CN103907263A - 并行的不间断电源的控制和保护 - Google Patents

Abstract

根据一个方面，本发明的实施方式提供了一种运行具有第一UPS和第二UPS的UPS系统的方法，第一UPS和第二UPS以并行的方式进行耦合以将来自电源的输出电力提供给负载，第一UPS和第二UPS中的每一个具有逆变器且具有旁路开关，且每个UPS被配置为运行在逆变器模式和旁路模式中的一种，在逆变器模式中，输出电力是经由逆变器从电源获得的，在旁路模式中，输出电力是旁路掉逆变器从电源获得的，该方法包括：在逆变器运行模式中给第一UPS和第二UPS加电，将第一UPS和第二UPS中的一个指定为主控UPS，以及使用主控UPS来控制第一UPS的旁路开关和第二UPS的旁路开关。

Description

并行的不间断电源的控制和保护

发明背景

发明领域

根据本发明的至少一个实例通常涉及不间断电源的并行控制。

相关技术的讨论

不间断电源(UPS)通常用于向敏感的和/或关键的负载提供经调整的、不间断的电力。对UPS系统提供更大的容量和/或更好的稳定性的需求在增加。例如，为了提供增强的可扩展性和/或冗余度，可以将两个UPS进行电气连接以形成具有一个输出的单个的并行UPS系统。在此类系统中，两个UPS的组合可以向附接到并行的UPS系统的负载提供增大的电力容量。另外，如果以并行方式耦合的UPS中的第一个出现故障，那么以并行方式耦合的UPS中的第二个可以作为该出现故障的UPS的备用设备。

发明简述

根据本发明的方面针对运行具有第一UPS和第二UPS的UPS系统的方法。在一个方面，本发明的特征在于一种包括如下步骤的方法：将至少一个控制线路耦合在第一UPS和第二UPS之间以使第一UPS和第二UPS运行在并行运行模式，将来自第一UPS和第二UPS中的每一个的输出电力提供给负载，监测UPS系统中的故障状态，断开所述至少一个控制线路，使第一UPS运行在诊断运行模式中，以及确定故障状况是否与第一UPS有关。

根据一个实施方式，该方法还包括：使第二UPS运行在诊断运行模式中，以及确定故障状况是否与第二UPS有关。在另一个实施方式中，确定故障状况是否与第二UPS有关包括将诊断模块耦合到第二UPS。

根据另一个实施方式，将至少一个控制线路耦合在第一UPS和第二UPS之间包括将连接模块耦合在第一UPS和第二UPS之间，并且其中使至少一个控制线路断开还包括使连接模块从第一UPS断开以及将诊断模块耦合到第一UPS。在一个实施方式中，将至少一个控制线路耦合在第一UPS和第二UPS之间包括将连接模块耦合在第一UPS和第二UPS之间，并且其中使至少一个控制线路断开包括将连接模块的状态从运行状态改变到诊断状态。

根据一个实施方式，使第一UPS运行在诊断运行模式包括禁止第一UPS的旁路运行模式。在一个实施方式中，使第一UPS运行在诊断运行模式包括执行第一UPS的逆变器的自测试。

在另一个方面，本发明的特征在于包括如下部件的UPS系统：第一UPS和第二UPS以及连接模块，第一UPS和第二UPS中的每一个包括第一输入端、电池、输出端、输出电力电路、第一I/O、第二I/O和控制电路，第一输入端用于接收来自第一电源的输入电力，电池被配置为提供电池电力，输出端被耦合以提供输出电力，输出电力电路耦合到输出端且被配置为提供源自第一电源和电池中的至少一个的输出电力，控制电路耦合到第一I/O和第二I/O，连接模块耦合到第一UPS的第一I/O、第二I/O和输出端且耦合到第二UPS的第一I/O、第二I/O和输出端，该连接模块具有提供来自第一UPS和第二UPS中的至少一个的输出电力的输出端，其中第一UPS被配置为基于在第一UPS的第二I/O处检测到的信号运行在诊断模式中，并且被配置为在诊断模式中确定UPS系统的故障是否与第一UPS相关。

根据一个实施方式，连接模块被配置为运行在诊断模式以将第一UPS的第一I/O耦合到第一UPS的第二I/O。在另一个实施方式中，系统还包括被配置为在诊断模式中耦合到第一UPS且被配置为将第一UPS的第一I/O耦合到第一UPS的第二I/O的诊断模块。

根据另一个实施方式，第一UPS包括逆变器，并且其中第一UPS被配置为在诊断模式中执行逆变器测试。在一个实施方式中，第一UPS还被配置为运行在旁路运行模式中，并且其中控制电路被配置为在诊断模式中禁止旁路运行模式。在另一个实施方式中，第二UPS被配置为基于在第二UPS的第二I/O处检测到的信号运行在诊断模式中，并且被配置为在诊断模式中，确定UPS系统的故障是否与第二UPS相关。

根据一个实施方式，连接模块还被配置为运行在诊断模式中以将第二UPS的第一I/O耦合到第二UPS的第二I/O。在另一个实施方式中，系统还包括被配置为在诊断模式中耦合到第二UPS且被配置为将第二UPS的第一I/O耦合到第二UPS的第二I/O的诊断模块。

在一个方面，本发明的特征在于包括如下部件的UPS系统：第一UPS和第二UPS以及连接模块，第一UPS和第二UPS中的每一个包括：第一输入端、电池、输出端、输出电力电路、第一I/O、第二I/O和控制电路，第一输入端用于接收来自第一电源的输入电力，电池被配置为提供电池电力，输出端被耦合以提供输出电力，输出电力电路耦合到输出端且被配置为提供来自第一电源和电池中的至少一个的输出电力，控制电路耦合到第一I/O和第二I/O，连接模块耦合到第一UPS的第一I/O、第二I/O和输出端且耦合到第二UPS的第一I/O、第二I/O和输出端，该连接模块具有提供来自第一UPS和第二UPS中的至少一个的输出电力的输出端，以及用于检测UPS系统中的故障且用于将故障与第一UPS和第二UPS中的一个隔离的装置。

根据一个实施方式，用于检测故障的装置包括用于在检测到故障之后禁用第一UPS的输出端和第二UPS的输出端的装置。在一个实施方式中，第一UPS和第二UPS中的每一个包括用于使第一UPS和第二UPS运行在并行运行模式的并行控制电路，并且其中用于检测故障的装置包括用于检测第一UPS和第二UPS中的一个的并行控制电路的故障的装置。

根据另一个实施方式，该系统还包括用于将第一UPS和第二UPS中的一个的建立为该UPS系统中的主控UPS的装置。在一个实施方式中，主控UPS被配置为控制第一UPS中的逆变器的输出和第二UPS中的逆变器的输出。

在一个方面，本发明的特征在于一种运行具有第一UPS的UPS系统的方法，该方法包括：给第一UPS加电，使用第一UPS的第一检测电路在第一UPS的第一I/O处检测第一信号，使用第一UPS的第二检测电路在第一UPS的第二I/O处检测第二信号，基于第一信号的状态和第二信号的状态，将第一UPS配置为运行在主控运行模式和受控运行模式中的一种模式。

根据一个实施方式，该方法还包括使第一UPS运行在主控运行模式中，在主控运行模式中在第一UPS中产生输出控制信号并在第一UPS的第三I/O处提供输出控制信号，以及使用输出控制信号控制第一UPS的输出逆变器的运行。根据另一个实施方式，该方法还包括使第一UPS运行在受控运行模式中，在受控运行模式中，在第一UPS的第四I/O处接收输入控制信号，以及使用输入控制信号控制第一UPS的输出逆变器的运行。

根据一个实施方式，UPS系统还包括以并行配置的方式与第一UPS耦合的第二UPS，并且其中该方法还包括：给第二UPS加电，使用第二UPS的第一检测电路在第二UPS的第一I/O处检测第三信号，使用第二UPS的第二检测电路在第二UPS的第二I/O处检测第四信号，基于第三信号的状态和第四信号的状态，将第二UPS配置为运行在主控运行模式和受控运行模式中的一种模式。

