CN106300624B - 一种用于模块化ups的旁路模块冗余控制设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于模块化UPS的旁路模块冗余控制设备，包括：主旁路控制装置，与集中旁路模块连接，用于对集中旁路模块进行控制；还包括：辅旁路控制装置，分别与主旁路控制装置和集中旁路模块连接，用于接收主旁路控制装置的状态情况并在主旁路控制装置状态异常时接管对集中旁路模块的控制。与现有技术相比，本发明集中旁路模块配有主辅两套控制装置，主旁路控制装置和辅旁路控制装置互为冗余方式对集中旁路模块进行控制，在主旁路控制装置状态异常时下，辅旁路控制装置接管主旁路控制装置继续对集中旁路模块进行控制，因此很好解决了集中旁路模块控制单点故障问题，使得模块化UPS可靠性极大提高。

Description

一种用于模块化UPS的旁路模块冗余控制设备

技术领域

本发明涉及一种模块化UPS的旁路技术，尤其是涉及一种用于模块化UPS的旁路模块冗余控制设备。

背景技术

在模块化UPS中，旁路分为集中旁路与分散旁路。集中旁路主要是整个机柜共用一个旁路，功率模块上无旁路单元。而分散旁路为各个功率模块均有一个小的旁路单元。分散旁路方式下每个模块的旁路容量一般是与单个模块的容量相匹配的。这导致模块里的旁路单元容量一般都比较小。分散旁路由于在旁路模式下，是无法通过控制方式来实现各个旁路的均流的(负载电流在各个模块旁路的平均分配)。只能通过自身的阻抗来均流，这样的均流度会下降。如果出现严重的不均流现象系统容易出现短板现象。为了防止这种情况，一般在旁路上要额外串连阻抗(均流电感)来改善均流度。但增加的均流电感也导致旁路模式下的供电效率降低。由于分散旁路自身的局限性，主流市场主要采用集中旁路方式。但集中旁路方案，旁路没有冗余，导致旁路下的故障冗余度较小。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于模块化UPS的旁路模块冗余控制设备。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于模块化UPS的旁路模块冗余控制设备，包括：

主旁路控制装置，与集中旁路模块连接，用于对集中旁路模块进行控制；

还包括：

辅旁路控制装置，分别与主旁路控制装置和集中旁路模块连接，用于接收主旁路控制装置的状态情况并在主旁路控制装置状态异常时接管对集中旁路模块的控制。

所述集中旁路模块包括相互连接的整流器和逆变器，所述整流器与市电连接，所述逆变器与负载连接，所述整流器和逆变器均分别与主旁路控制装置和辅旁路控制装置连接。

所述主旁路控制装置包括相互连接的第一控制器和第一SCR驱动器，所述辅旁路控制装置包括相互连接的第二控制器和第二SCR驱动器，所述第一SCR驱动器和第二SCR驱动器均与集中旁路模块连接。

所述第一控制器和第二控制器均为单片机，且

所述第二控制器与第一控制器内的第一看门狗连接，接收第一看门狗的喂狗信号，根据第一看门狗的喂狗信号判断第一控制器的状态情况，并在第一控制器状态异常时指示第二SCR驱动器发送SCR驱动信号。

所述第二SCR驱动器与第一SCR驱动器连接，接收第一SCR驱动器的SCR驱动信号，并

在第一控制器状态异常，且第一SCR驱动器的SCR驱动信号为导通时，中断集中旁路模块为负载的供电。

所述冗余控制设备还包括告警模块，

所述第一控制器与第二控制器的第二看门狗连接，接收第二看门狗的喂狗信号，根据第二看门狗的喂狗信号判断第二控制器的状态情况，

所述告警模块分别与第一控制器和第二控制器连接，并在第一控制器和第二控制器中至少一个状态异常时进行告警。

所述主旁路控制装置还包括与第一控制器连接的第一通讯单元，所述辅旁路控制装置还包括与第二控制器连接的第二通讯单元，

所述第二通讯单元监听第一通讯单元的收发信号，并在第一控制器状态异常时接管第一通讯单元进行信号收发。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)集中旁路模块配有主辅两套控制装置，主旁路控制装置和辅旁路控制装置互为冗余方式对集中旁路模块进行控制，在主旁路控制装置状态异常时下，辅旁路控制装置接管主旁路控制装置继续对集中旁路模块进行控制，因此很好解决了集中旁路模块控制单点故障问题，使得模块化UPS可靠性极大提高。

2)第二控制器通过第一控制器的喂狗信号识别第一控制器的状态情况，进而实现对主旁路控制装置的状态情况进行识别，并在主旁路控制装置状态异常时指示第二SCR驱动器发送SCR驱动信号，由于喂狗信号的状态识别简单高效，提高了识别的效率和准确率。

3)第二SCR驱动器接收第一SCR驱动器的SCR驱动信号，并在第一控制器状态异常，且第一SCR驱动器的SCR驱动信号为导通时，中断集中旁路模块为负载的供电，因而可以有效避免第一SCR驱动器的SCR驱动信号撤销不了时的集中旁路模块的输出异常。

4)告警模块可以在主旁路控制装置和辅旁路控制装置中任意一个发生故障时都可以进行告警，进而通知工作人员进行检修及排除故障。

5)第二通讯单元平时监听第一通讯单元的收发信号，在主旁路控制装置故障时，由于辅旁路控制装置接管主旁路控制装置继续对集中旁路模块进行控制，因而第二通讯单元接管第一通讯单元进行信号收发，可以实现通信信息的准确。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的原理实现示意图；

其中：1、主旁路控制装置，2、辅旁路控制装置，3、集中旁路模块，4、负载，5、告警模块，11、第一控制器，12、第一SCR驱动器，13、第一通讯单元，21、第二控制器，22、第二SCR驱动器，23、第二通讯单元。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

