TWI418115B - 於並聯不斷電系統中脈寬調變同步的方法 - Google Patents

於並聯不斷電系統中脈寬調變同步的方法 Download PDF

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TWI418115B
TWI418115B TW97109509A TW97109509A TWI418115B TW I418115 B TWI418115 B TW I418115B TW 97109509 A TW97109509 A TW 97109509A TW 97109509 A TW97109509 A TW 97109509A TW I418115 B TWI418115 B TW I418115B
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Description

於並聯不斷電系統中脈寬調變同步的方法
本發明大體上係關於不斷電(UPS)系統,及特定而言之兩個或多個UPS系統以並聯的形式連接及操作,其中使用局部測量臨界匯流排電壓以偵測零交叉以產生脈寬調變(PWM)脈衝同步於該等UPS系統之間。
本申請案係為聲明對2007年4月27日提出之美國臨時申請案第60/914,617號之優先權及權益,茲將其全文以引用方式併入本文。
一種用於需要連續電力的應用程序內之UPS系統,使得當主電源故障時,該UPS系統自一儲能儲存系統內提供電力,一般以一電池形式。UPS系統監控主電源及控制該等UPS組件以連續地提供電力到一臨界負載。
為進一步提供連續的電力,多個UPS單元可能被並聯於其他的UPS單元中,以形成一具有某一多重性之冗餘及可升級的UPS系統。此系統添加冗餘性以使得任一UPS單元可自運行的臨界負載上斷開或UPS單元自動地隔離故障單元。該(等)持續的單元仍然提供電力到臨界負載。此外,該系統可彈性地允許增加系統的總電力容量。一般地,當並聯該等UPS單元時,添加一些單元至單元接線以促使電力共享及單元的連接或斷開。
在並聯的UPS系統內,PWM脈衝切換週期需要被同步使得循環電流最小化。由於數位控制定律的基本限制,一數 位均分負載控制回路僅能影響輸出電流(自基本頻率上升至1/2的PWM脈衝頻率)的諧波分量。即使當處於相對較低頻率時,利用適當的數位均分負載回路同樣可以達成完全的均分負載控制,但存在循環電流之高頻分量情況。此等高頻循環電流的發生作為當多個UPS單元以並聯相連接時PWM脈衝沒有被同步的結果。
為了最小化此等高頻循環電流,於所有的以並聯連接的UPS系統之單元中PWM脈衝必須被同步。一般地,利用一"主控"控制器發送一同步脈衝至所有的於UPS系統內的其他單元(其中其他單元作為"從屬")以達成同步。隨後所有的"從屬"單元將使其PWM脈衝同步於"主控"的PWM脈衝。雖然此技術已被接受,但該技術需要於該等單元之間附加接線以傳輸同步脈衝,並且"主控-從屬"關係的存在將導致單點故障,其降低了整個系統的可靠性。
因此需要產生一於並聯UPS系統中PWM脈衝同步的方法,其中該方法不需要在該等單元之間附加接線也不相依於一"主控-從屬"控制器的關係。
在本發明之某一方面中,一種於並聯UPS系統中脈寬調變的脈衝同步的方法,其使用局部測量臨界匯流排電壓以偵測一零交叉及調整PWM脈衝以重合零交叉。在該等單元之間沒有進行需要於執行同步的通信,並且無存在"主控"及"從屬"關係從而增加整個系統的可靠性。
以下對圖形的描述及對特定結構及功能的書寫描述都不在於限制請求者所發明之範疇或附加請求項之範疇。相反地,提供該等圖形及書寫描述用於教導任一熟練此項技術者製造及使用受專利保護的本發明。熟練此項技術者應明白為清楚及理解起見,本發明之商業實施例之特點並沒有被全部描述或顯示。一般技術者也應明白實際商業實施例之發展結合本發明之方面將需要許多特定執行決定以實現開發者用於商業實施例之最終目標。該等特定執行決定可包含(且並不限於):遵守有關系統、有關商業、有關政策及其他方面的限制,其可能受到特定執行、場所及不定的時間的變化。同時在絕對意義上來說,開發者的努力可能會變得複雜及費時,然而,此等努力將成為具有利於本發明之熟練此項技術者之常規理解。請務必明白本發明在文中的提示及教導易於成為許多及各種修改及替代的形式。最後,對於諸如(但不限於)"一(在英文內為"a")"的單數術語的使用,其無意於對該等術語之數量進行限制。同時,對於諸如(但不限制於)"頂部","底部","左","右","上部""較低","下部","向上","側",及等等的關係術語的使用,為清楚起見,書面描寫只作為圖形的特定參考且並無意於限制本發明之範疇或所附請求項之範疇。
本發明之特定實施例描述於下並請參照該等方塊圖及/或該等方法之運行說明。請明白該等方塊圖及/或運行說明之各方塊,及該等方塊圖及/或運行說明內之方塊的組合可藉由類比及/或數位硬體,及/或電腦程序指令所執 行。該等電腦程序指令可被提供至一通用電腦、專用電腦、ASIC、及/或其他可程式化資料處理系統的處理器。該等執行指令可產生該等用於執行特定於方塊圖及/或運行說明之操作的結構及功能。在一些交替執行中,表示於圖形內的該等功能/操作/結構也可能在方塊圖及/或操作說明內發生異常。舉例而言,顯示兩個連續發生的操作,事實上,基於對功能性/作用/結構的包含可能充分地同步執行或倒序地執行上述操作。
電腦程式可供使用於或在文中藉由揭示實施例可被寫入諸如組合語言及/或微碼之物件導向程式語言、習知程序程式語言、或較低階碼。該程式可完全執行於一作為獨立套裝軟體或作為另一套裝軟體之一部分的單一處理器及/或交叉多處理器上。