根据另一个实施方式，该方法还包括配置第一信号、第二信号、第三信号和第四信号以使：在任何给定的时间，第一UPS和第二UPS中只有一个被配置为处于主控运行模式而且第一UPS和第二UPS中只有一个被配置为处于受控运行模式。根据一个实施方式，该方法还包括将第一UPS的第二I/O耦合到第二UPS的第一I/O，以及使用第一UPS产生的控制信号控制第二UPS的输出逆变器的运行。根据一个实施方式，该方法还包括在第一UPS的第五I/O处检测第五信号，以及将第一UPS配置为运行在独立运行模式中。

在另一个方面，本发明的特征在于包括如下部件的UPS：第一输入端、第二输入端、输出端、输出电力电路、第一I/O、第二I/O和控制电路，第一输入端用于接收来自第一电源的输入电力，第二输入端用于接收来自第二电源的输入电力，输出端被耦合以提供输出电力，输出电力电路耦合到输出端且被配置为提供源自第一电源和第二电源中的至少一个的输出电力，控制电路耦合到第一I/O和第二I/O且被配置为基于第一I/O和第二I/O处的第一控制信号和第二控制信号来控制UPS运行在主控运行模式和受控运行模式中的一种模式，其中控制电路在主控运行模式中被配置为产生控制信号以控制输出电力电路，并且在受控运行模式中被配置为接收来自外部设备的控制信号以控制输出电力电路。

根据一个实施方式，UPS还包括第三I/O，第三I/O耦合到控制电路且被配置为接收第三控制信号，并且其中控制电路还被配置为基于第三控制信号的状态来使UPS运行在独立模式和并行模式中的一种模式。在另一个实施方式中，UPS还包括旁路开关，其耦合到第一输入端、输出端和控制电路，并且在控制电路的控制下可操作以将第一输入端选择性地耦合到输出端以在旁路运行模式中在输出端处提供来自第一电源的输入电力，且旁路输出电力电路。

根据另一个实施方式，UPS还包括第四I/O，其耦合到控制电路且被配置为接收第四控制信号，并且其中控制电路还被配置为基于第四控制信号的状态禁止旁路运行模式。在另一个实施方式中，UPS还包括第五I/O，其耦合到控制电路且被配置为接收来自并行连接的UPS的状态信号，并且其中控制电路被配置为基于状态信号的状态将UPS的运行模式从受控运行模式改变到主控运行模式。

在一个方面，本发明的特征在于包括如下部件的UPS系统：第一UPS和第二UPS以及连接模块，第一UPS和第二UPS中的每一个包括第一输入端、电池、输出端、输出电力电路、第一I/O、第二I/O和控制电路，第一输入端用于接收来自第一电源的输入电力，电池被配置为提供电池电力，输出端被耦合以提供输出电力，输出电力电路耦合到输出端且被配置为提供源自第一电源和电池中的至少一个的输出电力，控制电路耦合到第一I/O和第二I/O且被配置为基于第一I/O和第二I/O处的第一控制信号和第二控制信号将运行模式设置为主控运行模式和受控运行模式中的一种模式，其中控制电路在主控运行模式中被配置为产生控制信号以控制输出电力电路，并且在受控运行模式中被配置为接收来自外部设备的控制信号以控制输出电力电路，连接模块耦合到第一UPS的第一I/O、第二I/O和输出端且耦合到第二UPS的第一I/O、第二I/O和输出端，该连接模块具有提供来自第一UPS和第二UPS中的至少一个的输出电力的输出端。

根据一个实施方式，连接模块被配置为将第一UPS的第二I/O耦合到第二UPS的第一I/O以将第一UPS配置在主控运行模式中运行而将第二UPS配置在受控运行模式中。在另一个实施方式中，连接模块耦合到第一UPS和第二UPS的每一个的控制输入端和控制输出端，并且被配置为将第一UPS的控制输入端耦合到第二UPS的控制输出端且将第一UPS的控制输出端耦合到第二UPS的控制输入端。

根据另一个实施方式，第一UPS和第二UPS的每一个还包括控制输入端和输出控制端，控制输入端被配置为在受控运行模式中接收来自连接模块的控制信号，控制输出端用于在主控运行模式中提供所述控制信号。在一个实施方式中，第一UPS和第二UPS的每一个包括旁路开关，其耦合到输入端、输出端和控制电路，并且在控制电路的控制下可操作以将输入端选择性地耦合到输出端以在旁路运行模式中在输出端处提供来自第一电源的输入电力，且旁路输出电力电路。

根据一个实施方式，第一UPS和第二UPS的每一个包括耦合到控制电路的旁路输入端且被配置为接收旁路控制信号，并且其中控制电路还被配置为基于第四控制信号的状态禁止旁路运行模式。在另一个实施方式中，第一UPS和第二UPS的每一个包括旁路输出端，并且其中连接模块被配置为将第一UPS的旁路输入端耦合到第二UPS的旁路输出端且将第一UPS的旁路输出端耦合到第二UPS的旁路输入端。在一个实施方式中，第一UPS和第二UPS的每一个包括耦合到控制电路且被配置为接收来自连接模块的状态信号的状态输入端，并且其中控制电路被配置为基于状态信号的状态将UPS的运行模式从受控运行模式改变到主控运行模式。

在一个方面，本发明的特征在于运行一种具有第一UPS和第二UPS的UPS系统的方法，第一UPS和第二UPS以并行的方式进行耦合以将来自电源的输出电力提供给负载，第一UPS和第二UPS中的每一个具有逆变器且具有旁路开关，且每个UPS被配置为运行在逆变器模式和旁路模式中的一种，在逆变器模式中，输出电力是经由逆变器从电源获得的，在旁路模式中，输出电力是绕过逆变器从电源获得的，该方法包括：在逆变器运行模式中给第一UPS和第二UPS加电，将第一UPS和第二UPS中的一个指定为主控UPS，以及使用主控UPS来控制第一UPS的旁路开关和第二UPS的旁路开关。

根据一个实施方式，该方法还包括使用主控UPS来控制第一UPS的逆变器的输出电流和第二UPS的逆变器的输出电流。在另一个实施方式中，该方法还包括检测旁路模式对于第一UPS不可使用，然后作为响应，阻止第一UPS进入旁路模式。在一个实施方式中，该方法还包括将连接模块耦合在第一UPS和第二UPS之间。

根据另一个实施方式，耦合连接模块包括将第一和第二旁路控制线路耦合在第一UPS和第二UPS之间。在一个实施方式中，将第一UPS和第二UPS中的一个指定为主控UPS包括将第一UPS指定为主控UPS，并且其中该方法还包括检测第一UPS的故障，并且作为响应，将第二UPS指定为主控UPS，并且使用第二UPS产生的至少一个控制信号来控制第二UPS的逆变器的输出电流。在另一个实施方式中，将第一UPS和第二UPS中的一个指定为主控UPS包括将第一UPS指定为主控UPS，并且其中该方法还包括在第一UPS处接收来自第二UPS的运行在旁路模式的请求，控制第一UPS进入旁路模式，以及将控制信号提供给第二UPS以控制第二UPS进入旁路模式。

在另一个方面，本发明的特征在于包括如下部件的UPS：第一输入端、第二输入端、输出端、逆变器、旁路开关、第一I/O、第二I/O和控制电路，第一输入端用于接收来自第一电源的输入电力，第二输入端用于接收来自第二电源的输入电力，输出端被耦合以提供输出电力，逆变器耦合到输出端且被配置为提供源自第一电源和第二电源中的至少一个的输出电力，旁路开关耦合到第一输入端和第二输入端且被配置为在旁路运行模式中旁路掉逆变器，控制电路被配置为控制UPS运行在主控运行模式和受控运行模式中的一种，并且被配置为在主控运行模式中控制旁路开关并在第一I/O处提供控制信号以控制第二UPS，并且被配置为在受控运行模式中基于在第二I/O处接收到的控制信号控制旁路开关。

根据一个实施方式，控制电路还被配置为在主控运行模式中控制逆变器的输出电流，并且在主控运行模式中提供输出信号以控制第二UPS的输出电流。在一个实施方式中，控制电路被配置为检测旁路模式对于第二UPS不可使用，并且作为响应，阻止UPS进入旁路运行模式。在另一个实施方式中，控制电路还被配置为接收来自第二UPS的指示第二UPS的故障的输入信号，并且作为响应将UPS的运行模式从受控运行模式改变到主控运行模式。在另一个实施方式中，控制电路还被配置为接收来自第二UPS的运行在旁路模式的请求，并且作为响应，控制UPS进入旁路模式，并且将控制信号提供给第二UPS以控制第二UPS进入旁路模式。

