CN117526544A - 一种ups模块的控制方法、系统、电子设备及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种UPS模块的控制方法、系统、电子设备及存储介质，涉及电力电子领域，根据UPS模块的内部电流情况来确定出现故障的内部电路模块，并根据故障位置的不同情况调控PFC电路的驱动信号，利用PFC电路将整个UPS模块短路，由于短路后的大电流，故障的UPS模块会迅速损坏并与供电电池断开，从而避免对机柜中正常模块的影响；机柜内故障的UPS模块告警并退出机柜系统，正常模块可以不受影响正常工作，保证了整个机柜系统在单模块故障下的正常不间断供电，实现故障模块对机柜内其他正常模块的影响最小化，解决了UPS机柜系统在两线电池应用时存在故障模块就会导致整机宕机的情况，提高了UPS机柜系统使用过程的可靠性。

Description

一种UPS模块的控制方法、系统、电子设备及存储介质
技术领域
本发明涉及电力电子领域，特别是涉及一种UPS模块的控制方法、系统、电子设备及存储介质。
背景技术
在现有UPS（Uninterruptible Power Supply，不间断电源）模块产品中，多使用双母线拓扑、两线电池的供电方式，若产品机柜内插接了多个UPS模块，多个UPS模块会并联在同一电池的两端。UPS模块出现单点故障时，会使得电池的正端或负端通过故障回路中的各器件直接短接在N线上，从而导致双母线拓扑中的某一根母线和零线之间的电压直接跃迁至电池电压，在这种短路工况下，回路中的各功率器件均会收到大电流冲击，造成器件损坏，且电池电压一般会超过母线电压的过压告警电压，因此故障的UPS模块会进行告警并退出机柜系统。同时由于两线电池的供电方式下，电池的输入端子中的N线端子会直接悬空，在机柜中存在某一UPS模块发生上述故障时，机柜内其他非故障的UPS模块的电池正端或负端也会通过故障的UPS模块中的短路部分直接短接在N线上，从而导致机柜内所有UPS模块的某一根母线的母线电压直接跃迁到电池电压，造成该母线的电压过压告警，进而使机柜内所有非故障UPS模块也退出整机系统，造成整机的宕机以及不工作。这种只要存在一个UPS模块出现故障就会导致整个机柜中的所有UPS模块关机，使整个机柜直接宕机的情况严重影响了UPS整机的正常工作。
发明内容
本发明的目的是提供一种UPS模块的控制方法、系统、电子设备及存储介质，机柜内某一UPS模块发生故障时，故障的UPS模块告警并退出机柜系统，正常的UPS模块可以不受影响正常工作，保证了整个UPS机柜系统在单模块故障下的正常不间断供电，实现故障模块对机柜内其他正常模块的影响最小化，解决了UPS机柜系统在两线电池应用时存在故障模块就会导致整机宕机的情况，提高了UPS机柜系统使用过程的可靠性。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种UPS模块的控制方法，包括：
判断所述UPS模块是否存在故障；
若是，则基于所述UPS模块的内部电流情况，确定所述UPS模块中出现故障的内部电路模块，所述UPS模块的内部电路模块包括PFC电路、平衡桥电路和逆变电路；
基于所述UPS模块中出现故障的内部电路模块的不同情况，调控所述UPS模块的PFC电路的驱动信号，以使所述UPS模块短路并与供电电池断开。
可选地，所述判断所述UPS模块是否存在故障，包括：
确定所述UPS模块的供电电池的正端与零线之间的第一电压和所述UPS模块的供电电池的负端与零线之间的第二电压；
判断所述第一电压和所述第二电压之间的压差是否大于预设阈值；
若是，则根据流经所述PFC电路的电感的第一电感电流和第一电流预设值，判断所述UPS模块是否存在故障。
可选地，所述基于所述UPS模块的内部电流情况，确定所述UPS模块中出现故障的内部电路模块，包括：
根据流经所述平衡桥电路的电感的第二电感电流和流经所述逆变电路的电感的第三电感电流中的至少一项，确定所述UPS模块中出现故障的内部电路模块。
可选地，所述根据流经所述平衡桥电路的电感的第二电感电流和流经所述逆变电路的电感的第三电感电流中的至少一项，确定所述UPS模块中出现故障的内部电路模块，包括：
判断流经所述平衡桥电路的电感的第二电感电流是否大于第二电流预设值；
若是，则判定所述UPS模块的平衡桥电路存在故障；
若否，则判定所述UPS模块的PFC电路存在故障。
可选地，所述根据流经所述平衡桥电路的电感的第二电感电流和流经所述逆变电路的电感的第三电感电流中的至少一项，确定所述UPS模块中出现故障的内部电路模块，包括：
判断流经所述逆变电路的电感的第三电感电流是否等于所述逆变电路的零线电流；
若否，则判定所述UPS模块的逆变电路存在故障；
若否，则判定所述UPS模块的PFC电路存在故障。
可选地，所述基于所述UPS模块的内部电流情况，确定所述UPS模块中出现故障的内部电路模块之后，还包括：
若所述UPS模块的内部电流情况均正常，则维持所述UPS模块的PFC电路的驱动信号不变，并重新跳转至所述判断所述UPS模块是否存在故障的步骤。