大體上,申請者已發明一使用局部測量臨界匯流排電壓以偵測一零交叉及調整PWM脈衝以重合零交叉之於並聯UPS系統中脈寬調變的脈衝同步的方法。
請參照本發明之許多可能的實施例之其中一者,在圖1中,本發明被用於一說明性的UPS系統內,大體上由數字10定義。UPS系統10包含一UPS單元12及一UPS單元14,兩者以並聯連接以產生UPS系統10。雖然在圖1中所示為兩個UPS單元12及14,但應明白任一數量的UPS單元可進行並聯連接,且所示單元12及14僅用於說明目的。單元12及14之輸出產生一應用於一臨界負載18之臨界匯流排電壓16(圖3a)。
UPS單元12包含一整流器20,該整流器20轉換輸入電力自交流電源22到直流電。交流電源22可從利用電力或另一諸如發電機之交流電源中提供。連接整流器20至第一電源,同時涉及一換流器24,該換流器24轉換直流電到一項調節的交流電。電池26,其於存在一公共電力中斷供應之情況下提供儲存之直流電能。
UPS單元12進一步包含一靜態旁路開關(SBS)28,其在第一電源24故障之情況下連接一替用的交流電源30至負載18。替用的交流電源30可被選用地連接於與交流電源22相同之電源或可從一分開的交流電源供應。舉例而言,適合於靜態旁路開關28之裝置包含矽控整流器(SCR)、雙向整流器(triac)及絕緣閘雙極電晶體(IGBT)。UPS單元12進一步包含一控制器32,其控制單元12之操作,包含整流器20之操作、SBS 28之啟用/停用、及換流器24之控制操作。是通過在匯流排34上提供控制及回饋信號測量來控制該等組件。換流器24之輸出電壓36通常係為匯流排34之回饋信號測量之部分,但是在圖1中分別給示被施加至控制器32以描述本發明方法。
於UPS單元12內亦提供一斷路器38。藉由閉合斷路器38及關閉SBS 28來達成自電源30傳遞電力至換流器24之請求。
在正常情況下,換流器24提供電力到臨界負載18。一旦換流器24故障,控制器32關閉換流器24及開啟SBS 28,從而自換流器24傳遞臨界負載18至替用的交流電源30,從而 保持電力至臨界負載18。
為提供進一步冗餘性及可量測性,UPS單元(諸如UPS單元12)可並聯於附加的UPS單元(諸如第二UPS單元14)。UPS單元14具有與UPS單元12一樣的子系統,該子系統包含:一整流器40、換流器42、電池44、SBS 46、控制器48、匯流排50及斷路器52。換流器42之輸出電壓54施加至控制器48。
如上所述,可並聯連接複數個UPS單元12及14且各單元內之控制器32及48經組態以配合其它控制器(多個控制器)彙接操作。利用一離散數位信號通信匯流排60來達成介於在UPS單元12及14之間的通信。
現請參照圖2,說明於一並聯UPS系統中以並聯於饋送負載18的兩個單一脈衝PWM換流器之形式的換流器24及42(圖1)之實施例。雖然在圖中只說明兩個換流器24及42,但應明白本發明可使用兩個以上的單元,或者也可使用並聯單相、三相或其他多相PWM脈衝換流器。PWM換流器24及42包含下列子系統。
直流電源70、72,其大體上係由利用交流電/直流電整流器及/或電池儲存系統所得。換流器24及42同時包含一PWM橋式變換器,大體由數字74及76定義,其說明一單相結構及由反並聯的電源轉換、續流二極管free-wheeling diodes(於換流器24內之S11、S12、S13及S14換流器42內之S21、S22、S23及S24)所組成。作為IGBT說明表示電源切換器,但其他電源切換器諸如MOSFET或BJT同樣可被利 用。
換流器24及42進一步包含一濾波器80及82,濾波器80及82包含一感應器/電容濾波器,用於濾除測量於換流器24內之點84及86之間及換流器42內之點88及90之間的輸出電壓及之高頻分量。輸出電壓類似於盡可能接近於變化於基本頻率(60 Hz/50 Hz)上之正弦波形。
熟練此項技術者已知,數位控制器32及48,係測量系統內之電壓及電流分別作為反饋信號34及50,以控制PWM換流器24及42之操作。控制器32及48分別產生PWM控制信號92及94,其分別被饋送至一閘驅動96及98,閘驅動為PWM橋式變換器74及76之電源切換器S提供驅動,請參考,例如美國專利第6,466,465號,藉由涉及所有目的從而將其全文以引用方式併入本文。
控制器32及48作用於獲得一隨著涉及於基本頻率60 Hz/50 Hz之電壓。舉例而言,藉由自存在於UPS系統內之電壓基準之各控制器32、48,獲得正弦曲線基準電壓,諸如共同於兩個UPS單元12及14之替用的交流電源或一些附加的且通常饋送至兩個控制器32及48之發電電壓基準。根據系統10之電壓及電流反饋測量,為了促使輸出電壓隨其基準,控制器32及48產生PWM脈衝控制該電源變換器。
控制器32及48附加作用於促使負載電流100平均分配到並聯的UPS單元12及14中,在此情況下促使輸出電流i1、102相等於輸出電流i2、104。請注意電流100係為電流102及104之總和。當電流102不等於電流104時,循環電流存 在於UPS單元12及14之間,及為了增加整個系統10的效率及/或防止UPS單元12及14成為過載,控制器32及48之目的為最小化或清除該循環電流。
本發明之PWM脈衝同步不需要任一以實際導線連接於UPS單元12及14之間的形式進行附加聯絡。單元12之控制器32、單元14之控制器48,分別使用其局部測量於換流器24之點84及86之間或於換流器42之點88及90之間的輸出電壓作為一機件以同步PWM脈衝。但該技術忽略了電力導線的電壓降落,於點84及86、88及90、及106及108之間的電壓基本上都是一樣的。因此可以看出,本發明並不需要於單元24及42之間的額外導線且排除產生"主控"及"從屬"關係的需要,從而增加整個系統的可靠性。