在一个方面，本发明的特征在于包括如下部件的UPS系统：第一UPS和第二UPS以及连接模块，第一UPS和第二UPS中的每一个包括第一输入端、第二输入端、输出端、逆变器、旁路开关、第一I/O、第二I/O和控制电路，第一输入端用于接收来自第一电源的输入电力，第二输入端用于接收来自第二电源的输入电力，输出端被耦合以提供输出电力，逆变器耦合到输出端且被配置为提供源自第一电源和第二电源中的至少一个的输出电力，旁路开关耦合到第一输入端和第二输入端且被配置为在旁路运行模式中旁路掉逆变器，控制电路被配置为将运行模式设置为主控运行模式和受控运行模式中的一种，并且被配置为在主控运行模式中控制旁路开关并在第一I/O处提供信号以控制第二UPS，并且被配置为在受控运行模式中基于在第二I/O处接收到的控制信号控制旁路开关，连接模块耦合到第一UPS的第一I/O、第二I/O和输出端且耦合到第二UPS的第一I/O、第二I/O和输出端，该连接模块具有提供来自第一UPS和第二UPS中的至少一个的输出电力的输出端。

根据一个实施方式，第一UPS和第二UPS中的每一个的控制电路被配置为在主控运行模式中控制第一UPS中的逆变器的输出电流且控制第二UPS中的逆变器的输出电流。在一个实施方式中，第一UPS中的控制电路还被配置为检测第二UPS正运行在主控模式且不能运行在旁路模式中，并且作为响应，阻止第一UPS进入旁路模式。

根据另一个实施方式，连接模块被配置为接收输入电力且将输入电力提供给第一UPS和第二UPS。在一个实施方式中，第二UPS中的控制电路被配置为检测第一UPS中的故障，并作为响应，将第二UPS指定为主控UPS，并且控制第二UPS中的逆变器的输出电流。在另一个实施方式中，第一UPS中的控制电路被配置为检测第二UPS的故障，并且作为响应，将第一UPS指定为主控UPS，并且控制第一UPS中的逆变器的输出电流。

根据一个实施方式，第二UPS中的控制电路还被配置为检测第一UPS正运行在主控模式中且不能运行在旁路模式中，并且作为响应，阻止第二UPS进入旁路模式。在另一个实施方式中，第一UPS中的控制电路还被配置为接收来自第二UPS的运行在旁路模式的请求，控制第一UPS进入旁路模式，并将控制信号提供给第二UPS以控制第二UPS进入旁路模式。

附图说明

附图不意在按照比例绘制。在附图中，相同的数字代表各个图中示出的每个相同或者几乎相同的部件。出于清楚的目的，并不是每个部件都标记在每个附图中。在附图中：

图1是根据本发明的方面的并行UPS系统的电路图；

图2是根据本发明的方面的主控/受控检测电路的电路图；

图3是根据本发明的方面的旁路控制逻辑电路的原理图；以及

图4是根据本发明的方面的在诊断模式中的具有并行的诊断连接的UPS的电路图。

具体实施方式

本发明的实施方式不受限于在下面的描述中所阐述的或者附图所示的部件的构造细节和布置细节。本发明的实施方式能够以各种方式被实践或被执行。而且，本文使用的词组和术语用于描述性目的，且不应视为限制性的。本文使用的“包括”、“包含”或“具有”、“含有”、“涉及”和其变体意在涵盖其后所列项和其等价项以及附加项。

如上所述，为了提供增强的可扩展性和/或冗余度，可以将两个UPS进行电气连接以形成具有一个输出的单个的并行UPS系统，该输出被配置为耦合到负载。在典型的并行UPS系统中，两个UPS可以(例如，经由总线)相互通信以管理并行UPS系统中的它们的联合操作。在此类系统中，在并行的UPS系统能够运行之前，两个UPS可能需要交换初始启动信息以明确两个UPS将如何交互。这种初始启动通信可能引起并行的UPS系统的运行的延迟，并且可能在每个UPS中需要复杂的通信电路。

本文描述的至少一些实施方式提供了一种并行UPS系统，其中以并联的方式耦合的第一UPS和第二UPS能够使用主控/受控方法向负载提供电力，而不需要在两个UPS之间进行复杂的通信。以这种方式，并行UPS系统可以向负载提供更加及时的电力。此外，如下所述，本发明的至少一些并行UPS系统还能提供额外的增强的功能。

图1是根据本发明的方面的并行UPS系统100的电路图。并行UPS系统100包括第一UPS102和第二UPS202。第一UPS102和第二UPS202都被配置为经由连接模块106(例如，SBP(服务旁路控制板)或PSBP(并行服务旁路控制板))以并行的方式进行耦合。根据一个实施方式，连接模块106包括被配置为耦合到外部电源的第一输入端101。外部电源可以是单相或三相电源。连接模块106也包括被配置为耦合到旁路外部电源的第二输入端197，然而，在其他实施方式中，旁路电源可能是三相电源。在一个实施方式中，旁路外部电源是单相电源。在一个实施方式中，第一输入端101和第二输入端197可以耦合到相同的单相或三相电源。

连接模块106耦合到第一UPS102的输出端103和第二UPS202的输出端203。连接模块106的输出端108同时耦合到第一UPS输出端103和第二UPS输出端203。输出端108也耦合到外部负载109。连接模块106运行以将电力提供给每个UPS，接收来自每个UPS的输出电力，并且将输出电力提供给一个或多个负载。如下所述，连接模块106也提供与每个UPS的控制有关的附加功能。

下面将更加详细地描述第一UPS102的各个具体部件。第一UPS102与第二UPS202实质上相同且除了第一UPS的部件的参考标号以数字一开始而第二UPS的部件的参考标号以数字二开始之外，相同的部件使用相似的参考标号进行标记。

第一UPS102包括耦合到电流参考选择控制电路120的主控/受控检测电路110。电流参考选择控制电路120也耦合到UPS可用检测电路152和电流参考选择转换触排122。电流参考选择转换触排122耦合到电压误差放大器(Vea)124和电流误差放大器(Cea)130。Vea124经由DC阻断和滤波电路168和逆变器163耦合到数字信号处理器(DSP)170。Cea130经滤波器和缓冲器电路180和逆变器163耦合到DSP170。DSP170也耦合到旁路控制电路160。Cea130耦合到逆变器控制器182且逆变器控制器182耦合到逆变器163。逆变器耦合到±DC总线199和UPS102的输出端103。

主控/受控检测电路110被配置为经由耦合到连接模块106的四路跨接线感测输入/输出(I/O)(例如，A感测112、B感测114、C感测116和D感测118)接收四路跨接线感测信号。如本文所述，主控/受控检测电路110接收来自四路跨接线感测I/O的四路跨接线感测信号；然而，在其他实施方式中，主控/受控检测电路可以被配置为接收来自任何数量的跨接线感测I/O的任何数量的跨接线感测信号。在第一UPS102经由第一连接器105耦合到连接模块106且第二UPS202经由第二连接器107耦合到连接模块106时，B感测I/O114耦合到A感测I/O212且C感测I/O116和216同时耦合到接地。

电流参考选择转换触排122包括三个开关(例如，SW1122a、SW2122b和SW3122c)，每个耦合到电流参考选择控制电路120。然而，在其他实施方式中，电流选择转换触排122可以包括任何数量的开关。SW1122a耦合在电压误差放大器(Vea)124的输出端126和主总线传送I/O128之间。当SW1112a闭合时，Vea124的输出端126耦合到主总线传送I/O128。第一UPS102也包括耦合到接地131的主总线传送回送I/O129。

SW2122b耦合在电流误差放大器(Cea)130的负的输入端子132和主总线传送I/O128之间。当SW2122b闭合时，Cea130的负的输入端子132耦合到主总线传送I/O128。SW3122c耦合在放大器136的输出端134和Cea130的负的输入端子132之间。当SW3122c闭合时，放大器136的输出端134耦合到Cea130的负的输入端子132。放大器136的负的输入端子138耦合到放大器136的输出端134和主总线接收I/O142。放大器136的正的输入端子140耦合到主总线接收回送I/O144和接地146。