可选地，所述UPS模块的PFC电路为两相PFC电路，所述基于所述UPS模块中出现故障的内部电路模块的不同情况，调控所述UPS模块的PFC电路的驱动信号，包括：
若所述UPS模块的PFC电路存在故障，则拉高所述PFC电路中没有发生故障的一相电路对应的功率器件的驱动信号；
若所述UPS模块的平衡桥电路或逆变电路存在故障，则拉高所述PFC电路中两相电路的功率器件的驱动信号。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种UPS模块的控制系统，包括：
故障判断单元，用于判断所述UPS模块是否存在故障；若是，则触发故障位置确定单元；
所述故障位置确定单元，用于基于所述UPS模块的内部电流情况，确定所述UPS模块中出现故障的内部电路模块，所述UPS模块的内部电路模块包括PFC电路、平衡桥电路和逆变电路；
调控单元，用于基于所述UPS模块中出现故障的内部电路模块的不同情况，调控所述UPS模块的PFC电路的驱动信号，以使所述UPS模块短路并与供电电池断开。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种电子设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于实现如前述所述的UPS模块的控制方法的步骤。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前述所述的UPS模块的控制方法的步骤。
本发明提供了一种UPS模块的控制方法，先初步判断UPS模块是否存在故障情况，再进一步根据UPS模块内部各个电路模块的电流情况来确定出现故障的内部电路模块，并根据故障位置的不同情况来调控PFC电路中功率器件的驱动信号，利用PFC电路中的功率器件将整个UPS模块短路，以便这一故障的UPS模块进行告警，同时由于短路后的大电流，这一故障的UPS模块会迅速损坏并与供电电池断开，从而避免对机柜中其他UPS模块的影响；机柜内某一UPS模块发生故障时，故障的UPS模块告警并退出机柜系统，正常的UPS模块可以不受影响正常工作，保证了整个UPS机柜系统在单模块故障下的正常不间断供电，实现故障模块对机柜内其他正常模块的影响最小化，解决了UPS机柜系统在两线电池应用时存在故障模块就会导致整机宕机的情况，提高了UPS机柜系统使用过程的可靠性。
本发明还提供了一种UPS模块的控制系统、电子设备及计算机可读存储介质，具有与上述UPS模块的控制方法相同的有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种UPS模块的控制方法的流程示意图；
图2为本发明提供的另一种UPS模块的控制方法的流程示意图；
图3为本发明提供的一种UPS模块的结构示意图；
图4为本发明提供的一种UPS机柜系统的结构示意图；
图5为本发明提供的一种1#UPS模块的母线电压的信号波形示意图；
图6为本发明提供的一种正常UPS模块的母线电压的信号波形示意图；
图7为本发明提供的另一种1#UPS模块的母线电压的信号波形示意图；
图8为本发明提供的另一种正常UPS模块的母线电压的信号波形示意图；
图9为本发明提供的一种UPS模块的控制系统的结构示意图；
图10为本发明提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种UPS模块的控制方法、系统、电子设备及存储介质，机柜内某一UPS模块发生故障时，故障的UPS模块告警并退出机柜系统，正常的UPS模块可以不受影响正常工作，保证了整个UPS机柜系统在单模块故障下的正常不间断供电，实现故障模块对机柜内其他正常模块的影响最小化，解决了UPS机柜系统在两线电池应用时存在故障模块就会导致整机宕机的情况，提高了UPS机柜系统使用过程的可靠性。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参照图1，图1为本发明提供的一种UPS模块的控制方法的流程示意图；请参照图2，图2为本发明提供的另一种UPS模块的控制方法的流程示意图；请参照图3，图3为本发明提供的一种UPS模块的结构示意图；BAT表示供电电池；请参照图4，图4为本发明提供的一种UPS机柜系统的结构示意图；为解决上述技术问题，本发明提供了一种UPS模块的控制方法，包括：
S11：判断UPS模块是否存在故障。
不难理解的是，本申请提供的UPS模块的控制方法主要针对UPS机柜系统中存在故障的UPS模块，因此需要先判断UPS机柜系统中的各个UPS模块是否存在故障，若UPS机柜系统中的各个UPS模块均不存在故障，则整个UPS机柜系统也不会出现宕机的情况，无需进行后续的具体故障位置的确定以及控制过程，若UPS机柜系统中存在UPS模块出现故障，则故障的UPS模块需要进一步进行后续的控制过程。对于UPS模块是否故障的判断过程的具体实现方式等本申请在此不做特别的限定，可以根据UPS模块正常工作过程和故障情况下电路参数的不同来对UPS模块是否存在故障进行判断。
S12：若是，则基于UPS模块的内部电流情况，确定UPS模块中出现故障的内部电路模块，UPS模块的内部电路模块包括PFC电路、平衡桥电路和逆变电路。
