CN107850628A - 输入电压异常检测方法和电源装置 - Google Patents

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Abstract

用于单相AC输入电压的异常检测方法由具有锁相环功能的控制单元来执行，所述方法包括：通过使用所述锁相环来以与所述输入电压同步的相位顺序地生成模拟电压波形；以及直至所述生成的模拟电压波形的下次更新的时段内，将所述输入电压的所述瞬时值与所述模拟电压波形进行比较，并且当所述输入电压的所述瞬时值从沿着所述模拟电压波形的状态变化为不沿着所述模拟电压波形的状态时，确定所述输入电压是异常的。

Description

输入电压异常检测方法和电源装置
技术领域
本发明涉及电源装置。另外，本发明涉及主要用于电源装置的输入电压异常检测方法。本申请要求于2015年8月4日提交的日本专利申请No.2015-153946的优先权，所述日本专利申请的完整内容以引用的方式并入本文中。
背景技术
例如，不间断电源装置(UPS：不间断电源)是正常通过商用AC电源为蓄电池充电并且当断电时将存储在蓄电池中的电力转换成AC电力并输出AC电力的电源装置。
要求此种不间断电源装置快速且可靠地检测出AC电压的断电。就断电检测而言，存在各种建议(例如，专利文献1至6)。
引文列表
[专利文献]
专利文献1：日本特许专利公开No.2001-320835
专利文献2：日本特许专利公开No.H10-285932
专利文献3：日本特许专利公开No.H10-210663
专利文献4：日本特许专利公开No.2001-13175
专利文献5：日本特许专利公开No.H10-90314
专利文献6：日本特许专利公开No.H9-281160
发明内容
本公开的方法是用于单相AC输入电压的输入电压异常检测方法，所述方法由具有锁相环功能的控制单元执行，所述方法包括：通过使用所述锁相环，来以与输入电压同步的相位顺序地生成模拟电压波形；以及直到生成的模拟电压波形的下次更新的时段内，将输入电压的瞬时值与模拟电压波形进行比较，并且当输入电压的瞬时值从沿着模拟电压波形的状态变化为不沿着模拟电压波形的状态时，确定所述输入电压是异常的。
另外，本公开的电源装置是包括以下的电源装置：在电源装置中从输入端到输出端的单相AC路径；第一电压传感器，所述第一电压传感器被配置为检测输入端处的输入电压；第二电压传感器，所述第二电压传感器被配置为检测输出端处的输出电压；转换单元，所述转换单元被连接至AC路径并且能够进行双向电力转换；蓄电池，所述蓄电池经由转换单元被连接至AC路径；AC开关，所述AC开关被提供在转换单元被连接至AC路径的点与输入端之间；以及控制单元，所述控制单元被配置为对转换单元和AC开关进行控制，从而具有电流传导模式和蓄电池放电模式，在所述电流传导模式下，通过AC路径和被闭合的AC开关，从输入端供应电力以到达输出端，并且因此将电力供应到被连接至输出端的负载，在所述蓄电池放电模式下，AC开关被开路并且经由转换单元将电力从蓄电池供应到负载。控制单元具有锁相环的功能，并且通过使用锁相环，来以与输入电压同步的相位顺序地生成模拟电压波形。在直到生成的模拟电压波形的下次更新的时段内，控制单元将输入电压的瞬时值与模拟电压波形进行比较，并且当输入电压的瞬时值从沿着模拟电压波形的状态变化为不沿着模拟电压波形的状态时，所述控制单元确定所述输入电压是异常的，并且从电流传导模式转变成蓄电池放电模式。
附图说明
图1是示出电源装置的主要部分的电路图。