現請參照圖3及4,根據本發明,圖3說明於單元24及42之間PWM脈衝沒有同步,圖4說明於單元24及42之間PWM脈衝同步。在圖3內,不管自單元24(圖3b)上的PWM脈衝或自單元42(圖3d)上的PWM脈衝都沒有同步於輸出電壓零交叉(圖3a)。同時,各控制器32、48取樣測量信號以控制更新時間(分別地且沒有同步於輸出電壓零交叉)及利用該等信號作為反饋信號,該反饋信號作為一數位控制迴路策略於各PWM脈衝週期上產生新的PWM脈衝指令(分別於圖3c及3e說明),且沒有同步於輸出電壓零交叉。各單元之控制更新時間表示同步於其PWM脈衝產生。
如說圖4說明,本發明PWM脈衝同步於局部測量的輸出電壓零交叉(圖4a)。由於控制更新時間(圖4c及4e)連接於 PWM脈衝產生(圖4b及4d)導致於該等單元之間將同步控制更新時間。控制器32及48作用於藉由連續調整脈衝的PWM週期以達成及持續該同步,使得PWM脈衝之固定整數N數目出現於輸出電壓之第一條循環線上,且促使控制更新時間相符於零交叉。
現請參照圖5,說明一實施於本方法之控制器執行之方塊圖,其大體上由數字120定義。控制器120基於一具有安置下列組件之數位信號處理器(DSP),其該等組件為:計時器122;輸入捕獲單元124;輸出比較單元126;模數轉換器/ADC 128;零交叉偵測器130;類比信號調節器132;及記憶體系統134。組件122、124、126、128及134可在單一晶片裝置之商業DSP或微型控制器上尋到。
計時器122係以自向上/向下計數的模式進行程式化,其中該模式以計時器122從0開始計數至一指定可程式化定時週期計數,及隨後再次自0遞減計數(於圖6內說明)。饋送計時器122之輸出至輸出比較單元126中,其基於藉由DSP程序控制PWM比較值進行產生PWM輸出脈衝。當計時器122之計數小於PWM比較值時,PWM脈衝輸出係為LOW,及當計數為較大時,該輸出係為HIGH(如圖6所示)。當計時器122達成在其點上的週期計數(溢出OV連接點)時,計時器122還程式化為產生CPU上的中斷,計時器122將同時自動引發取樣的開始及轉換ADC 128之輸入處之類比信號。當看到計時器122溢出中斷時,CPU將開始執行控制代碼程序以更新一新的PWM脈衝比較值。
編程輸出比較單元126,以使得新的PWM比較值將不起作用直到計時器122計數再次達到零(底流)。如此,該控制代碼程序必須上升至1/2的總PWM週期(T PWM)(見圖6)以完成執行於更新一新的PWM比較值之程序。利用如圖6所示之機件,確保控制取樣及更新時間經常同步於PWM脈衝發生(如圖4所示)。
同時饋送計時器122之輸出至輸入捕獲單元124,當輸入信號從LOW到HIGH轉變時,該輸入捕獲單元124被配置於捕獲時間的數值。零交叉偵測器130用以每當一正向零交叉產生於輸出電壓16上時產生一脈衝。當輸出電壓16之零交叉產生時,輸入捕獲單元124將捕獲計時器122計數之數值(如圖7所示)。控制器32以輸出電壓零交叉的發生對準計時器122計數數值(於控制更新時間)之最高點。圖7說明隨後DSP程序將怎樣能夠確定多少控制更新時間自輸出電壓零交叉上偏離。該偏差被作認為"相位誤差"表示於計數,且根據控制更新時間是否為"領先"或"落後"可被給予極性(加或減)。如圖7所示,此確定可藉由當零交叉發生時檢查計時器122是否是向上計數或是向下計數所得。
圖7,相位誤差可以下列方式進行計算:
為了達成PWM脈衝同步於輸出電壓16零交叉,控制器(32、48)必須促使相位誤差項高於零且與此同時保持於輸出電壓之每循環線上之PWM脈衝之固定整數N數目。如果 給予輸出電壓基準為:Vref =Vmax .sin(2.π.f1 .t)
其中f1 代表電壓基準之基本頻率,則為了保持輸出電壓之每條循環線上之脈衝的N數目,該PWM脈衝頻率必須保持在N.f1 。為了更好地及緊密地輸出電壓之閉環控制,可直接自以上基準電壓獲得頻率f1 。或者,亦可藉由介於輸出電壓之兩個連續的零交叉之間的間隔的實際測量中導出此頻率。
圖8說明一可用於促使相位誤差項至零及促使PWM脈衝頻率至N倍數的基本頻率f1 之演算法。使用下列公式以週期性地計算一新的PWM頻率,該新的PWM頻率隨後將用於更新PWM計時器之計時週期計數:f pwm (K 1Phas e_ErrorK 2Frequency _Error )dt
其中該頻率誤差計算如下:Frequency_Error=N.f1 -fpwm
此計算可(例如)對於每條循環線來進行或可易於程式化以每當一新電壓零交叉發生時執行。如圖8所示,插入一限制器140於積分器142之輸入處,以限制允許PWM頻率改變各更新時的速率。此操作確保在未使控制器中斷的定時環境或影響其他數位控制系統(諸如輸出電壓的閉環控制及負載共用控制系統)之效能情況下,逐漸地完成改變PWM計時器週期。在圖8中,新的計時器週期144可從PWM頻率計算,如下:
相位誤差塊146使用此週期計數,計時器隨著自輸入捕獲124處獲得的零交叉進行計數,及實際上當計時器122向上計數及下向計數時不管零交叉是否發生,都可利用上述公式確定相位誤差。
在以上詳述中,假設輸出電壓零交叉利用輸出電壓之一實際直接測量進行偵測。然而,為了更好地及緊密地達成輸出電壓之閉環控制,輸出電壓零交叉可同樣連續的從內部產生的正弦電壓基準中得到,就如同輸出電壓頻率f1所行。如上所述,此內部產生的電壓基準通常藉由控制器32及48獲得,從一藉由兩個單元測量的替用的交流電源壓30或從一通常饋送至兩個單元的內部發電壓基準獲得。在此情況中,零交叉發生時的時間,在不需要一分開的零交叉偵測器硬體的情況下可能直接從內部產生的電壓基準中計算出。