需要说明的是，UPS模块的电路主要包括PFC电路（Power Factor Correction，功率因素校正电路）、平衡桥电路、逆变电路，UPS模块的输入端连接两线用电电池、输出端连接作为负载的外接设备；UPS模块的正常工作过程中，PFC电路将供电电池输出的电压进行升压，以便将电压调整至为负载进行供电的大小，平衡桥电路用来均衡正母线电压和负母线电压，使正负母线电压相等；逆变电路将PFC电路输出的直流电转换为交流电，从而实现对外接设备的供电。
具体地，如图3所示，BUSP表示正母线，N为零线，BUSN表示负母线，整个拓扑采用双母线电压控制，正母线电压指的是正母线与零线之间的电压、也即BUSP和N两点之间的电压，负母线电压指的是负母线与零线之间的电压、也即BUSN和N两点之间的电压，与双母线拓扑对应的，PFC电路也会采用两相PFC电路、双boost（升压电路）拓扑的形式实现，电容C1、电阻R1、二极管Q1、电感L1、功率器件Q3、二极管D1以及电容C3构成了一相PFC电路，电容C2、电阻R2、二极管Q2、电感L2、功率器件Q4、二极管D2以及电容C4构成了另一相PFC电路，功率器件Q9、功率器件Q10、二极管D5、二极管D6、电感L3、电容C6和电容C7构成了平衡桥电路，功率器件Q5、功率器件Q6、功率器件Q7、功率器件Q8、二极管D3、二极管D4、电容C5和电感L4构成了逆变电路。对于整个UPS机柜系统而言，如图4所示，多个UPS模块会并联连接，且均并联在同一供电电池的两端。
不难理解的是，UPS模块中的PFC电路、平衡桥电路、逆变电路都有可能存在故障，这三个内部电路模块的故障都会引起整个机柜系统的宕机，并且不同内部电路模块出现故障时，需要采用不同的控制方法来避免故障UPS模块对整个机柜系统中其他正常UPS模块的影响，因此，在确定某一UPS模块存在故障后，还需要进一步确定这一故障的UPS模块中具体的故障位置，对于UPS模块中出现故障的内部电路模块的确定过程的具体实现方式存在多种选择，本申请在此不做特别的限定，UPS模块内部可以通过对各个内部电路模块的电压、电流等电路参数信号进行数字化采样控制，通过对采样信号的控制以及对PFC电路有效的控制逻辑，可实现整个UPS模块的控制方法。
当UPS模块中的PFC电路出现故障时，通常是PFC电路中的功率器件出现失效短路的故障，以PFC电路中功率器件Q5发生器件失效短路、供电电池电压为480V为例，正常工况下，供电电池的电压为480V，PFC电路将供电电池电压480V升压至720V，则整个母线电压为720V、也即正母线和负母线之间的压差为，同时由于平衡桥电路的存在，正负母线各分一半电压、即360V，因此正常工况下，正母线电压和负母线电压均为360V，但是当PFC电路中功率器件Q5发生器件失效短路时，供电电池正端直接通过二极管Q1、电感L1和短路的功率器件Q3直接与零线连接，此时电流从供电电池的正端依次经过二极管Q1、电感L1、短路的功率器件Q3、电容C4、二极管D2、电感L2、二极管Q2返回供电电池的负端，此时等同于供电电池的正端通过回路中各器件直接短接在了负母线对应的电容C4的两端，供电电池的正端直接与零线短接，供电电池的两端直接接在了负母线对应的电容C4的两端，使负母线电压从原来的360V跃迁至供电电池电压480V，在这种短路工况下，回路中各功率器件均会受到大电流冲击，会造成器件损坏，且供电电池电压超过了母线电压过压告警电压，因此这一故障的UPS模块会直接触发告警并退出机柜系统。同时由于机柜系统中所有的UPS模块为并联关系，所有UPS模块都会和供电电池的正端连接，因此机柜系统内的其他非故障的UPS模块所连接的供电电池正端的电流也会直接通过故障的UPS模块短接在N线上，导致机柜内所有UPS模块的内部电流回路都等同于整个供电电池电压短接在负母线对应的电容C4的两端，使机柜内所有UPS模块的负母线电压都由原来360V跃迁至480V，造成负母线电压过压告警，进而使机柜内所有非故障模块退出整机系统，造成UPS整机宕机不工作。
当UPS模块中的平衡桥电路出现故障时，通常是平衡桥电路中的功率器件出现失效短路的故障，以平衡桥电路中功率器件Q9发生短路失效为例，供电电池的正端会直接通过二极管Q1、电感L1、二极管D1、短路的功率器件Q9、电感L3直接与零线连接，此时电流从供电电池的正端依次经过二极管Q1、电感L1、二极管D1、短路的功率器件Q9、电感L3、电容C4、二极管D2、电感L2、二极管Q2返回供电电池的负端，此时等同于供电电池的正端通过上述回路中各器件直接短接在了负母线对应的电容C4的两端，同样造成负母线电压的跃迁，造成负母线电压过压告警以及故障UPS模块退出机柜系统；同时由于机柜系统中所有的UPS模块为并联关系，所有UPS模块都会和供电电池的正端连接，因此机柜系统内的其他非故障的UPS模块会出现和PFC电路出现故障时相同的情况，进而使整个机柜宕机。
