CN103946768A - 并联逆变器系统的故障检测 - Google Patents

Abstract

根据一方面，本发明的实施例提供一种操作具有第一UPS和第二UPS的UPS系统的方法，该方法包括：在第一UPS和第二UPS之间耦合至少一条控制线，以并联操作模式来运行第一UPS和第二UPS；从第一UPS和第二UPS中的每一个给负载提供输出电力；检测UPS系统中的故障状态；去耦合至少一条控制线；以诊断操作模式运行第一UPS；以及确定故障状态是否与第一UPS相关。

Description

并联逆变器系统的故障检测

技术领域

依照本发明的至少一个实施例通常涉及不间断电源的并联控制。

背景技术

不间断电源(UPS)通常被用来给敏感的和/或关键的负载提供稳定的及不间断的电力。对UPS系统提供更大的容量和/或可靠性的需求正在增长。例如，为了提供增强的可扩展性和/或冗余度，两个UPS可以被电连接以形成单个的带有一个输出的并联的UPS系统。在这个系统中，两个UPS的组合可以提供增强的电力容量给连接到并联的UPS系统的负载。并且，如果并联耦合的UPS中的第一个发生故障，则并联耦合的UPS中的第二个可以作为故障的UPS的备用电源。

发明内容

依据本发明的方面针对一种操作具有第一UPS和第二UPS的UPS系统的方法。在一方面，本发明的方法的特征在于包括在所述第一UPS和所述第二UPS之间耦合至少一条控制线，以并联操作模式来运行所述第一UPS和所述第二UPS；从所述第一UPS和所述第二UPS中的每一个给负载提供输出电力；检测所述UPS系统中的故障状态；去耦合所述至少一条控制线；以诊断操作模式运行所述第一UPS；以及确定所述故障状态是否与所述第一UPS相关。

根据一实施例，该方法还包括：以诊断操作模式运行所述第二UPS；以及确定所述故障状态是否与所述第二UPS相关。在另一实施例中，确定所述故障状态是否与所述第二UPS相关包括将诊断模块耦合到所述第二UPS。

根据另一实施例，在所述第一UPS和所述第二UPS之间耦合至少一条控制线包括在所述第一UPS和所述第二UPS之间耦合连接模块，以及其中，去耦合所述至少一条控制线还包括从所述第一UPS去耦合所述连接模块以及将诊断模块耦合到所述第一UPS。在一实施例中，在所述第一UPS和所述第二UPS之间耦合至少一条控制线包括在所述第一UPS和所述第二UPS之间耦合连接模块，以及其中，去耦合所述至少一条控制线包括将所述连接模块的状态从操作状态改变到诊断状态。

根据一实施例，以诊断操作模式运行所述第一UPS包括禁用所述第一UPS的旁路操作模式。在一实施例中，以诊断操作模式运行所述第一UPS包括进行所述第一UPS的逆变器的自测试。

在另一方面，本发明的特征在于一种UPS系统，其包括：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，其从第一电源接收输入电力；电池，其被配置为提供电池电力；输出端，其被耦合以提供输出电力；输出电力电路，其耦合到所述输出端且被配置为提供来自于所述第一电源和所述电池中的至少一个的输出电力；第一I/O；第二I/O；以及控制电路，其耦合到所述第一I/O和所述第二I/O；以及连接模块，其耦合到所述第一UPS的所述第一I/O、所述第二I/O和所述输出端，并耦合到所述第二UPS的所述第一I/O、所述第二I/O和所述输出端，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；其中，所述第一UPS被配置为基于在所述第一UPS的所述第二I/O检测到的信号运行在诊断模式，并且被配置为在诊断模式确定所述UPS系统的故障是否与所述第一UPS相关。

根据一实施例，所述连接模块被配置为运行在诊断模式以将所述第一UPS的所述第一I/O耦合到所述第一UPS的所述第二I/O。在另一实施例中，系统还包括诊断模块，所述诊断模块被配置为在所述诊断模式耦合到所述第一UPS，并且被配置为将所述第一UPS的所述第一I/O耦合到所述第一UPS的所述第二I/O。

根据另一实施例，所述第一UPS包括逆变器，并且其中，所述第一UPS被配置为在所述诊断模式进行逆变器测试。在一实施例中，所述第一UPS还被配置为运行在旁路操作模式，并且其中，所述控制电路被配置为在所述诊断模式禁用所述旁路操作模式。在另一实施例中，所述第二UPS被配置为基于在所述第二UPS的所述第二I/O检测到的信号运行在诊断模式，并且被配置为在诊断模式确定所述UPS系统的故障是否与所述第二UPS相关。

根据一实施例，所述连接模块被配置为运行在诊断模式，以将所述第二UPS的所述第一I/O耦合到所述第二UPS的所述第二I/O。在另一实施例中，系统还包括诊断模块，所述诊断模块被配置为在所述诊断模式耦合到所述第二UPS，并且被配置为将所述第二UPS的所述第一I/O耦合到所述第二UPS的所述第二I/O。

在一方面，本发明的特征在于一种UPS系统，其包括：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，其从第一电源接收输入电力；电池，其被配置为提供电池电力；输出端，其被耦合以提供输出电力；输出电力电路，其耦合到所述输出端且被配置为提供来自于所述第一电源和所述电池中的至少一个的输出电力；第一I/O；第二I/O；以及控制电路，其耦合到所述第一I/O和所述第二I/O；以及连接模块，其耦合到所述第一UPS的所述第一I/O、所述第二I/O和所述输出端，并耦合到所述第二UPS的所述第一I/O、所述第二I/O和所述输出端，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；以及用于检测所述UPS系统的故障并且用于将所述故障隔离到所述第一UPS和所述第二UPS中的一个的装置。

根据一实施例，所述用于检测故障的装置包括用于在检测到故障后禁用所述第一UPS的输出端和所述第二UPS的输出端的装置。在一实施例中，所述第一UPS和所述第二UPS中的每一个包括用于在并联操作模式运行所述第一UPS和所述第二UPS的并联控制电路，并且其中，所述用于检测故障的装置包括用于检测所述第一UPS和所述第二UPS中的一个的所述并联控制电路中的故障的装置。

根据另一实施例，系统还包括用于将所述第一UPS和所述第二UPS中的一个确立为所述UPS系统的主UPS的装置。在一实施例中，所述主UPS被配置为控制所述第一UPS中的逆变器的输出端和所述第二UPS中的逆变器的输出端。

在一方面，本发明的特征在于一种操作具有第一UPS的UPS系统的方法，这种方法包括给第一UPS上电，使用第一UPS的第一检测电路检测第一UPS的第一I/O处的第一信号，使用第一UPS的第二检测电路检测第一UPS的第二I/O处的第二信号，基于第一信号的状态和第二信号的状态，配置第一UPS运行在主操作模式和受控操作模式之一。

根据一实施例，该方法还包括使第一UPS运行在主操作模式，在主操作模式中，在第一UPS中产生输出控制信号并且将该输出控制信号提供到第一UPS的第三I/O，以及使用该输出控制信号控制第一UPS的输出逆变器的操作。根据另一实施例，该方法还包括使第一UPS运行在受控操作模式，在受控操作模式中，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的输出逆变器的操作。

根据一实施例，UPS系统还包括与第一UPS以并联配置耦合的第二UPS，并且其中，该方法还包括给第二UPS上电，使用第二UPS的第一检测电路检测第二UPS的第一I/O处的第三信号，使用第二UPS的第二检测电路检测第二UPS的第二I/O处的第四信号，基于第三信号的状态和第四信号的状态，配置第二UPS运行在主操作模式和受控操作模式之一。

