CN1977440A - 测试不间断电源的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种例如为在线式UPS的电源设备，该电源设备包含AC/DC转换器电路、DC/AC转换器电路以及旁路电路，AC/DC转换器电路具有被配置为被耦合到AC源的输入，DC/AC转换器电路具有通过DC连接被耦合到AC/DC转换器电路输出的输入，旁路电路适用于将DC/AC转换器电路的输出耦合到AC/DC转换器电路的输入以及从AC/DC转换器电路的输入断开。电力从DC/AC转换器电路的输出经由旁路电路被传送，以便进行设备的测试，例如进行工厂或现场负载测试。例如，可使电力绕着环路——该环路包含AC/DC转换器电路、DC/AC转换器电路以及旁路电路——循环以进行测试，以便在负载下对这些部件进行测试。可对测试做出响应地判定这些部件的状态。在进一步的实施例中，可对测试做出响应地校准这些部件。

Description

测试不间断电源的方法和设备
技术领域
本发明涉及电源，特别涉及电源的测试。
背景技术
典型的传统大容量“在线式”UPS可包含AC/DC转换器(例如整流器)和DC/AC转换器(例如逆变器)，AC/DC转换器被配置为被耦合到例如公用电源等AC电源，DC/AC转换器通过DC连接被耦合到AC/DC转换器并在UPS的输出(负载)母线上产生AC电压。UPS可进一步包含旁路电路，例如静态开关，其可用于将AC电源直接耦合到UPS的输出母线，使得AC/DC转换器和DC/AC转换器被旁路。例如，旁路电路可用于提供经济的运行模式和/或当转换器中的任何一个或二者损坏或者不起作用时向负载提供电力。
这种UPS的工厂测试经常在具有电阻性、电抗性负载和/或非线性测试负载的情况下进行。进行这些测试可能需要多方面的基础设施，包括负载自身和提供测试用电力的、容量足够高的公用供电基础设施。另外，在这种测试中可能必需非常大的能量代价，因为在负载测试中被传送到测试负载的能量通常作为热耗散。当UPS被安装在消费者的房屋中——其中，可在安装时进行交付测试(commissioning test)以保证UPS和例如线路、开关、断路器等相关电力传送部件在额定负载下如预期中的那样运行——的时候，这种代价被重复。
题为“The Burn-in Test of Three-Phase UPS by Energy FeedbackMethods”(by Chen et al.，PESC 93 in Seattle Washington，U.S.A.，(1993))和“Self-load bank for UPS testing by circulating current method”(by Chuet al.，IEE Proc.-Electr.Power Appl.，Vol.141，No.4(July 1994))的文章中介绍了在UPS开机测试(burn-in test)中对能量进行再循环的技术。然而，这些技术中的每一种采用了可导致额外成本的专用测试设备，且其可能使得这些测试技术对现场测试来说实用性降低。
发明内容
在本发明的某些实施例中，提供了用于例如在线式UPS等电源设备的运行方法，该电源设备包含AC/DC转换器电路、DC/AC转换器电路以及旁路电路，AC/DC转换器电路具有被配置为被耦合到AC源的输入，DC/AC转换器电路具有通过DC连接被耦合到AC/DC转换器电路输出的输入，旁路电路适用于将DC/AC转换器电路的输出耦合到AC/DC转换器电路的输入以及从AC/DC转换器电路的输入断开。电力从DC/AC转换器电路的输出经由旁路电路被传送，以便进行设备的测试，例如进行工厂或现场负载测试。例如，可使电力绕着环路——该环路包含AC/DC转换器电路、DC/AC转换器电路以及旁路电路——循环以进行测试，以便在负载下对这些部件进行测试。可对测试做出响应地判定这些部件的状态。在进一步的实施例中，可对测试做出响应地校准这些部件。
根据本发明的某些实施例，对电力指令——例如代表用于进行测试的、所希望的有功功率和/或无功功率传送的指令——做出响应地控制DC/AC转换器电路和/或AC/DC转换器电路。DC/AC转换器电路和/或AC/DC转换器电路可包含桥式电路，并且，对电力指令做出响应地控制DC/AC转换器电路和/或AC/DC转换器电路可包括：采用例如接收电力指令的电流模式控制脉宽调制(PWM)控制环，对该指令做出响应地改变桥式电路的节点上的AC电压的幅值和/或相位。在进一步的实施例中，电力从DC/AC转换器电路的输出被传送到AC/DC转换器电路的输入，同时，并行地运行AC/DC转换器电路，以便调节用于测试的、DC连接上的DC电压。