当UPS模块中的逆变电路出现故障时，通常是逆变电路中的功率器件出现失效短路的故障，以逆变电路中功率器件Q5或功率器件Q7发生短路失效为例，由于逆变电路的控制逻辑为功率器件Q5和功率器件Q7互补发波，则功率器件Q5和功率器件Q7不论哪个功率管短路失效，供电电池的正端都会直接通过二极管Q1、电感L1、二极管D1、短路或正常导通的功率器件Q5、正常导通的功率器件Q6、正常导通或短路的功率器件Q7、二极管D4直接与零线连接，此时电流从供电电池的正端依次经过二极管Q1、电感L1、二极管D1、功率器件Q5、功率器件Q6、功率器件Q7、二极管D4、电容C4、二极管D2、电感L2、二极管Q2返回供电电池的负端，此时等同于供电电池的两端通过上述回路直接短接在负母线对应的电容C4的两端，同样造成负母线电压的跃迁，造成负母线电压过压告警以及故障UPS模块退出机柜系统；并且上述逆变电路的故障同样会出现和PFC电路出现故障时相同的情况，进而使整个机柜宕机。
S13：基于UPS模块中出现故障的内部电路模块的不同情况调控UPS模块的PFC电路的驱动信号，以使UPS模块短路并与供电电池断开。
不难理解的是，当UPS模块出现故障时，为了避免故障的UPS模块将供电电池的正端直接短接到零线，可以直接将整个UPS模块直接短路，从而利用短路的大电流直接将整个UPS模块与供电电池断开，从而在将UPS模块退出机柜系统的同时，避免其对供电电池的正端的影响，确保其他正常UPS模块的正常工作过程。可以采用调控PFC电路的驱动信号的方式，利用PFC电路的功率器件，将整个UPS模块全部短路，也即将功率器件Q3和功率器件Q4全都短路，此时短路的大电流会直接流经短路的功率器件Q3和功率器件Q4，大电流会迅速将功率器件Q3和功率器件Q4损坏甚至烧毁，从而导致功率器件Q3和功率器件Q4断开，将整个UPS模块与供电电池断开，同时UPS模块中的其他元器件也会由于短路大电流迅速损坏，从而避免供电电池的正端与零线的短接，从而确保机柜系统中其他正常UPS模块的正常工作过程。
需要说明的是，上述步骤的执行主体均为UPS机柜系统的控制系统，并且对于UPS机柜系统中的各个UPS模块，都可以独立进行上述步骤，也即步骤S11-S13适用于UPS机柜系统中的任意一个UPS模块，对于UPS模块以及整个UPS机柜系统的具体实现方式等本申请在此不做特别的限定，对于具体的电路结构以及其中元器件的具体类型和实现方式等均存在多种选择，本申请在此不做特别的限定。
不难理解的是，本发明提供的UPS模块的控制方法适用于不间断电源，特别是适用于不间断电源的并联系统的控制过程，通过优化对UPS模块中PFC电路的软件控制逻辑，可以解决在机柜内单一模块出现故障后，对非故障模块的影响，做到机柜内故障模块告警并退出机柜系统，非故障模块能够正常带载工作。通过检测UPS模块内各个内部电路模块的电压、电流等电路参数信号，使机柜内某一模块发生故障时，故障模块告警并退出机柜系统，正常模块可以不受影响正常工作，保证了UPS系统在单个模块故障下的正常不间断供电，解决UPS机柜系统在两线电池供电下，UPS机柜系统内某一模块发生故障引起整机宕机的情况，使故障模块对机柜内其他正常模块的影响最小化，整个UPS机柜系统可以在部分模块故障的情况正常工作，提高了UPS机柜系统使用的可靠性。
需要说明的是，本发明提供的UPS模块的控制方法不仅仅适用于UPS机柜系统中的各个UPS模块，还适用于两线电池或两线光电池板供电、双母线拓扑结构下的各种电源设备，包括光伏电源以及储能系统等，两线电池供电、双母线拓扑的其他类型的电源设备可以利用本发明提供的UPS模块的控制方法调控电源设备中的PFC电路，从而避免单个模块故障导致的整个设备宕机的情况。
本发明提供了一种UPS模块的控制方法，先初步判断UPS模块是否存在故障情况，再进一步根据UPS模块内部各个电路模块的电流情况来确定出现故障的内部电路模块，并根据故障位置的不同情况来调控PFC电路中功率器件的驱动信号，利用PFC电路中的功率器件将整个UPS模块短路，以便这一故障的UPS模块进行告警，同时由于短路后的大电流，这一故障的UPS模块会迅速损坏并与供电电池断开，从而避免对机柜中其他UPS模块的影响；机柜内某一UPS模块发生故障时，故障的UPS模块告警并退出机柜系统，正常的UPS模块可以不受影响正常工作，保证了整个UPS机柜系统在单模块故障下的正常不间断供电，实现故障模块对机柜内其他正常模块的影响最小化，解决了UPS机柜系统在两线电池应用时存在故障模块就会导致整机宕机的情况，提高了UPS机柜系统使用过程的可靠性。
在上述实施例的基础上：
作为一种可选地实施例，判断UPS模块是否存在故障，包括：
确定UPS模块的供电电池的正端与零线之间的第一电压和UPS模块的供电电池的负端与零线之间的第二电压；
判断第一电压和第二电压之间的压差是否大于预设阈值；
若是，则根据流经PFC电路的电感的第一电感电流和第一电流预设值，判断UPS模块是否存在故障。