在第一UPS102经由第一连接器105耦合到连接模块106且第二UPS202经由第二连接器107耦合到连接模块106时，主总线传送I/O128耦合到主总线接收I/O242，主总线传送回送I/O129耦合到主总线接收回送I/O244，主总线接收I/O142耦合到主总线传送I/O228，且主总线接收回送I/O144耦合到主总线传送回送I/O229。

根据一个实施方式，主总线传送I/O128被配置为将来自Vea124的输出端126的PRIM_BUS_TX信号提供给第二UPS202。根据一个实施方式，主总线接收I/O142被配置为接收来自第二UPS202的PRIM_BUS_RX信号并将PRIM_BUS_RX信号提供给Cea130。

UPS可用检测电路152耦合到UPS可用传送I/O150和电流参考选择控制电路120。根据一个实施方式，UPS可用传送I/O150被配置为将来自UPS可用检测电路152的UPS_AVAIL_TX信号提供给电流参考选择控制电路120和第二UPS202。UPS可用接收I/O148耦合到电流参考选择控制电路120。根据一个实施方式，UPS可用接收I/O148被配置为接收来自第二UPS202的UPS_AVAIL_RX信号并将UPS_AVAIL_RX信号提供给电流参考选择控制电路120。UPS可用检测电路152也被配置为接收UPS故障信号154。在第一UPS102经由第一连接器105耦合到连接模块106且第二UPS202经由第二连接器107耦合到连接模块106时，UPS可用接收I/O148耦合到UPS可用传送I/O250且UPS可用传送I/O150耦合到UPS可用接收I/O248。

旁路控制电路160耦合到DSP170、旁路控制传送I/O156和旁路控制接收I/O158。根据一个实施方式，旁路控制传送I/O156被配置为将来自旁路控制电路160的BYP_CNTL_TX信号提供给第二UPS202。根据一个实施方式，旁路控制接收I/O被配置为接收来自第二UPS202的BYP_CNTL_RX信号并将BYP_CNTL_RX信号提供给旁路控制电路160。在第一UPS102经由第一连接器105耦合到连接模块106且第二UPS202经由第二连接器107耦合到连接模块106时，旁路控制传送I/O156耦合到旁路控制接收I/O258且旁路控制接收I/O158耦合到旁路控制传送I/O256。

Vea124的负的输入端子162耦合到来自逆变器163的逆变器电压感测线路164且经由DC阻断和滤波电路168耦合到DSP170。Vea124的正的输入端子172耦合到接地174。除了开关SW2122b和SW3122c之外，Cea130的负的输入端子162也耦合到来自逆变器163的逆变器电流感测线路176且经由滤波和缓冲器电路180耦合到DSP170。

Cea130的输出端181耦合到逆变器控制器182。根据一个实施方式，逆变器控制器182是磁滞控制器，然而，在其他实施方式中，逆变器控制器182可以是任何已知的控制器方案。控制器182耦合到逆变器163且逆变器的输出端184经由第一UPS102的输出端103和连接模块106的输出端108耦合到负载109。

根据一个实施方式，并行UPS系统100包括耦合在第一UPS102、第二UPS202和连接模块106之间的控制器区域网络总线(CAN总线)。例如，CAN高速总线线路186和CAN低速总线线路188可以经由连接模块106耦合在第一UPS102和第二UPS202之间。CAN总线线路186、188也可以耦合到连接模块106中的控制器(未显示)。

并行UPS系统100通过使用主控/受控UPS方法而运行，其中一个UPS被指定为主控UPS而另一个UPS被指定为受控UPS。主控UPS负责对提供给负载109的电力的总体控制而任何受控UPS起恒流源逆变器的作用且分享由主控UPS需求的负载电流。在一个实施方式中，任何一个UPS可以用作主控UPS或受控UPS，并且如果需要，UPS就可以动态改变其作为主控UPS或受控UPS的指定；然而，在任何给定的时间只有一个UPS可以被指定为主控UPS。

在耦合到连接模块106时，第一UPS102和第二UPS202可以经由CAN总线186、188开始交换信息。这些信息可以包括但不受限于如下方面：

·UPS设置的同步(输出电压、频率和其它用户设置)

·并行的各个单元之间的固件兼容性检查

·系统数据的用户查看

·并行系统的状态图控制(用于确保各个单元处于正确的状态以及适当的系统运行得到保证)。

·其它时间不太关键的数据传输

除了经由CAN总线186、188交换的信息之外，UPS102、202也确定哪个UPS将作为主控UPS运行而哪个将作为受控UPS运行。然而，因为并行UPS系统100的运行取决于主控/受控确定，所以该确定需要相当快速地做出。利用CAN总线186、188在UPS之间联合地做出这种确定可能导致将电力延时提供给负载109。结果是，本文描述的至少一些实施方式利用独立的模拟和数字I/O信号实现高效和及时的各自的主控/受控分配。

在将第一UPS102经由第一连接器105耦合到连接模块106且将第二UPS202经由第二连接器107耦合到连接模块106时，每个UPS102、202利用经由跨接线感测输入/输出(I/O)(例如，A感测112、B感测114、C感测116和D感测118)接收的跨接线感测信号来做出各自的确定：其被配置为主控UPS还是受控UPS以及该UPS连接到哪个连接器105、107。由于每个UPS能够基于跨接线感测信号进行独立的评估，所以与主控/受控确定有关的UPS102、202之间的通信不是必要的。

如图1所示，每个UPS102、202能够经由跨接线感测输入/输出(I/O)(例如，A感测112、B感测114、C感测116和D感测118)监测四路跨接线感测信号。跨接线感测信号的配置确定了UPS将作为主控UPS还是受控UPS运行。根据一个实施方式，在UPS耦合到连接模块106且并行UPS系统100加电时，主控/受控检测电路110(例如，DSP或复杂可编程逻辑器件(CPLD))监测跨接线感测信号。基于这些感测信号，每个UPS102、202将单独确定其自身已分配的配置。

图2是根据本发明的方面的主控/受控检测电路110、210的电路图。下面将更加详细地描述第一UPS102的主控/受控检测电路110的各个具体部件。第一UPS102的主控/受控检测电路110与第二UPS202的主控/受控检测电路210实质上相同且除了第一UPS102的主控/受控检测电路110的部件的参考标号以数字一开始而第二UPS202的主控/受控检测电路210的部件的参考标号以数字二开始之外，相同的部件使用相似的参考标号进行标记。

主控/受控检测电路110包括A感测I/O112、B感测I/O114、C感测I/O116和D感测I/O118。A感测I/O112耦合到电流参考选择控制电路120且经由开关115耦合到12VDC电源123。B感测I/O114耦合到电流参考选择控制电路120和5VDC电源127。C感测I/O116耦合到5VDC电源135。C感测I/O116也耦合到电流参考选择控制电路120且经由开关139耦合到3.3VDC电源147。D感测I/O118耦合到电流参考选择控制电路120和5VDC电源151。

例如，根据一个实施方式，A感测I/O112耦合到晶体管115的基极113。晶体管115的发射极117耦合到接地119。晶体管115的集电极121耦合到12VDC电源123和电流参考选择控制电路120。B感测I/O114耦合到5VDC电源127和电流参考选择控制电路120。另外，如上所述，在将第一UPS102耦合到连接模块106且将第二UPS202耦合到连接模块106时，B感测I/O114耦合到A感测I/O212。

C感测I/O116耦合到5VDC电源135且也耦合到晶体管139的基极137。晶体管139的发射极141耦合到接地143。晶体管139的集电极145耦合到3.3VDC电源147且耦合到电流参考选择控制电路120。另外，在将第一UPS102耦合到连接模块106且将第二UPS202耦合到连接模块106时，C感测I/O116耦合到接地155和接地255，并且C感测I/O216耦合到接地157和接地257。D感测I/O118耦合到5VDC电源151且耦合到电流参考选择控制电路120。

下面显示的表1说明了与主控/受控确定相关的并行UPS系统100的不同的运行状态或模式。如在图2和表1中能够看出的，高电平C感测信号149、249向对应的电流参考选择控制电路120、220指示UPS正确地耦合到连接模块106。例如，如果第一UPS102正确地耦合到连接模块106，则3.3VDC电源147将C感测信号149驱动到高电平。如果第一UPS102没有正确地耦合到连接模块106，则5VDC电源135将接通晶体管139并将C感测信号149驱动到低电平。

