向负载进行供电时，UPS的输出开关断开。然而，使输出开关完全断开需要一定程度的时间。因此，不仅是负载变压器，UPS内部的绝缘变压器中也可能流入励磁涌流。
日本专利特开平8-256431号公报(专利文献1)公开了用于抑制变压器励磁涌流的静止型涌流抑制装置。该装置包括：与变压器初级侧相连的晶闸管；与晶闸管的初级侧相连的仪表用变压器；与仪表用变压器的次级侧相连的峰值电压检测电路；以及在峰值电压检测电路检测到峰值电压的时刻使晶闸管导通的晶闸管栅极输出电路。变压器由峰值电压进行励磁。由此能抑制变压器励磁涌流。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开平8-256431号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
为了在UPS停止的情况下也能不间断地向负载进行供电，需要使切换电源所需的时间尽可能的短。另外，还需要旁路电源的电压与UPS的输出电压同步。
本发明的目的在于提供一种能缩短电源的切换时间、还能抑制励磁涌流的电源系统。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明的一个方面所涉及的电源系统包括：向负载进行供电的不间断电源装置；使旁路电源与负载连接的开关；以及在不间断电源装置停止时使开关导通的切换电路。在不间断电源装置停止的情况下，切换电路在旁路电源的输出电压的相位与不间断电源装置停止时的输出电压的相位相等时使开关导通。
发明效果
根据本发明，能缩短在不间断电源装置与旁路电源之间切换电源所需的时间。并且，根据本发明，能抑制励磁涌流。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式所涉及的电源系统的结构图。
图2是图1所示的切换电路的功能框图。
图3是用于对本发明的一个实施方式所涉及的电源系统的动作进行说明的波形图。
图4是用于对本发明的一个实施方式所涉及的电源系统的其它动作进行说明的波形图。
图5是表示本发明的实施方式所涉及的电源系统的比较例的结构的图。
图6是用于说明图5所示的电源系统的动作的波形图。
具体实施方式
以下，利用附图，对本发明的实施方式进行说明。另外，对图中相同或相当的部分附加相同的标号，不重复其说明。
图1是本发明的一个实施方式所涉及的电源系统的结构图。参照图1，电源系统100将由旁路电源1或输入电源2提供的电力提供给负载3。旁路电源1及输入电源2是交流电源。图1中，作为三相交流电源示出了旁路电源1和输入电源2。然而，上述电源也可以是单相电源。旁路电源1和输入电源2的种类并未特别限定。
电源系统100包含不间断电源装置(UPS)5、晶闸管开关6、以及切换电路7。UPS5包括整流器11、电池12、逆变器13、绝缘变压器14、输出开关15、电容器16、以及同步电路17。负载变压器4与负载3并联设置。
整流器11将来自输入电源2的交流功率转换为直流功率。来自整流器11的直流功率被提供给电池12和逆变器13。在整流器11工作时，电池12储存来自整流器11的直流功率。在整流器11停止时，电池12向逆变器13提供直流功率。电容器16对输入至逆变器13的直流功率进行平滑。
逆变器13将直流功率转换为交流功率(例如三相交流)。输出开关15对是否将来自逆变器13的交流功率输出到负载3进行切换。例如，利用机械开关(例如接触器)来实现输出开关15。当输出开关15处于导通状态时，经由绝缘变压器14将来自逆变器13的交流功率提供给负载3和负载变压器4。此时，晶闸管开关6处于断开状态。
同步电路17使电压Vinv的相位与电压Vbyp的相位同步。电压Vinv是从逆变器13经由绝缘变压器14输出的电压。电压Vbyp是旁路电源1的输出电压。例如利用PLL(PhaseLockLoop：锁相环)电路来实现同步电路17。当输出开关15处于导通状态时，输入至负载3和负载变压器4的电压Vo与Vinv相等。
切换电路7监视电压Vinv。例如，当由于逆变器13的故障而导致电压Vinv停止供电时，切换电路7使晶闸管开关6导通。另外，输出开关15断开。例如由切换电路7使输出开关15断开。也可以利用其他电路使输出开关15断开。
若晶闸管开关6导通，则旁路电源1与负载3以及负载变压器4相连。因此，来自旁路电源1的功率被提供给负载3以及负载变压器4。此时，电压Vo与Vbyp相等。
根据本发明的一个实施方式，切换电路7对UPS5停止向负载3供电时的电压Vinv的相位进行存储。另外，切换电路7监视电压Vbyp。切换电路7在电压Vbyp的相位与电压Vinv的存储相位一致时使晶闸管开关6导通。
根据该实施方式，能将停止向负载3供电的期间长度控制在交流电的一个循环(例如1/50秒或者1/60秒)以内。即，根据本实施方式，能缩短停止向负载3供电的期间。
另外，根据该实施方式，能在电压Vo从电压Vinv切换为电压Vbyp时保持电压Vo的相位。因此，在电压Vo从电压Vinv切换为电压Vbyp前后使电压Vo的相位连续变化。由此能抑制流入负载3以及负载变压器4的励磁涌流。
图2是图1所示的切换电路的功能框图。参照图2，切换电路7包含相位检测部21、23、存储部22、以及开关控制部24。
相位检测部21对UPS5的电压Vinv的相位进行检测。例如，相位检测部21通过测定电压Vinv的值来检测电压Vinv的相位。具体而言，通过获取电压Vinv的振幅以及周期，从而能基于电压Vinv的电压值来决定电压Vinv的相位。可以预先将电压Vinv的振幅和周期提供给相位检测部21，也可以在UPS5工作时由相位检测部21来获取。