考虑到正常工况下，UPS模块内的平衡桥电路会维持均等的正母线电压和负母线电压，因此正常工况下，与正母线对应连接的UPS模块的供电电池的正端与零线之间的第一电压和与负母线对应连接的UPS模块的供电电池的负端与零线之间的第二电压会维持基本相等的状态，因此可以通过获取供电电池正负电压之间的偏差，并根据供电电池正负电压之间的偏差是否大于预设阈值作为UPS是否故障的初步判据，若第一电压和第二电压两者之间的压差较大，则说明UPS模块并没有正常工作，则可以初步判定UPS模块可能存在故障，进一步地，还需要通过判断PFC电路中的第一电感电流的情况来准确确定UPS模块是否存在故障，考虑到UPS模块中只要存在故障，都会反映在PFC电路中，故障的UPS模块会引起PFC电路中的电流的异常增大，因此可以通过获取对应PFC电路中的电感电流值，根据流经PFC电路的电感的第一电感电流是否大于第一电流预设值作为进一步确定UPS模块是否故障的判据；若第一电感电流大于第一电流预设值，则说明UPS模块中存在短路故障，若第一电感电流小于第一电流预设值，则说明UPS模块中不存在短路故障；若第一电压和第二电压两者之间的压差较小，则说明UPS模块应该处于正常工作状态，则可以判定UPS模块不存在故障，对于预设阈值的具体取值和实现方式等本申请在此不做特别的限定，可以根据UPS模块的实际应用情况以及供电电池的电压情况进行选择和调整；对于第一电压和第二电压的获取过程存在多种选择，本申请在此不做特别的限定，如图3所示，可以在供电电池的正端与UPS模块的连接点和零线之间设置电压传感器U1来检测第一电压，在供电电池的负端与UPS模块的连接点和零线之间设置电压传感器U2来检测第二电压。对于第一电流预设值的具体取值和实现方式等本申请在此不做特别的限定，可以根据UPS模块的实际应用情况以及供电电池的电压情况进行选择和调整；对于第一电感电流的获取过程存在多种选择，本申请在此不做特别的限定，如图3所示，可以分别或依次将流经两相PFC电路中的电感L1和电感L2的电感电流作为第一电感电流进行判断，从而进一步确定是哪一相PFC电路存在的故障，电感电流的检测可以通过设置在电感L1和/或电感L2旁边的电流传感器I1和I2实现。
具体地，可以根据供电电池正负电压之间的偏差的大小以及流经PFC电路中电感的电感电流的大小来判断UPS模块的故障情况，整个判断过程易于实现，可以有效实现对UPS模块是否存在故障的准确判断，进一步完善了对UPS模块是否存在故障的判断过程，有利于整个UPS模块的控制方法的有效实现和简便应用。
作为一种可选地实施例，基于UPS模块的内部电流情况，确定UPS模块中出现故障的内部电路模块，包括：
根据流经平衡桥电路的电感的第二电感电流和流经逆变电路的电感的第三电感电流中的至少一项，确定UPS模块中出现故障的内部电路模块。
不难理解的是，在确定UPS模块存在故障之后，可以通过对UPS模块中的平衡桥电路和逆变电路内部的电感电流的具体情况来进一步判断UPS模块中具体的故障的内部电路模块，并且由于在判定UPS模块存在故障的过程中，已经确定PFC电路中的电流存在异常，因此可以进一步通过平衡桥电路或逆变电路中的电流情况来进一步判定是PFC电路本身故障引起的电流异常还是由于平衡桥电路或逆变电路的故障引起的异常，若平衡桥电路和逆变电路中的电流不存在过流现象，是正常电流，则说明PFC电路本身存在短路故障，并进一步导致了UPS模块的故障；若平衡桥电路或逆变电路中的电流异常，则说明是电流异常的平衡桥电路或逆变电路内部的短路故障导致了整个UPS模块的故障。
具体地，可以根据流经平衡桥电路中电感的电感电流的大小和流经内部电路中电感的电感电流的大小这两项中的至少一项来判断UPS模块的故障是否是由于PFC电路的故障导致的，并且根据各个内部电路模块对应的电流情况确定出现故障的具体位置，整个判断过程易于实现，可以有效确定UPS模块中出现故障的内部电路模块，进一步完善了如何确定故障位置的确定过程，有利于整个UPS模块的控制方法的有效实现和简便应用。
作为一种可选地实施例，根据流经所述平衡桥电路的电感的第二电感电流和流经所述逆变电路的电感的第三电感电流中的至少一项，确定所述UPS模块中出现故障的内部电路模块，包括：
判断流经平衡桥电路的电感的第二电感电流是否大于第二电流预设值；
若是，则判定UPS模块的平衡桥电路存在故障；
若否，则判定UPS模块的PFC电路存在故障。
考虑到平衡桥电路中出现的故障通常是功率器件的短路故障，并且功率器件的短路故障会引起平衡桥电路中的电流的异常增大，因此可以通过获取平衡桥电路中的电感电流值，根据流经平衡桥电路的电感的第二电感电流是否大于第二电流预设值作为判断平衡桥电路是否故障的判据；若第二电感电流大于第二电流预设值，则说明平衡桥电路中存在短路故障，则可以判断UPS模块的故障是由于故障的平衡桥电路导致的，若第二电感电流小于第二电流预设值，则说明平衡桥电路中不存在短路故障，则可以判断UPS模块的故障不是由于故障的平衡桥电路导致的，而是由于故障的PFC电路导致的。对于第二电流预设值的具体取值和实现方式等本申请在此不做特别的限定，可以根据UPS模块的实际应用情况以及供电电池的电压情况进行选择和调整；对于第二电感电流的获取过程存在多种选择，本申请在此不做特别的限定，如图3所示，可以通过设置在电感L3旁边的电流传感器I3实现对第二电感电流的检测。
具体地，可以根据流经平衡桥电路中电感的电感电流的大小来判断UPS模块的故障是否是由于平衡桥电路的故障导致的，整个判断过程易于实现，可以有效实现对平衡桥电路是否存在故障的准确判断，进一步完善了如何确定故障位置的确定过程，有利于整个UPS模块的控制方法的有效实现和简便应用。