在本发明的某些实施例中，可对DC/AC转换器电路和/或AC/DC转换器电路进行控制，以便产生用于测试的预定义电流。例如，可对DC/AC转换器电路进行控制，以便在测试期间在DC/AC转换器电路的输出上产生所希望的谐波电流以模拟非线性负载，且可通过由AC/DC转换器电路产生的谐波电流对该电流进行补偿。
在进一步的实施例中，电力从DC/AC转换器电路的输出经由旁路电路被传送到AC/DC转换器电路的输入，同时，AC/DC转换器电路的输入被耦合到AC电源，例如，执行设备的负载测试，同时，从AC源接收足够的电力以补偿设备中的损耗。在其他实施例中，电力从DC/AC转换器电路的输出经由旁路电路被传送到AC/DC转换器电路的输入，同时，AC/DC转换器电路的输入从AC电源断开，例如，采用电池或其他DC源来补偿系统损耗。在进一步的实施例中，电力可从DC/AC转换器电路的输出经由旁路电路被传送以便进行测试，同时，电力还被提供给被耦合到DC/AC转换器电路输出的负载。在这种方式下，可在保持关键负载的同时进行维护以及其他测试。在进一步的实施例中，电力从逆变器电路的输出经由旁路电路被传送，以便进行对被耦合到DC连接的DC电源的测试，例如，通过从DC源经由旁路电路向外部AC源传送电流。
在本发明的附加实施例中，电源设备包含AC/DC转换器电路、DC/AC转换器电路以及旁路电路，AC/DC转换器电路具有被配置为被耦合到AC源的输入，DC/AC转换器电路具有通过DC连接被耦合到AC/DC转换器电路输出的输入，旁路电路适用于将DC/AC转换器电路的输出耦合到AC/DC转换器电路的输入以及从AC/DC转换器电路的输入断开。测试控制电路有效地与旁路电路以及AC/DC转换器电路与DC/AC转换器电路中的至少一个相关联，并被配置为引起从DC/AC转换器电路的输出经由旁路电路的电力传送，以便进行设备的测试。
在本发明进一步的实施例中，UPS包含整流器电路、逆变器电路、DC连接、DC电源和旁路电路，整流器电路具有被配置为被耦合到AC源的输入，逆变器电路具有被配置为被耦合到负载的输出，DC连接被耦合在整流器电路的输出和逆变器电路的输入之间，DC电源被耦合到DC连接，旁路电路适用于将逆变器电路的输出耦合到整流器电路的输入以及从整流器电路的输入断开。UPS还包含测试控制电路，该电路有效地与旁路电路以及整流器电路与逆变器电路中的至少一个相关联，并被配置为引起从逆变器电路的输出经由旁路电路的电力传送，以便进行设备的测试。测试控制电路可适用于使电力绕着环路循环以便进行测试，该环路包含整流器电路、逆变器电路和旁路电路。在进一步的实施例中，测试控制电路适用于从逆变器电路的输出经由旁路电路传送电力，以便进行DC电源的测试，例如，通过从DC源向外部AC源传送电流。
在本发明又进一步的实施例中，提供了一种计算机程序产品，其用于控制电源设备，该电源设备包含AC/DC转换器电路、DC/AC转换器电路以及旁路电路，AC/DC转换器电路具有被配置为被耦合到AC源的输入，DC/AC转换器电路具有通过DC连接被耦合到AC/DC转换器电路输出的输入，旁路电路适用于将DC/AC转换器电路的输出耦合到AC/DC转换器电路的输入以及从AC/DC转换器电路的输入断开。该计算机程序产品包含计算机可读的存储介质，该介质中包含计算机可读的程序代码，该计算机可读的程序代码包含这样的程序代码：其被配置为引起从DC/AC转换器电路的输出经由旁路电路的电力传送，以便进行设备的测试。计算机可读的程序代码可包含例如这样的程序代码：其被配置为使电力绕着环路循环以便进行测试，该环路包含AC/DC转换器电路、DC/AC转换器电路以及旁路电路。
附图说明
图1-3为原理图，其示出了根据本发明不同的实施例的电源设备；
图4为一原理图，其示出了根据本发明进一步的实施例的例证性逆变器控制构造；
图5为一原理图，其示出了根据本发明进一步的实施例的电源设备；
图6-10为原理图，其示出了根据本发明进一步的实施例的UPS及其例证性测试运行。
具体实施方式
下面将参照附图介绍本发明的具体例证性实施例。然而，本发明可以用许多不同的形式实现，且不应被认为限制在这里所述的实施例；相反，提供这些实施例使得本公开彻底、完善，并向本领域技术人员充分传达本发明的范围。在附图中，相同的标号表示同样的元件。可以明了，当元件被称为被“连接”或“耦合”到另一元件时，其可被直接连接或耦合到另一元件，或者，可存在中间元件。另外，如这里所用的“连接”或“耦合”可包含无线连接或耦合。如这里所用的术语“和/或”表示一个或一个以上相关所列项目的任何以及全部组合。
这里所用的命名法仅仅是为了描述特定实施例，不是为了限制本发明。除非上下文明确地另有说明，如这里所用的单数形式“一”、“一个”以及“该”也包括复数形式。可以进一步明了，当本说明书中采用术语“包含”和/或“包括”时，说明所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除存在或附加一个或一个以上的其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其群体。