表1

如在图2和表1中能够看出的，发送到对应的电流参考选择控制电路120、220的A感测125、225和B感测133、233信号控制主控/受控UPS确定。当A感测信号125、225和B感测信号133、233均为高电平时，所连接的UPS作为主控UPS运行在独立模式中。例如，在只将第一UPS102耦合到连接模块106时，12VDC电源123将A感测信号125驱动到高电平且5VDC信号127将B感测信号133驱动到高电平，向电流参考选择控制电路120指示第一UPS102将运行在独立模式中(也就是，如表1中所列的状态1A或1B)。

供选择地，在加电时，如果B感测信号133是低电平，A感测信号125是高电平，C感测信号149是高电平，A感测信号225是低电平，B感测信号233是高电平且C感测信号249是高电平，则UPS系统100将被配置为并行模式，且第一UPS102指定为主控UPS而第二UPS202指定为受控UPS。例如，在同时将第一UPS102和第二UPS202耦合到连接模块206时，12VDC电源123将A感测信号125驱动为高定平，5VDC信号227将B感测信号233驱动为高定平，3.3VDC电源147将C感测信号149驱动为高电平且3.3VDC电源247将C感测信号249驱动为高电平。5VDC电源127接通晶体管215因而将B感测信号133和A感测信号225驱动为低电平。结果是，电流参考选择控制电路120识别出第一UPS102被指定为主控UPS(也就是如表1中所列的状态3A、3B或3C)而电流参考选择控制电路220识别出第二UPS202被指定为受控UPS(也就是状态3D-3G)。

如表1中所看出的，A感测信号125、225、B感测信号133、233、以及C感测信号149、249的其他组合可能导致故障状态。另外，根据一个实施方式，D感测信号153、253能够用于向相应的电流参考选择控制电路120、220指示UPS系统100应该进入诊断模式。例如，在一个实施方式中，当D感测信号153、253、A感测信号125、225、B感测信号133、233、以及C感测信号149、249全都为低电平时，UPS系统100将进入诊断模式。下面将更加详细地讨论与诊断模式相关的D感测信号153、253。

如表1所看出的，额外的信号也可能影响与UPS系统100以并行的方式耦合的每个UPS的运行状态。参考图1，除了跨接线感测信号之外，每个电流参考选择控制电路120、220也接收指示其自身UPS和其它UPS的健康状况的信号。例如，每个UPS产生UPS_AVAIL_TX信号，指示UPS是否能够向负载供应电力，并将该信号提供给对应的UPS可用传送I/O150、250。UPS_AVAIL_TX信号是由UPS的相应的UPS可用检测电路152、252产生的。UPS可用检测电路152、252监测各种UPS故障154、254。如果任何一个UPS故障指示关于UPS的问题，则将UPS_AVAIL_TX信号将被驱动为低电平，指示UPS存在问题。否则，如果没有检测到问题，则将UPS_AVAIL_TX信号驱动为高电平，指示UPS不存在健康状况问题。

根据一个实施方式，UPS可用检测电路152、154监测诸如以下的UPS故障：

·PRIM_CHK：关于误差放大器的故障；

·INTERNAL_FLT_DSP：该信号是由DSP基于DSP监测和检测的许多监视故障产生的。

·DC_BUS_OV：DC总线电压故障。当出现该故障时，需要立刻禁用PFC和逆变器且使逆变器中继器开路。

·INV_FLT：逆变器硬件故障。将禁用逆变器且立刻使逆变器中继器开路

·INV_OV：逆变器过电压故障。将禁用逆变器且立刻使逆变器中继器开路

·IGBT_FAULT：PFC和/或逆变器IGBT故障。当出现该故障时，需要立刻禁用PFC和逆变器且使逆变器中继器开路。

在其他实施方式中，可能监测其他UPS故障且任何数量的已定义的组合可以触发UPS_AVAIL_TX跳到低电平。此外，每个UPS也经由UPS可用接收I/O148、248接收来自其他UPS的UPS_AVAIL_RX信号，其指示其他UPS是否能够向负载供应电力。如表1所示，除了跨接线感测信号之外，UPS的健康状况可能影响并行UPS系统100的运行模式。

根据一个实施方式且如图1所示，两个UPS共享称为PRIM_BUS的公共电流参考信号且每个UPS利用两个差分控制模拟信号PRIM_BUS_TX和PRIM_BUS_RX提供或者接收PRIM_BUS信号。经由每个UPS中的相应的主总线传送和接收I/O128、142、228、242传送和接收PRIM_BUS_TX和PRIM_BUS_RX差分控制模拟信号。一个UPS的主总线传送I/O128、228连接到另一个UPS的主总线接收I/O142、242。将PRIM_BUS_TX信号用于逆变器控制的UPS被视为主控UPS，而将PRIM_BUS_RX信号用于逆变器控制的UPS被视为受控UPS。UPS将PRIM_BUS_TX或PRIM_BUS_RX中的哪一个选择为适当的控制信号取决于每个UPS的健康状况(也就是UPS_AVAIL_TX和UPS_AVAIL_R信号的状态)和状态(也就是跨接线感测信号的状态)。

如前面所述，每个UPS102、202具有其自身的Vea124、224、Cea130、230、以及单刀模拟转换触排122。每个Vea124、224经由逆变器电压感测线路164、264接收来自逆变器163、263的逆变器电压感测信号。每个Vea也经由DC阻断和滤波器电路168、268接收来自DSP170、270的参考电压信号166、266。每个Vea124、224将逆变器电压感测信号与电压参考信号进行比较并在Vea124、224的输出端126、226处产生电压误差信号。Vea124的输出端126、226可以通过开关SW1122a、222a耦合到主总线传送I/O128、228且电压误差信号可以作为PRIM_BUS_TX信号提供给主总线传送I/O128、228。到Cea130、230的信号输入(也就是电流参考信号189、289)经由开关SW2122b、222b从PRIM_BUS_TX信号或经由放大器136的输出端134和开关SW3122c、222c从PRIM_BUS_RX信号中的任何一个获取。

除了电流参考信号189、289之外，每个Cea130、230也经由滤波器和缓冲器电路180、280接收来自DSP170、270的DC总线平衡信号且经由逆变器电流感测线路176、276接收来自逆变器163、263的逆变器电流感测信号。基于电流参考信号和逆变器电流感测信号的比较，Cea130、230经由Cea130、230的输出端181、281将电流误差信号提供给逆变器控制器182、282。

根据一个实施方式，外部电源向输入端101供应的AC电力(例如，经由功率因子校正电路(未显示))转换成DC电力并供应给±DC总线199。基于电流误差信号，逆变器控制器182、282向逆变器163、263发送控制信号以将来自DC电力转换回经调整的AC电力。结果是，逆变器163、262从逆变器163、263的输出端184、284将经适当调整的AC电力提供给负载109。

在另一个实施方式中，在来自外部电源的适当电力在第一输入端101处不可获得的情况下，逆变器163、263接收来自耦合到±DC总线199的电池(未显示)的DC电力。基于电流误差信号，逆变器控制器182、282将控制信号发送给逆变器163、263以将来自电池的DC电力转换成经调整的AC电力。结果是，逆变器163、262从逆变器163、263的输出端184、284将经适当调整的AC电力提供给负载109。

转换触排122、222的操作(及因此每个UPS的运行模式和并行UPS系统100的操作)取决于每个UPS的配置(也就是并行UPS系统100中的每个UPS的健康状况和跨接线状态)。例如，如表1中的状态1A和1B所示，当第一UPS102被确定为主控UPS(也就是由于跨接线感测信号表示UPS102应该运行在独立模式中)时，开关SW1122a和SW2122b闭合且开关SW3122c断开。在这种配置下，Vea124的输出端126处的电压参考信号作为PRIM_BUS_TX信号经由开关SW1122a提供给主总线传送I/O128。PRIM_BUS_TX信号作为电流参考信号经由开关SW2122b提供给Cea130。

在另一个例子中，如表1中所看出的，在状态3A和3D，当第一UPS102被确定为主控UPS且第二UPS202被确定为受控UPS(也就是由于跨接线感测信号)，第一UPS102的UPS_AVAIL_TX是低电平(指示第一UPS102的健康状况差，因此第二UPS202接收的来自第一UPS102的UPS_AVAIL_RX也是低电平)，且第一UPS102接收的来自第二UPS202的UPS_AVAIL_RX信号是低电平(指示第二UPS的健康状况也差，因此第二UPS202的UPS_AVAIL_TX也是低电平)时，由于两个UPS均出现故障三个开关全部都断开。一旦三个开关全都断开，并行UPS系统100就会进入旁路模式且逆变器163、263被禁用。下面将更加详细地讨论旁路模式。