根据另一实施例，该方法还包括配置第一、第二、第三和第四信号，这样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操作模式，并且第一UPS和第二UPS中只有一个被配置为处于受控操作模式。根据一实施例，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的输出逆变器的操作。在一实施例中，该方法还包括检测在第一UPS的第五I/O处的第五信号，并且配置第一UPS运行在独立操作模式。

在另一个方面，本发明的特征在于一种UPS，其包括从第一电源接收输入电力的第一输入端，从第二电源接收输入电力的第二输入端，被耦合以提供输出电力的输出端，耦合到输出端并且被配置为提供来自第一电源和第二电源中的至少一个的输出电力的输出电力电路，第一I/O，第二I/O，以及耦合到第一I/O和第二I/O并且被配置为基于在第一I/O和第二I/O处的第一和第二控制信号控制UPS运行在主操作模式和受控操作模式之一的控制电路，其中控制电路在主操作模式中被配置为生成控制信号以控制输出电力电路，并且在受控操作模式中被配置为从外部设备接收控制信号以控制输出电力电路。

根据一实施例，UPS还包括耦合到控制电路并且被配置为接收第三控制信号的第三I/O，并且其中，控制电路还被配置为基于第三控制信号的状态在独立模式和并联模式之一运行UPS。在另一实施例中，UPS还包括耦合到第一输入端、输出端和控制电路的旁路开关，并且在控制电路的控制下可操作，以选择性地将第一输入端耦合到输出端，以在旁路操作模式旁路掉输出电力电路而在输出端提供来自第一电源的输入电力。

根据另一实施例，UPS还包括耦合到控制电路并且被配置为接收第四控制信号的第四I/O，并且其中，控制电路还被配置为基于第四控制信号的状态抑制旁路操作模式。在另一实施例中，UPS还包括耦合到控制电路并且被配置为接收来自并联连接的UPS的状态信号的第五I/O，并且其中，控制电路被配置为基于状态信号的状态将UPS的操作模式从受控操作模式改变到主操作模式。

在一个方面，本发明的特征在于一种UPS系统，其包括：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，其从第一电源接收输入电力；电池，其被配置为提供电池电力；输出端，其被耦合以提供输出电力；输出电力电路，其耦合到所述输出端且被配置为提供来自所述第一电源和所述电池中的至少一个的输出电力；第一I/O；第二I/O；以及控制电路，该控制电路耦合到所述第一I/O和所述第二I/O，并且被配置为基于在第一I/O和第二I/O处的第一和第二控制信号设置操作模式为主操作模式和受控操作模式之一；其中控制电路在主操作模式中被配置为生成控制信号以控制输出电力电路，并且在受控操作模式被配置为从外部设备接收控制信号以控制输出电力电路；以及连接模块，其耦合到所述第一UPS的第一I/O、第二I/O和输出端，并且耦合到第二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。

根据一实施例，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，以配置第一UPS运行在主操作模式，并且配置第二UPS运行在受控操作模式。在另一实施例中，连接模块被耦合到第一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，并且将第一UPS的控制输出端耦合到第二UPS的控制输入端。

根据另一实施例，第一UPS和第二UPS中的每一个还包括被配置为在受控操作模式从连接模块接收控制信号的控制输入端，以及在主操作模式提供控制信号的控制输出端。在一实施例中，第一UPS和第二UPS中的每一个包括耦合到输入端、输出端和控制电路的旁路开关，并且在控制电路的控制下可操作，以选择性地将输入端耦合到输出端，以在旁路操作模式旁路掉输出电力电路而在输出端提供来自第一电源的输入电力。

根据一实施例，第一UPS和第二UPS中的每一个包括耦合到控制电路并且被配置为接收旁路控制信号的旁路输入端，并且其中，控制电路还被配置为基于第四控制信号的状态抑制旁路操作模式。在另一个实施例中，第一UPS和第二UPS中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，并且将第一UPS的旁路输出端耦合到第二UPS的旁路输入端。在一实施例中，第一UPS和第二UPS中的每一个包括耦合到控制电路并且被配置为从连接模块接收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的操作模式从受控操作模式改变到主操作模式。

在一个方面，本发明的特征在于一种操作具有并联耦合在一起以将来自电源的输出电力提供到负载的第一UPS和第二UPS的UPS系统的方法，第一UPS和第二UPS中的每一个具有逆变器并且具有旁路开关，其中每个UPS被配置成运行在逆变器模式和旁路模式中的一种，在逆变器模式，输出电力通过逆变器从电源取得，在旁路模式，输出电力绕过逆变器从电源取得，该方法包括在逆变器操作模式中给第一UPS和第二UPS上电，指定第一UPS和第二UPS中的一个为主UPS，并且使用主UPS控制第一UPS的旁路开关和第二UPS的旁路开关。

根据一实施例，该方法还包括使用主UPS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。在另一实施例中，该方法还包括检测旁路模式对第一UPS不可用，并且作为响应，阻止第一UPS进入旁路模式。在一实施例中，该方法还包括将连接模块耦合在第一UPS和第二UPS之间。

根据另一实施例，耦合连接模块包括将第一和第二旁路控制线耦合在第一UPS和第二UPS之间。在一实施例中，指定第一UPS和第二UPS中的一个为主UPS包括指定第一UPS为主UPS，并且其中，该方法还包括检测第一UPS中的故障，并且作为响应，指定第二UPS为主UPS，并且使用由第二UPS生成的至少一个控制信号控制第二UPS中的逆变器的输出电流。在另一实施例中，指定第一UPS和第二UPS中的一个为主UPS包括指定第一UPS为主UPS，并且其中，该方法还包括在第一UPS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，并且给第二UPS提供控制信号以控制第二UPS进入旁路模式。

在另一方面，本发明的特征在于一种UPS，其包括：第一输入端，其从第一电源接收输入电力；第二输入端，其从第二电源接收输入电力；输出端，其被耦合以提供输出电力；逆变器，其耦合到所述输出端且被配置为提供来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，其耦合到第一输入端和第二输入端，并且被配置为在旁路操作模式旁路掉该逆变器；第一I/O；第二I/O；以及控制电路，该控制电路被配置为控制UPS运行在主操作模式和受控操作模式之一，且被配置为在主操作模式控制旁路开关并在第一I/O提供信号以控制第二UPS，并且被配置为在受控操作模式基于在第二I/O处接收到的控制信号控制旁路开关。

根据一实施例，控制电路还被配置为在主操作模式控制逆变器的输出电流，并且在主操作模式提供输出信号以控制第二UPS的输出电流。在一实施例中，控制电路被配置为检测旁路模式对第二UPS不可用，并且作为响应，阻止该UPS进入旁路操作模式。在另一实施例中，控制电路被配置成从第二UPS接收表明第二UPS出现故障的输入信号，并且作为响应，将UPS的操作模式从受控操作模式改变到主操作模式。在另一实施例中，控制电路还被配置为从第二UPS接收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，并且给第二UPS提供控制信号以控制第二UPS进入旁路模式。

在一个方面，本发明的特征在于包括第一UPS和第二UPS的UPS系统，第一UPS和第二UPS中的每一个包括：第一输入端，其从第一电源接收输入电力；第二输入端，其从第二电源接收输入电力；输出端，其被耦合以提供输出电力；逆变器，其耦合到所述输出端且被配置为提供来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，其耦合到第一输入端和第二输入端，并且被配置为在旁路操作模式旁路掉该逆变器；第一I/O；第二I/O；以及控制电路，该控制电路被配置为设置操作模式为主操作模式和受控操作模式之一，且被配置为在主操作模式控制旁路开关并且在第一I/O处提供信号以控制第二UPS，并且被配置为在受控操作模式基于在第二I/O处接收到的控制信号控制旁路开关；以及耦合到第一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和输出端的连接模块，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。