除非另有限定，这里所用的全部术语(包括技术术语和科学术语)与本发明所属领域的技术人员通常理解的具有相同的含义。还将明了，这里术语——例如常用词典中定义的——应当被解释为与它们在相关技术背景下具有一致的含义，不应理想化地或过于拘泥形式地解释，除非文中明确地这样限定。
如本领域技术人员所知，本发明可作为设备、方法以及计算机程序产品实现。本发明的实施例可包括硬件和/或软件。另外，本发明可采用计算机可用的存储介质上的计算机程序产品的形式，该介质具有包含在介质中的计算机可用程序代码。可采用任何合适的计算机可读介质，包括硬盘、CD-ROM、光学存储设备、磁存储设备或传播介质，例如支持互联网或intranet的传播介质。
执行本发明的操作的计算机程序代码可以用面向对象的编程语言编写，例如Java、Smalltalk或C++。然而，实现本发明的操作的计算机程序代码也可以用传统的过程编程语言编写，例如“C”编程语言。程序代码可完全在用户计算机上执行、作为独立的软件包部分地在用户计算机上执行、部分在用户计算机上且部分在远程计算机上执行或完全在远程计算机上执行。在后一种方案下，远程计算机可通过局域网(LAN)或广域网(WAN)被连接到用户计算机，或者可进行到外部计算机(例如通过采用网络服务提供者的互联网)的连接。
本发明的实施例包括被配置为提供这里介绍的功能的电路。可以明了，这种电路可包括模拟电路、数字电路以及模拟与数字电路的结合。
下面参照框图和/或根据本发明不同实施例的方法、设备以及计算机程序产品的运行图介绍本发明。可以明了，框图和/或运行图中的各个块以及框图和/或运行图中块的组合可由模拟和/或数字硬件和/或计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可被提供给通用计算机、专用计算机、ASIC和/或其他可编程数据处理设备的处理器，使得这些指令在通过计算机和/或其他可编程数据处理设备的处理器执行时，产生用于实现框图和/或运行图中指定的功能/动作的装置。在某些替代实施方式中，附图中记录的功能/动作可以不以框图和/或运行图中记录的顺序发生。例如，两个被示为接连发生的操作可在实际上基本并行地执行，或者，取决于所涉及的功能/动作，操作有时可以用相反的顺序执行。
图1示出了根据本发明某些实施例的电源设备100。可被并入例如在线式UPS之中的设备100包括AC/DC转换器电路110(例如整流器)，该电路具有被配置为被耦合到AC源(未示出)的输入112以及被耦合到DC连接115的输出114。AC/DC转换器电路110适用于由在其输入112上提供的AC电力对DC连接115供电。设备100还包含DC/AC转换器电路120(例如逆变器)，该电路具有被耦合到DC连接115的输入122以及被配置为被耦合到负载(未示出)的输出124。DC/AC转换器电路120适用于由经由DC连接115提供的DC电力在其输出上提供AC电力。设备100还包含旁路电路(例如静态开关)130，该电路适用于耦合和断开AC/DC转换器电路110的输入112与DC/AC转换器电路120的输出124。
设备100还包含测试控制电路140，该电路控制AC/DC转换器电路110和/或DC/AC转换器电路120(即任意一个或二者，如虚线所示)，且其还控制旁路电路130。具体而言，测试控制电路140适用于使旁路电路130将DC/AC转换器电路120的输出124耦合到AC/DC转换器电路110的输入112，以及对AC/DC转换器电路110和/或DC/AC转换器电路120进行控制，以便引起从DC/AC转换器电路120的输出124经由旁路电路130到AC/DC转换器电路110的输入112的电力传送，由此进行设备100的测试，例如开机、交付或其他测试。
图2示出了根据本发明进一步的实施例的电源设备200。设备200可以为例如在线式UPS，其包含整流器电路210，该电路具有被配置为被耦合到AC源(未示出)的输入212以及被耦合到DC连接215的输出214。整流器电路210适用于在DC连接215以及在其输入212上的AC电源(未示出)之间转换电力。设备200还包含逆变器电路220，该电路具有被耦合到DC连接215的输入222以及被配置为被耦合到AC负载(未示出)的输出224。逆变器电路220适用于在DC连接215和AC负载之间转换电力。设备200还包含旁路电路(例如静态开关)230，该电路适用于耦合和断开整流器电路210的输入212与逆变器电路220的输出224。