存储部22存储UPS5停止时的电压Vinv的相位。例如相位检测部21在电压Vinv的相位不变化时将该相位值存储到存储部22中。或者，相位检测部21也可以用电压Vinv的相位检测值来更新存储在存储部22中的值。若电压Vinv的相位不变化，则存储在存储部22中的值不变化。因此，存储部22能对UPS5停止时的电压Vinv的相位进行存储。
相位检测部23对旁路电源1的电压Vbyp的相位进行检测。相位检测部23例如利用与相位检测部21的检测方式相同的方式来检测电压Vbyp的相位。
开关控制部24对存储在存储部22中的电压Vinv的相位与电压Vbyp的相位进行比较。当电压Vbyp的相位与电压Vinv的相位相一致时，开关控制部24使晶闸管开关6导通。
当UPS5恢复时，晶闸管开关6断开。用于使晶闸管开关6断开的控制方法并没有特别限定。在一个方式中，相位检测部21所检测到的Vinv的相位随时间变化，且当该相位与电压Vbyp的相位相一致时，开关控制部24使晶闸管开关6断开。开关控制部24也可以进一步使输出开关15导通。通过这种控制，能使提供给负载3以及负载变压器4的电压Vo的相位连续。
开关控制部24通过定期获取存储在存储部22中的值，从而能判断UPS5是工作还是停止。如上所述，相位检测部21利用电压Vinv的相位检测值来更新存储在存储部22中的值。开关控制部24能通过存储在存储部22中的值不发生变化从而判断UPS5已停止。
另一方面，开关控制部24能通过存储在存储部22中的值的变化来判断UPS5正在工作。此时，开关控制部24不使晶闸管开关6导通。用于使晶闸管开关6断开的控制也可以按照上述方式来实现。在一个方式中，当电压Vinv的相位与电压Vbyp的相位相一致时，开关控制部24使晶闸管开关6断开。
图3是用于对本发明的一个实施方式所涉及的电源系统的动作进行说明的波形图。参照图1和图3，逆变器13在时刻t1停止。时刻t1下，电压Vinv的相位以及电压Vo的相位均为a。另一方面，时刻t1下，电压Vbyp的相位为c。相位c与相位a不同。
时刻t2下，电压Vbyp的相位等于a。因此，切换电路7使晶闸管开关6导通。自时刻t2起重新开始向负载3以及负载变压器4进行供电。时刻t1到时刻t2为止的期间为一个周期T以内的期间。自时刻t1起经过一定程度的时间(例如50ms)后，输出开关15完全断开(时刻t3)。然而，根据本实施方式，在时刻t3以前恢复向负载进行供电。
图4是用于对本发明的一个实施方式所涉及的电源系统的其它动作进行说明的波形图。参照图4，时刻t1、t3分别与图3所示的时刻t1、t3相对应。在图4所示的方式中，电压Vbyp与电压Vinv同步。即，电压Vbyp的相位与电压Vinv的相位彼此相等。
根据图4，能在与逆变器13停止的时刻实质相同的时刻使晶闸管开关6导通。因此，能进一步缩短停止向负载3(以及负载变压器4)供电的期间。
图5是表示本实施方式所涉及的电源系统的比较例的结构的图。参照图1和图5，电源系统101与电源系统100的不同点在于：包括切换电路7A来代替切换电路7。电源系统101的其他部分的结构与电源系统100的对应部分的结构相同，因此在以后的说明中不再重复。
当UPS5停止时，切换电路7A使晶闸管开关6导通。具体而言，切换电路7A自输出开关15完全断开起经过规定时间以后使晶闸管开关6导通。
当旁路电源1的频率产生变动时，无法立即使电压Vinv与电压Vbyp同步。在电压Vinv无法与电压Vbyp同步的情况下，逆变器113以固定的自有频率进行工作。
图6是用于说明图5所示的电源系统的动作的波形图。参照图5和图6，电压Vinv的相位与电压Vbyp的相位彼此偏离。若UPS5在该状态下停止，则不仅需要将电源从输入电源2切换为旁路电源1，还需要抑制流入绝缘变压器114的励磁涌流。因此，根据图5所示的结构，在输出开关15断开后，使晶闸管开关6导通。
逆变器13在时刻t11停止。如上所述，自逆变器13停止起直到使输出开关15完全断开为止需要一定程度的时间。输出开关15在时刻t12完全断开。
晶闸管开关6在从输出开关15完全断开起经过固定的延迟时间后导通(时刻t13)。在时刻t11到时刻t13为止的期间内，中断对负载3进行供电(Vo=0)。因此，负载3的动作可能会停止。
时刻t11下的电压Vo的相位等于电压Vinv的相位a。另一方面，时刻t13下的电压Vo的相位等于电压Vbyp的相位b。相位b与相位a不同。由于相位不连续地变化，因此会产生较大的励磁涌流流入负载变压器4的问题。
与此相反，如图3和图4所示，若采用本发明的实施方式，则停止向负载供电的期间为交流电的一个周期以内的期间。因此负载停止的可能性变小。
另外，根据本实施方式，能在保持停止向负载3供电时的相位状态的同时重新开始向负载3供电。由此，能抑制流入负载3以及负载变压器4的励磁涌流。
本发明适用于在UPS停止时由旁路电源向负载供电的结构。因此，UPS停止的原因不限于UPS的故障，例如也可以包含UPS的维护。
要将本次公开的实施方式的所有内容认为是用于例示而非用于限制。本发明的范围由权利要求的范围来表示，而并非由上述实施方式的说明来表示，此外，本发明的范围还包括与权利要求的范围等同的含义及范围内的所有变更。
标号说明
1旁路电源、2输入电源、3负载、4负载变压器、5不间断电源装置、6晶闸管开关、7，7A切换电路、11整流器、12电池、13逆变器、14绝缘变压器、15输出开关、16电容器、17同步电路、21，23相位检测部、22存储部、24开关控制部、100，101电源系统。