图2是示出输入电压波形(单相AC波形)的示例的曲线图。
图3是通过水平拉伸图2中从时间6ms至时间7ms的间隔中的时间轴而获得的曲线图。
图4是示出图11中所示出的常规断电检测的实际示例的示波器图像。
图5是示出根据实施例的断电检测的实际示例的示波器图像。
图6是示出根据实施例的当电力恢复时的电源切换操作(模式转变)的实际示例的示波器图像。
图7是通过拉伸图6中的水平轴上的时间而获得的图像。
图8是示出输入电压和输出电压从电力恢复到电源切换(模式转变)的波形的示例的示波器图像。
图9是波形图，其中上段的曲线图表示Vα、Vβ的波形，以及下段的曲线图表示Vd、Vq的线性波形。
图10是在Vα、Vβ后面的PLL的控制框图，所述PLL被要求作为单相AC PLL。
图11是波形图，所述波形图示出用于通过与电压阈值进行比较来执行断电检测的方式，以作为相对快速的断电检测方法的示例。
具体实施方式
[本公开将解决的问题]
期望的是尽可能快地检测出断电。例如，如果作为目标期望在1ms内检测出断电，那么通过上面所示出的常规技术文献中所描述的断电检测技术中的任一个，难以实现该目标。另外，不仅要求速度，还要求可靠性(无错误检测)。
图11是波形图，所述波形图示出用于通过与电压阈值进行比较来执行断电检测的方式，以作为相对快速的断电检测方法的示例。两种波形分别是60Hz电压波形(实线)和50Hz电压波形(虚线)。在当输入电压的绝对值变得等于或小于80V的阈值(图中的th1、th2)时检测出断电的情况下，因为即使在正常状态下瞬时值也可以变得等于或小于80V，所以有必要区别于正常状态。在正常状态下，在60Hz的情况下，在3.2ms的时段期间绝对值变得等于或小于80V。在50Hz的情况下，在3.85ms的时段期间，绝对值变得等于或小于80V。
因此，为了仅检测断电而不错误地检测此种正常状态，需要一些容限时间。例如，有必要通过等到至少5ms来确认绝对值等于或小于80V的状态。然而，在轻负载的情况下，即使断电发生，电气路径上剩下的残余电压不会轻易下降，并且因此检测所花费的时间进一步被延长。
因此，难以实现非常快速(例如，1ms)且可靠的断电检测。
鉴于上面的常规问题，本发明的目标是实现主要用于电源装置的非常快速且可靠的断电检测。
[本公开的效果]
根据本公开，能够实现非常快速且可靠的断电检测。
[实施例的概要]
本公开的实施例的概要包括至少以下内容。
(1)这是一种用于单相AC输入电压的输入电压异常检测方法，所述方法由具有锁相环功能的控制单元执行，所述方法包括：通过使用所述锁相环，来以与输入电压同步的相位顺序地生成模拟电压波形；以及直到生成的模拟电压波形的下次更新的时段内，将输入电压的瞬时值与模拟电压波形进行比较，并且当输入电压的瞬时值从沿着模拟电压波形的状态变化为不沿着模拟电压波形的状态时，确定所述输入电压是异常的。
在如上面所描述的异常检测方法中，能够在输入电压发生异常之前通过所进行的相位同步来拥有模拟电压波形。然后，例如，如果所供应的输入电压发生断电，那么输入电压的瞬时值落入不沿着模拟电压波形的状态。可以非常快速且可靠地将该状态检测为断电。另外，还可以以相同的方式来检测输入电压的暂时异常。
(2)在(1)中的异常检测方法中，当输入电压的瞬时值与模拟电压波形之间的差电压大于预定阈值时，可以确定输入电压的瞬时值处于不沿着模拟电压波形的状态。
在这种情况下，能够通过将差电压与阈值进行比较来可靠地执行所述确定。
(3)在(2)中的异常检测方法中，优选的是，当差电压大于阈值的状态已经在预定时段期间持续时，确定输入电压是异常的。