在另外的例子中，如表1所看出的，在状态3B和3F，当第一UPS102被确定为主控UPS且第二UPS202被确定为受控UPS(也就是由于跨接线感测信号)，第一UPS102的UPS_AVAIL_TX是低电平(指示第一UPS102的健康状况差，因此第二UPS202接收的来自第一UPS102的UPS_AVAIL_RX也是低电平)，且第一UPS102接收的来自第二UPS202的UPS_AVAIL_RX信号是高电平(指示第二UPS的健康状况良好，因此第二UPS202的UPS_AVAIL_TX也是高电平)时，第一UPS102被重新配置为受控UPS(因为其出现了故障)且第二UPS202被重新配置为主控UPS。结果是，开关SW1122a、SW2122b和SW3222c断开，而开关SW3122c、SW1222a和SW2222b闭合。在这个配置下，Vea224的输出端226处的电压参考信号作为PRIM_BUS_TX信号经由开关SW1222a提供给主总线传送I/O228。PRIM_BUS_TX信号作为电流参考信号经由开关SW2222b提供给Cea230。PRIM_BUS_TX信号也作为PRIM_BUS_RX信号提供给主总线接收I/O142。PRIM_BUS_RX信号作为电流参考信号经由放大器136和开关SW3122c提供给Cea130。

在另一个例子中，如表1中所看出的，在状态3C、3E和3G，当第一UPS102被确定为主控UPS且第二UPS202被确定为受控UPS(也就是由于跨接线感测信号)且第一UPS102的UPS_AVAIL_TX是高电平(指示第一UPS102的健康状况良好，因此第二UPS202接收的来自第一UPS102的UPS_AVAIL_RX也是高电平)时，无论第二UPS202的健康状况如何，第一UPS102都保持其作为主控UPS的配置且第二UPS202都保持其作为受控UPS的配置。在这个配置下，开关SW1122a、SW2122b和SW3222c闭合，而开关SW3122c、SW1222a和SW2222b断开。Vea124的输出端126处的电压参考信号作为PRIM_BUS_TX信号经由开关SW1122a提供给主总线传送I/O128。PRIM_BUS_TX信号作为电流参考信号经由开关SW2122b提供给Cea130。PRIM_BUS_TX信号作为PRIM_BUS_RX信号也提供给主总线接收I/O242。PRIM_BUS_RX信号作为电流参考信号经由放大器236和开关SW3222c提供给Cea230。

如表2所示，并行UPS系统100的运行状态在运行期间可能改变。例如，如果在给UPS系统100加电时，负载不是当时耦合到连接模块106，则并行UPS系统将进入待机模式。一旦负载耦合到该系统，系统100将根据跨接线感测信号的当前配置进入适当的状态。另外，如果在待机模式期间，发生故障，则“配置故障”可经由用户接口(未显示)显示给用户且UPS系统100将会被阻止启动直到故障得到修正。

表2

如果在状态1A期间(也就是UPS当前从连接模块106断开且在单独模式中)UPS耦合到连接模块106，则UPS将保持在状态1A并请求用户确认改变到状态1B是希望的。如果在状态1B期间(也就是UPS当前耦合到连接模块106且在单独模式中)UPS变成从连接模块106断开，则UPS将通知用户连接问题且请求用户检查连接。

如果UPS在状态1A或1B中的任何一个且感测到要切换到并行运行(也就是状态3A-3G中的任何状态)，则并行UPS系统100会进入旁路模式直到用户确认希望开始并行运行。如果并行UPS系统100当前正运行在并行操作且感测到要切换到状态1A或1B中的任何一个，则并行UPS系统100会进入旁路模式，请求用户检查到连接模块106的UPS连接，然后一旦并行运行能够恢复就恢复并行运行。

如果UPS正运行在任何工作模式(也就是独立运行或并行模式运行)且并行UPS系统100进入故障状态(也就是状态2B-2E)，则并行UPS系统100会进入旁路模式，请求用户检查到连接模块106的UPS连接，然后一旦配置恢复到独立或并行运行就恢复合法状态。

如上所述，响应于并行UPS系统100的某些运行状态，第一UPS102和第二UPS202可能希望进入旁路模式。并行UPS系统100中的旁路模式的运行是由每个UPS102、202中的旁路控制电路160、260控制的。如前面所述，由于UPS102、202经由连接模块106的相同的输出端108向负载109提供电力，所以两个UPS提供的电力必须由主控UPS精确地管理。因此，当UPS被允许进入旁路模式并向负载109提供未调整的电力时的配置也必须受到精确的管理。因此，根据一个实施方式，并行UPS系统100能够运行在多种模式中。

在第一运行模式中，主控UPS的旁路控制电路160、260控制并行UPS系统100，以使在某时只有一个UPS要么从逆变器输出端184、284要么经由旁路向负载109馈送电力。另一个UPS不向负载109提供电力。

在第二运行模式中，主控UPS控制并行UPS系统100，以使提供给负载109的电力中的一半是由主控UPS产生的经调整的电力而提供给负载109的电力中的一半是由受控UPS产生的经调整的电力。

在第三运行模式中，主控UPS的旁路控制电路160、260控制并行UPS系统100，以使提供给负载109的电力中的一半是由在旁路模式中的主控UPS产生的未调整的电力而提供给负载109的电力中的一半是由在旁路模式中的受控UPS产生的未调整的电力。

根据一个实施方式，主控UPS的旁路控制电路160、260通过以下两个冗余目标来确定并行UPS系统100的UPS何时进入旁路模式。第一个冗余目标是根据部件故障(也就是UPS_AVAIL_TX/RX指示出现故障的UPS)；每个UPS应该改变它们的模式以使输出到负载109的它们的组合电力得到保持。第二冗余目标是每个UPS应该以这样的方式选择它们的旁路模式：它们的组合状态使部件压力最小(例如，电池、电力电子器件等等)以延长系统100的寿命。

另外，根据一个实施方式，旁路控制电路160、260防止并行UPS系统100将一部分来自一个UPS的经调整的电力及一部分来自另一个UPS的未调整的电力提供给负载109。为避免这种情况，并行的UPS的旁路开关由单一主控UPS统一控制。

在一个实施方式中，用户可以从受控UPS的接口请求旁路运行。受控UPS依次向主控UPS发送请求，请求进入旁路模式。这种旁路控制握手是通过交换如图3所示的数字信号BYP_CNTL_TX来进行的。

图3是根据本发明的方面的旁路控制逻辑电路160、260的原理图。如图1所看出的，每个旁路控制逻辑电路160、260耦合到DSP170、270。每个旁路控制逻辑电路160、260也耦合到旁路控制传送I/O156、256，耦合到旁路控制接收I/O158、258且耦合到旁路切换控制线路193、293。每个旁路切换控制线路193、293耦合到旁路开关195、295且每个旁路开关195、295耦合在负载109和耦合到第二输入端197的外部旁路电源之间。在将第一UPS102和第二UPS202耦合到连接模块时，旁路控制传送I/O156经由连接模块106(未显示)耦合到旁路控制接收I/O258且旁路控制接收I/O158经由连接模块106(未显示)耦合到旁路控制接收I/O256。

如果并行UPS系统100将进入旁路模式，则旁路控制逻辑电路160、260经由旁路切换控制线路193、293将旁路切换控制信号发送给旁路开关195、295以操作旁路开关195、295来将负载109直接耦合到外部旁路电源，外部旁路电源耦合到第二输入端197，从而将未调整的电力直接提供给负载109。

如图1所看出的，每个UPS的旁路控制电路160、260接收来自DSP170、270的参考信息191、291。根据一个实施方式，参考信息191、292包括关于相应的UPS的状况的信息。例如，此类状况信息可以包括关于与相应的逆变器的同步、旁路电压健康状况、UPS健康状况、用户接口通信/请求的信息、关于当前状态或状态改变请求的信息、或关于相应的UPS是否应该进入旁路模式的任何其他信息。基于所接收的状况，旁路控制电路160、260确定UPS是否应该进入旁路模式。