在沒有離開申請者之發明精神情況下利用上述本發明之一個或多個方面以獲得其他及進一步的實施例。
除非有其他特定之限制,該等步驟之次序可出現於多種順序中。在文中所述之多種步驟可結合於其他步驟,也可插入於固定的步驟,及/或分成多個步驟。類似地,該等元件已描述其功能性也可說明為分開的組件或可結合到具有多項功能的組件中。
本發明已被描述於較佳及其他實施例之文檔內且不是本發明之各實施例都被描述。對所描述之實施例一般技術者可用於明顯的修改及變化。此等揭露或未揭露的實施例並 不意於限制或約束由申請人設想之本發明之範疇或適用性,但是,其符合於專利法。申請人意於充分保護所有這些包含於與下列請求項相等的範疇或範圍之修改及改進。
10‧‧‧UPS系統
12、14‧‧‧UPS單元
16‧‧‧臨界匯流排電壓
18‧‧‧臨界負載
20、40‧‧‧整流器
22‧‧‧交流電源
24、42‧‧‧換流器
26、44‧‧‧電池
28、46‧‧‧靜態旁路開關(SBS)
30‧‧‧替用的交流電源
32、48‧‧‧數位控制器
34、50‧‧‧匯流排
36、54‧‧‧輸出電壓
38、52‧‧‧斷路器
60‧‧‧離散數位信號通信匯流排
70、72‧‧‧直流電源
74、76‧‧‧PWM橋式變換器
80、82‧‧‧濾波器
84、86、88、90、106、108‧‧‧ 點
92、94‧‧‧PWM控制信號
96、98‧‧‧閘驅動
100‧‧‧負載電流
102、104、i1、i2‧‧‧輸出電流
120‧‧‧控制器
122‧‧‧計時器
124‧‧‧輸入捕獲單元
126‧‧‧輸出比較單元
128‧‧‧模數轉換器/ADC
130‧‧‧零交叉偵測器
132‧‧‧類比信號調節器
134‧‧‧記憶體系統
140‧‧‧限制器
142‧‧‧積分器
144‧‧‧計時器週期
146‧‧‧相位誤差塊
S11、S12、S13、S14、S21、S22、S23、S24‧‧‧ 續流二極管
圖1說明一典型的UPS系統之方塊圖。
圖2說明一利用本發明之某一實施例之方塊圖。
圖3及圖4說明用於本發明之該等實施例之時序圖。
圖5說明一可被用於本發明之該等實施例之計時器之方塊圖。
圖6及圖7說明利用本發明的該等實施例之時序圖。
圖8說明一執行於本發明的電路之方塊圖。
18‧‧‧臨界負載
24、42‧‧‧流器
32、48‧‧‧數位控制器
34、50‧‧‧匯流排
70、72‧‧‧直流電源
74、76‧‧‧PWM橋式變換器
80、82‧‧‧濾波器
88、90、84、86‧‧‧點
92、94‧‧‧PWM控制信號
96、98‧‧‧閘驅動
100‧‧‧負載電流
102、104、i1、i2‧‧‧輸出電流
S11、S12、S13、S14、S21、S22、S23、S24‧‧‧ 續流二極管

Claims (20)

  1. 一種於一並聯電源供應系統中用於經脈寬調變(pulse width modulated,縮寫為PWM)脈衝之同步化的方法,該方法包括:提供並聯連接的至少第一電源供應器及第二電源供應器,其中每一電源供應器連接至一共同輸出匯流排電壓,該共同輸出匯流排電壓具有一零電壓交叉(zero voltage crossing)、一用於複數個PWM脈衝之每一者之控制更新點及一循環週期;測量一在該零電壓交叉和用於該等PWM脈衝中之一者之該控制更新點之間的時間週期;及根據該經測量之時間週期調整該等控制更新點,使得該等PWM脈衝重合於該零電壓交叉。
  2. 根據請求項1之方法,其中該至少第一電源供應器及第二電源供應器是不斷電電源供應單元(uninterruptible power supply units,縮寫為UPS)。
  3. 根據請求項1之方法,進一步包括調整一取樣率至該匯流排電壓之一循環週期內之PWM脈衝之一固定數目。
  4. 根據請求項1之方法,進一步包括:以一預先確定的取樣率取樣該匯流排電壓;判定該匯流排電壓之一頻率;及調整該取樣率至該匯流排電壓之一循環週期內的PWM脈衝之一固定數目。
  5. 根據請求項4之方法,其中藉由介於輸出電壓之連續的 零交叉之間的時間測量判定該匯流排電壓之該頻率。
  6. 根據請求項4之方法,其中藉由自共同饋送至所有的UPS單元上之一電壓所導出的一內部產生的電壓基準來判定該匯流排電壓之該頻率。
  7. 根據請求項1之方法,其中係藉由每一控制器自共同饋送至所有UPS單元之一電壓所導出的一內部產生的電壓基準而偵測該匯流排電壓之該零電壓交叉。
  8. 根據請求項1之方法,其中調整該等控制更新點以重合於該偵測的零電壓交叉包含:基於一相位誤差及一頻率誤差連續地調整一PWM脈衝頻率。
  9. 根據請求項8之方法,其中該經調整之改變率受限於隨時間提供該PWM頻率的一逐步改變。
  10. 一種用於經脈寬調變(PWM)脈衝之同步化的系統,其包括:並聯連接之至少第一電源供應器及第二電源供應器,其中每一電源供應器連接至一共同輸出匯流排電壓,該共同輸出匯流排電壓具有一零電壓交叉、一用於複數個PWM脈衝之每一者之控制更新點及一循環週期;及至少第一處理器及第二處理器經組態以分別控制該第一電源供應器及該第二電源供應器,其中該等處理器係各自經組態以測量在該零電壓交叉和該用於該等PWM脈衝中之一者之控制更新點間之一時間週期,且其中該等處理器係更進一步經組態以根據該經測量之時間週期調整該等控制更新點,使得來自該第一電源供應器及該第 二電源供應器之該等PWM脈衝重合於該零電壓交叉。
  11. 根據請求項10之系統,其中該至少第一電源供應器及第二電源供應器是不斷電電源供應單元(UPS)。