在这种情况下，可以防止将诸如瞬时断电或瞬时扰动的将快速恢复的电压变化确定为输入电压异常。
(4)在另一方面中，这是包括以下的电源装置：在电源装置中从输入端到输出端的单相AC路径；第一电压传感器，所述第一电压传感器被配置为检测输入端处的输入电压；第二电压传感器，所述第二电压传感器被配置为检测输出端处的输出电压；转换单元，所述转换单元被连接至AC路径并且能够进行双向电力转换；蓄电池，所述蓄电池经由转换单元被连接至AC路径；AC开关，所述AC开关被提供在转换单元被连接至AC路径的点与输入端之间；以及控制单元，所述控制单元被配置为对转换单元和AC开关进行控制，从而具有电流传导模式和蓄电池放电模式，在所述电流传导模式下，通过所述AC路径和被闭合的AC开关，从输入端供应电力以到达输出端，并且因此将电力供应到被连接至输出端的负载，在所述蓄电池放电模式下，AC开关被开路并且经由转换单元将电力从蓄电池供应到负载。控制单元具有锁相环的功能，并且通过使用锁相环，来以与输入电压同步的相位顺序地生成模拟电压波形。在直到生成的模拟电压波形的下次更新的时段内，控制单元将输入电压的瞬时值与模拟电压波形进行比较，并且当输入电压的瞬时值从沿着模拟电压波形的状态变化为不沿着2模拟电压波形的状态时，所述控制单元确定所述输入电压是异常的，并且从电流传导模式转变成蓄电池放电模式。
在如上面所描述的电源装置中，控制单元可以在输入电压发生异常之前通过相位同步化来拥有模拟电压波形。然后，例如，如果所供应的输入电压发生断电，那么输入电压的瞬时值落入不沿着模拟电压波形的状态。可以非常快速且可靠地将该状态检测为断电。另外，还可以以相同的方式来检测输入电压的暂时异常。如果确定输入电压是异常的，那么能够通过从电流传导模式转变为蓄电池放电模式来继续将电力供应到负载。
(5)在(4)中的电源装置中，例如，当输入电压的瞬时值与模拟电压波形之间的差电压大于用于异常检测的阈值时，控制单元可以确定输入电压的瞬时值处于不沿着模拟电压波形的状态。
在这种情况下，能够通过将差电压与阈值进行比较来可靠地执行所述确定。
(6)在(5)中的电源装置中，优选的是，当差电压大于阈值的状态已经在预定时段期间持续时，控制单元确定输入电压是异常的。
在这种情况下，可以防止将诸如瞬时断电或瞬时扰动的将快速恢复的电压变化确定为输入电压异常。
(7)在(5)或(6)的电源装置中，例如，当在转变成所述蓄电池放电模式之后恢复了输入电压时，控制单元可以通过使用锁相环，来将转换单元的输出电压的相位与输入电压同步，并且当建立了相位同步时，控制单元可以从蓄电池放电模式转变为电源传导模式。
在这种情况下，在电力恢复之后，转换单元的输出电压的相位被精密调整成与输入电压的相位同步，由此可以执行模式转变。
(8)在(7)的电源装置中，当差电压已经变得小于用于同步检测的阈值时，控制单元可以确定相位同步被建立。
在这种情况下，能够通过将差电压与阈值进行比较来可靠地执行所述确定。
(9)在(8)中的电源装置中，用于异常检测的阈值和用于同步检测的阈值可以是彼此不同的值。
在这种情况下，能够防止短时间内频繁地执行模式之间的转变。
[实施例的细节]
在下文中，将参考附图描述本公开的实施例的细节。
<<电源装置的电路配置>>