根据一实施例，第一UPS和第二UPS中的每一个的控制电路被配置为在主操作模式控制第一UPS中的逆变器的输出电流，并且控制第二UPS中的逆变器的输出电流。在一实施例中，第一UPS的控制电路还被配置为检测第二UPS运行在主模式并且不能运行在旁路模式，并且作为响应，阻止第一UPS进入旁路模式。

根据另一实施例，连接模块被配置成接收输入电力并且给第一UPS和第二UPS提供输入电力。在一实施例中，第二UPS的控制电路被配置为检测第一UPS的故障，并且作为响应，指定第二UPS为主UPS，并且控制第二UPS中的逆变器的输出电流。在另一实施例中，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，指定第一UPS为主UPS，并且控制第一UPS中的逆变器的输出电流。

根据一实施例，第二UPS中的控制电路还被配置为检测第一UPS运行在主模式并且不能运行在旁路模式，并且作为响应，阻止第二UPS进入旁路模式。在另一实施例中，第一UPS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，并且给第二UPS提供控制信号以控制第二UPS进入旁路模式。

附图说明

附图并非按比例绘制。在附图中，在多个附图中图示的每个相同的或者几乎相同的组件用相同的数字表示。为了清晰的目的，并不是每个组件都标注在每个附图中。在附图中：

图1是根据本发明的方面的并联UPS系统的电路图；

图2是根据本发明的方面的主/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；

图4是根据本发明的方面的带有并联诊断连接的在诊断模式的UPS的电路图。

具体实施模式

本发明的实施例不局限于在下文所述或附图图示的组件的构造以及布置的细节。本发明的实施例能用多种方式被实践或者实现。此外，在此使用的措词和术语用于描述的目的并且不应该被认为是限制。在此使用的“包括(including)”或者“包含(comprising)”、“具有”、“包含”、“涉及”以及其变形，意在包含其后列出的项目、其同等物以及附加项目。

如上所述，为了提供增强的可扩展性和/或冗余度，两个UPS可以被电连接以形成单个的带有配置为耦合到负载的一个输出的并联的UPS系统。在该典型的并联UPS系统中，两个UPS可以彼此通信(例如，通过总线)，以管理在该并联UPS系统中的它们的联合操作。在这个系统中，在并联的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定义该两个UPS将会怎样交互。这些初始启动通信可以导致延迟并联的UPS系统的操作过程，并且可能在每个UPS中需要复杂的通信电路。

这里描述的至少一些实施例提供并联的UPS系统，其中第一UPS和第二UPS并联耦合在一起，其可以使用主/受控模式给负载提供电力，而不需要在两个UPS之间发生复杂的通信。这样，并联的UPS系统可以给负载提供更直接的电力。另外，如下所述，本发明的至少一些并联的UPS系统也提供额外的增强的功能。

图1是根据本发明的方面的并联UPS系统100的电路图。并联的UPS系统100包括第一UPS102和第二UPS202。第一UPS102和第二UPS202都被配置成通过连接模块106(例如，SBP(服务旁路面板)或者PSBP(并联服务旁路面板))耦合在一起。根据一实施例，该连接模块106包括配置为耦合到外部电源的第一输入端101。该外部电源可以是单相或者三相的电源。连接模块106也包括配置成耦合到旁路外部电源的第二输入端197，然而，在其他实施例中，该旁路电源可以是三相源。在一个实施例中，旁路外部电源是单相电源。在一个实施例中，第一输入端101和第二输入端197可以被耦合到相同的单相或者三相电源。

连接模块106被耦合到第一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被耦合到第一UPS的输出端103和第二UPS的输出端203。该输出端108也被耦合到外部负载109。连接模块106起着给每个UPS提供电力，从每个UPS接收输出电力，并且给一个或多个负载提供输出电力的作用。如下所讨论的，连接模块106也提供与每个UPS的控制相关的额外的功能。

第一UPS102的具体组件现在将被详细地描述。第一UPS102实质上与第二UPS202相同并且相似的组件被使用相似的参考编号标记，除了用于第一UPS的组件的参考编号从数字一开始及用于第二UPS的组件的参考编号从数字二开始之外。

第一UPS102包括耦合到电流参考选择控制电路120的主/受控检测电路110。该电流参考选择控制电路120也被耦合到UPS可用检测电路152和电流参考选择开关组122。电流参考选择开关组122被耦合到电压误差放大器(Vea)124和电流误差放大器(Cea)130。该Vea124通过直流阻隔和滤波电路168和逆变器163被耦合到数字信号处理器(DSP)170。该Cea130通过滤波器和缓冲电路180及逆变器163被耦合到该DSP170。该DSP170也被耦合到旁路控制电路160。该Cea130被耦合到逆变器控制器182，并且该逆变器控制器182被耦合到该逆变器163。该逆变器被耦合到±直流总线199，以及UPS102的输出端103。

主/受控检测电路110被配置成通过耦合到连接模块106的四个跳线感测输入端/输出端(I/O)(例如，A感测112、B感测114、C感测116以及D感测118)接收四个跳线感测信号。如此所述，该主/受控检测电路110从四个跳线感测I/O接收四个跳线感测信号；然而，在其他实施例中，该主/受控检测电路可以被配置成从任何数量的跳线感测I/O接收任何数量的跳线感测信号。在第一UPS102通过第一连接器105被耦合到连接模块106和第二UPS202通过第二连接器107被耦合到连接模块106时，B感测I/O114被耦合到A感测I/O212，并且两个C感测I/O116和216被耦合接地。

该电流参考选择开关组122包括三个开关(例如，SW1122a、SW2122b和SW3122c)，每个都耦合到该电流参考选择控制电路120。然而，在其他实施例中，电流选择开关组122可以包括任何数量的开关。SW1122a被耦合到电压误差放大器(Vea)124的输出端126和主总线传输I/O128之间。当SW1112a闭合时，Vea124的输出端126被耦合到该主总线传输I/O128。第一UPS102也包括耦合到接地131的主总线传输返回I/O129。

SW2122b被耦合到电流误差放大器(Cea)130的负的输入端子132和主总线传输I/O128之间。当SW2122b闭合时，Cea130的负的输入端子132被耦合到主总线传输I/O128。SW3122c被耦合到放大器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被耦合到Cea130的负的输入端子132。放大器136的负的输入端子138被耦合到放大器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被耦合到主总线接收返回I/O144以及接地146。

在第一UPS102通过第一连接器105被耦合到连接模块106和第二UPS202通过第二连接器107被耦合到连接模块106时，主总线传输I/O128被耦合到主总线接收I/O242，主总线传输返回I/O129被耦合到主总线接收返回I/O244，主总线接收I/O142被耦合到主总线传输I/O228，并且主总线接收返回I/O144被耦合到主总线传输返回I/O229。

根据一实施例，该主总线传输128I/O被配置成将来自Vea124的输出端126的PRIM_BUS_TX信号提供给第二UPS202。根据一实施例，主总线接收I/O142被配置成接收来自第二UPS202的PRIM_BUS_RX信号并且将PRIM_BUS_RX信号提供到Cea130。