作为一种可选地实施例，根据流经所述平衡桥电路的电感的第二电感电流和流经所述逆变电路的电感的第三电感电流中的至少一项，确定所述UPS模块中出现故障的内部电路模块，包括：
判断流经UPS模块的逆变电路的电感的第三电感电流是否等于逆变电路的零线电流；
若否，则判定UPS模块的逆变电路存在故障；
若否，则判定UPS模块的PFC电路存在故障。
考虑到逆变电路中出现的故障通常是功率器件的短路故障，并且功率器件的短路故障会引起逆变电路的输入电流和输出电流的不一致，因此可以通过获取逆变电路的输入侧的零线电流和逆变电路的输出侧的第三电感电流，将零线电流与第三电感电流是否一致作为判断逆变电路是否故障的判据；若第三电感电流不等于零线电流，则说明逆变电路中存在短路故障，则可以判断UPS模块的故障是由于故障的逆变电路导致的，若第三电感电流等于零线电流，则说明逆变电路中不存在短路故障，则可以判断UPS模块的故障不是由于故障的逆变电路导致的，而是由于故障的PFC电路导致的。对于第三电感电流和零线电流的获取过程存在多种选择，本申请在此不做特别的限定，如图3所示，可以通过设置在电感L4旁边的电流传感器I4实现对第三电感电流的检测，通过设置在零线上的电流传感器I5实现对零线电流的检测。
具体地，可以根据流经逆变电路中电感的电感电流和零线电流之间的大小关系来判断UPS模块的故障是否是由于逆变电路的故障导致的，整个判断过程易于实现，可以有效实现对逆变电路是否存在故障的准确判断，进一步完善了如何确定故障位置的确定过程，有利于整个UPS模块的控制方法的有效实现和简便应用。
作为一种可选地实施例，基于UPS模块的内部电流情况，确定UPS模块中出现故障的内部电路模块之后，还包括：
若UPS模块的内部电流情况均正常，则维持UPS模块的PFC电路的驱动信号不变，并重新跳转至判断UPS模块是否存在故障的步骤。
不难理解的是，若刚开始判断UPS模块存在故障，但是进一步基于UPS模块的内部电流情况确定UPS模块中出现故障的内部电路模块的过程中，发现UPS模块中的各个内部电路模块中的电流均正常，各个内部电路模块都处于正常工作的状态，则可能是初始的判断UPS模块是否存在故障的过程是误判，此时可以判定步骤S11对于UPS模块存在故障的结果存在误差，不需要对PFC电路的功率器件进行任何动作，不需要调整驱动信号，防止在正常工作模式下单一条件误触发故障判断，造成故障情况的误判，并可以立刻或一段时间后重新跳转到判断UPS模块是否存在故障的步骤，重复判断UPS模块是否存在故障，提高对UPS模块是否存在故障的判断过程的准确度。
具体地，考虑到在刚开始的判断UPS模块是否存在故障的过程中，可能仅仅以供电电池正负电压之间的偏差这一电压信号作为依据对UPS模块的工作情况进行判断，因此在利用内部电路电流对UPS模块的各个内部电路进行故障判断的过程中，若存在各个内部电路模块均正常工作的情况，则一开始判断的UPS模块存在故障的判定结果可能存在误差，需要重新进行判断，进一步提高整个UPS模块的控制方法的准确性和可靠性。
作为一种可选地实施例，UPS模块的PFC电路为两相PFC电路，基于UPS模块中出现故障的内部电路模块的不同情况调控UPS模块的PFC电路的驱动信号，包括：
若UPS模块的PFC电路存在故障，则拉高PFC电路中没有发生故障的一相电路对应的功率器件的驱动信号；
若UPS模块的平衡桥电路或逆变电路存在故障，则拉高PFC电路中两相电路的功率器件的驱动信号。
不难理解的是，若根据供电电池正负电压之间的偏差初步判断UPS模块存在故障，并且后续根据内部电流情况找到的对应的存在故障的内部电路模块，则证明UPS模块确定存在故障，并且故障情况是否存在故障的内部电路模块导致的；针对不同的故障的内部电路模块，控制系统可以进行相应动作，当UPS模块的PFC电路存在故障，PFC电路中至少存在一相功率器件已经出现了短路故障，此时只需要拉高另一相没有发生故障的功率器件的驱动信号，令这一没有发生故障的一相也同样短路，电流就不会经过零线流向其余正常模块造成所有UPS模块的母线冲高，电容损坏，从而使得故障的UPS模块直接断路，与供电电池断开，避免整个机柜的宕机；当UPS模块的平衡桥电路或逆变电路存在故障，此时PFC电路中的两相功率器件均正常工作，则需要同时拉高这两相功率器件的驱动信号，从而将整个UPS模块都短路掉，从而使得故障的UPS模块直接断路，与供电电池断开，避免整个机柜的宕机。对于PFC电路的功率器件的驱动信号的具体实现方式以及控制方式等本申请在此不做特别的限定，可以直接采用逻辑电平的方式实现。
具体地，对于不同内部电路模块出现故障的情况，控制系统对应PFC电路中功率器件的驱动信号的控制过程也存在区别，对于UPS模块中可能存在的其他类型的内部电路模块，也可以采用与平衡桥电路和逆变电路相同的控制方法，利用同时导通的PFC电路中的两相功率器件，将整个UPS模块都短路，从而利用短路大电流将UPS模块从整个机柜系统中断开，避免故障模块对其他正常模块的影响，确保整个UPS机柜系统中其他正常UPS模块的正常供电。