一种用于模块化UPS的旁路模块冗余控制设备，如图1和图2所示，包括：

主旁路控制装置1，与集中旁路模块3连接，用于对集中旁路模块3进行控制；

还包括：

辅旁路控制装置2，分别与主旁路控制装置1和集中旁路模块3连接，用于接收主旁路控制装置1的状态情况并在主旁路控制装置1状态异常时接管对集中旁路模块3的控制。

集中旁路模块3包括相互连接的整流器和逆变器，整流器与市电连接，逆变器与负载4连接，整流器和逆变器均分别与主旁路控制装置1和辅旁路控制装置2连接。

主旁路控制装置1包括相互连接的第一控制器11和第一SCR驱动器12，辅旁路控制装置2包括相互连接的第二控制器21和第二SCR驱动器22，第一SCR驱动器12和第二SCR驱动器22均与集中旁路模块3连接。

第一控制器11和第二控制器21均为单片机，且第二控制器21与第一控制器11内的第一看门狗连接，接收第一看门狗的喂狗信号，根据第一看门狗的喂狗信号判断第一控制器11的状态情况，并在第一控制器11状态异常时指示第二SCR驱动器22发送SCR驱动信号。主旁路控制装置1状态正常时，第二SCR驱动器22的SCR驱动信号只是逻辑需要发，只有在检测到主旁路控制装置1也发的情况下才发，主旁路控制装置1状态异常下备用系统根据自身逻辑发送SCR驱动信号。

第二SCR驱动器22与第一SCR驱动器12连接，接收第一SCR驱动器12的SCR驱动信号，并在第一控制器11状态异常，且第一SCR驱动器12的SCR驱动信号为导通时，中断集中旁路模块3为负载4的供电。

冗余控制设备还包括告警模块5，

第一控制器11与第二控制器21的第二看门狗连接，接收第二看门狗的喂狗信号，根据第二看门狗的喂狗信号判断第二控制器21的状态情况，

告警模块5分别与第一控制器11和第二控制器21连接，并在第一控制器11和第二控制器21中至少一个状态异常时进行告警。

主旁路控制装置1还包括与第一控制器11连接的第一通讯单元13，辅旁路控制装置2还包括与第二控制器21连接的第二通讯单元23，第二通讯单元23监听第一通讯单元13的收发信号，并在第一控制器11状态异常时接管第一通讯单元13进行信号收发，若检测到主旁路控制装置1状态回复正常则信号正常则第二通讯单元23停止信号收发回复至监听状态。

具体的，本实施例中主旁路控制装置1和辅旁路控制装置2均包括一块转接板AS400，转接板AS400信号的AS_REMOTE_SHUT_DOWN_AH信号判断自身是主旁路控制装置1的转接板还是辅旁路控制装置2的转接板(主：该信号上拉。辅：该信号下拉。)

转接板AS400信号的AS_UPS_ON_AH与AS_UPS_FAIL_AH这两个信号做自身控制装置中控制器喂狗信号的输出与对方喂狗信号的输入。该信号为周期10mS的方波信号，通过该信号来识别对方电源或程序跑飞。

转接板AS400信号的AS_ON_BYPASS_AH与AS_UTILITY_FAIL_AH这两个信号做自身旁路SCR状态输出与对方SCR状态输入。

Claims (5)

1.一种用于模块化UPS的旁路模块冗余控制设备，包括：

主旁路控制装置，与集中旁路模块连接，用于对集中旁路模块进行控制，

其特征在于，还包括：

辅旁路控制装置，分别与主旁路控制装置和集中旁路模块连接，用于接收主旁路控制装置的状态情况并在主旁路控制装置状态异常时接管对集中旁路模块的控制；

所述主旁路控制装置包括相互连接的第一控制器和第一SCR驱动器，所述辅旁路控制装置包括相互连接的第二控制器和第二SCR驱动器，所述第一SCR驱动器和第二SCR驱动器均与集中旁路模块连接；

所述第一控制器和第二控制器均为单片机，且

所述第二控制器与第一控制器内的第一看门狗连接，接收第一看门狗的喂狗信号，根据第一看门狗的喂狗信号判断第一控制器的状态情况，并在第一控制器状态异常时指示第二SCR驱动器发送SCR驱动信号。

2.根据权利要求1所述的一种用于模块化UPS的旁路模块冗余控制设备，其特征在于，所述集中旁路模块包括相互连接的整流器和逆变器，所述整流器与市电连接，所述逆变器与负载连接，所述整流器和逆变器均分别与主旁路控制装置和辅旁路控制装置连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于模块化UPS的旁路模块冗余控制设备，其特征在于，所述第二SCR驱动器与第一SCR驱动器连接，接收第一SCR驱动器的SCR驱动信号，并

在第一控制器状态异常，且第一SCR驱动器的SCR驱动信号为导通时，中断集中旁路模块为负载的供电。

4.根据权利要求1所述的一种用于模块化UPS的旁路模块冗余控制设备，其特征在于，所述冗余控制设备还包括告警模块，

所述第一控制器与第二控制器的第二看门狗连接，接收第二看门狗的喂狗信号并根据第二看门狗的喂狗信号判断第二控制器的状态情况，

所述告警模块分别与第一控制器和第二控制器连接，并在第一控制器和第二控制器中至少一个状态异常时进行告警。

5.根据权利要求4所述的一种用于模块化UPS的旁路模块冗余控制设备，其特征在于，所述主旁路控制装置还包括与第一控制器连接的第一通讯单元，所述辅旁路控制装置还包括与第二控制器连接的第二通讯单元，

所述第二通讯单元监听第一通讯单元的收发信号，并在第一控制器状态异常时接管第一通讯单元进行信号收发。