UPS可用检测电路152被耦合到UPS可用传输I/O150和电流参考选择控制电路120。根据一实施例，UPS可用传输I/O150被配置成将来自UPS可用检测电路152的UPS_AVAIL_TX信号提供到电流参考选择控制电路120和第二UPS202。UPS可用接收I/O148被耦合到电流参考选择控制电路120。根据一实施例，UPS可用接收I/O148被配置成接收来自第二UPS202的UPS_AVAIL_RX信号并且将该UPS_AVAIL_RX信号提供到电流参考选择控制电路120。UPS可用检测电路152也被配置成接收UPS故障信号154。在第一UPS102通过第一连接器105被耦合到连接模块106和第二UPS202通过第二连接器107被耦合到连接模块106时，该UPS可用接收I/O148被耦合到UPS可用传输I/O250，并且UPS可用传输I/O150被耦合到UPS可用接收I/O248。

旁路控制电路160被耦合到DSP170、旁路控制传输I/O156和旁路控制接收I/O158。根据一实施例，旁路控制传输I/O156被配置成提供来自旁路控制电路160的BYP_CNTL_TX信号到第二UPS202。根据一实施例，旁路控制接收I/O被配置成接收来自第二UPS202的BYP_CNTL_RX信号并且提供该BYP_CNTL_RX信号给旁路控制电路160。在第一UPS102通过第一连接器105被耦合到连接模块106和第二UPS202通过第二连接器107被耦合到连接模块106时，该旁路控制传输I/O156被耦合到旁路控制接收I/O258并且旁路控制接收I/O158被耦合到旁路控制传输I/O256。

Vea124的负的输入端子162从逆变器163耦合到逆变器电压感测线164且通过直流阻隔和滤波电路168被耦合到DSP170。Vea124的正的输入端子172被耦合到接地174。除开关SW2122b和SW3122c之外，Cea130的负的输入端子162也从逆变器163耦合到逆变器电流感测线176且通过滤波及缓冲电路180耦合到DSP170。

Cea130的输出端181被耦合到逆变器控制器182。根据一实施例，该逆变器控制器182是磁滞控制器；然而，在其他实施例中，变频控制器182可以是任何已知的控制器组合。控制器182被耦合到逆变器163，并且该逆变器的输出端184通过第一UPS102的输出端103和连接模块106的输出端108被耦合到负载109。

根据一实施例，并联的UPS系统100包括耦合在第一UPS102、第二UPS102和连接模块106之间的控域网总线(CAN总线)。例如，CAN高速总线186和CAN低速总线188可以通过连接模块106被耦合在第一UPS102和第二UPS202之间。CAN总线186和188还可以被耦合到连接模块106内的控制器(未示出)。

并联的UPS系统100通过使用主/受控UPS方法运行，其中一个UPS被指定为主UPS，且另一UPS被指定为受控UPS。主UPS负责对提供给负载109的电力的总体控制，并且任何受控UPS作为电流源逆变器起作用，以及分享由主UPS要求的负载电流。在一实施例中，任一UPS可以作为主或受控UPS，并且如果需要的话，UPS可以动态地改变其作为主或受控UPS的指定；然而，在任何规定的时间只有一个UPS可以被指定为主UPS。

在连接到连接模块106时，第一UPS102和第二UPS202可以通过CAN总线186和188开始交换信息。该信息可以包括但是不局限于：

UPS设置(输出电压、频率和其他用户设置)的同步；

并联单元中的固件兼容性检查；

系统数据的用户视图；

并联系统的状态图控制(以保证单元在正确的状态，并且保证适当的系统操作)；

其他对时间要求不太严格的数据传输。

除通过CAN总线186和188交换信息之外，UPS102和202也确定哪个UPS将作为主UPS以及哪个UPS将作为受控UPS。然而，因为并联的UPS系统100的操作取决于主/受控的决定，所以需要相对快地做出该决定。使用CAN总线186和188在UPS之间联合做出这样的决定可以造成给负载109提供电力时具有延迟。因此，这里描述的至少一些实施例利用离散的模拟和数字I/O信号，用于有效并且及时的单独的主/受控分配。

在第一UPS102通过第一连接器105被耦合到连接模块106和第二UPS202通过第二连接器107被耦合到连接模块106时，每个UPS102和202利用通过跳线感测输入端/输出端(I/O)(例如，A感测112、B感测114、C感测116以及D感测118)接收到的跳线感测信号，以做出其被配置为主或受控UPS以及该UPS连接到连接器105和107中的哪个的决定。由于每个UPS能够基于跳线感测信号做出独立的评估，与主/受控决定相关的UPS102和202之间的通信不是必须的。

如图1所示，每个UPS102和202都能通过跳线感测输入端/输出端(I/O)(例如，A感测112、B感测114、C感测116以及D感测118)监控四个跳线感测信号。跳线感测信号的配置确定一个UPS是作为主UPS还是受控的UPS。根据一实施例，在UPS被耦合到连接模块106且并联的UPS系统100上电时，跳线感测信号由主/受控检测电路110(例如，DSP或者复杂可编程逻辑器件(CPLD))检测。根据这些感测信号，每个UPS102和202将单独地决定它自己的被分配的配置。

图2是根据本发明的方面的主/受控检测电路110和210的电路图。第一UPS102的主/受控检测电路110的具体组件现在将被详细地描述。第一UPS102的主/受控检测电路110实质上与第二UPS202的主/受控检测电路210相同，并且相似的组件被使用相似的参考编号标记，除了用于第一UPS102的主/受控检测电路110的组件的参考编号从数字一开始和用于第二UPS202的主/受控检测电路210的组件的参考编号从数字二开始之外。

主/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被耦合到电流参考选择控制电路120，并且通过开关115耦合到12V直流源123。B感测I/O114被耦合到电流参考选择控制电路120及5V直流源127。C感测I/O116被耦合到5V直流源135。C感测I/O116也被耦合到电流参考选择控制电路120，并且通过开关139耦合到3.3V直流源147。D感测I/O118被耦合到电流参考选择控制电路120及5V直流源151。

例如，根据一实施例，A感测I/O112被耦合到晶体管115的基极113。晶体管115的发射极117被耦合接地119。晶体管115的集电极121被耦合到12V直流源123及电流参考选择控制电路120。B感测I/O114被耦合到5V直流源127及电流参考选择控制电路120。此外，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被耦合到A感测I/O212。

C感测I/O116被耦合到5V直流源135，并且耦合到晶体管139的基极137。晶体管139的发射极141被耦合接地143。晶体管139的集电极145被耦合到3.3V直流源147，并且耦合到电流参考选择控制电路120。此外，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被耦合到接地155和接地255，并且C感测I/O216被耦合到接地157和接地257。D感测I/O118被耦合到5V直流源151，并且耦合到电流参考选择控制电路120。

如下所示，表格1示出关于主/受控决定的并联的UPS系统100的不同的操作状态或者模式。如图2和表格1所示，高C感测信号149和249向相应的电流参考选择控制电路120和220指示UPS正确耦合到连接模块106。例如，如果第一UPS102正确耦合到连接模块106，3.3V直流源147将驱动C感测信号149变高电平。如果第一UPS102没有正确耦合到连接模块106，则5V直流源135将接通晶体管139并且驱动C感测信号149变低电平。

表1

如图2和表格1所示，传输到相应的电流参考选择控制电路120和220的A感测125、225和B感测133、233信号控制主/受控UPS决定。当A感测信号125、225和B感测信号133、233为高电平时，已连接的UPS作为在独立模式的主UPS操作。例如，在只将第一UPS102耦合到连接模块106时，12V直流源123驱动A感测信号125为高电平且5V直流信号127驱动B感测信号133为高电平，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(即，如表格1所示的状态1A或者1B)。