图1是示出电源装置的主要部分的电路图。在图1中，电源装置100包括：用于AC(单相AC)输入的插头1；被连接至插头1的接地漏电断路器2；AC输出插座3；单相AC路径4，所述单相AC路径4由电源装置中从输入端Tin至输出端Tout的两个电气路径组成；第一电压传感器5，所述第一电压传感器5用于检测输入端Tin处的输入电压；第二电压传感器6，所述第二电压传感器6用于检测输出端Tout处的输出电压；作为转换单元7的双向逆变器7a和DC/DC转换器7b，所述转换单元7被连接至AC路径4且能够进行双向电力转换；蓄电池8，所述蓄电池8经由转换单元7被连接至AC路径4；AC开关9；以及控制单元10。由控制单元10到转换单元7的操作进行控制。
在图1中，接地漏电断路器2的次级侧被视作输入端Tin。然而，接地漏电断路器2的初级侧可以被视作输入端Tin。
AC开关9插入在AC路径4中的一个上，位于转换单元7被连接至AC路径4处的连接点P与输入端Tin之间。AC开关9包括：将被电磁驱动的继电器触点91，以及与继电器触点91并联的双向半导体开关90。半导体开关90由一对半导体开关元件Q1、Q1组成，所述一对半导体开关元件Q1、Q1具有并联二极管d1、d2，并且在彼此相对的方向上串联连接。
半导体开关元件Q1、Q2例如是MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)，且并列的二极管d1、d2是体二极管。应注意，半导体开关元件Q1、Q2可以是具有并列二极管d1、d2的IGBT(绝缘栅双极型晶体管)。
由控制单元10对继电器触点91和半导体开关元件Q1、Q2进行控制。另外，来自第一电压传感器5和第二电压传感器6的检测信号被发送给控制单元10。
控制单元10例如包括计算机，并且通过计算机执行软件(计算机程序)来实现必要的控制功能。软件存储在控制单元10的存储装置(未图示)中。应注意，控制单元10由电路来进行配置，仅由不包括计算机的硬件形成该电路。
另外，控制单元10被提供有锁相环(PLL：锁相环)10p的功能。
应注意，可以从蓄电池8获得电源装置100中所需要的控制电源电压。
<<电源装置的基本操作>>
在电源装置100中，通常来说，插头1被连接至商用电源等的插座11，并且电气设备(未图示)作为负载被连接至AC输出插座3。
通常来说，控制单元10执行“电流传导模式”，其中从外部插座11输入的电压被直接输出至AC输出插座3。此时，继电器触点91闭合，且半导体开关90被开路。借助于半导体开关90的快速响应，在闭合AC开关9的时候以及在使AC开关9开路的时候，暂时地使用半导体开关90。
在将电力从蓄电池8供应到负载的情况下，控制单元10使AC开关9开路。另外，控制单元10致使转换单元7执行从DC至AC的电力转换，以执行“蓄电池放电模式”，其中从蓄电池8释放的电力被供应给负载。
在电源装置100被用于备用目的的情况下，如果商用电源等发生断电或者从插座11拔下插头1(在下文中，此种情况简单地被称作断电)，那么电源装置100检测出断电，并且从电流传导模式转变成蓄电池放电模式。此后，如果电力恢复，那么电源装置100检测出电力恢复，并且从蓄电池放电模式转变成电流传导模式。
在下文中，将描述断电检测和用于断电检测的过程以及电力恢复检测和用于电力恢复检测的过程。
<<断电检测和用于断电检测的过程>>
在断电发生之前的正常状态下，控制单元10执行电流传导模式，其中输入的电压经由闭合的AC开关9被直接输出给AC输出插座3。控制单元10可以基于来自电压传感器5的检测信号获取输入电压。然后，控制单元10通过使用锁相环10p来以与输入电压同步的相位生成模拟电压波形。