设备200还包含测试控制电路240，该电路对逆变器电路220以及旁路电路230进行控制。测试控制电路240包括旁路控制电路242和电力控制电路244，旁路控制电路242适用于使旁路电路230将逆变器电路220的输出224耦合到整流器电路210的输入212，电力控制电路244适用于控制逆变器电路220以引起从逆变器电路220的输出224经由旁路电路230到AC/DC转换器电路210的输入212的电力传送，以便进行设备200的测试。特别地，电力控制电路244适用于对电力指令信号241做出响应地产生用于逆变器电路220的控制电路(例如电流模式PWM控制环电路)的指令信号243，电力指令信号241可以包含例如有功和/或无功分量。例如，电力指令信号241可命令逆变器电路220传送电力，以便实现所希望的、逆变器电路220的负载，使得UPS的部件——例如整流器电路210和/或逆变器电路220中的功率晶体管以及相关联的控制电子装置和传感器——在所希望的负载下被测试。
在这种测试期间，整流器电路210可像其在UPS正常运行期间的那样运行，例如，在正常和测试模式下，整流器电路210可运行以调节DC连接215上的DC电压。可以明了，在这样的实施方式中，整流器电路210可对由逆变器电路220的电力转换操作产生的、DC连接215上的当前需求(current demands)做出响应。或者，如下面参照图5详细讨论的那样，整流器电路210还可由测试控制电路240进行控制，以便在测试期间提供所希望的电力传送或其它特性。
图3示出了根据本发明进一步的实施例的例证性控制构造，其用于沿图2中的线的电源设备的实施方式。图3示出了电源设备300，其包含整流器电路310，整流器电路310具有被配置为被耦合到AC电源(未示出)的输入312。整流器电路310适用于在DC连接315和AC电源之间转换电力。设备300还包含被耦合到DC连接315的逆变器电路320以及被配置为被耦合到负载(未示出)的输出324。逆变器电路320适用于在其输出324与DC连接315之间转换电力，并包括被耦合到DC连接315的桥式电路321(例如包括以半桥构造布置的一对或更多对绝缘栅型双极晶体管(IGBT)的有源桥)以及被耦合到输出324的阻抗(例如电感)323。设备300还包含旁路电路(例如静态开关)330，该电路适用于耦合和断开整流器电路310的输入312与逆变器电路320的输出324。
设备300还包含用于逆变器电路320与旁路电路330的测试控制电路，其作为包含在处理器350中的功能块实现，处理器350例如为微处理器、微控制器、DSP或其组合。控制电路包含PWM控制块358，PWM控制块358向逆变器电路320提供一个或一个以上的脉宽调制控制信号357，以便控制桥式电路321的运行。PWM控制块358对逆变器指令信号355以及与逆变器电路320的运行相关联的一个或一个以上的反馈信号359(例如表示电压和/或电流的信号)做出响应地运行。逆变器指令信号355表示用于由PWM控制块358实现的用于逆变器电路320的控制环的运行基准。
一个或一个以上的反馈信号359也被提供给电力控制块356，电力控制块356也在处理器350中实现，其还接收电力指令信号353，例如表示有待由逆变器电路320产生的有功功率和/或无功功率的信号。对电力指令信号353以及所述一个或一个以上的反馈信号359做出响应，电力控制块356产生逆变器指令信号355，该信号被提供给PWM控制块358。在这种方式下，可对桥式电路321的节点325上的电压幅值和相位进行改变，以便在逆变器电路320的输出324上进行所希望的电力转换。测试执行块352产生电力指令信号353，并向在处理器350中实现的旁路控制块354提供旁路指令信号351。旁路控制块354做出响应地控制旁路电路330，以便耦合以及断开逆变器电路320的输出324与整流器电路310的输入312。
可以明了，测试执行块352可被配置为提供进行设备300的测试——例如负载测试——所需要的、设备300的不同配置和运行。测试执行块352可进一步被配置为在测试期间监测设备300的部件的状态，例如由设备300产生的电压和/或电流、设备300的部件故障、设备中不同位置的温度等等。还可明了，处理器350中实现的几个部件块可提供上面介绍的测试控制功能以外的功能。例如，电力控制块356和/或PWM控制块358还可采用除测试执行块352之外的其它控制块用于在“正常”运行期间的逆变器控制。