或者，当上电时，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，UPS系统100将被配置在并联模式，第一UPS102被指定为主UPS且第二UPS202被指定为受控UPS。例如，在将第一UPS102和第二UPS202耦合到连接模块206时，12V直流源123驱动A感测信号125为高电平，5V直流信号227驱动B感测信号233为高电平，3.3V直流源147驱动C感测信号149为高电平，且3.3V直流源247驱动C感测信号249为高电平。5V直流源127接通晶体管215从而驱动B感测信号133和A感测信号225为低电平。因此，电流参考选择控制电路120识别出第一UPS102被指定为主UPS(即，如表格1所示的状态3A、3B或者3C)，并且电流参考选择控制电路220识别出第二UPS202被指定为受控UPS(即，状态3D-3G)。

如表格1所示，A感测125、225，B感测133、233和C感测149、249信号的其他组合可以导致故障状态。此外，根据一实施例，D感测信号153和253可以被用来向相应的电流参考选择控制电路120和220指示：UPS系统100应该进入诊断模式。例如，在一实施例中，当D感测153、253，A感测125、225，B感测133、233和C感测149、249信号全部为低电平时，UPS系统100将进入诊断模式。关于诊断模式的D感测信号153和253将在下面被详细地描述。

如表格1所示，附加信号也可以影响与UPS系统100并联耦合的每个UPS的操作状态。参考图1，除跳线感测信号之外，电流参考选择控制电路120和220中的每个也接收表明它自己的UPS和其他UPS的健康的信号。例如，每个UPS产生UPS_AVAIL_TX信号，表明该UPS是否能供应负载，并且将该信号提供给相应的UPS可用传输I/O150和250。该UPS_AVAIL_TX信号是由UPS的相应的UPS可用检测电路152和252生成的。UPS可用检测电路152和252监控多种UPS故障154和254。如果任何一个UPS故障表明UPS的问题，则UPS_AVAIL_TX信号将被驱动为低电平，以表明UPS存在问题。否则，如果没有问题被检测到，UPS_AVAIL_TX信号被驱动为高电平，表明UPS没有健康问题。

根据一实施例，UPS可用检测电路152和154监控UPS故障，如：

PRIM_CHK：误差放大器的故障。

INTERNAL_FLT_DSP：这个信号是基于DSP监控并且检测到的大量监视故障由DSP产生。

DC_BUS_OV：直流总线电压故障。如果该故障发生，需要立即停止PFC和逆变器并且开启逆变器继电器。

INV_FLT：逆变器硬件故障。逆变器将被停止，逆变器继电器立即被开启。

INV_OV：逆变器过电压故障。逆变器将停止，逆变器继电器立即被开启。

IGBT_FAULT：PFC和/或逆变器IGBT故障。如果这个故障发生，需要立即停止PFC和逆变器并且开启逆变器继电器。

在其他实施例中，其他UPS故障可以被监控，并且任意数量的已定义的组合可以触发UPS_AVAIL_TX为低电平。另外，每个UPS也通过UPS可用接收I/O148和248从其它UPS接收UPS_AVAIL_RX信号，表明其它UPS是否能供应负载。如表格1中所示，除跳线感测信号之外，UPS的健康可以影响并联的UPS系统100的操作模式。

根据一实施例，如图1所示，两个UPS共享共同的称为PRIM_BUS的电流参考信号，每个UPS利用两个差动控制模拟信号，PRIM_BUS_TX和PRIM_BUS_RX，以提供或者接收PRIM_BUS信号。PRIM_BUS_TX和PRIM_BUS_RX差动控制模拟信号通过在每个UPS中的相应的主总线传输及接收I/O128、142、228和242传输或接收。一个UPS128和228的主总线传输I/O连接到其他UPS的主总线接收I/O142和242。使用PRIM_BUS_TX信号用于逆变器控制的UPS被视为主UPS，而使用PRIM_BUS_RX用于逆变器控制的UPS被视为受控UPS。由UPS选择PRIM_BUS_TX或者PRIM_BUS_RX作为该适当的控制信号取决于每个UPS的健康(即，UPS_AVAIL_TX和UPS_AVAIL_RX信号的状态)及状态(即，跳线感测信号的状态)。

如前所述，每个UPS102和202有它自己的Vea124和224，Cea130和230以及单极模拟开关组122。每个Vea124和224通过逆变器电压感测线164和264从逆变器163和263接收逆变器电压感测信号。每个Vea也通过直流阻隔和滤波电路168和268从DSP170和270接收参考电压信号166和266。每个Vea124和224把逆变器电压感测信号与电压参考信号比较，并且在Vea124和224的输出端126和226产生电压误差信号。Vea124的输出端126和226可以通过开关SW1122a和222a被耦合到主总线传输I/O128和228，并且电压误差信号可以被提供到主总线传输I/O128和228作为PRIM_BUS_TX信号。输入到Cea130和230(即，电流参考信号189和289)的信号是通过开关SW2122b和222b从PRIM_BUS_TX信号取出，或者通过放大器136的输出端134和开关SW3122c和222c从PRIM_BUS_RX信号取出。

除电流参考信号189和289之外，每个Cea130和230也通过滤波及缓冲电路180和280从DSP170和270接收直流总线平衡信号，并且通过逆变器电流感测线176和276从逆变器163和263接收逆变器电流感测信号。基于对电流参考信号和逆变器电流感测信号的比较，Cea130和230通过Cea130和230的输出端181和281将电流误差信号提供给逆变器控制器182和282。

根据一实施例，外部电源提供到输入端101的交流电力被转变为直流电力(例如，通过功率因数校正电路(未示出))并且提供到±DC总线199。基于该电流误差信号，逆变器控制器182和282将控制信号发送到逆变器163和263，以将直流电力转换回稳定的交流电力。因此，逆变器163和263从逆变器163和263的输出端184和284提供适当调整的交流电力给负载109。

在另一实施例中，其中，来自外部电源的适当的电力在第一输入端101不可用，逆变器163和263从耦合到±DC总线199的电池(未示出)接收DC电力。基于该电流误差信号，逆变器控制器182和282将控制信号发送到逆变器163和263以将来自电池的直流电力转变成稳定的交流电力。因此，逆变器163和263从逆变器163和263的输出端184和284提供适当调整的交流电力给负载109。

开关组122和222的操作(以及因此每个UPS的操作模式和并联的UPS系统100的操作)取决于每个UPS(即，在并联的UPS系统100中的每个UPS的健康和跳线状态)的配置。例如，如表格1中状态1A和1B所示，当第一UPS102被定义为主UPS(即，由于跳线感测信号表示UPS102应运行在独立模式)时，开关SW1122a和SW2122b闭合，开关SW3122c断开。在该配置中，在Vea124的输出端126的电压参考信号通过开关SW1122a被提供给主总线传输I/O128作为PRIM_BUS_TX信号。PRIM_BUS_TX信号通过开关SW2122b被提供给Cea130作为电流参考信号。

在另一示例中，如表格1所示，在状态3A和3D，当第一UPS102被定义为主UPS且第二UPS202被定义为受控UPS(即，由于跳线感测信号)时，第一UPS102的UPS_AVAIL_TX为低电平(表明第一UPS102的健康差，并且因此第二UPS202从第一UPS102接收的UPS_AVAIL_RX也为低电平)，并且第一UPS102从第二UPS202接收的UPS_AVAIL_RX信号为低电平(表明第二UPS的健康也为差，并且因此第二UPS202的UPS_AVAIL_TX也为低电平)，由于两个UPS都有故障，全部三个开关都断开。一旦全部三个开关都断开，并联的UPS系统100进入旁路模式，并且逆变器163和263停止。旁路模式将在下面被详细地讨论。