图2是示出输入电压波形(单相AC波形)的示例的曲线图。水平轴指示时间[ms]，以及垂直轴指示电压[V]。图3是通过水平拉伸图2中从时间6ms至时间7ms的间隔中的时间轴而获得的曲线图。在图2中，在输入电压是正常的状态下，输入电压波形Vin和模拟电压波形Vim彼此重合。因此，它们之间的差电压ΔV是0V。
在图3中，例如，如果断电在为6.4ms的时间t1处发生，那么某一差电压ΔV开始出现。在差电压ΔV开始出现之后约0.1ms，差电压ΔV变得等于或大于阈值Vth(用于异常检测的阈值)。提供阈值Vth，以便忽略微小的差电压ΔV。此处，在时间t2处，控制单元10开始确定，即开始计算时间，并且在差电压ΔV已经持续等于或大于阈值Vth达预定时段(例如，0.5ms)的时间t3处，控制单元10确定断电已经发生。在该示例中，直至根据断电发生来做出断电确定所需要的总时间为约0.6ms。应注意，上面的表达“等于或大于阈值”可以是“大于阈值”。也就是说，可以任意地决定差电压ΔV等于阈值Vth的情况应被视为是哪一侧的。
因此，可以在1ms或更短的时间内执行断电检测。应注意，不仅断电，而且其它暂时异常(例如，不是瞬时断电水平的长期电压降低)也可以相同的方式被确定为输入电压异常。
也就是说，电源装置100的控制单元10或者由控制单元10执行的用于单相AC输入电压的异常检测方法基本上执行以下操作：
(1)通过使用锁相环10p来以与输入电压同步的相位顺序地生成模拟电压波形；以及
(2)直至生成的模拟电压波形的下次更新的时段内，将输入电压的瞬时值与模拟电压波形进行比较，并且当输入电压的瞬时值从沿着模拟电压波形的状态变化为不沿着模拟电压波形的状态时，确定所述输入电压是异常的。
就输入电压的瞬时值是否沿着模拟电压波形而言，如上面所述，例如，输入电压的瞬时值与模拟电压波形之间的差电压大于阈值的情况可以被视为瞬时值不沿着模拟电压波形的状态。
上面的“直至下次更新的时段”被确定为长于异常确定所需要的时间。因此，能够在更新模拟电压波形之前检测出输入电压的异常。在进行初始操作时，在生成第一模拟电压波形之后执行异常确定。因此，在生成第一模拟电压波形之前不会错误地确定异常已经发生。
如上面所描述的电源装置100或输入电压异常检测方法使得能够在输入电压发生异常之前通过相位同步来拥有模拟电压波形。然后，例如，如果所供应的输入电压发生断电，那么输入电压的瞬时值落入不沿着模拟电压波形的状态。可以快速地将该状态检测为断电。另外，也可以以相同的方式检测输入电压的暂时异常。
优选的是，如果“不沿着模拟电压波形的状态”在预定时段(在上面的示例中为0.5ms)期间持续，则确定输入电压是异常的。
因此，可以防止将诸如瞬时断电或瞬时扰动的将快速恢复的电压变化确定为输入电压异常。
如果检测出诸如断电的输入电压异常，则控制单元10致使转换单元7开始从DC到AC的转换操作，并且使AC开关9开路，以从电流传导模式转变为蓄电池放电模式。
(比较验证)
图4是示出图11中所示出的常规断电检测的实际示例的示波器图像。根据上面的描述，示出输入电压波形Vin、输出电压波形Vout以及断电检测标志Fd的状态。在这种情况下，需要7ms作为从断电发生直到可以确定断电已经发生为止的时段Tjudge。
另一方面，图5是示出根据上面的实施例的断电检测的实际示例的示波器图像。根据上面的描述，示出输入电压波形Vin、输出电压波形Vout以及断电检测标志Fd的状态。在这种情况下，从断电发生直到可以确定断电已经发生为止的时段Tjudge仅为1ms。
<<电力恢复检测和用于电力恢复检测的过程>>