图4示出了例证性的控制环构造，其可在图3的电力控制块356中实现。相应的有功与无功功率计算块415与430对相电流与电压信号iAC、vAC(例如表示逆变器电路320的输出324上的电流和电压的信号)做出响应，为逆变器电路320的输出324计算有功与无功功率Winv、VARinv信号。在相应的求和块405、420上，从相应的有功与无功功率基准(指令)信号Wref、VARref中减去这些有功与无功功率信号Winv、VARinv，产生应用到相应的补偿块410与425的、相应的有功与无功功率误差信号，补偿块410与425提供相应的传递函数GW(z)、GVAR(z)。无功功率补偿块425的输出是幅值基准信号|Ref|，该信号表示在逆变器电路320的桥式电路321的输出322上的电压幅值，其使逆变器电路320接近用无功功率基准信号VARref表示的有功功率传送。有功功率补偿块410的输出是相位偏移信号θoffset，该信号表示相移，其使逆变器电路320接近用有功功率基准信号Wref表示的有功功率传送。
相位偏移信号θoffset被提供给另一求和块440，在该求和块中，从相位误差信号θerror中减去相位偏移信号θoffset。相位误差信号θerror是由相位/频率检测器块435对信号vbypass与被提供到逆变器PWM控制电路358的基准信号vref的比较做出响应地产生的，vbypass表示整流器电路310的输入312上的电压(并且，由于旁路电路330的闭合状态，是逆变器电路320的输出324上的电压)。求和块440产生到误差控制的振荡器块445的、调节后的误差信号，误差控制的振荡器块445还接收来自相位/频率检测器块435的频率误差信号ωerror。
误差控制的振荡器块445做出响应地产生频率信号，该信号由增益块450在提供到累加器(积分器)——其包含求和块455和零阶保持(ZOH)块460——之前进行定标。特别地，误差控制的振荡器块445产生表示对于逆变器基准信号vref的所希望频率的信号，且增益块将此频率信号转换为每步角度信号θstep，每步角度信号θstep表示对应于累加器——其包含求和块455和ZOH块460——的计算间隔的、正弦波的度数。累加器产生角度基准信号θref，其被正弦函数块465——即计算与角度基准信号θref的角度值对应的正弦值的块——转换为正弦基准信号Refsin。正弦基准信号Refsin在乘法器块470中乘以幅值基准信号|Ref|，产生逆变器基准信号vref。
可以明了，图3与4中的功能块可以用例如软件模块或对象等多种不同的方式实现。还可明了，出于说明性目的提供图3与4中的控制结构，本发明还可采用多种不同的逆变器控制结构。这些控制结构通常可包含数字控制结构、模拟控制结构及其组合。例如，图3与4所示数字功能块中的全部或某些可用执行同等功能的模拟电路代替。
如图5所示，根据本发明进一步的实施例，可以为例如图3中的设备300等电源设备的整流器提供附加的控制，使得通过整流器的有功和/或无功功率传送可以用与上述逆变器控制类似的方式被控制。特别地，图5示出了电源设备500，该设备包含整流器电路510，整流器电路510具有被配置为被耦合到AC源(未示出)的输入512并包括通过阻抗513被耦合到输入512的桥式电路511。整流器电路510适用于由在其输入512上提供的AC电力向DC连接515提供电力。设备500还包含逆变器电路520以及输出524，逆变器电路520被耦合到DC连接515和输出524，输出524被配置为被耦合到负载(未示出)。逆变器电路520适用于在其输出上由经由DC连接515提供的DC电力提供AC电力，并包括桥式电路521以及阻抗(例如电感)523，桥式电路521被耦合到DC连接515，阻抗523将桥式电路521耦合到输出524。设备500还包含旁路电路(例如静态开关)530，该电路适用于耦合以及断开整流器电路510的输入512与逆变器电路520的输出524。
设备500还包含处理器550，其被配置为提供对于逆变器电路520以及旁路电路530的控制电路，包含PWM控制块553、电力控制块552和旁路控制块556，其可以沿着上面参照图3与4讨论的线运行。处理器550进一步被配置为提供用于整流器电路510的控制电路，包含PWM控制块555与电力控制块554，其对与整流器电路510相关联的反馈信号做出响应地控制整流器电路510的桥式电路511。电力控制块554以及PWM控制块555被配置为对电力指令信号561做出响应地改变桥式电路511的节点525上的电压幅值与相位，以便在输入512上实现所希望的有功和/或无功功率传送。测试执行块551提供整流器与逆变器电力指令信号557与561，并向旁路控制块556提供旁路指令信号563。
图6-10为原理图，其示出了根据本发明某些实施例的例证性运行，这些运行可由不间断电源(UPS)设备沿着上面参照图1-5介绍的线执行。电源设备600包括由DC连接615耦合的整流器电路610和逆变器电路620。设备600还包含旁路电路630和被耦合到DC连接615的电池(或其他DC源)。可以明了，电池640可被直接耦合到DC连接615，或被例如充电器/转换器电路等电力转换器电路耦合。