在另一示例中，如表格1中状态3B和3F所示，当第一UPS102被定义为主UPS且第二UPS202被定义为受控UPS(即，由于跳线感测信号)，第一UPS102的UPS_AVAIL_TX为低电平(表明第一UPS102的健康差，并且因此第二UPS202从第一UPS102接收的UPS_AVAIL_RX也为低电平)，并且第一UPS102从第二UPS202接收的UPS_AVAIL_RX信号为高电平(表明第二UPS的健康好，并且因此第二UPS202的UPS_AVAIL_TX也为高电平)，第一UPS102被配置为受控UPS(因为它已经出现故障)并且第二UPS202被配置为主UPS。因此，开关SW1122a、SW2122b和SW3222c是断开的，而开关SW3122c、SW1222a和SW2222b是闭合的。在该配置中，Vea224的输出端226的电压参考信号通过开关SW1222a被提供给主总线传输I/O228作为PRIM_BUS_TX信号。PRIM_BUS_TX信号通过开关SW2222b被提供给Cea230作为电流参考信号。PRIM_BUS_TX信号也被提供给主总线接收I/O142作为PRIM_BUS_RX信号。PRIM_BUS_RX信号通过放大器136和开关SW3122c被提供给Cea130，作为电流参考信号。

在另一示例中，如表格1中状态3C、3E和3G所示，当第一UPS102被定义为主UPS且第二UPS202被定义为受控UPS(即，由于跳线感测信号)时，并且第一UPS102的UPS_AVAIL_TX为高电平(表明第一UPS102的健康好，并且因此第二UPS202从第一UPS102接收的UPS_AVAIL_RX也为高电平)，第一UPS102保持其作为主UPS的配置并且第二UPS202保持其作为受控UPS的配置，而不管第二UPS202的健康状态如何。在该配置中，开关SW1122a、SW2122b和SW3222c闭合并且开关SW3122c、SW1222a和SW2222b断开。在Vea124的输出端126的电压参考信号通过开关SW1122a被提供给主总线传输I/O128作为PRIM_BUS_TX信号。PRIM_BUS_TX信号通过开关SW2122b被提供给Cea130作为电流参考信号。PRIM_BUS_TX信号也被提供给主总线接收I/O242作为PRIM_BUS_RX信号。PRIM_BUS_RX信号通过放大器236和开关SW3222c被提供给Cea230，作为电流参考信号。

如下面表格2所示，并联的UPS系统100的操作状态可以在操作期间改变。例如，如果当给UPS系统100上电时，当前负载没有耦合到连接模块106，则并联的UPS系统将进入备用模式。一旦负载被耦合到该系统，则系统100将根据跳线感测信号的当前配置进入适当的状态。此外，如果在备用模式时发生故障，则“配置故障”可以通过用户界面(未示出)显示给用户并且将阻止UPS系统100开启直到故障被修正。

表2

如果在状态1A(即，UPS当前从连接模块106解耦合并且处于独立模式)时，UPS被耦合到连接模块106，UPS将保持在状态1A并且请求用户确认需要改变到状态1B。如果在状态1B(即，UPS当前耦合到连接模块106并且处于独立模式)UPS变为从连接模块106断开，UPS将通知用户该连接问题并且要求用户检查连接。

如果UPS处于状态1A或者1B并且到并联操作的开关被感测到(即，状态3A-3G中的任何一种)，并联的UPS系统100将进入旁路模式，直到用户确认需要开始并联操作。如果并联的UPS系统100当前运行在并联操作并且到状态1A或1B的开关被感测到，并联的UPS系统100将进入旁路模式，要求用户检查到连接模块106的UPS连接，并且一旦并联操作可以恢复时，恢复该并联操作。

如果UPS运行在任何开启模式(即，独立操作或者并联模式操作)，并且并联的UPS系统100进入故障状态(即，状态2B-2E)，并联的UPS系统100将进入旁路模式，要求用户检查到连接模块106的UPS连接，并且一旦配置回到独立或者并联操作时恢复合法状态。

如上所述，响应于并联的UPS系统100的某些操作状态，第一UPS102和第二UPS202可能需要进入旁路模式。在并联的UPS系统100内的旁路模式的操作由UPS102和202中的每一个的旁路控制电路160和260控制。如前所述，由于两个UPS102和202都通过连接模块106的相同的输出端108给负载109提供电力，由两个UPS提供的电力必须被主UPS仔细地管理。因此，当UPS被允许进入旁路模式并且给负载109提供不稳定的电力时的配置也必须被仔细地管理。同样的，根据一实施例，并联的UPS系统100能够运行在多种模式。

在第一种操作模式，主UPS的旁路控制电路160和260控制并联的UPS系统100，以便每次只有一个UPS从逆变器输出端184和284或通过旁路馈电给负载109。其它UPS不给负载109提供电力。

在第二种操作模式，主UPS控制并联的UPS系统100，以便提供给负载109的电力的一半是由主UPS产生的稳定的电力，提供给负载109的电力的一半是由受控UPS产生的稳定的电力。

在第三种操作模式，主UPS的旁路控制电路160和260控制并联的UPS系统100，以便提供给负载109的电力的一半是来自在旁路模式的主UPS的不稳定的电力，并且提供给负载109的电力的一半是来自在旁路模式的受控UPS的不稳定的电力。

根据一实施例，主UPS的旁路控制电路160和260确定何时并联的UPS系统100的UPS通过遵循下面两个冗余目的进入旁路模式。第一个冗余目的是在组件失效(即，UPS_AVAIL_TX/RX表明故障的UPS)时；每个UPS应该改变它们的模式以便保持其输出到负载109的混合电力。第二个冗余目的是每个UPS应该以它们的组合状态最小化组件压力(例如，电池、电力电子设备等等)的方式来选择其旁路模式，以延长系统100的寿命。

此外，根据一实施例，旁路控制电路160和260阻止并联的UPS系统100提供来自一个UPS的一部分的稳定电力和来自其它UPS的一部分的稳定电力给负载109。为了避免这种情况，并联的UPS的旁路开关由单个的主UPS一起控制。

在一实施例中，用户可以从受控UPS的接口请求旁路操作。反过来，受控UPS向主UPS发送请求，以请求进入旁路模式。该旁路控制握手通过如图3所描绘的交换数字信号BYP_CNTL_TX完成。

图3是根据本发明的方面的旁路控制逻辑电路160和260的示意图。如图1所示，每个旁路控制逻辑电路160和260被耦合到DSP170和270。每个旁路控制逻辑电路160和260也被耦合到旁路控制传输I/O156和256，耦合到旁路控制接收I/O158和258，并且耦合到旁路开关控制线193和293。每条旁路开关控制线193和293被耦合到旁路开关195和295，并且每个旁路开关195和295被耦合在负载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，旁路控制传输I/O156通过连接模块106(未示出)被耦合到旁路控制接收I/O258，并且该旁路控制接收I/O158通过连接模块106(未示出)被耦合到旁路控制接收I/O256。

如果并联的UPS系统100进入旁路模式，旁路控制逻辑电路160和260通过旁路开关控制线193和293将旁路开关控制信号发送到旁路开关195和295，以操作旁路开关195和295直接耦合负载109到耦合到第二输入端197的外部旁路电源，以直接提供不稳定的电力到负载109。