  12. 根據請求項10之系統,其中該等控制更新點係隨著一受限的改變率而調整,以隨時間提供該PWM頻率之一逐步改變。
  13. 一種於一並聯電源供應系統中用於經脈寬調變(PWM)脈衝之同步化的方法,其包括:提供並聯連接的至少第一電源供應器及第二電源供應器,其中每一電源供應器連接至一共同輸出匯流排電壓,該共同輸出匯流排電壓具有一零電壓交叉及一循環週期,每一電源供應器提供複數個PWM脈衝,每一PWM脈衝伴隨一控制更新點;測量在該零電壓交叉和用於該等PWM脈衝中之一者之該控制更新點間之一時間差和一相位差;及根據該經測量之時間差和相位差來調整該等控制更新點,使得該等PWM脈衝重合於該零電壓交叉。
  14. 根據請求項13之方法,進一步包括:以一預先確定的取樣率取樣該匯流排電壓;判定該匯流排電壓之一頻率;及調整該取樣率至該匯流排電壓之一循環週期內的PWM脈衝之一固定數目。
  15. 根據請求項14之方法,其中該輸出匯流排電壓係於每一控制更新點上於每一PWM脈衝期間被取樣。
  16. 根據請求項14之方法,其中調整該等控制更新點,使得該等PWM脈衝重合於該零電壓交叉包括:調整該取樣率。
  17. 根據請求項13之方法,其中每一PWM脈衝係位於每一控制更新點之中心。
  18. 根據請求項13之方法,其中該等控制更新點係隨著一受限的改變率而調整以隨時間提供該PWM頻率之一逐步改變。
  19. 根據請求項13之方法,其中該第一電源供應器之一第一處理器及該第二電源供應器之一第二處理器獨立地測量用於藉由該等個別的電源供應器所產生之該等PWM脈衝之該時間差和該相位差。
  20. 根據請求項13之方法,其中該等PWM脈衝之同步化不需要任何介於該第一電源供應器和該第二電源供應器之間的額外通訊,且其中該等PWM脈衝之同步化不需要任何介於該第一電源供應器和該第二電源供應器之間的額外佈線,而是該第一電源供應器和該第二電源供應器皆依賴於經局部地測量之時間差和相位差以同步化該等PWM脈衝。
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Families Citing this family (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050286274A1 (en) * 2004-06-29 2005-12-29 Hans-Erik Pfitzer Self-testing power supply apparatus, methods and computer program products
US7518264B1 (en) * 2008-05-29 2009-04-14 International Business Machines Corporation Digital current share method for power supplies in parallel
TWI409620B (zh) * 2009-04-27 2013-09-21 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 電源轉換電路
GB2470591A (en) 2009-05-29 2010-12-01 Powervation Ltd Pulse width modulation synchronisation of switched mode power converters
WO2011002362A1 (en) * 2009-06-30 2011-01-06 Saab Ab Method for reducing electromagnetic interference radiated from a power supply arrangement
TWI414119B (zh) 2009-10-30 2013-11-01 Delta Electronics Inc 電源供應器以及具有複數個電源供應器之供電系統
US8552589B2 (en) 2010-05-14 2013-10-08 Schneider Electric It Corporation Digital control method for operating the UPS systems in parallel
CN101820279B (zh) * 2010-05-18 2012-05-23 中国航天科技集团公司第九研究院第七七一研究所 用于多个脉宽调制器同步的电路
CN101820280B (zh) * 2010-05-18 2011-11-23 中国航天科技集团公司第九研究院第七七一研究所 用于脉宽调制器异相驱动的检相纠相电路
US20120098471A1 (en) * 2010-10-20 2012-04-26 Danfoss Drives A/S Electrical system and method for controlling an electrical motor
US8884563B2 (en) * 2010-12-02 2014-11-11 Jerry Fan System and method for supplementing a generated DC power supply
CN102624367B (zh) * 2011-01-30 2015-11-25 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 多通道脉冲同步识别装置和方法