Claims (2)

1.一种电源系统，其特征在于，包括：
向负载进行供电的不间断电源装置(5)；
使旁路电源(1)与所述负载相连接的第一开关(6)；
在所述不间断电源装置(5)停止时，使所述第一开关(6)导通的切换电路(7)，以及
使所述不间断电源装置(5)的输出电压的相位与所述旁路电源(1)的输出电压的相位同步的同步电路(17)，
在所述不间断电源装置(5)停止的情况下，所述切换电路(7)在所述旁路电源(1)的输出电压的相位与所述不间断电源装置(5)停止时的输出电压的相位相等时使所述第一开关(6)导通，
所述切换电路(7)包括：
对所述不间断电源装置的输出电压的相位进行检测的第一相位检测部(21)；
对所述不间断电源装置停止时的、所述不间断电源装置的输出电压的相位进行存储的存储部(22)；
对所述旁路电源的输出电压的相位进行检测的第二相位检测部(23)；以及
开关控制部(24)，对所述存储部(22)所存储的所述不间断电源装置的输出电压的相位、和所述第二相位检测部(23)检测出的所述旁路电源的输出电压的相位进行比较，在所述旁路电源(1)的输出电压的相位与所述不间断电源装置(5)停止时的输出电压的相位相等时，使所述第一开关(6)导通。
2.如权利要求1所述的电源系统，其特征在于，
所述不间断电源装置(5)还包括在所述不间断电源装置(5)停止时将所述不间断电源装置(5)与所述负载切断的第二开关(15)，
在所述不间断电源装置(5)恢复之后，当所述不间断电源装置(5)的输出电压的相位与所述旁路电源(1)的电压的相位同步时，所述切换电路(7)使所述第一开关(6)断开，并使所述第二开关(15)导通。
CN201180073405.2A 2011-09-13 2011-09-13 电源系统 Active CN103814500B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2011/070826 WO2013038496A1 (ja) 2011-09-13 2011-09-13 電源システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103814500A CN103814500A (zh) 2014-05-21
CN103814500B true CN103814500B (zh) 2016-06-29