仍然参照图6，当AC源10被耦合到设备600的输入时，可对旁路电路630、整流器电路610和逆变器电路620进行配置，使得由此建立起循环的电流。通过控制由整流器电路610以及逆变器电路620进行的电力转换，循环的电流可被用于为设备600的部件——包括整流器、逆变器与旁路电路610、620、630——以及与循环电流路径相关联的其他部件——例如电流传感器与温度传感器——模仿负载测试电流。在这种方式下，可进行各种开机、交付和/或其他测试。这种方法可允许在没有连接到设备600的实际负载的情况下进行测试，并可用最小的能量损耗提供测试，因为AC源只需提供足够补偿设备600中的损耗的电流。如图7所示，根据本发明进一步的实施例，这种测试甚至可在设备600向负载20供电的同时发生。这种技术对于仍支持关键负载的同时在现场进行维护测试特别有用。如图8所示，可通过使来自电池640的电力进行循环对设备600进行测试，而不用连接到外部AC源10。如图9所示，通过使整流器电路610无效并允许来自电池640的电流经逆变器电路620和旁路电路630流进外部AC源10，可进行电池640的放电测试。
图10示出了根据本发明进一步的实施例、用于并联连接的UPS 1010与1020的测试配置。特别地，通过建立经过UPS 1010与1020的循环电流，可获得对于UPS 1020与1020的部件的所希望的负载。通过在“正常”方式下运行一个UPS 1020、同时控制第二UPS 1020的逆变器和/或整流器以便提供第一UPS 1010的合成附加负载，可建立这种循环测试电流。
可以明了，多种自测试方案属于本发明的范围。在某些实施例中，如果UPS(或其他电源设备)的整流器具有有源部件(例如沿着图5所示的线)，可对整流器的无功功率传送进行控制，以便匹配来自UPS的逆变器的无功功率传送，使得公用供电的无功功率负载是所希望的。可进行进一步的增强，以便采用逆变器和/或整流器控制产生代表其他类型的负载——例如谐波或非线性负载——的循环电流。例如，可采用电流指令对逆变器和整流器进行控制，使得逆变器产生谐波测试电流(例如模拟非线性负载)，并使整流器产生消除由逆变器所产生谐波测试电流的谐波电流，以便减小或防止公用电源的劣化。
所示出的根据本发明不同实施例的电源构造——例如上面参照图6-10所介绍的电源构造——可由制造部门、消费者或服务组织采用以进行完整性测试(integrity test)。可被测试的电源设备部件包括但不限于：逆变器动力系统(power train)以及控制连接、整流器动力系统(power train)以及控制连接、旁路模块、接触器、断路器、反馈信号、控制电路、UPS内部的控制处理器。进一步的实施例可对断路器以及其他开关装置进行测试。在某些实施例中，例如风扇、散热器以及温度传感器等热控制装置可被测试。本发明的实施例可验证系统性能需求，例如效率。
根据附加实施例，制造部门、消费者或服务组织可在采用减小或最小化的电力的同时进行负载测试，以便实现能量节约。对多个UPS中的一个进行负载测试的制造部门无需安装通常必须为所有被测UPS提供足够的能量的、大的公用电网馈送，因为电力馈送只需大到足够覆盖UPS中的损耗。测试可经由调制解调器、网络、互联网、无线或其他通信装置远程控制。
根据本发明进一步的实施形态，可使UPS的校准自动化。例如，如果旁路电路用于测量电压和电流并已知是准确的，这种信息可用于校准UPS的其他部分中的电压和电流测量。例如，逆变器和整流器可被关断但经由旁路连接。在这种情况下，不会有电流循环，且可以调节由逆变器和整流器进行的电压测量，使得它们与已知的准确旁路电压匹配。采用图6所示的构造，于是，循环电流可被指令、整流器与逆变器电流可被测量、传感器增益可被调节，以便匹配旁路电流。
在附图和说明书中公开了本发明的例证性实施例。尽管采用了具体的术语，但它们用于一般性和说明性含义，并非出于限制目的。本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (44)

1.一种运行电源设备的方法，该设备包含AC/DC转换器电路、DC/AC转换器电路以及旁路电路，所述AC/DC转换器电路具有被配置为被耦合到AC源的输入，所述DC/AC转换器电路具有通过DC连接被耦合到所述AC/DC转换器电路输出的输入，所述旁路电路适用于将所述DC/AC转换器电路的输出耦合到所述AC/DC转换器电路的所述输入以及从所述AC/DC转换器电路的所述输入断开，所述方法包含：
从所述DC/AC转换器电路的所述输出经由所述旁路电路传送电力，以便进行所述设备的测试。
2.根据权利要求1的方法，其还包含：使电力绕着环路循环以进行所述测试，该环路包含所述AC/DC转换器电路、所述DC/AC转换器电路以及所述旁路电路。