根据一个实施方式，如果主控UPS102的旁路控制电路160确定UPS102应该进入旁路模式(例如，响应于需要UPS跳到旁路的用户请求或状况)，则旁路控制电路160确认旁路可以使用，(经由旁路控制传送I/O156上的高电平BYP_CNTL_TX信号进而旁路控制接收I/O258上的高电平BYP_CNTL_RX信号)通知受控UPS202的旁路控制电路260主控UPS102将跳到旁路，然后激活UPS102的旁路开关195以进入旁路模式并将未调整的电力提供给负载109。

如果，在进入旁路模式时，主控UPS102的旁路控制电路160确定UPS的逆变器163可以用于提供适当的经调整的电力，则主控UPS102的旁路控制电路160将控制主控UPS102离开旁路模式并(经由旁路控制传送I/O156上的低电平BYP_CNTL_TX信号进而旁路控制接收I/O258上的低电平BYP_CNTL_RX信号)通知受控UPS102的旁路控制电路260主控UPS102不再处于旁路模式。

如果主控UPS102的旁路控制电路160接收到来自受控UPS202的旁路请求(也就是以旁路控制传送I/O256上的高电平BYP_CNTL_TX信号进而旁路控制接收I/O158上的高电平BYP_CNTL_RX信号的形式)，只要在请求时旁路可以使用，则旁路控制电路160将使主控UPS102进入旁路模式。然而，如果在受控UPS202发出旁路请求时，主控UPS102中的旁路不可使用，则主控UPS102和受控UPS202将切换主控/受控指定，并且新的受控UPS102将把两个并行的UPS的控制移交到新的主控UPS202。

根据另一个实施方式，如果受控UPS的旁路控制电路260希望进入旁路模式(例如，响应于需要UPS进入旁路模式的用户命令或状况)；只要对于受控UPS202旁路可以使用，则旁路控制电路260将把旁路请求发送给主控UPS102(也就是，以旁路控制传送I/O256上的高电平BYP_CNTL_TX信号进而旁路控制接收I/O158上的高电平BYP_CNTL_RX信号的形式)。如上所述，一旦接收到来自受控UPS202的请求，只要旁路可以使用，则主控UPS102的旁路控制电路160将驱动主控UPS102进入旁路模式。在发现主控UPS102进入旁路模式(也就是旁路控制传送I/O156上的高电平BYP_CNTL_TX信号进而旁路控制接收I/O258上的高电平BYP_CNTL_RX信号)，则旁路控制电路260将立即驱动受控UPS202进入旁路模式，以跟随主控UPS102。

在一个实施方式中，如果受控UPS202中的旁路不可使用，但旁路控制电路260发现主控控制器160已经进入旁路模式(也就是旁路控制传送I/O156上的高电平BYP_CNTL_TX信号进而旁路控制接收I/O258上的高电平BYP_CNTL_RX信号)，则由于受控UPS202在主控UPS102提供未调整的电力期间不能向负载109提供调整的电力，所以受控UPS202将去激活。根据一个实施方式，如果在至少一个UPS上旁路不可使用，则并行UPS系统100可忽略旁路请求。

如上所述，如果所有跨接线感测(A-D)均为低电平，则并行UPS系统100可进入诊断模式。根据一个实施方式，诊断模式只能从待机模式进入且诊断模式是自测试模式，其用于隔离具有PRIM_BUS_TX/RX故障的UPS并检查所有连接模块信号。

如上关于表1所述，在检测到并行的UPS中的任何一个的故障时，在仍然从并行UPS系统100的电力输出端提供电力期间，将对故障UPS选择性地隔离。在一些场景下，可能检测到并行UPS系统中的系统故障，该故障以这样的方式出现：将故障与一个UPS隔离是困难的。例如，当经由信号线共享或连接到另一个并行的UPS的UPS的电路部分发生故障时，在并行模式或独立模式中隔离故障可能是困难的。当此类故障在现场发生时，当实际上只有一个UPS出现故障时，在以前的系统中可能需要将系统中的两个UPS均送入维修。例如，参考图1的并行UPS系统100，如果故障存在于主总线传送I/O128、228中的一个或存在于主总线接收I/O142、242中的一个的某处，因为传送I/O和接收I/O经由连接模块106直接耦合在一起，所以并行UPS系统100或许不能确定哪个UPS是故障的来源。

本文描述的至少一些实施方式提供了用于识别在故障发生在并行的UPS之间的共享电路部分的系统中的故障UPS的系统和方法。

图4是根据本发明的方面的、具有并行诊断连接器400的、被配置在诊断模式的第一UPS102(如关于图1、2和3所述)的电路图。当并行UPS系统100的用户希望分别测试单一UPS(例如，第一UPS102)的运行，则第一UPS102从另一个UPS断开且如图4所示，通过测试连接器400(例如，并行诊断连接)关键控制和状态信号针对第一UPS102环绕（wraparound）起来。根据一个实施方式，第一UPS102可以由用户从连接模块106手动断开(结果是，从第二UPS202断开)并且代替地，手动连接到测试连接器400。根据一个实施方式，如果用户希望分别测试两个UPS，则第二UPS202也可以由用户从连接模块106手动断开并且代替地，手动连接到第二测试连接器。

根据另一个实施方式，测试连接器400位于连接模块106内，并且连接模块106包括中继器，其被配置为在激活第一UPS102中的自诊断模式时，将第一UPS102从连接模块106自动断开(进而从第二UPS202断开)并代替地将第一UPS102耦合到测试连接器400以如图4所示使关键控制和状态信号针对第一UPS102环绕起来。根据一个实施方式，在完成第一UPS102的运行测试时且在激活第二UPS202中的自诊断模式时，连接模块106的中继器将第一UPS102从连接模块106断开并代替地将第二UPS202耦合到测试连接器400以如图4所示的类似地使关键控制和状态信号针对第二UPS202环绕起来。

根据一个实施方式，当第一UPS102处于待机模式时，如果第一UPS102从连接模块106断开并代替地耦合到测试连接器400，D感测I/O118耦合到接地155和接地157，从而将D感测信号153驱动为低电平。此外，在第一UPS102耦合到测试连接器400时，A感测I/O112耦合到B感测I/O，使得5VDC电源127接通晶体管115，导致将A感测信号125和B信号133驱动为低电平。另外，因为第一UPS102没有连接到连接模块106，所以也将C感测信号149驱动为低电平。

此外，一旦第一UPS102耦合到测试连接器400，主总线接收I/O142就耦合到主总线传送I/O128，主总线接收回送I/O144就耦合到主总线传送回送I/O129，旁路控制传送I/O156就耦合到旁路控制接收I/O158，且UPS可用接收I/O148就耦合到UPS可用传送I/O。以这种方式，由第一UPS102提供给任何I/O的信号也将由第一UPS102的I/O接收。

如表1所示，所有四个感测信号(A、B、C和D)为低电平向电流参考选择控制电路120指示第一UPS102处于自诊断模式。也如表1所看出的，响应于第一UPS102的自诊断模式，开关SW1122a和SW3122c闭合而开关SW2122b断开。在这种配置下，Vea124的输出端126处的电压参考信号经由开关SW1122a作为PRIM_BUS_TX信号提供给主总线传送I/O128。PRIM_BUS_TX信号作为PRIM_BUS_RX信号也由主总线接收I/O142接收并经由开关SW3122c作为电流参考信号提供给Cea130。

在第一UPS102识别出其在自诊断模式后，其执行逆变器自测试以确保UPS102的所有部件都在适当地工作。如果有故障，(例如，关于诸如主总线传送I/O128或主总线接收I/O142的公共的并行电路部分的问题)，那么第一UPS被识别为有故障。根据一个实施方式，在自诊断模式期间，也对旁路控制I/O(旁路控制传送I/O156和旁路控制接收I/O158)和UPS可用I/O(UPS可用传送I/O150和UPS可用接收I/O148)的运行状态进行确认。另外，在另一个实施方式中，只要测试连接器400耦合到UPS102，就将禁止旁路开关195接通(图3所示)。

虽然本文参考并行UPS系统100中的一个或两个UPS102、202的使用描述了根据本发明的一些例子，然而其它例子可以利用多于两个以并行的方式耦合起来的UPS。

虽然本文参考不间断电源(UPS)描述了根据本发明的一些例子，然而其他例子可以利用在双电源被希望耦合在一起且受到有效和高效的控制的任何类型的并行电力系统中。另外需要理解的是，根据本发明的各个例子可以用于监测任何类型(例如，商用的或民用的)或规模的系统。