作为一种具体地实施例，请参照图5，图5为本发明提供的一种1#UPS模块的母线电压的信号波形示意图；请参照图6，图6为本发明提供的一种正常UPS模块的母线电压的信号波形示意图；请参照图7，图7为本发明提供的另一种1#UPS模块的母线电压的信号波形示意图；请参照图8，图8为本发明提供的另一种正常UPS模块的母线电压的信号波形示意图；对于没有采用本发明提供的UPS模块的控制方法的UPS机柜系统，使用仿真软件将机柜中1#UPS模块中的PFC电路的功率器件Q3短路，此时机柜系统内1#UPS模块的内部母线电压波形仿真波形如图5所示，机柜系统中其他正常的UPS模块的内部母线电压波形仿真波形如图6所示，两条曲线分别为正母线电压和负母线电压，可以看到在1#UPS模块中PFC电路的功率器件短路前，故障模块与正常模块的正负母线电压都基本重合，约为360V DC（直流电）；1#UPS模块中PFC电路的功率器件短路后，故障模块与正常模块的负母线电压都迅速飙升超过600V，已超过正常母线电压过压告警电压。对于采用了本发明提供的UPS模块的控制方法之后的UPS机柜系统，同样利用仿真软件将机柜中1#UPS模块中的PFC电路的功率器件Q3短路，此时机柜系统内1#UPS模块的内部母线电压波形仿真波形如图7所示，机柜系统中其他正常的UPS模块的内部母线电压波形仿真波形如图8所示，两条曲线分别为正母线电压和负母线电压，可以看到在1#UPS模块中PFC电路的功率器件短路前，故障模块与正常模块的正负母线电压都基本重合，约为360V DC；在1#UPS模块中PFC电路的功率器件短路后，1#UPS模块的正负母线电压都逐渐下降，此时1#UPS模块已判断出故障，会发出告警并退出机柜系统，其他正常模块的正负母线电压经过短时的跌落后恢复正常，可实现正常供电。
通过上述仿真验证实验，对比使用本发明提供的UPS模块的控制方法前后的实验现象，本发明提供的UPS模块的控制方法可以明显解决机柜系统内在单一模块发生故障后，机柜内所有模块出现负母线电压过压的现象，可以确保其他正常模块的正常工作过程。
请参照图9，图9为本发明提供的一种UPS模块的控制系统的结构示意图；为解决上述技术问题，本发明还提供了一种UPS模块的控制系统，包括：
故障判断单元11，用于判断UPS模块是否存在故障；若是，则触发故障位置确定单元；
故障位置确定单元12，用于基于UPS模块的内部电流情况，确定UPS模块中出现故障的内部电路模块，UPS模块的内部电路模块包括PFC电路、平衡桥电路和逆变电路；
调控单元13，用于基于UPS模块中出现故障的内部电路模块的不同情况，调控UPS模块的PFC电路的驱动信号，以使UPS模块短路并与供电电池断开。
对于本发明提供的一种UPS模块的控制系统的介绍请参照上述UPS模块的控制方法的实施例，本发明在此不再赘述。
请参照图10，图10为本发明提供的一种电子设备的结构示意图。为解决上述技术问题，本发明还提供了一种电子设备，包括：
存储器21，用于存储计算机程序；
处理器22，用于实现如前述的UPS模块的控制方法的步骤。
其中，处理器22可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器22可以采用DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)、FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、PLA(Programmable Logic Array，可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。处理器22也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称中央处理器；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器22可以集成GPU（graphics processing unit，图形处理器），GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器22还可以包括AI(Artificial Intelligence，人工智能)处理器，该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。
存储器21可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器21还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。本实施例中，存储器21至少用于存储以下计算机程序，其中，该计算机程序被处理器22加载并执行之后，能够实现前述任意一个实施例公开的UPS模块的控制方法的相关步骤。另外，存储器21所存储的资源还可以包括操作系统和数据等，存储方式可以是短暂存储或者永久存储。其中，操作系统可以包括Windows、Unix、Linux等。数据可以包括但不限于UPS模块的控制方法的数据等。