如图1所示，每个UPS旁路控制电路160和260从DSP170和270接收参考信息191和291。根据一实施例，参考信息191和292包括关于相应的UPS的状态的信息。例如，这样的状态信息可以包括关于与相应的逆变器同步、旁路电压的健康状态、UPS的健康状态、用户界面通信/请求的信息，关于电流状态或者状态改变请求的信息，或与相应的UPS是否应该进入旁路模式有关的任何其他信息。基于接收到的状态，旁路控制电路160和260确定UPS是否应该进入旁路模式。

根据一实施例，如果主UPS102的旁路控制电路160确定UPS102应该进入旁路模式(例如，响应于要求UPS进入旁路的用户请求或者状态)，旁路控制电路160确认旁路可用，把主UPS102正进入旁路(通过在旁路控制传输I/O156上的高电平BYP_CNTL_TX信号，以及因此在旁路控制接收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，并且激活UPS102的旁路开关195以进入旁路模式并且给负载109提供不稳定的电力。

如果一进入旁路模式，主UPS102的旁路控制电路160就确定UPS的逆变器163可提供适当的稳定电力，主UPS102的旁路控制电路160将控制主UPS102退出旁路模式，并且把主UPS102不再处于旁路模式(通过在旁路控制传输I/O156上的低电平BYP_CNTL_TX信号，以及因此在旁路控制接收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。

如果主UPS102的旁路控制电路160从受控UPS202接收旁路请求(即，以在旁路控制传输I/O256上的高电平BYP_CNTL_TX信号以及因此在旁路控制接收I/O158上的高电平BYP_CNTL_RX信号的形式)，只要旁路在请求时是可用的，旁路控制电路160将主UPS102置入旁路模式。然而，如果在受控UPS202请求旁路时，旁路在主UPS102内不可用，主UPS102和受控UPS202将切换主/受控的指定，并且新的受控UPS102将对两个并联的UPS的控制让予新的主UPS202。

根据另一实施例，如果受控UPS的旁路控制电路260想要进入旁路模式(例如，响应于要求UPS那样做的用户命令或者状态)；只要旁路对受控UPS202可用，旁路控制电路260将发送旁路请求到主UPS102(即，以在旁路控制传输I/O256上的高电平BYP_CNTL_TX信号以及因此在旁路控制接收I/O158上的高电平BYP_CNTL_RX信号的形式)。如上所述，在接收到来自受控UPS202的请求时，只要旁路是可用的，主UPS102的旁路控制电路160将驱动主UPS102进入旁路模式。

一看见主UPS102进入旁路模式(即，在旁路控制传输I/O156上的高电平BYP_CNTL_TX信号以及因此在旁路控制接收I/O258上的高电平BYP_CNTL_RX信号)，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UPS102。

在一实施例中，如果旁路在受控UPS202中不可用，但是旁路控制电路260看见主控制器160已经进入旁路模式(即，在旁路控制传输I/O156上的高电平BYP_CNTL_TX信号以及因此在旁路控制接收I/O258上的高电平BYP_CNTL_RX信号)，由于当主UPS102正提供不稳定的电力时受控UPS202不能提供稳定的电力给负载109，所以受控UPS202将去激活。根据一实施例，如果旁路在至少一个UPS上不可用，则并联的UPS系统100可以忽视旁路请求。

如上所述，如果所有的跳线感测(A-D)为低电平，则并联的UPS系统100可以进入诊断模式。根据一实施例，诊断模式只能从备用模式进入，并且诊断模式是自测试模式，其用于将UPS与PRIM_BUS_TX/RX故障隔离，并且检查全部连接模块信号。

如上关于表格1所述，当检测到并联的UPS中的任何一个的故障时，当并联的UPS系统100的电力输出端仍然提供电力时，出现故障的UPS将被有选择地隔离。在一些情况下，系统故障可以在并联的UPS系统中检测到，其中，那些故障以一种难以使故障隔离到一个UPS的方式发生。例如，当故障发生在通过信号线共享或者连接到其他并联的UPS上的UPS的电路部分时，在并联或者独立模式隔离故障是困难的。当现场发生这样的故障时，当实际上只有一个UPS出现故障时，在现有系统中需要将系统中的两个UPS都送去修理。例如，参考图1的并联的UPS系统100，如果在主总线传输I/O128和228之一或者在主总线接收I/O142和242之一存在故障，因为传输I/O和接收I/O通过连接模块106直接耦合到一起，并联的UPS系统100确定哪个UPS是故障源也许是不可能的。

这里描述的至少一些实施例提供用于识别系统中的出现故障的UPS的系统和方法，其中故障发生在并联的UPS之间的共享的电路部分内部。

图4是根据本发明的方面的带有并联诊断连接器400的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。当并联的UPS系统100的用户希望单独地测试单个UPS(例如，第一UPS102)的操作时，第一UPS102从其他UPS断开，并且测试连接器400(例如，并联的诊断连接)将密钥控制和状态信号回绕(wrapback)向第一UPS102，如图4所示。根据一实施例，第一UPS102可以由用户手动从连接模块106(并且因此从第二UPS202)断开，并且代替地，由用户手动连接到测试连接器400。根据一实施例，如果用户希望单独测试两个UPS，第二UPS202也被用户手动从连接模块106断开，并且代替地，由用户手动连接到第二测试连接器。

根据另一实施例，测试连接器400位于连接模块106内，并且连接模块106包括继电器，该继电器被配置为当在第一UPS102中的自诊断模式激活时，自动将第一UPS102从连接模块106(以及因此从第二UPS202)断开，并且代替地，将第一UPS102耦合到测试连接器400，以将密钥控制和状态信号回绕向第一UPS102，如图4所示。根据一实施例，当第一UPS102的运行测试完成时且当在第二UPS202中的自诊断模式激活时，连接模块106的继电器将第一UPS102从连接模块106断开，并且代替地将第二UPS202耦合到测试连接器400，以将密钥控制和状态信号回绕向第二UPS202，如图4所示。

根据一实施例，当第一UPS102处于备用模式时，如果第一UPS102被从连接模块106断开并且代替地耦合到测试连接器400，D感测I/O118被耦合到接地155和接地157，以驱动D感测信号153为低电平。另外，在第一UPS102被耦合到测试连接器400时，A感测I/O112被耦合到B感测I/O，引起5V直流源127接通晶体管115，导致A感测信号125和B信号133被驱动为低电平。此外，因为第一UPS102不与连接模块106连接，C感测信号149也被驱动为低电平。

另外，一旦第一UPS102被耦合到测试连接器400，主总线接收I/O142被耦合到主总线传输I/O128，主总线接收返回I/O144被耦合到主总线传输返回I/O129，旁路控制传输I/O156被耦合到旁路控制接收I/O158，UPS可用接收I/O148被耦合到UPS可用传输I/O。这样，由第一UPS102提供到任何I/O的信号也将被第一UPS102的I/O接收。

如表格1所示，全部四个感测信号(A、B、C和D)为低电平将第一UPS102处于自诊断模式向电流参考选择控制电路120指示。此外，如表格1所示，响应于第一UPS102的自诊断模式，开关SW1122a和SW3122c闭合，并且开关SW2122b断开。在该配置中，在Vea124的输出端126的电压参考信号通过开关SW1122a被提供给主总线传输I/O128作为PRIM_BUS_TX信号。PRIM_BUS_TX信号也被主总线接收I/O142接收作为PRIM_BUS_RX信号，并且通过开关SW3122c提供给Cea130作为电流参考信号。