3.根据权利要求1的方法，其中，从所述DC/AC转换器电路的所述输出经由所述旁路电路传送电力以进行所述设备的测试包含：
对用于所述测试的电力指令做出响应地控制所述DC/AC转换器电路和/或所述AC/DC转换器电路。
4.根据权利要求3的方法，其中，所述电力指令表示所希望的有功功率和/或无功功率传送。
5.根据权利要求3的方法，其中，所述DC/AC转换器电路和/或所述AC/DC转换器电路包含桥式电路，且其中，对电力指令做出响应地控制所述DC/AC转换器电路和/或所述AC/DC转换器电路包含：对所述电力指令做出响应地改变所述桥式电路的节点上的AC电压的幅值和/或相位。
6.根据权利要求3的方法，其还包含从所述DC/AC转换器电路的所述输出向所述AC/DC转换器电路的所述输入传送电力，同时，并行地运行所述AC/DC转换器电路，以便调节用于所述测试的、所述DC连接上的DC电压。
7.根据权利要求1的方法，其还包含：使所述DC/AC转换器电路和/或所述AC/DC转换器电路产生用于所述测试的预定义电流。
8.根据权利要求7的方法，其中，所述预定义电流包含预定义的谐波电流。
9.根据权利要求1的方法，其中，从所述DC/AC转换器电路的所述输出经由所述旁路电路传送电力以进行所述设备的测试包含：从所述DC/AC转换器电路的所述输出经由所述旁路电路向所述AC/DC转换器电路的所述输入传送电力，同时，所述AC/DC转换器电路的所述输入被耦合到所述AC电源。
10.根据权利要求1的方法，其中，从所述DC/AC转换器电路的所述输出经由所述旁路电路传送电力以进行所述设备的测试包含：从所述DC/AC转换器电路的所述输出经由所述旁路电路向所述AC/DC转换器电路的所述输入传送电力，同时，所述AC/DC转换器电路的所述输入从所述AC电源断开。
11.根据权利要求1的方法，其中，从所述DC/AC转换器电路的所述输出经由所述旁路电路传送电力以进行所述设备的测试包含：从所述DC/AC转换器电路的所述输出经由所述旁路电路传送电力，同时，向被耦合到所述DC/AC转换器电路的所述输出的负载供电。
12.根据权利要求1的方法，其中，从所述DC/AC转换器电路的所述输出经由所述旁路电路传送电力以进行所述设备的测试包含：从所述DC/AC转换器电路的所述输出经由所述旁路电路传送电力以测试所述AC/DC转换器电路、所述旁路电路和/或所述DC/AC转换器电路。
13.根据权利要求1的方法，其还包含：对所述测试做出响应地判定所述设备的部件的状态。
14.根据权利要求1的方法，其还包含：对所述测试做出响应地校准所述设备的部件。
15.根据权利要求1的方法，其中，从所述DC/AC转换器电路的所述输出经由所述旁路电路传送电力以进行所述设备的测试包含：从所述DC/AC转换器电路的所述输出经由所述旁路电路传送电力以进行工厂测试和/或现场测试。
16.根据权利要求1的方法，其中，所述设备还包含被耦合到所述DC连接的DC电源，且其中，从所述DC/AC转换器电路的所述输出经由所述旁路电路传送电力以进行所述设备的测试包含：从所述DC/AC转换器电路的所述输出经由所述旁路电路传送电力以进行所述DC电源的测试。
17.根据权利要求1的方法，其中，所述电源设备为不间断电源(UPS)。
18.一种电源设备，该设备包含：
AC/DC转换器电路，其具有被配置为被耦合到AC源的输入；
DC/AC转换器电路，其具有通过DC连接被耦合到所述AC/DC转换器电路输出的输入；
旁路电路，其适用于将所述DC/AC转换器电路的输出耦合到所述AC/DC转换器电路的所述输入以及从所述AC/DC转换器电路的所述输入断开；以及
测试控制电路，其有效地与所述旁路电路以及所述AC/DC转换器电路与所述DC/AC转换器电路中的至少一个相关联，并被配置为引起从所述DC/AC转换器电路的所述输出经由所述旁路电路的电力传送以进行所述设备的测试。
19.根据权利要求18的设备，其中，所述测试控制电路适用于使电力绕着环路循环以进行所述测试，所述环路包含所述AC/DC转换器电路、所述DC/AC转换器电路以及所述旁路电路。
20.根据权利要求18的设备，其中，所述测试控制电路适用于对用于所述测试的电力指令做出响应地控制所述DC/AC转换器电路和/或所述AC/DC转换器电路。
21.根据权利要求20的设备，其中，所述电力指令表示所希望的有功功率和/或无功功率传送。
22.根据权利要求20的设备，其中，所述DC/AC转换器电路和/或所述AC/DC转换器电路包含桥式电路，且其中，所述测试控制电路适用于对所述电力指令做出响应地改变所述桥式电路的节点上的AC电压的幅值和/或相位。
23.根据权利要求20的设备，其中，所述AC/DC转换器电路适用于调节用于测试的、所述DC连接上的DC电压。