如果从外面供应的输入电压在电池放电模式的执行期间被恢复，那么从第一电压传感器5发送检测信号。因此，控制单元10确认输入电压的正侧上的绝对值是否等于或大于80V(步骤1)，并且随后确认输入电压的负侧上的绝对值是否等于或大于80V(步骤2)。如果确认正侧上的绝对值和负侧上的绝对值二者均等于或大于80V，则这可以被视为电力恢复检测。接着，控制单元10在转换单元7的输出电压与输入电压之间建立相位同步化，并且其后，在输入电压的零交叉点处，控制单元10停止转换单元7的输出，并且同时闭合AC开关9。在相位同步中，例如，通过使用锁相环10p对转换单元7的输出相位进行精密调整，由此可以使得转换单元7的输出电压的相位接近输入电压的相位。应注意，在由于电力恢复而引起的电源切换过程中，快速并不太重要，但相位匹配很重要。
在相位同步确定过程中，例如，控制单元10确定当输入电压从负变化为正时，转换单元7在零交叉点处的输出电压是否接近相位0(步骤3)，并且随后确定当输入电压从正变化为负时，转换单元7在零交叉点处的输出电压是否接近相位π(步骤4)。如果连续地满足上面的步骤1至步骤4中的条件，那么控制单元10执行模式的转变并且闭合AC开关9。如果不满足上面的步骤1至步骤4中的条件，那么控制单元10重复地执行步骤1至步骤4。
作为用于相位同步的另一确定方法，如果输入电压的瞬时值与存储的模拟电压波形之间的差电压变得小于用于同步检测的阈值(或变得等于或小于该阈值)，则控制单元10可以确定相位同步被建立。在这种情况下，能够通过将差电压与阈值进行比较来可靠地执行所述确定。优选的是，用于同步检测的阈值与前面提及的用于异常检测的阈值不同。例如，可以满足以下关系。
用于异常检测的阈值＞用于同步检测的阈值＞0
通过如上面所述将阈值设置成彼此不同，能够防止短时间内频繁地执行模式之间的转变。
(验证)
图6是示出根据上面的实施例的当电力恢复时的电源切换操作(从蓄电池放电模式M1转变成电流传导模式M2)的实际示例的示波器图像。两个AC波形中的上面的一个是转换单元7的输出电压波形Vout，以及下面的一个是输入电压波形Vin。在图像中所示出的四条线中，在其间具有步长的上面两条线指示半导体开关90的操作状态SW(H级：闭合，L级：开路)。在其间具有步长的下面两条线指示断电确定标志Fd的状态。符号SP指示电网输出的范围。即使将半导体开关90从开路状态操作到闭合状态，在该图像上也看不到输出电压的变化。
图7是通过拉长图6中的水平轴上的时间而获得的图像。在被虚线圆所包围的零交叉点处，进行相位同步，并且半导体开关90被闭合。因此，输出电压波形Vout被从转换单元7的输出切换为外部输入电压波形Vin。以此方式，顺利地执行电源切换，以使得切换对载荷没有影响。
图8是示出输入电压和输出电压从电力恢复到电源切换(模式转变)的波形的示例的示波器图像。通过扩展在前段的密集波形中由矩形所包围的部分来获得后段的波形。在后段的波形中，上面的一个是输入电压波形Vin，以及下面的一个是输出电压波形Vout。在输入电压恢复之后(在由P1所指示的垂直拉长的虚线矩形所包围的部分处)，在该示例中当约40个循环已经过去时，相位同步被建立，并且然后控制单元10停止转换单元7的输出(在由P2所指示的垂直拉长的虚线矩形所包围的部分处)，并且闭合AC开关9。
<<关于锁相环的补充>>
下面将给出用于单相AC PLL的补充解释。
就AC PLL而言，通常提取单相AC电压的零交叉点来计算相位和频率。然而，在由于噪声而导致输入电压的波形中包括失真或者测量精度差的情况下，精度可能降低。