Family

ID=47882759

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201180073405.2A Active CN103814500B (zh) 2011-09-13 2011-09-13 电源系统

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9906074B2 (zh)
KR (2) KR20150136621A (zh)
CN (1) CN103814500B (zh)
WO (1) WO2013038496A1 (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6155935B2 (ja) * 2013-07-23 2017-07-05 レシップホールディングス株式会社 電源装置
WO2015073227A1 (en) * 2013-11-18 2015-05-21 Liebert Corporation Method to select optimal synchronization source in a multiple uninterruptible power supply system
JP6190059B2 (ja) * 2014-06-26 2017-08-30 東芝三菱電機産業システム株式会社 無停電電源装置
CN104333121A (zh) * 2014-11-17 2015-02-04 济南轨道交通装备有限责任公司 一种用于地铁隧道清洁车的直流不间断供电系统
KR20180011219A (ko) * 2015-06-02 2018-01-31 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤 무정전 전원 장치
CN108808834B (zh) * 2017-11-20 2022-02-08 伊顿智能动力有限公司 在线式不间断电源及其控制方法
TWI692184B (zh) * 2019-01-25 2020-04-21 美律實業股份有限公司 電源供應裝置及電源供應方法
CN112653229A (zh) * 2020-12-14 2021-04-13 武汉第二船舶设计研究所(中国船舶重工集团公司第七一九研究所) 一种抑制负载变压器励磁涌流的双电源切换装置控制方法
US11716078B2 (en) * 2021-12-15 2023-08-01 Texas Instruments Incorporated Transistor switching based on voltage sensing