在第一UPS102识别到它处于自诊断模式之后，其执行逆变器自测试，以确保UPS102的所有组件都在适当地工作。如果存在故障，(例如，共同的并联电路部分，如主总线传输I/O128或主总线接收I/O142出现问题)，然后第一UPS被认为存在故障。根据一实施例，当在自诊断模式时，旁路控制I/O(旁路控制传输I/O156和旁路控制接收I/O158)的操作状态以及UPS可用I/O(UPS可用传输I/O150和UPS可用接收I/O148)也被确认。此外，在另一实施例中，只要测试连接器400被耦合到UPS102，旁路开关195(见图3)将被禁止开启。

尽管这里参考并联的UPS系统100中的两个UPS102和202的使用对根据本发明的示例进行了描述，其他示例可以利用并联耦合在一起的多于两个的UPS。

尽管这里参考不间断电源(UPS)对根据本发明的示例进行了描述，其他示例可以利用任何类型的并联电源系统，其中期望双电源被耦合在一起并且被有效并高效地控制。还应理解，根据本发明的示例可以被用于监控任何类型(例如，商用或者民用)或者大小的系统。

通过提供带有并联耦合在一起的第一UPS和第二UPS的并联的UPS系统，能够使用主/受控方法给负载提供电力并且独立确定它们的适当的主/受控决定，而不需要在UPS之间交换最初的主/受控配置信息，该并联的UPS系统能够更有效地给负载提供电力，而没有不需要的延迟。另外，基于主/受控跳线信号、UPS可用信号和旁路控制信号，并联的UPS系统能够提供额外的功能，如上所述。

此外，通过提供用于基于在并联的UPS之间共享的电路部分中所识别的故障而确定故障UPS的系统和方法，并联的UPS系统能隔离在与其他并联的UPS共同的或共享的电路部分中具有故障的UPS。

因此，本发明的至少一个实施例的几个方面已经被描述，应理解本领域技术人员很容易进行各种改变、修改及改进。而这些改变、修改和改进意在属于本公开的一部分，并且意在在本发明的精神和范围内。因此，前述描述和附图仅仅是示例说明。

Claims (20)

1.一种操作具有第一UPS和第二UPS的UPS系统的方法，所述方法包括：

在所述第一UPS和所述第二UPS之间耦合至少一条控制线，以并联操作模式来运行所述第一UPS和所述第二UPS；

将来自所述第一UPS和所述第二UPS中的每一个的输出电力提供给负载；

检测所述UPS系统中的故障状态；

去耦合所述至少一条控制线；

在诊断操作模式运行所述第一UPS；以及

确定所述故障状态是否与所述第一UPS相关。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在诊断操作模式运行所述第二UPS；以及

确定所述故障状态是否与所述第二UPS相关。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，在所述第一UPS和所述第二UPS之间耦合至少一条控制线包括在所述第一UPS和所述第二UPS之间耦合连接模块，以及其中，去耦合所述至少一条控制线还包括从所述第一UPS去耦合所述连接模块以及将诊断模块耦合到所述第一UPS。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，确定所述故障状态是否与所述第二UPS相关包括将诊断模块耦合到所述第二UPS。

5.根据权利要求2所述的方法，其中，在所述第一UPS和所述第二UPS之间耦合至少一条控制线包括在所述第一UPS和所述第二UPS之间耦合连接模块，以及其中，去耦合所述至少一条控制线包括将所述连接模块的状态从操作状态改变到诊断状态。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，在诊断操作模式运行所述第一UPS包括禁用所述第一UPS的旁路操作模式。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，在诊断操作模式运行所述第一UPS包括进行所述第一UPS的逆变器的自测试。

8.一种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，其从第一电源接收输入电力；

电池，其被配置为提供电池电力；

输出端，其被耦合以提供输出电力；

输出电力电路，其耦合到所述输出端且被配置为提供来自于所述第一电源和所述电池中的至少一个的输出电力；

第一I/O；

第二I/O；以及

控制电路，其耦合到所述第一I/O和所述第二I/O；以及

连接模块，其耦合到所述第一UPS的所述第一I/O、所述第二I/O和所述输出端，并耦合到所述第二UPS的所述第一I/O、所述第二I/O和所述输出端，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；

其中，所述第一UPS被配置为基于在所述第一UPS的所述第二I/O检测到的信号运行在诊断模式，并且被配置为在诊断模式中确定所述UPS系统的故障是否与所述第一UPS相关。

9.根据权利要求8所述的UPS系统，其中，所述连接模块被配置为在诊断模式运行以将所述第一UPS的所述第一I/O耦合到所述第一UPS的所述第二I/O。

10.根据权利要求8所述的UPS系统，还包括诊断模块，所述诊断模块被配置为在所述诊断模式耦合到所述第一UPS，并且被配置为将所述第一UPS的所述第一I/O耦合到所述第一UPS的所述第二I/O。

11.根据权利要求8所述的UPS系统，其中，所述第一UPS包括逆变器，并且其中，所述第一UPS被配置为在所述诊断模式进行逆变器测试。

12.根据权利要求11所述的UPS系统，其中，所述第一UPS还被配置为运行在旁路操作模式，并且其中，所述控制电路被配置为在所述诊断模式禁用所述旁路操作模式。

13.根据权利要求8所述的UPS系统，其中，所述第二UPS被配置为基于在所述第二UPS的所述第二I/O检测到的信号运行在诊断模式，并且被配置为在诊断模式确定所述UPS系统的故障是否与所述第二UPS相关。

14.根据权利要求13所述的UPS系统，其中，所述连接模块被配置为运行在诊断模式，以将所述第二UPS的所述第一I/O耦合到所述第二UPS的所述第二I/O。

15.根据权利要求14所述的UPS系统，还包括诊断模块，所述诊断模块被配置为在所述诊断模式耦合到所述第二UPS，并且被配置为将所述第二UPS的所述第一I/O耦合到所述第二UPS的所述第二I/O。

16.一种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，其从第一电源接收输入电力；

电池，其被配置为提供电池电力；

输出端，其被耦合以提供输出电力；

输出电力电路，其耦合到所述输出端且被配置为提供来自于所述第一电源和所述电池中的至少一个的输出电力；

第一I/O；

第二I/O；以及

控制电路，其耦合到所述第一I/O和所述第二I/O；以及

连接模块，其耦合到所述第一UPS的所述第一I/O、所述第二I/O和所述输出端，并耦合到所述第二UPS的所述第一I/O、所述第二I/O和所述输出端，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；以及

用于检测所述UPS系统的故障并且用于将所述故障隔离到所述第一UPS和所述第二UPS中的一个的装置。

17.根据权利要求16所述的UPS系统，其中，用于检测故障的所述装置包括用于在检测到故障后禁用所述第一UPS的输出端和所述第二UPS的输出端的装置。

18.根据权利要求16所述的UPS系统，其中，所述第一UPS和所述第二UPS中的每一个包括用于在并联操作模式运行所述第一UPS和所述第二UPS的并联控制电路，并且其中，用于检测故障的所述装置包括用于检测所述第一UPS和所述第二UPS中的一个UPS的所述并联控制电路中的故障的装置。

19.根据权利要求18所述的UPS系统，还包括用于将所述第一UPS和所述第二UPS中的一个确定为所述UPS系统的主UPS的装置。

20.根据权利要求19所述的UPS系统，其中，所述主UPS被配置为控制所述第一UPS中的逆变器的输出端和所述第二UPS中的逆变器的输出端。