作为参考，将示出三相AC PLL的情况。如果由Vu、Vv、Vw来表示对于相位u、v、w的电压，则可以通过以下表达式(1)将它们转换成由从三相到两相的正交坐标转换而获得的α-β坐标系中的电压Vα、Vβ。
还可以通过以下表达式(2)使用相位θr将它们进一步转换成作为旋转坐标系统的d-q坐标系统中的电压Vd、Vq。
电压Vd、Vq具有线性波形，并且如果适当地执行了PLL，则Vq变成零。因此，通过执行反馈控制以便满足电压Vq＝0，能够实现准确的相位同步。
然后，与单相AC锁相环10p一样，将描述使用三相AC PLL的概念的单相AC PLL。在单相AC PLL中，单相AC输入电压被应用于α-β坐标系统中的Vα。虽然Vβ不存在，但是以虚拟方式根据Vα创建Vβ。
在图9中，上段的曲线图表示Vα、Vβ的波形。还可以通过上面的表达式(2)将它们进一步转换成d-q坐标系统中的电压Vd、Vq。
在图9中，下端的曲线图表示Vd、Vq的线性波形，并且如果适当地执行了PLL，则Vq变成零。应注意，取决于限定坐标轴的方式，可能会发生Vd＝0的情况，但是两种情况基本上是相同的。
图10是在Vα、Vβ后面的PLL的控制框图，所述PLL被要求作为单相AC PLL。
在图10中，α-β坐标系统中的电压Vα、Vβ通过转换成d-q坐标系统而变成电压Vd、Vq。执行反馈控制以便满足电压Vq＝0，由此确定频率f和相位调整值Δωt。该Δωt被增加到前一个步骤中的ωt值，由此确定新的ωt值。
应注意，对于电压Vβ，例如可以使用Vα的导数。
如果由f1表示单相交流电的频率，由t表示时间，且Vα和Vβ被表示成Vα＝sinθ以及Vβ＝-cosθ，则Vβ可以被视为通过将Vα的波形延迟90度(π/4[rad])而获得的波形。
如果Vα和Vβ被表示成Vα＝Asin(2πf1t)以及Vβ＝-Acos(2πf1t)，则获得以下表达式。
dVα/dt＝2πf1·Acos(2πf1t)＝-2πf1Vβ...(3)
根据上面的表达式，获得以下表达式。
Vβ＝-1/(2πf1)×dVα/dt...(4)
因此，可以使用Vα的导数来表示Vβ。
在用软件计算的离散化表达式中，如果由N表示每个循环的采样次数，由fs(＝N·f1)表示采样频率，由Δt(＝1/fs)表示采样循环，由n(≤N)表示在N的范围内的任何自然数，并且由ΔVα表示通过从第n个Vα减去第(n-1)个Vα而获得的值，则获得以下表达式。
Vβ＝(-1/2πf1)×(ΔVα/Δt)＝(-fs/2πf1)×ΔVα...(5)
其中ΔVα＝Vα(第n个)-Vα(第(n-1)个)。
在上面的表达式(4)、(5)中，f1被包括在Vβ的系数中，并且系数是f1的函数。因此，即使相位变化发生，Vβ变化以便遵循f1中的变化。也就是说，相位变化的响应非常好。
<<补充>>
已经相对于电源装置100描述了根据上面的实施例的输入电压异常检测方法。然而，不限于电源装置，异常检测方法也适用于需要断电检测等的其它装置。
图1中的AC开关9并不限于所示出的配置示例，而是可以仅由半导体开关90或仅继电器触点91来配置。
应注意，本文所公开的实施例在所有方面仅是说明性的，且不应被认为是限制性的。本发明的范围由权利要求的范围限定，并且意在包括与权利要求的范围等效的含义以及该范围内的所有修改。
参考符号列表
1 插头
2 接地漏电断路器
3 AC输出插座
4 AC路径
5 第一电压传感器
6 第二电压传感器
7 转换单元
7a 双向逆变器
7b DC/DC转换器
8 蓄电池
9 AC开关
10 控制单元
10p 锁相环
11 插座
90 半导体开关