在一些实施例中，电子设备还可包括有显示屏、输入输出接口、通信接口、电源以及通信总线。
本领域技术人员可以理解的是，图10中示出的结构并不构成对电子设备的限定，可以包括比图示更多或更少的组件。
对于本发明提供的一种电子设备的介绍请参照上述UPS模块的控制方法的实施例，本发明在此不再赘述。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如前述的UPS模块的控制方法的步骤。
可以理解的是，如果上述实施例中的方法以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。具体地，计算机可读存储介质可以包括但不限于任何类型的盘，包括软盘、光盘及移动硬盘等，或适合于存储指令、数据的任何类型的媒介或设备等等，本申请在此不做特别的限定。
对于本发明提供的一种计算机可读存储介质的介绍请参照上述UPS模块的控制方法的实施例，本发明在此不再赘述。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种UPS模块的控制方法，其特征在于，包括：
判断所述UPS模块是否存在故障；
若是，则基于所述UPS模块的内部电流情况，确定所述UPS模块中出现故障的内部电路模块，所述UPS模块的内部电路模块包括PFC电路、平衡桥电路和逆变电路；
基于所述UPS模块中出现故障的内部电路模块的不同情况，调控所述UPS模块的PFC电路的驱动信号，以使所述UPS模块短路并与供电电池断开。
2.如权利要求1所述的UPS模块的控制方法，其特征在于，所述判断所述UPS模块是否存在故障，包括：
确定所述UPS模块的供电电池的正端与零线之间的第一电压和所述UPS模块的供电电池的负端与零线之间的第二电压；
判断所述第一电压和所述第二电压之间的压差是否大于预设阈值；
若是，则根据流经所述PFC电路的电感的第一电感电流和第一电流预设值，判断所述UPS模块是否存在故障。
3.如权利要求1或2所述的UPS模块的控制方法，其特征在于，当判定所述UPS模块存在故障时，所述基于所述UPS模块的内部电流情况，确定所述UPS模块中出现故障的内部电路模块，包括：
根据流经所述平衡桥电路的电感的第二电感电流和流经所述逆变电路的电感的第三电感电流中的至少一项，确定所述UPS模块中出现故障的内部电路模块。
4.如权利要求3所述的UPS模块的控制方法，其特征在于，所述根据流经所述平衡桥电路的电感的第二电感电流和流经所述逆变电路的电感的第三电感电流中的至少一项，确定所述UPS模块中出现故障的内部电路模块，包括：
判断流经所述平衡桥电路的电感的第二电感电流是否大于第二电流预设值；
若是，则判定所述UPS模块的平衡桥电路存在故障；
若否，则判定所述UPS模块的PFC电路存在故障。
5.如权利要求3所述的UPS模块的控制方法，其特征在于，所述根据流经所述平衡桥电路的电感的第二电感电流和流经所述逆变电路的电感的第三电感电流中的至少一项，确定所述UPS模块中出现故障的内部电路模块，包括：
判断流经所述逆变电路的电感的第三电感电流是否与所述逆变电路的零线电流一致；
若否，则判定所述UPS模块的逆变电路存在故障；
若否，则判定所述UPS模块的PFC电路存在故障。
6.如权利要求1所述的UPS模块的控制方法，其特征在于，所述基于所述UPS模块的内部电流情况，确定所述UPS模块中出现故障的内部电路模块之后，还包括：
若所述UPS模块的内部电流情况均正常，则维持所述UPS模块的PFC电路的驱动信号不变，并重新跳转至所述判断所述UPS模块是否存在故障的步骤。
7.如权利要求1所述的UPS模块的控制方法，其特征在于，所述UPS模块的PFC电路为两相PFC电路，所述基于所述UPS模块中出现故障的内部电路模块的不同情况，调控所述UPS模块的PFC电路的驱动信号，包括：
若所述UPS模块的PFC电路存在故障，则拉高所述PFC电路中没有发生故障的一相电路对应的功率器件的驱动信号；
若所述UPS模块的平衡桥电路或逆变电路存在故障，则拉高所述PFC电路中两相电路的功率器件的驱动信号。
8.一种UPS模块的控制系统，其特征在于，包括：
故障判断单元，用于判断所述UPS模块是否存在故障；若是，则触发故障位置确定单元；
所述故障位置确定单元，用于基于所述UPS模块的内部电流情况，确定所述UPS模块中出现故障的内部电路模块，所述UPS模块的内部电路模块包括PFC电路、平衡桥电路和逆变电路；
调控单元，用于基于所述UPS模块中出现故障的内部电路模块的不同情况，调控所述UPS模块的PFC电路的驱动信号，以使所述UPS模块短路并与供电电池断开。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于实现如权利要求1至7任一项所述的UPS模块的控制方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的UPS模块的控制方法的步骤。
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