EP2686947B1 (de) * 2011-03-16 2020-07-08 SMA Solar Technology AG Netzgekoppelter wechselrichter, wechselrichteranordnung und betriebsverfahren für eine wechselrichteranordnung
CN102801403B (zh) * 2011-05-24 2016-02-10 中兴通讯股份有限公司 电源的同步锁相方法及电源
CN103828184B (zh) * 2011-08-05 2016-08-17 力博特公司 在没有任何辅助信号的情况下进行的多个不间断电源总线之间的基于电力线的协调信号的智能仲裁
KR20140032495A (ko) * 2011-09-13 2014-03-14 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤 전원 시스템
US9093860B2 (en) * 2011-09-19 2015-07-28 Schneider Electric It Corporation Fault detection for parallel inverters system
US9172271B2 (en) * 2011-09-19 2015-10-27 Schneider Electric It Corporation Parallel control and protection for UPS
EP2765670B1 (en) * 2011-10-04 2017-06-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electric vehicle power supply system and method for controlling same
JP2013090358A (ja) * 2011-10-13 2013-05-13 Fuji Electric Co Ltd 直列多重インバータ装置
ES2554666T3 (es) * 2011-12-01 2015-12-22 Aeg Power Solutions Gmbh Conjunto para suministro ininterrumpido de potencia
EP2600491A1 (de) 2011-12-01 2013-06-05 AEG Power Solutions B.V. Anordnung zur unterbrechungsfreien Stromversorgung
EP2810349B1 (en) 2012-02-01 2018-06-27 Schneider Electric IT Corporation Offline power supply
TW201338629A (zh) * 2012-02-06 2013-09-16 Richard Landry Gray 應用於脈衝寬頻調變驅動照明裝置之降低頻閃現象的方法
CN103312187B (zh) * 2012-03-09 2016-02-03 台达电子工业股份有限公司 一种变流器系统
TWI460958B (zh) * 2012-03-22 2014-11-11 Atomic Energy Council 整合型發電控制系統
CN103532219B (zh) * 2012-07-06 2015-08-26 北京航天发射技术研究所 车载智能配电控制系统
US9515520B1 (en) * 2012-08-03 2016-12-06 Google Inc. Battery backup based on voltage feed-forward control in a power supply
CN102820802B (zh) * 2012-08-17 2015-10-28 深圳市英威腾电气股份有限公司 逆变电源系统及其信号传递方法
JP5930934B2 (ja) * 2012-10-01 2016-06-08 株式会社日立産機システム 電力変換装置
US8628571B1 (en) 2012-11-13 2014-01-14 Mitraltech Ltd. Percutaneously-deliverable mechanical valve
WO2014098863A1 (en) * 2012-12-20 2014-06-26 Schneider Electric It Corporation Method and apparatus for determining characteristics of an input signal
KR101322617B1 (ko) * 2013-07-30 2013-10-29 이화전기공업 주식회사 배터리를 구비한 무정전전원장치의 에너지저장시스템 및 그 운전방법
EP3070813B1 (en) * 2013-11-14 2018-06-20 Sony Corporation Power supplying device and power receiving device
US9882424B2 (en) 2014-02-21 2018-01-30 General Electric Company Redundant uninterruptible power supply systems