通过提供在其中第一UPS和第二UPS以并行的方式进行耦合的并行UPS系统，能够使用主控/受控方法将电力提供给负载，并且独立地确定它们的适当的主控/受控确定，而无需在UPS之间交换初始的主控/受控配置信息，并行UPS系统在没有不希望的延时的情况下，就能够更加有效地将电力提供给负载。此外，基于主控/受控跨接线信号、UPS可用信号和旁路控制信号，并行UPS系统能够提供如上所述的附加功能。

另外，通过提供用于基于在并行的UPS之间的共享的电路部分识别出的故障来确定出现故障的UPS的系统和方法，并行UPS系统能够将具有与其他并行的UPS共用的或共享的电路部分中的故障的UPS隔离。

至此，已经描述了本发明的至少一个实施方式的几个方面，本领域的技术人员将理解的是，各种改变、修改和改进将是很容易出现的。这些改变、修改和改进意在属于本公开内容的一部分，并且意在本发明的宗旨和范围内。因此，前文的描述和附图仅仅是示例性的。

Claims (20)

1.一种运行具有第一UPS和第二UPS的UPS系统的方法，所述第一UPS和所述第二UPS以并行的方式进行耦合以将来自电源的输出电力提供给负载，所述第一UPS和所述第二UPS中的每一个具有逆变器且具有旁路开关，且每个UPS被配置为运行在逆变器模式和旁路模式中的一种模式，在所述逆变器模式中，输出电力是经由所述逆变器从所述电源获得的，在所述旁路模式中，所述输出电力是旁路掉所述逆变器从所述电源获得的，所述方法包括：

在所述逆变器运行模式中给所述第一UPS和所述第二UPS加电；

将所述第一UPS和所述第二UPS中的一个指定为主控UPS；以及

使用所述主控UPS来控制所述第一UPS的旁路开关和所述第二UPS的旁路开关。

2.如权利要求1所述的运行UPS的方法，还包括使用所述主控UPS来控制所述第一UPS的逆变器的输出电流和所述第二UPS的逆变器的输出电流。

3.如权利要求2所述的运行UPS的方法，还包括：

检测所述旁路模式对于所述第一UPS不可使用，然后作为响应，阻止所述第一UPS进入所述旁路模式。

4.如权利要求1所述的方法，还包括将连接模块耦合在所述第一UPS和所述第二UPS之间。

5.如权利要求4所述的方法，其中耦合连接模块包括将第一旁路控制线路和第二旁路控制线路耦合在所述第一UPS和所述第二UPS之间。

6.如权利要求2所述的方法，其中将所述第一UPS和所述第二UPS中的一个指定为主控UPS包括将所述第一UPS指定为所述主控UPS，并且其中所述方法还包括检测所述第一UPS的故障，并且作为响应，将所述第二UPS指定为所述主控UPS，以及使用所述第二UPS产生的至少一个控制信号来控制所述第二UPS的逆变器的输出电流。

7.如权利要求1所述的方法，其中将所述第一UPS和所述第二UPS中的一个指定为主控UPS包括将所述第一UPS指定为所述主控UPS，并且其中所述方法还包括：

在所述第一UPS处接收来自所述第二UPS的运行在所述旁路模式的请求；

控制所述第一UPS进入所述旁路模式；以及

将控制信号提供给所述第二UPS以控制所述第二UPS进入所述旁路模式。

8.一种UPS，包括：

第一输入端，所述第一输入端用于接收来自第一电源的输入电力；

第二输入端，所述第二输入端用于接收来自第二电源的输入电力；

输出端，所述输出端被耦合以提供输出电力；

逆变器，所述逆变器耦合到所述输出端且被配置为提供源自所述第一电源和所述第二电源中的至少一个的输出电力；

旁路开关，所述旁路开关耦合到所述第一输入端和所述第二输入端且被配置为在旁路运行模式中旁路掉所述逆变器；

第一I/O；

第二I/O；

控制电路，所述控制电路被配置为控制所述UPS运行在主控运行模式和受控运行模式中的一种，并且被配置为在所述主控运行模式中控制所述旁路开关并在所述第一I/O处提供信号以控制所述第二UPS，并且被配置为在所述受控运行模式中基于在所述第二I/O处接收到的控制信号控制所述旁路开关。

9.如权利要求8所述的UPS，其中所述控制电路还被配置为在所述主控运行模式中控制所述逆变器的输出电流，并且在所述主控运行模式中提供输出信号以控制所述第二UPS的输出电流。

10.如权利要求9所述的UPS，其中所述控制电路被配置为检测旁路模式对于所述第二UPS不可使用，并且作为响应，阻止所述UPS进入所述旁路运行模式。

11.如权利要求8所述的UPS，其中所述控制电路被配置为接收来自所述第二UPS的指示所述第二UPS的故障的输入信号，并且作为响应将所述UPS的运行模式从所述受控运行模式改变到所述主控运行模式。

12.如权利要求8所述的UPS，其中所述控制电路被配置为接收来自所述第二UPS的运行在旁路模式的请求，并且作为响应，控制所述UPS进入所述旁路模式，并且将控制信号提供给所述第二UPS以控制所述第二UPS进入所述旁路模式。

13.一种UPS系统，包括：

第一UPS和第二UPS，所述第一UPS和所述第二UPS中的每一个包括：

第一输入端，所述第一输入端用于接收来自第一电源的输入电力；

第二输入端，所述第二输入端用于接收来自第二电源的输入电力；

输出端，所述输出端被耦合以提供输出电力；

逆变器，所述逆变器耦合到所述输出端且被配置为提供源自所述第一电源和所述第二电源中的至少一个的输出电力；

旁路开关，所述旁路开关耦合到所述第一输入端和所述第二输入端且被配置为在旁路运行模式中旁路掉所述逆变器；

第一I/O；

第二I/O；

控制电路，所述控制电路被配置为将运行模式设置为主控运行模式和受控运行模式中的一种，并且被配置为在所述主控运行模式中控制所述旁路开关并在所述第一I/O处提供信号以控制所述第二UPS，并且被配置为在所述受控运行模式中基于在所述第二I/O处接收到的控制信号控制所述旁路开关；以及

连接模块，所述连接模块耦合到所述第一UPS的第一I/O、第二I/O和输出端且耦合到所述第二UPS的第一I/O、第二I/O和输出端，所述连接模块具有提供来自所述第一UPS和所述第二UPS中的至少一个的输出电力的输出端。

14.如权利要求13所述的UPS系统，其中所述第一UPS和所述第二UPS中的每一个的控制电路被配置为在所述主控运行模式中控制所述第一UPS中的逆变器的输出电流且控制所述第二UPS中的逆变器的输出电流。

15.如权利要求14所述的UPS系统，其中所述第一UPS中的控制电路还被配置为检测所述第二UPS正运行在主控模式且不能运行在旁路模式中，并且作为响应，阻止所述第一UPS进入所述旁路模式。

16.如权利要求13所述的UPS系统，其中所述连接模块被配置为接收输入电力且将所述输入电力提供给所述第一UPS和所述第二UPS。

17.如权利要求14所述的UPS系统，其中所述第二UPS中的控制电路被配置为检测所述第一UPS中的故障，并作为响应，将所述第二UPS指定为所述主控UPS，并且控制所述第二UPS中的逆变器的输出电流。

18.如权利要求17所述的UPS系统，其中所述第一UPS中的控制电路被配置为检测所述第二UPS的故障，并且作为响应，将所述第一UPS指定为所述主控UPS，并且控制所述第一UPS中的逆变器的输出电流。

19.如权利要求15所述的UPS系统，其中所述第二UPS中的控制电路还被配置为检测所述第一UPS正运行在所述主控模式中且不能运行在所述旁路模式中，并且作为响应，阻止所述第二UPS进入所述旁路模式。

20.如权利要求13所述的UPS系统，其中所述第一UPS中的控制电路还被配置为接收来自所述第二UPS的运行在旁路模式的请求，控制所述第一UPS进入所述旁路模式，并且将控制信号提供给所述第二UPS以控制所述第二UPS进入所述旁路模式。

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