24.根据权利要求18的设备，其中，所述测试控制电路适用于使所述DC/AC转换器电路和/或所述AC/DC转换器电路产生用于测试的预定义电流。
25.根据权利要求24的设备，其中，所述预定义电流包含预定义的谐波电流。
26.根据权利要求18的设备，其中，所述测试控制电路适用于引起从所述DC/AC转换器电路的所述输出经由所述旁路电路的电力传送以测试所述AC/DC转换器电路、所述旁路电路和/或所述DC/AC转换器电路。
27.根据权利要求18的设备，其中，所述测试控制电路进一步适用于对所述测试做出响应地判定所述设备的部件的状态。
28.根据权利要求18的设备，其中，所述测试控制电路适用于引起从所述DC/AC转换器电路的所述输出经由所述旁路电路的电力传送以进行工厂测试和/或现场测试。
29.根据权利要求18的设备，其还包含被耦合到所述DC连接的DC电源，且其中，所述测试控制电路适用于从所述DC/AC转换器电路的所述输出经由所述旁路电路传送电力以进行所述DC电源的测试。
30.一种不间断电源(UPS)，所述不间断电源包含：
整流器电路，其具有被配置为被耦合到AC源的输入；
逆变器电路，其具有被配置为被耦合到负载的输出；
DC连接，其被耦合在所述整流器电路的输出和所述逆变器电路的输入之间；
DC电源，其被耦合到所述DC连接；
旁路电路，其适用于将所述逆变器电路的所述输出耦合到所述整流器电路的所述输入以及从所述整流器电路的所述输入断开；以及
测试控制电路，其有效地与所述旁路电路以及所述整流器电路和/或所述逆变器电路相关联，并被配置为引起从所述逆变器电路的所述输出经由所述旁路电路的电力传送以进行设备的测试。
31.根据权利要求30的UPS，其中，所述测试控制电路适用于使电力绕着环路循环以进行所述测试，所述环路包含所述整流器电路、所述逆变器电路以及所述旁路电路。
32.根据权利要求30的UPS，其中，所述测试控制电路适用于对用于所述测试的电力指令做出响应地控制所述逆变器电路和/或所述整流器电路。
33.根据权利要求32的UPS，其中，所述电力指令表示所希望的有功功率和/或无功功率传送。
34.根据权利要求30的UPS，其中，所述测试控制电路适用于使所述逆变器电路和/或所述整流器电路产生用于所述测试的预定义电流。
35.根据权利要求34的UPS，其中，所述预定义电流包含预定义的谐波电流。
36.根据权利要求30的UPS，其中，所述测试控制电路进一步适用于对所述测试做出响应地判定所述UPS的部件的状态。
37.根据权利要求30的UPS，其中，所述测试控制电路适用于引起从所述逆变器电路的所述输出经由所述旁路电路的电力传送以进行工厂测试和/或现场测试。
38.根据权利要求30的UPS，其中，所述测试控制电路适用于从所述逆变器电路的所述输出经由所述旁路电路传送电力以进行所述DC电源的测试。
39.一种计算机程序产品，其用于控制电源设备，该电源设备包含AC/DC转换器电路、DC/AC转换器电路以及旁路电路，所述AC/DC转换器电路具有被配置为被耦合到AC源的输入，所述DC/AC转换器电路具有通过DC连接被耦合到所述AC/DC转换器电路输出的输入，所述旁路电路适用于将所述DC/AC转换器电路的输出耦合到所述AC/DC转换器电路的所述输入以及从所述AC/DC转换器电路的所述输入断开，所述计算机程序产品包含计算机可读的存储介质，该介质中包含计算机可读的程序代码，所述计算机可读的程序代码包含：
程序代码，其被配置为引起从所述DC/AC转换器电路的所述输出经由所述旁路电路的电力传送以便进行所述设备的测试。
40.根据权利要求39的计算机程序产品，其中，所述计算机可读的程序代码包含被配置为使电力绕着环路循环以进行所述测试的程序代码，该环路包含所述AC/DC转换器电路、所述DC/AC转换器电路以及所述旁路电路。
41.根据权利要求39的计算机程序产品，其中，被配置为引起从所述DC/AC转换器电路的所述输出经由所述旁路电路的电力传送以进行所述设备的测试的所述程序代码包含：
程序代码，其被配置为对用于所述测试的电力指令做出响应地控制所述DC/AC转换器电路和/或所述AC/DC转换器电路。
42.根据权利要求39的计算机程序产品，其中，所述电力指令表示所希望的有功功率和/或无功功率传送。
43.根据权利要求39的计算机程序产品，其中，被配置为引起从所述DC/AC转换器电路的所述输出经由所述旁路电路的电力传送以进行所述设备的测试的所述程序代码包含：
程序代码，其被配置为使所述DC/AC转换器电路和/或所述AC/DC转换器电路产生用于所述测试的预定义电流。
44.根据权利要求43的计算机程序产品，其中，所述预定义电流包含预定义的谐波电流。
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