US9685820B2 (en) 2014-03-11 2017-06-20 General Electric Company Redundant uninterruptible power supply systems
US9705360B2 (en) 2014-03-11 2017-07-11 General Electric Company Redundant uninterruptible power supply systems
US10566834B2 (en) 2014-04-04 2020-02-18 Schneider Electric It Corporation Systems and methods for quick power delivery mode changes
JP5768165B2 (ja) * 2014-05-19 2015-08-26 東芝三菱電機産業システム株式会社 無停電電源システム
US20160006296A1 (en) * 2014-07-02 2016-01-07 Emerson Network Power, Energy Systems, North America, Inc. Systems And Methods For Matching End Of Life For Multiple Batteries And/Or Battery Backup Units
CN105471058B (zh) * 2014-08-22 2019-02-26 比亚迪股份有限公司 充电控制系统及其充电方法
US10654682B2 (en) 2014-12-17 2020-05-19 Otis Elevator Company Conveyance system having paralleled drives
DE102014119502B3 (de) * 2014-12-23 2016-03-24 Sma Solar Technology Ag Netzgekoppelter Wechselrichter, Wechselrichteranordnung und Betriebsverfahren für eine Wechselrichteranordnung
CN105990898B (zh) * 2015-02-06 2018-12-25 维谛技术有限公司 一种并联不间断电源系统、锁相方法及装置
US10277066B2 (en) 2015-04-15 2019-04-30 Vertiv Corporation Method for balancing power in paralleled converters
EP3096435B1 (en) * 2015-05-18 2018-04-18 ABB Schweiz AG Uninterruptable power supply system with fault clear capability
US9859716B2 (en) 2015-05-29 2018-01-02 General Electric Company Hybrid AC and DC distribution system and method of use
US9859752B2 (en) 2015-06-05 2018-01-02 General Electric Company Uninterruptible power supply and method of use
US10439431B2 (en) 2016-02-23 2019-10-08 Vertiv Corporation Method to reduce inrush currents in a transformer-less rectifier uninterruptible power supply system
US9929665B2 (en) * 2016-04-20 2018-03-27 International Business Machines Corporation Remotely controllable modular power control device for power generation
ES2962908T3 (es) 2017-01-30 2024-03-21 Carrier Corp Rectificadores pasivos en paralelo de extremo delantero con y sin intercalado
CN110463028B (zh) 2017-01-30 2023-04-28 开利公司 对采用和不采用交织并联无源前端整流器进行控制的方法
TWI630785B (zh) * 2017-03-17 2018-07-21 茂達電子股份有限公司 馬達控制系統以及馬達驅動電路
US11245266B2 (en) * 2018-11-13 2022-02-08 Kohler Co. Offline synchronization of generators
TWI707294B (zh) * 2019-12-05 2020-10-11 國立聯合大學 田間湛水感測裝置、田間湛水感測系統、及田間湛水感測方法
US11356238B1 (en) 2021-05-24 2022-06-07 Texas Instruments Incorporated Synchronization between devices for PWM waveforms
CN113785467B (zh) * 2021-07-23 2022-10-21 深圳市英威腾电源有限公司 不间断电源系统的母线电压控制方法、系统及相关组件