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101471572A (zh) * 2007-12-28 2009-07-01 上海晨兴电子科技有限公司 手机不间断供电系统及其供电方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5746416A (en) 1980-09-05 1982-03-16 Tokyo Shibaura Electric Co Rush current preventing circuit
CN1012244B (zh) * 1987-02-20 1991-03-27 株式会社东芝 不间断电源装置
JPH08256431A (ja) 1995-03-16 1996-10-01 Toshiba Corp 静止形突入電流抑制装置
JPH09130995A (ja) 1995-10-31 1997-05-16 Toshiba Corp 無停電電源装置
JPH10164754A (ja) 1996-11-26 1998-06-19 Toko Electric Co Ltd 単相変圧器用突入電流防止装置
AU2001241559A1 (en) * 2000-02-18 2001-08-27 Liebert Corporation Modular uninterruptible power supply
JP2002017055A (ja) 2000-06-30 2002-01-18 Mitsubishi Electric Corp 無停電電源装置
WO2002060031A2 (en) * 2000-10-27 2002-08-01 Emerson Electric Co. Uninterruptible power supply
JP4624717B2 (ja) * 2004-05-14 2011-02-02 三菱電機株式会社 電源システム
TWI349407B (en) * 2007-04-13 2011-09-21 Delta Electronics Inc Uninterruptible power supply and method for controlling same
US7667351B2 (en) * 2007-04-27 2010-02-23 Liebert Corporation Method for pulse width modulation synchronization in a parallel UPS system
JP4934600B2 (ja) * 2008-01-17 2012-05-16 株式会社日立製作所 電力変換装置
TWI377762B (en) * 2008-01-23 2012-11-21 Delta Electronics Inc Uninterruptible power supply module
JP4891940B2 (ja) * 2008-03-14 2012-03-07 株式会社日立製作所 電力変換装置
US20090251005A1 (en) * 2008-04-07 2009-10-08 Liebert Corporation Undervoltage transfer detection
JP5639752B2 (ja) 2009-10-27 2014-12-10 東芝三菱電機産業システム株式会社 無停電電源システム
US8803361B2 (en) * 2011-01-19 2014-08-12 Schneider Electric It Corporation Apparatus and method for providing uninterruptible power

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101471572A (zh) * 2007-12-28 2009-07-01 上海晨兴电子科技有限公司 手机不间断供电系统及其供电方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140032495A (ko) 2014-03-14
WO2013038496A1 (ja) 2013-03-21
KR20150136621A (ko) 2015-12-07
CN103814500A (zh) 2014-05-21
US9906074B2 (en) 2018-02-27
US20140167517A1 (en) 2014-06-19
WO2013038496A9 (ja) 2013-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103814500B (zh) 电源系统
JP6190059B2 (ja) 無停電電源装置
CN107819356B (zh) 带有扼流圈旁路开关的隔离并联不间断电源系统
CN107819357B (zh) 带有故障位置检测的隔离并联ups系统
CN106464001B (zh) 不间断电源装置
US8896149B2 (en) Electric power converting system
KR101837742B1 (ko) 무순단 절체 기능을 갖는 계통연계형 인버터 시스템
US10536030B2 (en) UPS circuit
US20060164782A1 (en) Control system, method and product for uninterruptible power supply
JP5809029B2 (ja) 無停電電源装置
CN104508942A (zh) 电源系统
KR101617346B1 (ko) 무정전 전원 공급 장치 및 그의 제어 방법
CN110999061B (zh) 交流开关及具备该交流开关的不间断电源装置和电压暂降补偿装置
CN107005081B (zh) 不间断电源装置
US10014687B2 (en) Grid-tied photovoltaic power generation system
JP2016049011A (ja) 無停電電源装置
CN111009957A (zh) 并联不间断电源
Yang et al. Analysis and selection of switch for double modes inverter in micro-grid system
CN109888912B (zh) 基于不平衡交直流单/两相故障的备用电源及其应用
JP2017093210A (ja) 無停電電源装置
JPWO2013038496A1 (ja) 電源システム
CN116054373A (zh) 一种不间断电源以及供电切换方法
CN117375197A (zh) 一种可扩展的快速转换开关的系统架构

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant