CN105356588B - 一种ups输出模式切换的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种UPS输出模式切换的控制方法，采样UPS逆变器温度T、市电输入电压有效值U、电池电压Udc，将市电输入电压有效值U与市电高压阈值Umax进行比较，再将UPS逆变器温度与逆变器过温保护阈值T2进行比较，控制UPS输出模式在市电逆变输出模式、电池逆变输出模式和旁路输出模式之间进行切换。本发明能够缓解逆变器温度升高的压力，延长UPS逆变带载时间，使得在逆变器过温和旁路过压的同时出现的情况下，UPS输出不会立刻关闭。

Description

一种UPS输出模式切换的控制方法
技术领域
本发明涉及UPS输出控制技术领域，特别是一种UPS输出模式切换的控制方法。
背景技术
不控整流技术简单、可靠，不需要控制，在电源设备上使用非常普遍，目前中小功率UPS采用不控整流技术，通过二极管整流桥整流后，电解平滑滤波，后接逆变桥逆变输出；市电输入通过BUCK降压电路给电池充电，而电池电压业内通常的是额定电压192V的电池组，浮充电压通常设置在218V左右，电池组通过隔离二极管连接至母线，如说明书附图1所示UPS拓扑结构；此种UPS拓扑简单，可靠性高；但是因为使用不控直流，母线电压随着输入电压的变化而变化，即母线电压不可控，通常市电输入高端允许到300V，此时母线电压接近424V，电解电容使用450V完全可以满足要求。
UPS通常都有逆变过温保护功能，防止在使用环境较差、负载较大的情况下，逆变器的IGBT高温损坏，保护UPS自身不受损坏，逆变过温保护切到旁路供电，过温以后告警通知用户逆变器过温，但是很多负载使用是不允许高压输入的，如果持续的高压很容因将负载设备损坏，因此在旁路高压时是不允许切换到旁路供电的。
上述的两种情况存在矛盾的地方，在很多电网环境较差条件下，很容易出现市电高压，而UPS因为使用时间及维护不到位原因，很容易出现风道被灰尘、杂物堵塞、风机转速降低等，逆变器温升压力增加，如果一方面逆变器过温保护，而另一方面旁路输入又是高压不允许给负载供电，既要保护UPS自身不受损坏，又要保护负载设备不受损坏，那么只能给负载设备断电，断电不会引起负载设备损坏，但是会导致负载设备不工作，对客户来说这是最不愿见到的事情。因此需一种新的UPS控制方法以解决现有技术中存在的上述问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提出一种UPS输出模式切换的控制方法，能缓解逆变器温度升高的压力，延长UPS逆变带载时间，使得在逆变器过温和旁路过压的同时出现的情况下，UPS输出不会立刻关闭。
本发明采用以下方案实现：一种UPS输出模式切换的控制方法，具体包括以下步骤：
步骤S1：采样UPS逆变器的温度T、市电输入电压有效值U、电池电压Udc；
步骤S2：判断市电输入电压有效值U是否小于预设的市电高压阈值Umax；若是，则进入步骤S3；否则进入步骤S4；
步骤S3：判断UPS逆变器的温度T是否大于等于预设的逆变器过温保护阈值T2，若是，控制UPS的输出模式为旁路输出模式并发出警告信号；否则返回步骤S1；
步骤S4：判断UPS逆变器温度T是否满足T2>T≥T1，其中T1为预设的UPS逆变器的高温阈值；若是，则进入S5，否则进入S6；
步骤S5：判断电池电压Udc是否大于等于预设的第一电池低压阈值Udc1；若是，则控制UPS的输出模式为电池逆变输出模式并发出警告信号，否则控制UPS的输出模式为市电逆变输出模式；
步骤S6：判断UPS逆变器温度T是否大于等于预设的逆变器过温保护阈值T2；若是，则进行逆变器过温保护，控制UPS的输出关闭；否则控制UPS输出模式为市电逆变输出模式。
进一步的，所述预设的市电高压阈值Umax满足K1*U＜Umax＜K2*U，其中K1=1.2，K2=1.35。
进一步的，其中步骤S5中所述控制UPS的输出模式为电池逆变输出模式之后，还包括以下步骤：
步骤S21：重新采样UPS逆变器的温度T、电池电压Udc；
步骤S22：判断UPS逆变器的温度T是否小于等于电池逆变状态下预设的UPS逆变器温度阈值T0且持续t1时间，若是，则进入S23，否则进入S24；
步骤S23：控制UPS的输出模式以市电逆变输出模式工作；
步骤S24：判断UPS逆变器的温度T是否大于等于预设的逆变器过温保护阈值T2，若是，则进入S26，否则进入S25；
步骤S25：判断电池电压Udc是否小于等于预设的第二电池低压临界阈值Udc2，且持续t2时间，若是，则返回S23，否则继续判断电池电压Udc，并返回步骤S21；
步骤S26：进行逆变器过温保护，关闭UPS输出。
进一步的，所述预设的UPS逆变器温度阈值T0、预设的UPS逆变器的高温阈值T1以及预设的逆变器过温保护阈值T2满足：70℃＜T0＜T1＜T2＜95℃。
与现有技术相比，本发明有以下有益效果。
1、当市电输入高压时，UPS母线电压较高，逆变器温度随之升高，当检测到逆变器温度达到高温阈值T1（T1<过温点T2）时，UPS输出由市电逆变工作模式转换为电池逆变工作模式，UPS母线电压降低，降低逆变器IGBT的电压应力，从而缓解逆变器IGBT温升过高的问题。
2、采用本发明的控制方法，在市电高压或/且逆变器IGBT温度过高情况下，控制UPS以不同的模式进行工作并发出告警信号，从而降低逆变器IGBT温度，使得UPS不会立即关闭输出，延长了UPS供电时间，也延长了用户处理故障的时间。
附图说明
图1 为现有技术UPS拓扑结构；
图2 本发明的UPS输出模式切换的控制方法的工作流程示意图；
图3 本发明的UPS输出模式以电池逆变输出模式工作的工作流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
如图2所示，本实施例提供了一种UPS输出模式切换的控制方法，具体包括以下步骤：
步骤S1：采样UPS逆变器的温度T、市电输入电压有效值U、电池电压Udc；
步骤S2：判断市电输入电压有效值U是否小于预设的市电高压阈值Umax；若是，则进入步骤S3；否则进入步骤S4；
步骤S3：判断UPS逆变器的温度T是否大于等于预设的逆变器过温保护阈值T2，若是，控制UPS的输出模式为旁路输出模式并发出警告信号；否则返回步骤S1；
步骤S4：判断UPS逆变器温度T是否满足T2>T≥T1，其中T1为预设的UPS逆变器的高温阈值；若是，则进入S5，否则进入S6；
步骤S5：判断电池电压Udc是否大于等于预设的第一电池低压阈值Udc1；若是，则控制UPS的输出模式为电池逆变输出模式并发出警告信号，否则控制UPS的输出模式为市电逆变输出模式；
步骤S6：判断UPS逆变器温度T是否大于等于预设的逆变器过温保护阈值T2；若是，则进行逆变器过温保护，控制UPS的输出关闭；否则控制UPS输出模式为市电逆变输出模式。
在本实施例中，所述预设的市电高压阈值Umax满足K1*U＜Umax＜K1*U，其中K1=1.2，K2=1.35。
在本实施例中，如图3所示，其中步骤S5中所述控制UPS的输出模式为电池逆变输出模式之后，还包括以下步骤：
步骤S21：重新采样UPS逆变器的温度T、电池电压Udc；
步骤S22：判断UPS逆变器的温度T是否小于等于电池逆变状态下预设的UPS逆变器温度阈值T0且持续t1时间，若是，则进入S23，否则进入S24；
步骤S23：控制UPS的输出模式以市电逆变输出模式工作；
步骤S24：判断UPS逆变器的温度T是否大于等于预设的逆变器过温保护阈值T2，若是，则进入S26，否则进入S25；
步骤S25：判断电池电压Udc是否小于等于预设的第二电池低压临界阈值Udc2，且持续t2时间，若是，则返回S23，否则继续判断电池电压Udc，并返回步骤S21；
步骤S26：进行逆变器过温保护，关闭UPS输出。
在本实施例中，所述预设的UPS逆变器温度阈值T0、预设的UPS逆变器的高温阈值T1以及预设的逆变器过温保护阈值T2满足：70℃＜T0＜T1＜T2＜95℃。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (4)

1.一种UPS输出模式切换的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：采样UPS逆变器的温度T、市电输入电压有效值U、电池电压Udc；
步骤S2：判断市电输入电压有效值U是否小于预设的市电高压阈值Umax；若是，则进入步骤S3；否则进入步骤S4；
步骤S3：判断UPS逆变器的温度T是否大于等于预设的逆变器过温保护阈值T2，若是，控制UPS的输出模式为旁路输出模式并发出警告信号；否则返回步骤S1；
步骤S4：判断UPS逆变器温度T是否满足T2>T≥T1，其中T1为预设的UPS逆变器的高温阈值；若是，则进入S5，否则进入S6；
步骤S5：判断电池电压Udc是否大于等于预设的第一电池低压阈值Udc1；若是，则控制UPS的输出模式为电池逆变输出模式并发出警告信号，否则控制UPS的输出模式为市电逆变输出模式；
步骤S6：判断UPS逆变器温度T是否大于等于预设的逆变器过温保护阈值T2；若是，则进行逆变器过温保护，控制UPS的输出关闭；否则控制UPS输出模式为市电逆变输出模式。
2.根据权利要求1所述的一种UPS输出模式切换的控制方法，其特征在于：所述预设的市电高压阈值Umax满足K1*U＜Umax＜K2*U，其中K1=1.2，K2=1.35。
3.根据权利要求1所述的一种UPS输出模式切换的控制方法，其特征在于：其中步骤S5中所述控制UPS的输出模式为电池逆变输出模式之后，还包括以下步骤：
步骤S21：重新采样UPS逆变器的温度T、电池电压Udc；
步骤S22：判断UPS逆变器的温度T是否小于等于电池逆变状态下预设的UPS逆变器温度阈值T0且持续t1时间，若是，则进入S23，否则进入S24；
步骤S23：控制UPS的输出模式以市电逆变输出模式工作；
步骤S24：判断UPS逆变器的温度T是否大于等于预设的逆变器过温保护阈值T2，若是，则进入S26，否则进入S25；
步骤S25：判断电池电压Udc是否小于等于预设的第二电池低压临界阈值Udc2，且持续t2时间，若是，则返回S23，否则继续判断电池电压Udc，并返回步骤S21；
步骤S26：进行逆变器过温保护，关闭UPS输出。
4.根据权利要求3所述的一种UPS输出模式切换的控制方法，其特征在于：预设的UPS逆变器温度阈值T0、预设的UPS逆变器的高温阈值T1以及预设的逆变器过温保护阈值T2满足：70℃＜T0＜T1＜T2＜95℃。
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