91 继电器触点
100 电源装置
Tin 输入端
Tout 输出端
P 连接点
Q1，Q2 半导体开关元件
d1，d2 并列二极管

Claims (9)

1.一种用于单相AC输入电压的输入电压异常检测方法，所述方法由具有锁相环功能的控制单元来执行，所述方法包括：
通过使用所述锁相环，来以与所述输入电压同步的相位顺序地生成模拟电压波形；以及
在直到生成的所述模拟电压波形的下次更新的时段内，将所述输入电压的瞬时值与所述模拟电压波形进行比较，并且当所述输入电压的所述瞬时值从沿着所述模拟电压波形的状态变化为不沿着所述模拟电压波形的状态时，确定所述输入电压是异常的。
2.根据权利要求1所述的输入电压异常检测方法，其中
当所述输入电压的所述瞬时值与所述模拟电压波形之间的差电压大于预定阈值时，确定所述输入电压的所述瞬时值处于不沿着所述模拟电压波形的状态。
3.根据权利要求2所述的输入电压异常检测方法，其中
当所述差电压大于所述阈值的状态已经在预定时段期间持续时，确定所述输入电压是异常的。
4.一种电源装置，包括：
在所述电源装置中从输入端到输出端的单相AC路径；
第一电压传感器，所述第一电压传感器被配置为检测所述输入端处的输入电压；
第二电压传感器，所述第二电压传感器被配置为检测所述输出端处的输出电压；
转换单元，所述转换单元被连接至所述AC路径并且能够进行双向电力转换；
蓄电池，所述蓄电池经由所述转换单元被连接至所述AC路径；
AC开关，所述AC开关被提供在所述转换单元被连接至所述AC路径的点与所述输入端之间；以及
控制单元，所述控制单元被配置为对所述转换单元和所述AC开关进行控制，从而具有电流传导模式和蓄电池放电模式，在所述电流传导模式中，通过所述AC路径和被闭合的所述AC开关，从所述输入端供应电力以到达所述输出端，并且因此将电力供应到被连接至所述输出端的负载，在所述蓄电池放电模式中，所述AC开关被开路并且经由所述转换单元将电力从所述蓄电池供应到所述负载，其中
所述控制单元
具有锁相环的功能，并且通过使用所述锁相环，来以与所述输入电压同步的相位顺序地生成模拟电压波形，并且
在直到生成的所述模拟电压波形的下次更新的时段内，将所述输入电压的瞬时值与所述模拟电压波形进行比较，并且当所述输入电压的所述瞬时值从沿着所述模拟电压波形的状态变化为不沿着所述模拟电压波形的状态时，确定所述输入电压是异常的，并且从所述电流传导模式转变成所述蓄电池放电模式。
5.根据权利要求4所述的电源装置，其中
当所述输入电压的所述瞬时值与所述模拟电压波形之间的差电压大于用于异常检测的阈值时，所述控制单元确定所述输入电压的所述瞬时值处于不沿着所述模拟电压波形的状态。
6.根据权利要求5所述的电源装置，其中
当所述差电压大于所述阈值的状态已经在预定时段期间持续时，所述控制单元确定所述输入电压是异常的。
7.根据权利要求5或6所述的电源装置，其中
当在转变成所述蓄电池放电模式之后恢复了所述输入电压时，所述控制单元通过使用所述锁相环，来将所述转换单元的输出电压的相位与所述输入电压同步，并且当建立了相位同步时，所述控制单元从所述蓄电池放电模式转变为所述电流传导模式。
8.根据权利要求7所述的电源装置，其中
当所述差电压已经变得小于用于同步检测的阈值时，所述控制单元确定所述相位同步被建立。
9.根据权利要求8所述的电源装置，其中
所述用于异常检测的阈值和所述用于同步化检测的阈值是彼此不同的值。
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