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6563048B2 (en) * 2000-10-27 2003-05-13 Liebert Corporation Ancillary cabinet system for an uninterruptible power supply
US6700351B2 (en) * 2000-02-18 2004-03-02 Liebert Corporation Modular uninterruptible power supply battery management
US6768223B2 (en) * 2000-06-01 2004-07-27 Liebert Corporation Apparatus and method for rapid fault detection and transfer in a utility-interactive uninterruptible power supply
TWI282658B (en) * 2001-10-23 2007-06-11 Delta Electronics Inc A parallel connection system of DC/AC voltage converter

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6466465B1 (en) * 2000-02-14 2002-10-15 Liebert Corporation Digital control of voltage harmonic distortion and overload current protection for inverters
WO2002060031A2 (en) * 2000-10-27 2002-08-01 Emerson Electric Co. Uninterruptible power supply
CN1303739C (zh) * 2003-05-20 2007-03-07 西安交通大学 正弦脉宽调制逆变电源的自动主从并联控制方法
US7132951B2 (en) * 2003-07-11 2006-11-07 Liebert Corporation Apparatus and method for protecting an uninterruptible power supply and critical loads connected thereto
US7405494B2 (en) * 2004-07-07 2008-07-29 Eaton Corporation AC power supply apparatus, methods and computer program products using PWM synchronization
US7564148B2 (en) * 2005-02-04 2009-07-21 Libert Corporation UPS having a dual-use boost converter
JP2006217780A (ja) * 2005-02-07 2006-08-17 Yamaha Motor Co Ltd インバータ式交流発電装置
US7566988B2 (en) 2005-06-14 2009-07-28 Liebert Corporation Method and apparatus for monitoring UPS power sources
JP2008545368A (ja) * 2005-07-06 2008-12-11 リーバート・コーポレイシヨン 並列upsシステムにおける最大バッテリー稼動時間

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6700351B2 (en) * 2000-02-18 2004-03-02 Liebert Corporation Modular uninterruptible power supply battery management
US6768223B2 (en) * 2000-06-01 2004-07-27 Liebert Corporation Apparatus and method for rapid fault detection and transfer in a utility-interactive uninterruptible power supply
US6563048B2 (en) * 2000-10-27 2003-05-13 Liebert Corporation Ancillary cabinet system for an uninterruptible power supply
TWI282658B (en) * 2001-10-23 2007-06-11 Delta Electronics Inc A parallel connection system of DC/AC voltage converter

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CN101689816B (zh) 2012-12-26
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